往复式泵的主要结构

往复式泵的主要结构
往复式泵主要由动力端、液力端、盘根盒（填料函）总成、箱体、底座总成、阀门等部件组成，
往复泵分类结构形式分活塞式：活塞环密封，流量大，压头低
柱塞式：密封长度大，流量小，压头高
直动式：气体、液体和蒸汽驱动。

有效行程分单作用：两个行程，一次吸入，一次排出
双作用：两个行程，两次吸入，二次排出
差动式：两个行程，一次吸入，二次排出
往复泵的工作原理
往复式泵是一种容积式泵，利用活塞或柱塞在泵缸内的往复运动来输送液体。

亦即它也是借助工作腔里的容积周期性变化来达到输送液体的目的的；
吸入行程：工作容积增加，缸内压力下降，吸入阀打开，排出阀关闭，液体进入缸内。

排出行程：工作容积减少，缸内压力增加，吸入阀关闭，排出阀打开，液体排出泵缸。

单缸往复式泵的工作原理
当活塞受到外力（由动力部分曲轴连杆机构的运动而带动）的作用向一边移动时，泵体内工作室容积变大，压力下降，泵上端的排出阀自动关闭（靠弹簧或者重力），泵下端的吸入式自动打开，将液体吸入泵内。

当活塞反方向移动时，泵体内容积变小，造成高压，吸入阀自
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动关闭，排出阀被顶开，将液体排出泵外。

活塞往复一次，即两个行程时，泵只吸入或排出液体一次，交替进行，输送液体不连续，这种泵称为单动泵，也叫单缸往复泵。

柱塞泵工作原理
输出流量的大小取决于驱动端的冲程速度、柱塞尺寸和冲程长度，无论泵在运行或者停止状态均可通过调节调量手轮来改变冲程长度。

驱动端根据偏心机构工作原理，电机通过蜗轮蜗杆带动主轴，与主轴相连的偏心机构将蜗轮的旋转运动转换成滑杆的往复运动，当冲程为“0”时主轴的轴线与偏心轮轴线对齐，柱塞不做往复运动；当冲程在0~100％时，偏心机构与主轴轴线之间产生偏心距，导致柱塞产生往复运动。

吸入冲程：柱塞往后运动时，柱塞缸套之间容积增加，产生负压，吸入管路的单向阀打开，进口管路中的介质进入泵头腔内，当吸入冲程结束，柱塞运动瞬间停止，泵头内压力与进口管内压力平衡，吸入单向阀复位。

排出冲程：柱塞向前运动，泵头内压力立刻升高，当泵头内压力高于出口压力时，打开排出口单向阀，泵头内介质排出管线，当排出冲程结束时，柱塞运动再次瞬间停止，泵头内的压力与出口压力相等，出口单向阀复位，进入下一个循环。

1、缸体：缸体是构成压缩容积实现液体压缩的主要部件，为了能承受液体的压力，缸体要有足够的强度，由于活塞在其中运动，内壁承
受摩擦，所以其应有良好的润滑性和耐磨性。

2、活塞组件：活塞组件包括活塞、活塞杆及活塞环等。

他们在缸体中作往复运动，起着压缩液体的作用。

通常要求活塞组件的结构与材料在保证强度、刚度、连接可靠的条件下，尽量减轻重量，减少摩擦，并要求有良好的密封性。

3、填料函：是阻止缸体内液体经活塞杆与缸体之间的间隙泄露的组件，要求其有良好的密封性和耐磨性。

4、阀门：阀门包括吸入阀和排出阀。

其作用是控制液体及时地吸入和排出缸体，阀门的好坏，直接关系到往复式泵运转的经济性和可靠性。

5、曲轴：是往复式泵中的重要运动部件，它将驱动机轴的自身旋转运动，转变成为曲柄销（曲轴的组成部分）的圆周运动。

由于其承受较大的交变载荷和摩擦磨损，所以对曲轴的疲劳强度和耐磨性要求较高。

6、连杆：连杆是连接曲轴与十字头（或活塞）的部件。

它将曲轴的旋转运动转换成为活塞的往复运动，并将外界输入的功率传递给活塞组件。

7、十字头：它是连接活塞杆与连杆的部件，十字头在导轨里作往复运动，并将连杆的动力传递给活塞部件。

对十字头的基本要求是重量轻、耐磨并有足够的强度。

1、动力端总成:
a 、曲轴
b 、连杆总成
c 、十字头总成
d 、联接卡子
e 、柱塞
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五、往复泵的主要技术参数：
1、冲程S：指往复一次柱塞所移动的距离。

