船用泵和油马达.pptx

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1、轮机概论轮机概论Introduction to Marine Engineering 1 1.容积式泵容积式泵(Positive displacement pump)：通过运动部件的位移使泵工作空间容积发生变化来吸排液体，把机械能传给液体达到输送液体的目的。按工作原理分类：往复式(Reciprocating)回转式(Rotary)活塞泵(Piston pump)柱塞泵(Plug pump)齿轮泵(Gear pump)叶片泵(Vane pump)螺杆泵(Screw pump)单螺杆泵(Single-screw pump)双螺杆泵(2-screw pump)三螺杆泵(3-screw pump)单作

2、用叶片泵(Single-effect)双作用叶片泵(2-effect)外齿轮泵(External gear pump)内齿轮泵(Internal gear pump)第四章第四章 船用泵和油马达船用泵和油马达第1页/共36页轮机概论轮机概论Introduction to Marine Engineering 2 2.叶片叶片(叶轮叶轮)式式泵泵(Impeller pump)：通过工作叶片带动液体高速转动，使液体的能量增加，然后再将动能转换为压力能，从而完成吸排液体的作用。离心泵(Centrifugal pump)轴流泵(Axial flow pump)漩涡泵(Regenerative pump

3、)3.喷射喷射泵泵(Ejection pump)：通过喷射工作流体所产生的高速射流，吸引周围流体，进行动量交换，把动能传给输送的液体，再将动能转换为压力能，从而达到输送流体的目的。水射水泵(Water ejection pump)水射真空泵(Water injector)蒸汽喷射泵(Steam inducer)空气喷射泵(Air inducer)4.电磁电磁泵泵(Electromagnetism pump)：利用电磁力输送液态金属的泵，用于原子能船锅炉的循环泵。第四章第四章 船用泵和油马达船用泵和油马达第2页/共36页轮机概论轮机概论Introduction to Marine Enginee

4、ring 3 性能参数：性能参数：为了表征泵的性能和完善程度以便选用和比较，通常把流量、压头、转速、功率、效率等称为泵的性能参数。二、泵的性能参数二、泵的性能参数1.流量流量(Flow)：单位时间内输送流体的量。质量流量G、体积流量Q：G=Q kg/s2.扬程扬程(Head)：单位重量液体通过泵后所增加的机械能，m。p2/gpdpspa/gz2zz1z(pc pa)/gh1h2H包括位能(Z)、动能(v2/2g)、压力能(p/g)。(m)(m)水力阻力吸排液面高度差吸排液面压力差第四章第四章 船用泵和油马达船用泵和油马达第3页/共36页轮机概论轮机概论Introduction to Marin

5、e Engineering 4 3.转速转速(Revolution)：泵轴单位时间内的回转数，r/min。4.功率功率和效率和效率(Power,Efficiency)输出功率输出功率(有效功率有效功率)P)Pe e(Effective Power)：液体得到的功率。输入功率输入功率(轴功率轴功率)P)P(Shaft Power)：原动机传给泵轴的功率。配套功率配套功率P Pm m：原动机的输出功率。PM=KMP有效功率轴功率配套功率Pe=gQH (W)效率：效率：输出功率和输入功率之比。=Pe/P (%)The end of section 1第四章第四章 船用泵和油马达船用泵和油马达第4页/

6、共36页轮机概论轮机概论Introduction to Marine Engineering 5 第二节 容积式泵Section 2 Positive displacement pump一、往复泵一、往复泵1.1.往复活塞泵往复活塞泵单缸单作用单缸双作用三缸三作用第四章第四章 船用泵和油马达船用泵和油马达第5页/共36页轮机概论轮机概论Introduction to Marine Engineering 6 第四章第四章 船用泵和油马达船用泵和油马达M/V TianhuaiMAM Lab.第6页/共36页轮机概论轮机概论Introduction to Marine Engineering 7

7、流量和容积效率：流量和容积效率：理论流量：Qt=60KASn m3/hA-活塞的有效工作面积，m2；K-泵的作用次数；S-活塞的工作行程，m；n-转速，r/min；泄漏原因：泵阀、活塞环、填料；泵阀迟滞；空气漏入。实际流量：QQt容积效率：实际流量和理论流量之比。v=Q/Qt第四章第四章 船用泵和油马达船用泵和油马达第7页/共36页轮机概论轮机概论Introduction to Marine Engineering 8 往复泵的特点：往复泵的特点：(1)有自吸能力。泵起动后能把泵缸、水阀箱以及吸入管内的空气逐步抽除并将其排出，继而吸上液体，进入正常工作，这种能力称为往复泵的自吸能力自吸能力(S

