第一章 船用泵概述

第一章船用泵概述学习目标知识目标1．了解船用泵的功用和分类；2．熟悉船用泵的主要性能；3．掌握船用泵的基本概念、参数等方面的知识。

能力目标能解析船用泵主要性能参数的含义。

第一节泵在船上的功用泵是一种将原动机的机械能转换为液体能，用来输送液体的机械。

在现代船舶上，泵是一种应用最广、数量和类型最多的辅助机械。

如柴油机、锅炉所需的燃油、润滑油、动力油、冷却水、补给水；船员和旅客生活所需的日用淡水、卫生水；船舶安全航行所需的压载水、消防水、舱底水等，都是通过泵来输送的。

第二节泵的分类1．按泵在船上用途分(1)船舶动力装置用泵有燃油泵、润滑油泵、淡水泵、海水泵、液压舵机油泵、液压锚机及起货机油泵、锅炉给水泵、制冷装置用的冷却水泵，海水淡化装置给水泵和排污泵等。

(2)船舶安全及生活设施用泵有舱底水泵、压载水泵、消防泵、日用淡水及卫生水泵等。

(3)特殊船用泵有油船货油泵、洗舱泵、挖泥船的泥浆泵、深水打捞船上的打捞泵、喷水推进船上的喷水推进泵、渔船-卜的捕鱼泵等。

2．按泵的工作原理分(1)容积式泵容积式泵是靠工作部件的运动使其工作容积周期性地变化而吸、排液体的泵。

根据运动部件运动方式的不同又分为往复泵和回转泵两类。

根据运动部件结构不同，前者有活塞泵和柱塞泵之分；后者常用的有齿轮泵、螺杆泵、叶片泵和水环泵等。

(2)叶轮式泵叶轮式泵是靠叶轮带动液体高速旋转使流过叶轮的液体的压力能和动能增加而吸、排液第2页体的泵。

根据泵的叶轮和流道结构特点的不同，又可分为离心泵、轴流泵和旋涡泵等。

(3)喷射式泵喷射式泵是利用具有一定压力的流体流经喷嘴时产生的高速射流来引射需输送流体的泵。

根据所用工作流体的不同，主要有水喷射泵、水喷射真空泵和蒸汽喷射泵等。

泵除按上述工作原理的不同进行分类外，还可以按泵轴位置分为立式泵和卧式泵；按吸口数目分为单吸泵和双吸泵；按驱动泵的原动机来分，船用泵大多数是电动泵，此外还有汽轮机泵及柴油机泵，前者如某些油船的货油泵，后者如应急消防泵，而由主机本身附带驱动的泵亦称随车泵。

第三节泵的性能参数1．流量流量是指泵在单位时间内所排送的液体量。

通常用体积来度量所送液体量，则称为体积流量，常用Q表示，单位是m3/s,或m3/h,L/min。

泵铭牌上标示的流量是指泵的额定流量，即泵在额定工况时的流量，而泵实际工作时的流量则与泵的工作条件有关，不一定等于额定流量。

2．扬程泵的扬程也称泵的压头，是指泵传给单位重量液体的能量，或单位重量液体通过泵后所增加的机械能，常用"表示，单位为m(液柱)。

单位重量液体的机械能又称水头。

因此，泵的扬程即为泵使液体所增加的水头；如泵的扬程全部用来提高液体位能，而假设不存在管路阻力损失，则扬程即为泵使液体所能上升的高度。

泵铭牌上标注的扬程是额定扬程，即泵在设计工况时的扬程。

泵实际工作时的扬程不一定等于额定扬程，它取决于泵所工作的管路的具体条件。

泵的工作扬程可用式(1-1)估算：容积式泵往往不标注泵的额定扬程而标注额定排出压力。

额定排出压力是按照试验标准使泵连续工作时所允许的最高压力。

容积式泵工作时的实际排出压力不允许超过额定排出压力。

叶轮式泵、喷射式泵工作扬程高出额定扬程一定程度仍可工作，但工作扬程接近额定扬程时泵的效率较高。

压力P和扬程可按下式换算：3．转速泵的转速是指泵轴每分钟的回转数，用n表示，单位是r／min。

大多数泵都是由原动机直第二章往复泵学习目标知识目标1．掌握往复泵的工作原理、特点及功用；2．了解往复泵的正常吸入条件和排出条件；3．熟悉往复泵、空气室和泵阀的结构和特点。