2、冲次n：指柱塞每分钟往复的次数。

3、缸数Z：指每台泵所有工作柱塞数。

4、流量Q：指泵的平均流量。

5、压力P：指泵的最高排出压力，由负载所决定。

注水泵铭牌上所给的压力是允许的最高工作压力，单位是MPa。

6、功率N
7、平衡率K：K=C×（P排/P吸）×100％
C=S环/S大
S:指阶梯式柱塞面积
一般：60％≤K≤100%（特指增压泵）
往复泵特点
1具有较强的自吸能力：启动时不需要灌水，几何安装高度较大
2具有较高的压头：压头与负载、轴功率、零件强度和密封条件有关，与流量无关。

启动前应把排出阀完全打开，同时设有安全阀
3理论流量与工作压头无关
4高压头、小流量下效率较高
5流量不均匀（有脉动），工作时会产生振动、冲击和噪音。

不宜输送含有固体颗粒的液体（必需安装滤器）
隔膜泵的特点
1）无泄漏，特别适用于输送危险的介质；
2）液压隔膜泵在吸入过程中为克服隔膜的弹性变形，还需消耗一定的能量，因此吸入性能较柱塞泵低；
3）隔膜泵的余隙容积较大，同时由于隔膜在压力下的变形，使流量系数较低；
4）为保证隔膜寿命和提高容积效率，隔膜泵的往复次数较低，多数情况下n≤100 min-1；
5）隔膜泵缸头的径向尺寸较大，当流量过大时，结构布置困难，因此隔膜泵的流量较小；
6）受隔膜强度的限制，排出压力不能很高；
1、预防性维护
1、新启用的泵，运行500小时后需更换机箱润滑油，以后每运行5000小时或半年更换一次润滑油。

2、油封每年更换一次
3介质为清水时单向阀每工作3500~4500小时，更换单向球阀、阀座、垫圈和“O”型圈。

常见故障分析及排除方法
计量泵机壳温度过高
1、填料压得过紧
2、轴承磨损严重或装配间隙不对
3、润滑油杂质或润滑不良
4、联轴器对中性差
1、调整填料松紧
2、更换轴承并调整间隙
3、更换润滑油并改善润滑
4、检查联轴器的同轴度
计量泵精度不达标
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1、阀球磨损失效2填料受损泄露量大3、液体内有空气4、柱塞磨损1、更换阀球
2、更换填料
3、排除液体内空气
4、更换柱塞
第二章油泵基础知识及维护保养
齿轮泵属于回转泵属于容积式具有容积式泵的共性和特点。

与往复泵相比，具有下列优点：
1.转速范围大；
2.结构紧凑；
3.易损件少，无须设吸排阀；
4.供液较为均匀。

齿轮泵的类型
1.外齿轮泵（正齿轮泵、斜齿轮泵、人字形齿轮泵）
2.内齿轮泵（渐开线形、摆线形—转子泵）
.基本组成：内齿轮（齿环），外齿轮、月牙形隔板、泵体、端盖。

齿轮泵工作原理：泵轴带动一对互相啮合的齿轮方向转动，退出啮合的一侧，容积空间逐渐增大，形成真空，油液便被吸入；而进入啮合的一侧，容积空间逐渐减小，油压升高，就将油液推入压力管路。