8、elf-priming capability)。(2)可以产生很高的压头。排出压力取决于仅取决于外界负荷，与泵的尺寸、转速、作用次数无关。额定排出压力取决于原动机功率、泵的强度、密封性能。排出端设安全阀。(3)理论流量与压头无关，实际流量因压头增加而下降。(4)输送液体不均匀。为降低排压波动，采用多作用泵或设置空气室加以解决。(6)液体含有固体杂质，泵阀易摩擦和垫起。设吸入滤器。(5)转速不能太高。(7)结构复杂、易损件多。第四章第四章 船用泵和油马达船用泵和油马达第8页/共36页轮机概论轮机概论Introduction to Marine Engineering 9 2.2.径向柱塞泵径向柱

9、塞泵(Radial variable pump)第四章第四章 船用泵和油马达船用泵和油马达1-油缸体 2-柱塞 3-滑履 4-浮动环 8-配油轴 9、10-吸排口柱塞个数为奇数奇数：7,9,11,13浮动环偏心距大小大小方向方向改变泵的流量改变泵的流量改变吸排方向改变吸排方向流量：m3/min第9页/共36页轮机概论轮机概论Introduction to Marine Engineering 10 第四章第四章 船用泵和油马达船用泵和油马达3.3.轴向柱塞泵轴向柱塞泵(Axial variable pump)1-泵轴 2-配油盘 3-缸体 4-柱塞 5-斜盘 6-配油口 7、8-吸排口 9-泵

10、体工作原理工作原理流量：第10页/共36页轮机概论轮机概论Introduction to Marine Engineering 11 第四章第四章 船用泵和油马达船用泵和油马达轴向柱塞泵实例轴向柱塞泵实例(CY14-1)(CY14-1)Pump constructionSymbol第11页/共36页轮机概论轮机概论Introduction to Marine Engineering 12 第四章第四章 船用泵和油马达船用泵和油马达二、齿轮泵二、齿轮泵(Gear pump)1.1.外齿轮泵外齿轮泵(External gear pump)外齿轮泵工作原理外齿轮泵工作原理吸排方向取决于转向，脱开啮合

11、的一侧与吸入管连通，插入啮合的一侧与排出管连通。理论上，转向改变，吸排方向改变。1-主动齿轮 2-从动齿轮 3-泵体 4-吸入口 5-排出口第12页/共36页轮机概论轮机概论Introduction to Marine Engineering 13 第四章第四章 船用泵和油马达船用泵和油马达2.2.内齿轮泵内齿轮泵(Internal gear pump)内齿轮泵工作原理内齿轮泵工作原理1-齿轮 2-月牙形隔板 3-齿环 4-销钉 5-盖板 6-底盘泵轴转向改变，靠啮合齿作用力使隔板转过180，吸排方向不变。齿轮比齿环齿数少，齿轮与齿环转向相同，齿轮比齿环转速大。第13页/共36页轮机概论轮机概

12、论Introduction to Marine Engineering 14 第四章第四章 船用泵和油马达船用泵和油马达齿轮泵的特点齿轮泵的特点(1)吸排方向取决于泵轴的回转方向;(2)有自吸能力，但因间隙较多，不如往复泵;(3)理论流量与压力无关，由工作部件尺寸和转速决定;(4)额定压力与转速、尺寸无关，取决于轴承强度、电机容量、密封性能;(5)流量连续，但有脉动;(6)结构简单，易损件少，直接驱动,高速回转;(7)因磨擦面较多，故适用于排送具有润滑性的油类;应用：滑油泵、驳油泵、液压传动中的供油泵等。第14页/共36页轮机概论轮机概论Introduction to Marine Engin

13、eering 15 第四章第四章 船用泵和油马达船用泵和油马达三、叶片泵三、叶片泵(Vane pump)1.1.双作用叶片泵双作用叶片泵(2-effect vane pump)转子转一周，完成两次吸、排，因此是双作用泵。作用在转子上的液压力完全平衡，所以双作用叶片泵属于卸荷式叶片泵。第15页/共36页轮机概论轮机概论Introduction to Marine Engineering 16 第四章第四章 船用泵和油马达船用泵和油马达双作用叶片泵结构双作用叶片泵结构1-滚针轴承 2-吸油配油盘 3-传动轴 4-转子 5-定子 6-泵体 7-排油配油盘 8-球轴承 9-叶片第16页/共36页轮机概

14、论轮机概论Introduction to Marine Engineering 17 第四章第四章 船用泵和油马达船用泵和油马达2.2.单作用叶片泵单作用叶片泵(Single-effect vane pump)1-转子 2-定子 3-叶片 4-泵体转子转一周，完成一次吸、排，因此是单作用泵。转子和轴承承受不平衡的径向液压力，所以单作用叶片泵属于非卸荷式叶片泵。The end of section 2第17页/共36页轮机概论轮机概论Introduction to Marine Engineering 18 第三节 叶轮式泵Section 3 Impeller pump一、离心泵一、离心泵(Ce

