（中职）化工设备与机械模块四化工机械教学课件.ppt

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1、正版可修改PPT课件（中职）化工设备与机械模块四化工机械教学课件模块四化工机械主要内容项目一机械传动项目二输送机械项目三固体粉碎机械项目四气固分离设备项目五固液分离设备项目六干燥设备项目一机械传动机械传动分类机械传动带传动链传动齿轮传动子项目1带传动【项目目标】知识目标：掌握带传动的工作原理、结构类型及特点；了解带传动的受力分析；掌握带传动的打滑和弹性滑动概念；掌握带传动的安装方法。技能目标：能拆装、操作、检修带传动机械。一、带传动的结构及原理带传动主要包括主动带轮、从动带轮和环形带。安装带传动时，须将环形带紧套在两个带轮的轮缘上，使带和带轮轮缘接触面间产生压紧力（由于预紧，静止时已受到预拉力

2、），当主动轮回转时，靠带与带轮接触面间的摩擦力拖动从动轮一起回转。这样，主动轴的运动和动力就通过带传给了从动轴。主动带轮从动带轮平带二、带传动的类型 带的类型：按截面形状，传动带可分为平带、V形带、圆形带和多楔带等类型。平带包布顶胶抗拉体底胶V形带圆形带多楔带三、带传动的受力分析1.带传动的受力分析为保证带传动正常工作，传动带必须以一定的张紧力套在带轮上。当传动带静止时，带两边承受相等的拉力，称为初拉力F0。当传动带传动时，由于带与带轮接触面之间摩擦力的作用，带两边的拉力不再相等。一边被拉紧，拉力由F0增大到F1，称为紧边；一边被放松，拉力由F0减少到F2，称为松边。设环形带的总长度不变，则紧

3、边拉力的增加量F1-F0应等于松边拉力的减少量F0-F2。F1-F0=F0-F2F0=（F1+F2）/2带两边的拉力之差（F）称为带传动的有效拉力。实际上F是带与带轮之间摩擦力的总和，在最大静摩擦力范围内，带传动的有效拉力F与总摩擦力Ff相等，F同时也是带传动所传递的圆周力，即F=Ff=F1-F22.带传动的打滑和弹性滑动带传动打滑在一定的初拉力F0作用下，带与带轮接触面间摩擦力的总和有一极限值。当带所传递的圆周力超过带与带轮接触面间摩擦力的总和的极限值时，带与带轮将发生明显的相对滑动，这种现象称为打滑。带打滑时从动轮转速急剧下降，使传动失效，同时也加剧了带的磨损，应避免打滑。打滑说明摩擦力不

4、够，一般是轮的磨损造成的。按理说，摩擦力与轮子大小无关，但是小轮要比大轮损耗后受到的影响严重（与接触总面积有关）。所以应该先是小轮的摩擦力不够，发生打滑。打滑现象会导致皮带加剧磨损、使从动轮转速降低甚至工作失效；带寿命减小。打滑现象的好处是过载保护，即当高速端出现异常（比如异常增速），可以使低速端停止工作，保护相应的传动件及设备。在带传动中，应该尽量避免打滑的出现。带的弹性滑动传动带是弹性体，受到拉力后会产生弹性伸长，伸长量随拉力大小的变化而改变。带由紧边绕过主动轮进入松边时，带的拉力由F1减小为F2，其弹性伸长量也由1减小为2。这说明带在绕过带轮的过程中，相对于轮面向后收缩了（1-2），带与

5、带轮轮面间出现局部相对滑动，导致带的速度逐步小于主动轮的圆周速度。同样，当带由松边绕过从动轮进入紧边时，拉力增加，带逐渐被拉长，沿轮面产生向前的弹性滑动，使带的速度逐渐大于从动轮的圆周速度。这种由于带的弹性变形而产生的带与带轮间的滑动称为弹性滑动。弹性滑动和打滑是两个截然不同的概念。打滑是指过载引起的全面滑动，是可以避免的。而弹性滑动是由于拉力差引起的，只要传递圆周力，就必然会发生弹性滑动，所以弹性滑动是不可以避免的。带的弹性滑动是除同步带以外的带传动都有的正常现象，原因是皮带的松边和紧边的拉力不同，而两个变形长度就不一样了，所以就会有弹性滑动来过渡。这个除了会造成传动比不恒定的问题，不会有其