（退出啮合的是吸油腔，进入啮合的是压油腔转动方向改变，吸排油方向也就跟着改变。

）
困油现象危害：轴承负荷增大、功率损失增加、油液发热、引起噪音和振动、影响油泵的工作性能、平稳性和寿命。

解决方法（消除、减轻的基点是泄压）：
①修正齿形使封闭空间的容积变化减到最小，该法应用较少。

②泄压孔法在从动齿轮的齿顶到齿根钻径向通孔，在从动齿轮轴上铣出两条沟槽（加工复杂）。

③泄压槽（卸荷槽）法在泵两侧盖的内侧，沿轮齿节圆的公切线方向，开出四个长方形的凹槽（在每个侧盖的进排油方向各开一个）。

凹槽的距离，必须大于一个轮齿齿间的厚度，以免使吸排腔直接沟通。

泄压槽法分为
对称泄压槽法：泵能正反转，能大大减轻困油现象，但不完善；
非对称泄压槽法：即向吸入侧方向移过一个适当距离，该法能多回收一部分高压液体，噪音显著下降，但泵不允许反转。

消减困油现象应用最多最广是泄压槽法
齿轮泵的径向力产生原因①作用在齿轮外圆上的压力分布是不相同的，从压油腔到吸油腔油液的压力分布是逐步分级降低，有压差存在而产生的径向力；
②齿顶与泵体内表面有径向间隙；油液的不均匀力的合力作用在泵轴上，使轴承受到单向压力而产生的径向力。

减少径向力的措施①减少径向力的作用面积；②采用缩小排出口的方法；
③在泵的端盖上开平衡槽。

齿轮泵容积效率的影响因素分析：
1. 密封间隙存在径向间隙（齿顶间隙）、轴向间隙（端面间隙）和齿侧间隙，齿轮泵的轴向间隙（端面间隙）漏泄量最大，占总漏泄量的70～80％。

2.吸入压力：吸入压力降低，气体析出，ηv 下降
3.排出压力：排出压力升高，漏泄增加，ηv 下降
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4.温度和粘度：油温升高，粘度下降，气体析出，漏泄增加，ηv 下降
5.转速漏泄量与转速关系不大，但也不能太高或太低。

转速太高，油液的离心力大，油液难于充满齿腔，齿根会出现真空而汽化，影响吸入，产生振动、噪音，ηv 下降（最高转速限制在3000 r/min以下）；转速太低ηv 下降（转速应在200~300 r/min以上）
5.齿轮泵的特点
⑴自吸性能好但自吸能力不如往复泵，因为排送气体时密封性差。

摩擦部位较多，间隙小，线速度较高，启动前齿轮表面必须有油，不允许干转。

适合作为油泵，输送带有油性的液体；
⑵吸排方向完全取决于泵轴的回转方向；
⑶泵的流量不大、连续，但有小脉动
噪音较大；脉动率在11%~27%，其不均匀度与齿轮齿数、形状有关，斜齿轮比直齿轮不均匀度小，而人字齿轮又比斜齿轮不均匀度小，齿数越少脉动率越大
⑷理论流量由工作部件的尺寸和转速决定，与排出压力无关；排出压力与工作部件的尺寸和转速无关，仅取决于泵的密封性能和轴承承载能力、泵及系统的强度等条件。

需设安全阀
⑸结构简单（无泵阀）、价格低廉，易损件少（不需设吸排阀），耐冲击，工作可靠，可与电机直接连接（不需设减速装置）。

⑹磨擦面多，不宜排送含固体颗粒的液体，宜排送油类。

1.齿轮泵的管理要点
(l)注意泵的转向和连接一般齿轮泵有既定的转向，检修时应注意马达接线不要接错，反转会使吸排方向相反。

泵和电机应保持良好对中，联轴节不同心度应在0.1mm以内。

由于泵轴工作时有弯曲变形，最好能使用挠性连接。

(2)齿轮泵虽有自吸能力，但决不允许干吸起动前摩擦部件的表面一定要存有油液，否则短时间的高速回转也会造成严重摩擦。

(3)机械轴封属于较精密的部件，拆装时要防止损伤密封元件。

(4)不宜在超出额定压力的情况下工作否则会使原动机过载，加大轴承负荷，并使工作部件变形，磨损和漏泄增加，严重时甚至造成卡阻。

(5)要防止吸口真空度大于允许吸上真空度，否则不能正常吸入。

(6)工作中应保持油温和粘度合适工作油温范围为－20～80℃。

粘度太小则漏泄增加。

还容易产生气穴现象；粘度过大同样也会使容积效率降低和吸入不正常。

(7)工作中要防止吸入空气吸入空气不但会使流量减少，而且是产生噪音的主要原因。

(8)端面间隙对齿轮泵的自吸能力和容积效率影响甚大。

(9)应有过滤器（高压齿轮泵对污染敏感度高）
(1)不能排油或流量不足
不能建立足够大的吸入真空度的原因：
泵内间隙过大，新泵及拆修过的齿轮表面未浇油，难自吸；
泵n过低、反转或卡阻
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吸入管漏气或吸口露出液面。