能力目标1．能对往复泵的易损件进行检查、测量、调整和更换；2．能对往复泵的主要故障进行分析、诊断和排除。

第一节往复泵的工作原理和特点一、往复泵的分类往复泵是一种容积式泵，它是靠活塞或柱塞的往复运动，使工作容积发生变化而实现吸排液体的泵。

往复泵可分为活塞式和柱塞式两大类。

1．活塞式往复泵活塞式往复泵的特点是活塞直径较大且较短，呈盘状结构，其上装有活塞环。

因密封性能较差，故适用于高压。

按其作用次数可分为：(1)单作用泵活塞在一个往复行程中吸、排液体各一次的泵。

这种泵只有一个工作空间，其吸入与排出过程是交替进行的，所以它的流量是断续而极不均匀。

(2)双作用泵活塞在一个往复行程中吸、排液体各两次的泵。

这种泵有两个工作空间，吸排液体同时在各自的空间进行，流量比相同尺寸的单作用泵几乎大一倍，且流量均匀得多。

(3)多作用泵在活塞一个往复行程中吸排液体各多次的泵。

一般奇数多作用泵由多个单作用泵组合而成，而偶数多作用泵则由多个双作用泵组合而成，船上常用的有三缸三作用和双缸四作用泵。

(4)差动作用泵活塞在一个往复行程中一次吸人的液体分两次排出或两次吸人的液体一次排出的泵。

如小型柴油机的输油泵就属于前者。

2．柱塞式往复泵柱塞式往复泵常见的有径向柱塞泵和轴向柱塞泵。

其结构和工作原理在后面章节介绍。

第5页二、往复泵的工作原理往复泵的工作原理如图2-2所示。

当活塞由原动机驱动从左止点往右止点运动时，泵缸容积增大，排出阀关闭，吸人阀打开而吸入液体直至活塞到达右止点，当活塞向左回行时，泵缸容积减小，压力升高，迫使吸人阀关闭和排出阀打开而排出液体，直到活塞到左止点。

因此，只要活塞不断地作往复运动，液体就不断地被吸入和排出，从而实现液体的连续输送。

三、往复泵的流量1．往复泵的理论流量往复泵的理论流量即活塞的有效工作面在单位时间内所扫过的容积：2．往复泵的流量不均匀度(1)瞬时流量上面讨论的往复泵的流量是平均流量。

当第三章回转泵●学习目标知识目标1.掌握回转泵的基本结构、工作原理，了解其性能特点及用途；2.了解齿轮泵的径向力、螺杆泵的轴向力及其平衡方法；3.了解齿封现象及其消除的方法；’4．熟悉径向、轴向密封的典型结构和密封方法；5.了解影响容积式回转泵容积效率的因素。

能力目标1.能对齿轮泵的故障进行分析、诊断和排除；2．能对三螺杆泵的故障进行分析、诊断和排除；3.能对叶片泵的故障进行分析、诊断和排除。

回转泵属容积式泵，它是通过运动部件在泵壳内的回转运动，造成工作空间容积变化实现吸排液体的泵。

根据回转部件结构形式不同，可分为齿轮泵、螺杆泵、叶片泵和水环泵等几种。

适合于输送具有润滑性的液体且要求排量不大的场合。

船上多用作润滑油泵、燃油泵、驳油泵和液压系统中的动力油泵等。

第一节齿轮泵一、齿轮泵的基本结构与工作原理齿轮泵的工作原理如图3-1所示。

在泵体3中装有一对完全相同且互相啮合的齿轮，其中由电动机驱动的齿轮1为主动齿轮，被带动回转的齿轮2为从动齿轮。

主、从动齿轮、泵壳和泵盖构成的吸、排腔被啮合的轮齿隔离。

当主动齿轮按图示方向顺时针回转时，左腔齿轮退出啮合，容积增大，吸人液体；充满齿间的液体随齿轮转动而带到右腔；右腔齿轮进入啮合，容积减小，齿间被挤压的液体从出口排出。

只要齿轮连续回转，泵就不断地吸人和排出液体。

从上述工作原理可知：①泵吸排液体是靠齿轮退出和进入啮合实现第13页的。

轮齿退出啮合一侧为吸人腔，进入啮合一侧为排出腔；②泵吸排腔的密封是靠中间啮合的轮卤、齿顶与泵体内壁的径向间隙和端盖与齿轮端面间的轴向间隙实现的；③主、从动齿轮均存在不平衡径向力。