6、他问题。而带打滑是带的承载能力不够了，也就是过载了。带在皮带轮上摩擦。弹性滑动是皮带的固有性质，不可避免。弹性滑动会造成传动比不准确，传动效率较低，使带温升高，加速带的磨损等。四、带传动的安装1.带传动的张紧方法带传动的张紧方法有调节中心距和采用张紧轮张紧。（1）调节中心距通过调节螺钉来调整电动机位置，以实现张紧。用于水平或接近水平的传动。（2）采用张紧轮将张紧轮安装在带的松边内侧靠近大带轮处。常用于中心距不可调的场合。调节螺钉调节中心距调节螺钉张紧轮张紧轮调节中心距2安装注意事项带型号与带轮轮槽尺寸应相符合。两带轮相对应轮槽的中心线应重合。带的张紧程度以大拇指按下15mm为宜。皮带装拆时不能

7、硬撬，应先缩短中心距，然后再装拆胶带，装好后再调整到合适的张紧程度。在水平同向传动中就保证带的松边在上，紧边在下。皮带安装完成，张紧调整合适，确认皮带及带轮旁边没有障碍物后才可开机。应装设防护罩。若发现有的V带出现疲劳撕裂现象，应及时更换全部V带。【项目实训】分析带传动失效的形式及原因。分析：带传动失效的形式主要有带在轮上打滑和带疲劳损坏。打滑主要是因为带与带轮间的摩擦力不足，增大摩擦力可以防止带传动打滑。增大摩擦力的方法有：适当增大初拉力；增大小带轮包角；适当提高带速等。带的疲劳损坏主要是因为带在运转过程中，时弯时直，产生的弯曲应力时有时无，带在交变应力的作用下工作的，导致带产生疲劳断裂。【

8、项目练习】简述带传动的基本原理。弹性滑动和打滑有什么不同？对带传动各有什么影响？带传动的张紧方法有哪些？练习带传动的拆装。子项目2链传动【项目目标】知识目标：掌握链传动的工作原理、结构类型及特点；掌握链传动的操作、张紧及失效形式。技能目标：能拆装、操作、检修链传动机械。一、链传动的结构、类型1、链传动的结构类型链传动是以链条为中间传动件的啮合传动。链传动由主动链轮1、从动链轮2和绕在链轮上并与链轮啮合的链条3组成。主动链轮从动链轮链条链传动类型根据使用用途差异，链条可分为起重链、牵引链和传动链三大类。起重链主要用于起重机械中提起重物，其工作速度v0.25m/s；牵引链主要用于链式输送机中移动重

9、物，其工作速度v4m/s；传动链用于一般机械中传递运动和动力，通常工作速度v15m/s。重点介绍应用最多的传动链。2.链传动特点能在低速重载和高温条件下及尘土飞扬的不良环境中工作，传动效率高，能保持平均的传动比；同时因为张紧力较小，相应的作用在轴上的压力也较小；能够用于中心距较大的场合；对其制造精度要求不高；只能传递平行轴之间的同向运动，运动平稳性差，工作时有噪声。3.传动链类型根据结构的差异把传动链分为齿形链和滚子链两种。齿形链在结构上由特定齿形的链片和链轮组成，二者通过相互啮合来实现传动运动和动力。齿形链又称无声链传动，它的工作特点是传动平稳，噪声很小，允许的工作速度可达40m/s。但因为

10、制造成本相对较高，重量也比较大，故多用于运动精度要求较高或传输速度要求较快的场合。滚子链结构简单，适用范围广，从低速到较高速、从轻载到重载都能适用，故应用广泛。4.滚子链传动结构滚子链由内链板1、套筒2、销轴3、外链板4和滚子5组成，如图所示。内链板和套筒、外链板和销轴用过盈配合固定，构成内链节和外链节。销轴和套筒之间为间隙配合，构成铰链，将若干内外链节依次铰接形成链条。滚子松套在套筒上可自由转动，链轮轮齿与滚子之间的摩擦主要是滚动摩擦。内链板套筒销轴滚子外链板链条的长度用链节数表示，链条的长度用链节数表示，一般选用偶数链节一般选用偶数链节，这样链的接头处，这样链的接头处可采用开口销或弹簧卡片