15、ntrifugal pump)离心泵用以产生吸排液体的主要部件是具有叶瓣的叶轮。主要部件是具有叶瓣的叶轮。当叶轮回转时，充满在叶轮中的液体被带动做高速旋转而获得离心力，离心力，从进口流向出口。第四章第四章 船用泵和油马达船用泵和油马达Principle of a centrifugal pump at zero flowBucket behavior if a hole is put in its base.As viewed by a stationary observer.第18页/共36页轮机概论轮机概论Introduction to Marine Engineering 19 离心泵结

16、构：离心泵结构：第四章第四章 船用泵和油马达船用泵和油马达单级蜗壳式离心泵(Single stage volute centrifugal pump)1-叶轮(Impeller)2-叶片(Blade)3-泵壳(Shell)4-吸入接管(Inlet connection)5-扩压管(Diffuser)6-泵轴(Shaft)7-固定螺帽(Locking nut)8-蜗室(Volute chamber)第19页/共36页轮机概论轮机概论Introduction to Marine Engineering 20 离心泵实例：离心泵实例：第四章第四章 船用泵和油马达船用泵和油马达立式离心泵(Vertic

17、al type)离心泵(Horizontal type)叶轮(Impeller)第20页/共36页轮机概论轮机概论Introduction to Marine Engineering 21 离心泵定速特性曲线离心泵定速特性曲线()：第四章第四章 船用泵和油马达船用泵和油马达Q/(L/s)706662585401020304050681012H/m/%P/kWH H P P(1)QH曲线是选择和使用离心泵的主要依据。流量则压头，流量则压头。(2)QP曲线是合理选择原动机功率和泵起动方式的依据。P随流量的而。Q=0Q=0，P P最小，最小，关闭排出阀起动。关闭排出阀起动。(3)Q曲线是判断离心泵工

18、作经济性的依据。力求使泵处于高效率区工作。定速特性曲线：定速特性曲线：在一定转速下测定的H-Q，P-Q，-Q特性曲线。第21页/共36页轮机概论轮机概论Introduction to Marine Engineering 22 离心泵优点：离心泵优点：第四章第四章 船用泵和油马达船用泵和油马达(1)供液均匀，工作平稳，流量容易调节；(2)重量轻而外形尺寸小；(3)能与高速原动机直接相连而无需减速机构；(4)对杂质不敏感，易损件少，能输送多种液体；(5)结构简单紧凑，工作可靠，易于管理和维修。离心泵缺点：离心泵缺点：主要缺点是没有自吸能力，启动前必须引水主要缺点是没有自吸能力，启动前必须引水(P

19、riming)，或附加自吸装置。普通离心泵可通过丰富的操作经验完成“自吸”。离心泵应用：离心泵应用：水泵(循环水泵、冷却水泵、凝水泵、给水泵、饮用水泵、卫生水泵、压载水泵、舱底水泵、消防水泵)，油泵(货油泵、主机滑油泵-特殊叶轮)。第22页/共36页轮机概论轮机概论Introduction to Marine Engineering 23 二、漩涡泵二、漩涡泵(Regenerative pump)第四章第四章 船用泵和油马达船用泵和油马达闭式叶轮：闭式叶轮：叶片部分设中间隔板。开式流道：开式流道：两端/一端直通吸排口。特点：(2)抗汽蚀性能差，必需汽蚀余量大。(3)没有自吸能力。(1)闭式叶轮

20、、开式流道。纵向漩涡：纵向漩涡：叶间 流道纵向漩涡相对于泵壳是前进螺旋线，相对于对叶轮式后退螺旋线。1.1.闭式漩涡泵闭式漩涡泵闭式旋涡泵采用闭式叶轮，开式流道。第23页/共36页轮机概论轮机概论Introduction to Marine Engineering 24 2.2.开式漩涡泵开式漩涡泵第四章第四章 船用泵和油马达船用泵和油马达开式叶轮：开式叶轮：叶片不带中间隔板或端盖板。采用闭式流道：有自吸能力，漩涡泵中效率最低。闭式流道：闭式流道：流道两端不直接通吸排口，吸排口开在侧盖靠叶片根部处。开式旋涡泵采用开式叶轮，闭式流道。第24页/共36页轮机概论轮机概论Introduction t