二、齿轮泵的困油现象1．围油现象齿轮泵的齿型一般都采用渐开线，为了保证齿轮转动的连续和平稳，同时避免吸、排腔相互旁通，其重叠系数E需大于1，即在前一对啮合的轮齿尚未完全脱离啮合时，后一对齿已进入啮合，因而就会出现二对以上的轮齿同时啮合的情况，这样就在两啮合线与泵端盖间形成一个封闭齿隙空间(称为困油容积)，使一部分油液困在其中，如图3-2a)所示。

随着齿轮的转动，困油容积逐渐减小，直至两对啮合齿的啮合点转至对称于节点位置时，困油容积达到最小，如图3-2b)所示。

在这一过程中，残留在困油容积中的油液被挤压，压力急剧上升(可达排出压力的10倍以上)，使齿轮、轴和轴承受到很大的径向力，此时油液将从零件密封面的缝隙中被强行挤出，造成油液发热而加快变质。

这一过程称为困油压缩过程。

其后，随着齿轮继续转动，困油容积又逐渐增大，直到前一对齿脱开啮合为止，如图3-2e)所示。

在这一过程中，因困油容积不能及时充人油液而使其内压力急剧下降，溶于油中的气体析出而产生气泡，这些气泡被带到吸入腔，不但妨碍油液充人齿间，而且随压力升高又会消失，结果导致容积效率的降低和产生振动与噪声。

这一过程称为困油膨胀过程。

可见，困油现象就是困油容积大小的变化造成其内压力急剧升降的现象。

泵发生困油时，不仅使齿轮和轴承负荷增加而降低泵的使用寿命，油温升高而加快油的变质，而B—会导致泵的流量减小、振动和噪声，使泵的工作极不平稳。

2．消除困油现象的方法根据困油现象产生的原因，只要能在不使吸、排腔旁通的前提下，设法在困油容积变小时使之与排出腔沟通，增大时与吸人腔沟通，上述因困油而产生的弊端即可消除。

具体的方法有：(1)卸压槽法这种方法是我国泵类设计所推荐的方法，也是最常用的一种卸压方法。

在油泵的两端盖内侧，沿两齿轮节圆公切线方向，相应于吸排腔位置各挖两个凹槽(称为卸压槽)。

卸压槽有两种：①对称卸压槽。

困油容积最小时两对啮合齿的啮合点A、Ⅱ的垂直距离即为两卸压槽的第四章离心泵学习目标知识目标1．掌握离心泵的基本结构、工作原理；2．了解离心泵的分类、性能特点及用途；3．熟悉离心泵的特性曲线及其应用；4．掌握离心泵的工况调节方法；5．掌握离心泵的轴向和径向的密封结构和原理；6，了解离心泵的汽蚀现象及原因，熟悉防止汽蚀的技术措施。

能力目标1．能进行离心泵的拆装、对主要组成部件进行检修；2．能对离心泵的易损部件进行正确的装配和调整；3．能对离心泵的常见故障进行分析和排除。

第一节离心泵的工作原理一、离心泵的工作原理离心泵的工作原理可由如图4—1所示单级离心泵的结构简图来说明。

离心泵的主要工作部件是叶轮1和泵壳3。

叶轮通常是由5—7个弧形叶片2和前、后圆形盖板所构成。

泵壳呈螺线形，亦称螺壳或蜗壳。

叶轮用键和螺母固定在泵轴6卜，装于泵壳内，泵轴的一端伸出泵壳与原动机相连。

固定叶轮用的螺母7通常采用左旋螺纹，以防反复第30页启动因惯性而松动。

当离心泵工作时，预先充满在泵中的液体受叶片的推压，随叶轮一起回转，产生一定的离心力，从叶轮中心向四周甩出，于是在叫‘轮中心处形成低压，液体便在液面上的气体压力作用下经吸入接管4被吸进叶轮。

从叶轮流出的液体，压力和速度都比进入叶轮时增大了许多。

蜗壳将它们汇聚并平稳地导向扩压管5。

扩压管流道截面逐渐增大，液体流速降低，大部分动能变为压力能，然后进人排出管。

因此，只要叶轮不停地回转，液体的吸排也就会连续地进行。

液体通过泵时所增加的能量，显然是原动机通过叶轮对液体作功的结果。