11、来固定，开口销用于大节距链，弹簧卡片可采用开口销或弹簧卡片来固定，开口销用于大节距链，弹簧卡片用于小节距链。用于小节距链。当链节为奇数时，需采用过渡链节，由于过渡链节当链节为奇数时，需采用过渡链节，由于过渡链节的链板受附加弯矩的作用，一般应避免采用的链板受附加弯矩的作用，一般应避免采用。二、链传动的传动比及运动的不均匀性链传动的运动情况和绕在多边形轮子上的带很相似。多边形边长相当于链节距p，边数相当于链轮的齿数z。链轮每转过一周，链条转过的长度为pz，当两链轮的转速分别为n1和n2时，链条的平均速度为：（m/s）由上式得链传动的平均传动比为：虽然链传动的平均速度和平均传动比不变，但它们的瞬时值

12、却是周期性变化的。为便于分析，设链的紧边（主动边）在传动时总处于水平位置，主动轮以角速度1回转，故即使1为常数，链轮每送走一个链节，其链速v也经历“最小-最大-最小”的周期性变化。同理链条在垂直方向的速度也作周期性变化，使链条上下抖动。用同样的方法对从动轮进行分析可知，从动轮角速度2是变化的，故链传动的瞬时传动比（i12=1/2）也是变化的。链速和传动比的变化使链传动中产生加速度，从而产生附加动载荷、引起冲击振动，故链传动不适合高速传动。为减小动载荷和运动的不均匀性，链传动应尽量选取较多的齿数z1和较小的节距p（这样可使1减小），并使链速在允许的范围内变化。三、链传动操作、张紧及失效形式1.链

13、传动操作正确地安装、使用、维护链条，可以延长链条的寿命，保证链传动的正常工作。（1）调整两链轮轴线平行，且回转平面在同一铅垂面内，否则易引起脱链和不正常磨损。（2）安装链条对套筒滚子链，如果结构上允许在链轮装好后再装链条（如两轴中心距可调节，且链轮在轴端时），则链条可预先连接。否则，应在链条套在链轮上后，再采用专用的拉紧工具进行连接。对齿形链条则必须将链条套在链轮上后，再进行连接。（3）链条应紧边在上，松边在下。松边下垂过大时需要进行调节，调节的方法是移动链轮或应用张紧装置。2.链传动的张紧链传动工作时合适的松边垂度一般为f=(0.010.02)a，a为传动中心距。若垂度过大，将引起啮合不良或

14、振动现象，所以必须张紧。最常见的张紧方法是调整中心距法。当中心距不可调整时，可采用拆去12个链节的方法进行张紧或设置张紧轮。张紧轮常位于松边，张紧轮可以是链轮也可以是滚轮，其直径与小链轮相近。3.链传动的失效由于链条的强度比链轮的强度低，故一般链传动的失效主要是链条失效，其失效形式主要有以下几种链条铰链磨损链条铰链的销轴与套筒之间承受较大的压力且又有相对滑动，故在承压面上将产生磨损。磨损使链条节距增加，极易产生跳齿和脱链。链板疲劳破坏链传动紧边和松边拉力不等，因此链条工作时，拉力在不断地发生变化，经一定的应力循环后，链板发生疲劳断裂。多次冲击破断链传动在启动、制动、反转或重复冲击载荷作用下，链

15、条、销轴、套筒发生疲劳断裂。链条铰链的胶合链速过高时销轴和套筒的工作表面由于摩擦产生瞬时高温，使两摩擦表面相互粘结，并在相对运动中将较软的金属撕下，这种现象称为胶合。链传动的极限速度受到胶合的限制。链条的静力拉断在低速（v 0.6m/s）重载或突然过载时，载荷超过链条的静强度，链条将被拉断。【项目实训】试分析摩托车链条时松时紧的原因。分析：链轮不圆，或者链轮的中心孔偏心。实际上，链轮的外圆和中心孔都是由车床车出来的，而且只需要一次装夹，因此它们的精度是很容易保证的。这种可能性小。链条的滚子与链轮的齿槽不能完全啮合。若不能完全啮合，则滚子不能进入齿槽，相当于扩大了链条回转半径，就变得过紧，甚至会

