2.1 转动部分
1.叶轮
(1)功能。叶轮是水泵进行能量转换的主要部件。
(2)材料。离心力作用有一定机械强度,所以材料要考虑耐磨性、耐腐蚀性,多采用铸铁、铸钢和青铜制作。
(3)构造。叶轮一般可分为单吸式叶轮和双吸式叶轮两种。单吸式叶轮是单侧吸水,叶轮的前盖板与后盖板呈不对称状,如图2.1.1所示,泵内产生的轴向力方向指向进水侧,单级单吸离心泵采用这种叶轮型式。双吸式叶轮是两侧进水,叶轮盖板呈对称状,如图2.1.2所示,相当于两个背靠背的单吸式叶轮装在同一根转轴上并联工作,由于双侧进水,轴向推力基本上可以相互抵消,双吸离心泵采用双吸式叶轮。
图2.1.1 单吸式叶轮简图
1—前盖板;2—后盖板;3—叶片;4—流道;5—吸水口;6—轮毂;7—泵轴
叶轮按盖板情况可分为封闭式叶轮、敞开式叶轮和半开式叶轮三种形式。两侧都有盖板的叶轮,称为封闭式叶轮,如图2.1.3(a)所示,这种叶轮应用最广,抽送清水的离心泵多采用装有6~12个叶片的封闭式叶轮,它具有较高的扬程和效率。只有叶片没有盖板的叶轮称为敞开式叶轮,如图2.1.3(b)所示。只有后盖板没有前盖板的叶轮,称为半开式叶轮,如图2.1.3(c)所示。在抽送含有悬浮物的污水时,为了避免堵塞,离心泵常采用敞开式或半开式叶轮,这种叶轮叶片少,一般仅为2~5片,但水泵效率较低。
图2.1.2 双吸式叶轮简图
1—吸入口;2—轮盖;3—叶片;4—轮毂;5—轴孔
图2.1.3 叶轮形式
(a)封闭式叶轮;(b)敞开式叶轮;(c)半开式叶轮
2.泵轴、轴承及轴套
(1)功能。支承叶轮并将原动机的机械能传递给叶轮。
(2)材料。常用碳素钢制成,要求有足够的抗扭强度和刚度,挠度不超过允许值,工作转速不能接近产生共振现象的临界转速。
(3)水泵的转子由叶轮与泵轴组成,二者通过键来连接,但此键只能传递扭矩而不能固定叶轮的轴向位置,大中型泵中叶轮轴线采用轴套和并紧轴套的螺母来定位。
轴套用于保护泵轴,以防锈蚀和磨损,如图2.1.4所示。
图2.1.4 铸铁水泵叶轮、泵轴及配件
泵轴是用来带动叶轮旋转的,它将电动机的能量传递给叶轮。泵轴应有足够的抗扭强度和刚度,所以常用碳素钢或不锈钢材料制成。为了防止轴的磨损和腐蚀,在轴上装有轴套,轴套磨损锈蚀后可以更换。泵轴与叶轮用键连接。轴承用来支承泵轴,以便于泵轴旋转,轴承装在轴承座(图2.1.5)内作为转动体的支撑件。常用的轴承有滚动轴承和滑动轴承两类,依荷载大小滚动轴承可分为滚珠轴承和滚柱轴承,其结构基本相同,一般荷载大的采用后者。依荷载特性滚动轴承又分为只承受径向荷载的径向式轴承、只承受轴向荷载的止推轴承(图2.1.6)以及同时承受径向和轴向荷载的径向止推轴承。
图2.1.5 轴承座构造图
1—双列滚珠轴承;2—泵轴;3—阻漏油橡皮;4—油杯孔;5—封板;6—冷却水套
图2.1.6 止推轴承
(a)单排滚珠止推轴承;(b)双排滚珠止推轴承
3.联轴器
联轴器是用来联结水泵轴和电机轴的部件,又称靠背轮,有刚性和挠性两种。刚性联轴器实际上就是两个圆法兰盘用螺栓连接,它对泵轴与电机轴的不同心无调节余地,当泵轴与电机轴偏心时,可能会加剧机组的振动,如图2.1.7所示的ZML膜片及联轴器。挠性联轴器是用带有橡胶圈的钢柱销联结,如图2.1.8所示,它能在一定范围内调节水泵轴与电机轴的不同心度,从而减小转动时因机轴少量偏心而引起的轴周期性弯曲应力和振动。运行中要检查挠性联轴器橡胶圈的完好情况,以免发生由于弹性橡胶圈磨损后未能及时换上,致使钢柱销与圆盘孔直接发生摩擦,把孔磨成椭圆或失圆的情况。挠性联轴器常用于中、小型水泵中。
图2.1.7 ZML膜片及联轴器
图2.1.8 挠性联轴器
1—泵侧联轴器;2—电机侧联轴器;3—柱销;4—弹性圈;5—挡圈