21、o Marine Engineering 25 漩涡泵特点：漩涡泵特点：第四章第四章 船用泵和油马达船用泵和油马达(1)结构简单,重量轻体积小,制造维护方便；(2)可以在小流量范围内获得高扬程；(3)陡降的扬程和下降的功率特性曲线。不易节流，可采用变速和回流调节；(4)有自吸能力，或容易实现自吸，初次使用泵内灌水；(5)效率低；(6)抗汽蚀性能较差；(7)不易输送含固体颗粒和粘度高的液体；漩涡泵应用：漩涡泵应用：用于小流量、高扬程、功率小的场合。在船上常与离心叶轮串联构成离心旋涡泵，作为压力水柜给水泵。The end of section 3第25页/共36页轮机概论轮机概论Introduct

22、ion to Marine Engineering 26 第四节 油马达Section 4 Hydraulic motor一、工作性能一、工作性能第四章第四章 船用泵和油马达船用泵和油马达油泵：油泵：将原动机输入的机械能转变为油液的压力能。油马达：油马达：将油液的压力能转变为机械能输出。1.转速：nt=60Q/q r/minn=60Qv/q r/min2.扭矩：Mt=pq/2NmM=pqm/2Nm3.输出功率：P=pQ W4.总效率：=vmQ-供入马达的流量q-油马达的每转排量v-容积效率p-进油、回油压差m-机械效率第26页/共36页轮机概论轮机概论Introduction to Marin

23、e Engineering 27 二、工作原理二、工作原理第四章第四章 船用泵和油马达船用泵和油马达1.1.柱塞式油马达柱塞式油马达(高速小扭矩油马达)T第27页/共36页轮机概论轮机概论Introduction to Marine Engineering 28 2.2.活塞连杆式油马达活塞连杆式油马达第四章第四章 船用泵和油马达船用泵和油马达第28页/共36页轮机概论轮机概论Introduction to Marine Engineering 29 活塞连杆式油马达特点：活塞连杆式油马达特点：第四章第四章 船用泵和油马达船用泵和油马达(1)结构简单，零部件少，耐冲击、对材料无特殊要求；(2)

24、球铰和缸体流道工艺性差；(3)径向力不平衡，机械效率及容积效率较低，起动扭矩只达理论扭矩80-85;(4)转矩和转速脉动率大，润滑油膜易受破坏，低速时会产生转速忽慢忽快的爬行现象爬行现象;(5)最低稳定转速一般在5-10r/min。第29页/共36页轮机概论轮机概论Introduction to Marine Engineering 30 3.3.径力平衡式油马达径力平衡式油马达第四章第四章 船用泵和油马达船用泵和油马达柱塞、压力环和五星轮的静力平衡第30页/共36页轮机概论轮机概论Introduction to Marine Engineering 31 3.3.径力平衡式油马达径力平衡式油

25、马达第四章第四章 船用泵和油马达船用泵和油马达第31页/共36页轮机概论轮机概论Introduction to Marine Engineering 32 径力平衡式油马达特点：径力平衡式油马达特点：第四章第四章 船用泵和油马达船用泵和油马达(1)柱塞和五星轮基本不传递油压力，只起密封作用；(2)柱塞、压力环和五星轮可实现油压的静力平衡；(3)主要润滑面间的摩擦力大为减少，适用于高压，且工作可靠，使用寿命长;(4)转矩、转速的脉动率小，不存在油膜破坏问题；(5)低速稳定性好，最低达2r/min；(6)工艺性好(取消球铰及壳内不设流道)；(7)可采用双列结构，使轴承负荷大大减轻；(8)可实现两级

26、变量；(9)可做成壳转式和双输式轴式，适用不同需要。第32页/共36页轮机概论轮机概论Introduction to Marine Engineering 33 4.4.内曲线式油马达内曲线式油马达第四章第四章 船用泵和油马达船用泵和油马达1-输出轴 2-壳体 3-缸体 4-柱塞 5-横梁 6-滚轮 7-端盖 8-偏心销 9-锁紧螺母 10-配流轴 11-O形密封圈第33页/共36页轮机概论轮机概论Introduction to Marine Engineering 34 内曲线式油马达实例：内曲线式油马达实例：第四章第四章 船用泵和油马达船用泵和油马达第34页/共36页轮机概论轮机概论Int

27、roduction to Marine Engineering 35 内曲线式油马达特点：内曲线式油马达特点：第四章第四章 船用泵和油马达船用泵和油马达(1)导轨曲线选用合适，瞬时进油量能保持不变，可获得十分均匀的扭矩和转速；(2)很好的低速稳定性，最低可达0.5r/min;(3)定子、转子、配油轴上的径向力可以平衡，减小摩擦，提高机械效率，起动扭矩可达理论扭矩90-98；(4)可做成双列或三列的结构油马达，每个柱塞的作用次数大，能实现较大排量和输出扭矩；(5)可做成壳转式，可改变柱塞列数或改变一列油缸的有效作用次数实现有级变量。The end of chapter 4第35页/共36页感谢您的观看。感谢您的观看。第36页/共36页