16、自动掉链子。【项目练习】1.链传动有哪几种结构类型？各有什么特点？2.滚子链传动有哪几部分组成？3.简述链传动的失效形式。4.练习链传动的拆装。子项目3齿轮传动【项目目标】知识目标：掌握齿轮传动的工作原理、类型及特点；掌握齿轮传动的操作及失效形式。技能目标：能拆装、操作、检修齿轮传动机械。一、齿轮传动概述齿轮传动由主动轮、从动轮组成，利用两齿轮的轮齿相互啮合传递动力和运动。齿轮传动的特点是：齿轮传动平稳，传动比精确，工作可靠、效率高、寿命长，使用的功率、速度和尺寸范围大，可实现平行轴、任意角相交轴和任意角交错轴之间的传动。但制造和安装精度高，成本也高。按齿轮轴线的相对位置齿轮传动可分为 齿轮传

17、动平行轴圆柱齿轮传动 相交轴圆锥齿轮传动 交错轴螺旋齿轮传动 圆柱齿轮传动 直齿圆柱齿轮传动 斜齿圆柱齿轮传动 人字齿圆柱齿轮传动 按照轮齿排列在圆柱体的外表面、内表面或平面上 圆柱齿轮传动外齿轮啮合齿轮传动 内齿轮啮合齿轮传动 齿轮齿条传动 二、齿轮传动操作、失效形式1.齿轮的基本参数、啮合条件、传动比齿轮的基本参数是压力角、模数m和齿数z。齿轮的模数m=p/，单位mm。式中p齿距，mm两齿轮啮合的条件是：两齿轮的模数、压力角相等。传动比可写为in1/n2z2/z1式中n1,n2分别为主、从动轮转速，r/min；z1，z2分别为主、从动轮齿数。2.操作及维护正确地安装、使用、维护齿轮，可以延

18、长轮齿的寿命，保证齿轮传动的正常工作。调整齿轮与轴的同轴度、圆柱齿轮两轴的平行度、锥齿轮两轴相交的角度公差符合要求。安装完后检查齿面是否接触均匀，试车。保持正常的润滑条件。开动机器运行。3.齿轮轮齿的失效形式齿轮最重要的部分为轮齿，它的失效形式主要有轮齿折断轮齿折断一般发生在齿根部分。在载荷的多次重复作用下，弯曲应力超过弯曲持久极限时，齿根部分将产生疲劳裂纹。裂纹的逐渐扩展，最终将引起断齿，这种折断称为疲劳折断。轮齿因短时过载或冲击过载而引起的突然折断，称为过载折断。用淬火钢或铸铁等脆性材料制成的齿轮，容易发生这种断齿。齿面磨损齿面磨损主要是由于灰砂、硬屑粒等进入齿面间而引起的磨粒性磨损；其次

19、是因齿面互相摩擦而产生的跑合性磨损。磨损后齿廓失去正确形状，使运转中产生冲击和噪声。磨粒性磨损在开式传动中是难以避免的。采用闭式传动，降低齿面粗糙度和保持良好的润滑可以防止或减轻这种磨损。齿面点蚀在过高的接触应力的多次重复作用下，齿面表层就会产生细微的疲劳裂纹，裂纹的蔓延扩展使齿面的金属微粒剥落下来而形成凹坑，即疲劳点蚀，继续发展以致轮齿啮合情况恶化而报废。实践表明，疲劳点蚀首先出现在齿根表面靠近节线处。齿面抗点蚀能力主要与齿面硬度有关，齿面硬度越高，抗点蚀能力越强。软齿面(350HBS)的闭式齿轮传动常因齿面点蚀而失效。在开式传动中，由于齿面磨损较快，点蚀还来不及出现或扩展即被磨掉，所以一般