吸入真空度较大而不能正常吸入的原因：
吸高太大(一般应不超过500mm)；
油温太低，粘度太大；
吸入管路阻塞，如吸入滤器脏堵或容量太小，吸入阀未开等
油温过高。

排出方面的问题：
排出管漏泄或旁通，安全阀或弹簧太松；
排出阀未开或排出管滤器堵塞，安全阀顶开
(2)工作噪声太大
噪声根据产生的原因不同，可分两类：
液体噪声，是由于漏入空气或产生气穴现象而引起
机械噪声，对中不良、轴承损坏或松动、安全阀跳动、齿轮啮合不良、泵轴弯曲或其它机械摩擦等。

(3)磨损太快
油液含磨料性杂质；
长期空转；
Pd过高，泵轴变形严重；
中心线不正。

螺杆泵是一种容积式旋转型水力机械。

它是利用相互啮合的螺杆与衬套间容积的变化为流体增加能量的。

螺杆泵常用于输送润滑油、密封油及油气混输等。

1.组成：泵壳、螺杆、轴承、轴封等
2.2. 分类：单螺杆泵、双螺杆泵、三螺杆泵
3.螺杆泵工作原理：螺杆泵是一种有独特构造方式的容积泵，主要由驱动电机及减速机、连轴杆及连杆箱、定子及转子等部分组成。

工作时转子由电机驱动，在定子内作行星转动，相互配合的转子和定子的弹性衬套形成了几个互不相通的密封空腔。

由于转子的转动，密封空腔沿轴向由的吸入端向排出端方向运动，介质在空腔内连续地由吸入端输向排出端。

4.螺杆泵的内漏：1）螺杆顶园与泵缸（衬套）的径向间隙；
5.2）螺杆之间顶园与根园及螺旋面间的啮合间隙。

6.内漏量与径向间隙的立方以及工作压力差成正比。

7.螺杆泵的润滑部位主要有三个：
a.变速箱：变速箱一般采用油润滑，在磨合阶段(200～500)以后更换一次润滑油，以后每2000～3000h应换一次油。

所采用的润滑油标号应严格按说明书上的标号，说明书未规定标号的可使用质量较好的重载齿轮油。

b.轴承架内的滚动轴承：这一部位一般采用油脂润滑，污水处理厂主要输送常温介质，可选用普通钙基润滑脂。

c.联轴节：联轴节包裹。

螺杆泵的特点：1、具有自吸能力；
2.、理论流量仅取决于运动部件的尺寸和转速；
3、额定排出压力与运动部件的尺寸和转速无直接关系，主要受密封性能、结构强度和原动机功率的限制；
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4、具有回转泵无需泵阀、转速高和结构紧凑的优点。

5、没有困油现象，流量和压力均匀，故工作平稳，噪声和振动较少；
6、轴向吸入，不存在妨碍液体吸入的离心力的影响，吸入性能好。

三螺杆泵在一定条件下允许吸上真空高度可达8m水柱，单螺杆泵可达8.5 m水柱；
7、三螺杆泵受力平衡和密封性能良好，允许的工作压力高，可达20MPa，特殊时可达40MPa。

单螺杆泵和非密封型双螺杆泵额定排出压力不宜太高，单螺杆泵最大不超过 2.4MPa；双螺杆泵不超过1.6MPa；
8、对所输送的液体搅动少，水力损失可忽略不计，适于输送不宜搅拌的液体(如供给油水分离器的含油污水)；
9、零部件少，相对重量和体积小，磨损轻，维修工作少，使用寿命长；
10、螺杆的轴向尺寸较长，刚性较差，加工和装配要求较高。

三螺杆泵的价格较高(约为同规格齿轮泵的5倍)，但非密封型双螺杆泵和单螺杆泵价格低于往复泵。