20、看不到点蚀现象。可以通过提高齿面硬度和降低表面粗糙度、提高润滑油黏度并加入添加剂、减小动载荷等措施提高齿面接触强度。齿面胶合在高速重载传动中，常因啮合温度升高而引起润滑失效，致使两齿面金属直接接触并相互粘连，两齿而相对运动时，较软的齿面沿滑动方向被撕裂出现沟纹，这种现象称为胶合。在低速重载传动中，由于齿面间不易形成润滑油膜也可能产生胶合破坏。提高齿面硬度和降低表面粗糙度能增强抗胶合能力。低速传动采用黏度较大的润滑油；高速传动采用含抗胶合添加剂的润滑油对于抗胶合也很有效。【项目实训】图中是失效的齿轮，试判断下列轮齿失效属于哪种失效形式？并说明原因。(a)齿面点蚀(b)齿面胶合 (c)齿面磨损【项

21、目练习】1.齿轮传动有哪些结构类型？各有什么特点？2.齿轮传动的啮合条件是什么？3.简述齿轮传动的失效形式。4.练习齿轮传动的拆装。项目二输送机械子项目1固体物料输送机械【项目目标】知识目标：掌握各种固体物料输送机械的结构、工作原理、特点及适应范围；掌握带式输送机常见故障及处理措施。技能目标：能操作、维护固体物料输送机械。固体物料的输送机械概述固体物料的形态多样，包括粉末状、颗粒状、大粒状、块状等，对于不同形态的固体物料应采用不同的输送方式及设备。常用的固体物料的输送机械有带式输送机、斗式提升机、螺旋输送机、刮板输送机等。一、带式输送机1带式输送机结构及工作原理带式输送机由输送带、托辊、驱动装

22、置、张紧装置、装卸料装置、清扫器等装置组成。工作原理由挠性输送带作为物料承载件和牵引件的连续输送设备，根据摩擦传动的原理，由传动滚筒带动输送带进行物料的传递与运输。重锤张紧轮加料斗上托辊加料装置带轮下托辊清扫器主动轮2.带式输送机常见故障及处理措施（1）输送带跑偏的处理输送带本身弯曲不直或接头不正引起跑偏，必须重新处理输送带接头；输送带空载时发生跑偏，而加上物料就能得到纠正，稍放松拉紧装置或减少重锤块就可调整；滚筒表面粘结物料，使滚筒成为圆锥面，会使胶带向一侧偏离。常用的处理办法是经常检查清扫器和进行人工清扫。（2）胶带运输机的洒料转载点处洒料产生的原因可能是带式输送机严重过载、导料槽挡料橡胶

23、裙板损坏等；跑偏时的洒料，可通过调整胶袋的跑偏；输送机启动时凹段弹起洒料，可在带式输送机凹段处增设压带轮来避免输送带的弹起。（3）异常噪声异常噪声是因为托辊严重偏心。主要原因有二：一是制造托辊的无缝钢管壁厚不均匀，二是在加工时两端轴承孔中心与外圆圆心偏差较大；联轴器两轴不同心。措施应是及时对电机、减速机的位置进行调整，以避免引起减速机输入轴的断裂及轴承的烧毁；对改向滚筒与驱动滚筒引起的噪声，应立即更换轴承。（4）减速机的断轴减速机的断轴是因为减速机高速轴在设计上强度不够，应当更换减速机或修改减速机的设计；高速轴不同心引起的断轴需要在安装与维修时仔细调整其位置，保证同轴度满足安装要求。（5）胶带

24、打滑原因是重锤拉紧装置和车式拉紧装置不合适。带式运输机胶带的打滑可在胶带打滑时可添加配重或拉紧绞车来解决，直到胶带不打滑为止；螺旋拉紧装置打滑可调整张紧行程来增大张紧力。二、斗式提升机主要部件料斗、链条（带）、张紧装置、驱动装置和装、卸料装置等。工作原理由传动装置提供动力给链轮轴，利用附在带或钢索或链条等挠性物上的料斗在垂直或倾斜的方向上作往复运动来将低处的物料输送到高处的。驱动装置机壳料斗牵引链张紧装置三、螺旋输送机主要部件由等距螺旋、固定的机壳（料槽）、进出料口、驱动装置等组成的。工作原理当物料进入固定机槽内时，由于物料的重力及其与机槽间的摩擦力作用，堆积在机槽下部的物料不断随螺旋体旋转，

25、在旋转着的螺旋叶片的推动下向前移动。是利用螺旋旋转来推动物料前进的输送设备。它适用于需要密闭运输的物料，如粉状或颗粒状的物料。驱动装置出料口旋转螺旋轴中间吊挂轴承进料口壳体四、刮板输送机刮板输送机输送物料时刮板链条全埋在物料之中，所以又称为埋刮板输送机。主要部件由封闭壳体（机槽）、驱动装置、刮板链条、拉紧装置、进出物料口等部件组成。工作原理刮板输送机是利用无端循环的链条作为牵引构件，由链条通过与链轮啮合实现链条在料槽中运动，连接在链条上的刮板通过链条的运动，拉动或推动物料在多节可拆卸的敞开料槽内实现物料的输送和分配。主链轮进口管拉紧装置出口管从链轮输送机械优缺点及适用范围优点缺点适用范围带式输

26、送机结构紧凑、操作方便、动作平稳、输送能力较高、各部分摩擦阻力较小、动力消耗较低，在输送过程中对物料的破损较少，而且安装维修方便粉尘大、劳动环境差、造价贵、不封闭只能用于直线输送，改向时需几台联合使用，不能垂直输送或大坡度输送斗式提升机密封性好，结构紧凑、提升量大，可把物料输送到较高的位置，生产率范围较大（3160m3h）对过载较敏感，必须均匀供料适用于垂直输送粉状、颗粒及小块的物料螺旋输送机结构简单，横截面尺寸小，造价低廉，便于在若干位置进行中间加载和卸载，操作安全方便，密封性好机件磨损较严重、输送量较低、消耗功率大、物料在运输过程中易破碎、运输距离不宜过长，一般在30米以内，过载能力较低适

27、用于颗粒或粉状物料的水平、倾斜和垂直输送，不适宜输送易变质的、粘性大的易结块的物料刮板输送机结构简单、质量小、体积小、密封性能好，便于安装、可单点和多点进、出料，可以承受垂直或水平方向的弯曲，可反向运行，便于处理底链事故空载功率消耗较大，为总功率的30%左右，不宜长距离输送，易发生掉链、跳链事故，消耗钢材多，成本大常用于输送颗粒状、小块状和粉状物料，能在水平或150o角范围内作倾斜和垂直输送。一般水平输送最大长度为80120m，垂直提升输送高度为2030m。在输送有毒、易爆、高温和易飞扬的物料、改善操作条件和减少环境污染等方面具有突出的优势【项目实训】某生产企业所用原料为散装颗粒，原料离反应设

28、备进口约8米高，试选择正确的固体物料输送机械，将原料提升8米后，输入反应设备进口。试为该企业选择输送机械。提示：原料离反应设备进口约8米，提升高度大，上述四种固体物料输送机械中斗式提升机提升高度最高可达30米；带式输送机一般作水平方向的输送，也可按一定倾斜角度向上输送，但倾斜角度不宜超过1718；垂直式螺旋输送机输送高度一般不大于6米；所以选择斗式提升机比较合适。【项目练习】试比较四种固体物料输送机械的结构特点及适用场合。试调查附近企业所使用固体物料输送机械，说明其类型。练习操作各种固体物料输送机械，并说明其异同。子项目2液体物料输送机械【项目目标】知识目标：掌握离心泵及特殊泵的结构、特点、工

29、作原理及适应范围；掌握离心泵常见故障及处理措施。技能目标：能操作、维护液体物料输送机械。一、离心泵无论在日常生活中，还是在化工生产中，常常需要将液体从低处输送到高处，或从低压送至高压，或沿管道送至较远的地方。这种液体输送机械称之为泵。离心泵主要由泵壳、叶轮、轴封装置、电动机等组成。1.离心泵的结构及工作原理泵壳的特点是蜗壳状，其主要起导流及能量转换的作用；叶轮由轴带动提供能量。离心泵的工作原理在启动前先进行灌泵，然后打开电源，电机带动叶轮旋转，叶轮带动液体旋转，液体以较大的速度被甩到叶轮边缘进入泵壳，在蜗壳中随流道截面积的逐渐扩大，液体的部分动能转变成静压能，液体以较大的压强被压出，与此同时，

30、当叶轮中心的液体被甩出后，泵壳的吸入口就形成了一定的真空，外面的大气压力迫使液体经底阀吸入管进入泵内，填补了液体排出后的空间。这样，只要叶轮旋转不停，液体就源源不断地被吸入与排出。底阀压水室叶轮蜗壳压水管压力表止回阀法兰闸阀2.离心泵的工作点与流量调节（1）离心泵的工作点输送液体是靠泵和管路相互配合完成的。一台离心泵安装在一定的管路系统中工作，包括阀门开度也一定时，就有一定的流量与压头。泵安装在特定的管路中，其特性曲线H-Q与管路特性曲线He-Q的交点称为离心泵的工作点。即泵的工作点对应的泵压头和流量既是泵提供的，也是管路需要的。（2）离心泵的流量调节泵在实际操作过程中，经常需要调节流量。从泵

31、的工作点可知，调节流量实质上就是改变离心泵的特性曲线或管路特性曲线，从而改变泵的工作点问题。改变管路特性曲线最简单的方法就是调节出口阀开度。改变泵的特性曲线可以通过改变叶轮转数和切割叶轮直径来实现。当两台泵串联时可以增加扬程，当两台泵并联时可以增加流量。3.离心泵常见不良现象及处理（1）气缚现象离心泵启动时，若泵内存有空气，由于空气密度很低，旋转后产生的离心力小，因而叶轮中心区所形成的低压不足以将储槽内的液体吸入泵内，虽启动离心泵也不能输送液体。此种现象称为“气缚”，表示离心泵无自吸能力，所以必须在启动前向壳内灌满液体。在启动前向壳内灌满液体，做好壳体的密封工作，这样可以有效防止“气缚”现象的

32、发生。（2）汽蚀现象当离心泵叶片入口附近的压强等于或小于液体的饱和蒸气压，液体将在该处汽化产生气泡，并随液体流向高压区，气泡在高压的作用下迅速液化或破裂，此时周围的液体以极高的速度、频率和压强冲向叶轮和泵壳，使得叶轮和泵壳遭到破坏，这种现象称为汽蚀现象。汽蚀时传递到叶轮及泵壳的冲击波，加上液体中微量溶解的氧对金属化学腐蚀的共同作用，在一定时间后，可使其表面出现斑痕及裂缝，甚至呈海绵状逐步脱落；发生汽蚀时，还会发出噪声，进而使泵体震动；同时由于蒸汽的生成使得液体的表观密度下降，于是液体实际流量、出口压力和效率都下降，严重时可导致完全不能输出液体。欲防止发生汽蚀必须提高有效汽蚀余量，使有效汽蚀余量

33、大于等于最低汽蚀余量，可防止发生汽蚀的措施有减小几何吸上高度（或增加几何倒灌高度）。减小吸入损失，为此可以设法增加管径，尽量减小管路长度、弯头和附件等。防止长时间在大流量下运行。在同样转速和流量下，采用双吸泵，因减小进口流速，泵不易发生汽蚀。离心泵发生汽蚀时，应把流量调小或降速运行。离心泵吸水池的情况对泵汽蚀有重要影响。对于在苛刻条件下运行的泵，为避免汽蚀破坏，可使用耐汽蚀材料。二、特殊泵1.往复泵往复泵是容积式泵的一种，由泵缸、活塞，活塞杆及吸入阀、排出阀组成，是依靠泵缸内的活塞作往复运动来改变工作容积，从而达到输送液体的目的。往复泵工作原理 活塞1自左向右移动时，工作室3的容积逐渐扩大，泵

34、缸内形成负压，流体顶开吸入阀4，进入活塞1所让出的空间，直至活塞1移动到最右端。当活塞自右向左移动时，缸内液体受挤压，压力增大，吸入阀4关闭，由排出阀5打开，液体排出。活塞往复一次，各吸入和排出一次液体，称为一个工作循环，这种泵称为单动泵。若活塞往返一次，各吸入和排出两次液体，称为双动泵。活塞由一端移至另一端，称为一个冲程。活塞泵缸排出阀吸入阀工作室2.齿轮泵两个齿轮相互啮合在一起而构成的泵，称为齿轮泵，齿轮泵也是容积式回转泵的一种泵壳内的两个齿轮，参数相同，齿轮两侧有端盖，泵体、泵盖和齿轮构成的密封空间就是齿轮泵的工作容积。在工作容积两端有进油口和出油口（不一定是油，也可以是其他介质），这对

35、紧密配合的齿轮在密封壳体内相互啮合旋转，在泵体内部形成类似一个“8”字形的工作区，齿轮的外径和两侧都与泵体紧密配合，传送介质从进油口进入，随着齿轮的旋转沿壳体运动，最后从出油口排出，最后将介质的压力转化成机械能进行做功齿轮泵工作原理齿轮泵常见的故障齿轮泵内部的零件磨损；齿轮泵壳体的磨损；油封磨损；油封老化；齿轮泵内部零件的磨损也会造成内漏，其中轴套和齿轮端面之间泄漏面积大，是造成漏油的主要部位。3.螺杆泵螺杆泵主要由螺杆、螺腔、填料函、平行销连杆、套轴、轴承、机座等组成，是回转容积式泵的一种。螺杆泵是利用螺杆的回转来吸排液体的。由于各螺杆的相互啮合以及螺杆与衬筒内壁的紧密配合，在泵的吸入口和排

36、出口之间，就会被分隔成一个或多个密封空间。随着螺杆的转动和啮合，这些密封空间在泵的吸入端不断形成，将吸入室中的液体封入其中，并自吸入室沿螺杆轴向前连续地推移至排出端，将封闭在各空间中的液体不断排出，犹如一螺母在螺纹回转时被不断向前推进的情形那样螺杆泵的基本工作原理。压出管衬套螺杆万向联轴器吸入管传动轴轴封拖架轴承泵轴螺杆泵常见故障泵体剧烈振动或产生噪音原因有水泵安装不牢或水泵安装过高，或电机滚珠轴承损坏，或水泵主轴弯曲或与电机主轴不同心、不平行等。水泵不出水原因有泵体和吸水管没灌满引水，或动水位低于水泵滤水管，或吸水管破裂等。各种常用泵优缺点及适用范围优点缺点适用范围离心泵转速高、体积小、重量

37、轻、效率高、流量大、结构简单、性能平稳、容易操作和维修起动前泵内要灌满液体，液体粘度对泵性能影响大只能用于粘度近似于水的液体。往复泵效率高且能达到很高压力，但压力变化几乎不影响流量，因而能提供恒定的流量；具有自吸能力，可输送液、气混合物，特殊设计的还能输送泥浆、混凝土等；流量和压力有较大的脉动，特别是单作用泵，由于活塞运动的加速度和液体排出的间断性，脉动更大。通常需要在排出管路上（有时还在吸入管路上）设置空气室使流量比较均匀。采用双作用泵和多缸泵，还可显著地改善流量的不均匀性；速度低，尺寸大；结构较离心泵复杂，需要有专门的泵阀，制造成本和安装费用都较高此泵适用于小流量、高压力的输液系统。齿轮泵

38、结构紧凑、体积小、重量轻、造价低与其他类型泵相比有效率低、振动大、噪声大、易磨损等缺点。适用于输送粘稠液体螺杆泵损失小、经济性能好、压力高而均匀、脉动小、运转平稳、无震动和噪音、自吸性和排出能力好、转速高、能与原动机直联螺杆的加工和装配要求较高、泵的性能对液体的粘度变化比较敏感。适用于输送润滑油、燃油等各种油类及高分子聚合物和高粘度介质。【项目实训】某企业一离心机泵体噪声大、振动严重，泵性能能下降。打开机壳后，发现叶轮呈图所示状态，试说明原因。【项目练习】试比较离心泵和螺杆泵特点及适用场合。何谓“气缚”现象?产生此现象的原因是什么?如何防止“气缚”现象?简述螺杆泵的操作注意事项。4.拆装离心泵

39、，练习使用离心泵。子项目3气体输送机械【项目目标】知识目标：掌握气体输送机械的应用、分类及特点；掌握风机、鼓风机、压缩机、真空泵的结构、特点、工作原理及适用范围。技能目标：能拆装通风机；能操作风机、鼓风机、压缩机、真空泵等气体输送机械。一、气体输送机械的应用、分类、特点1.气体输送机械在工业生产中的应用（1）气体输送为了克服管路的阻力，需要提高气体的压力。纯粹为了输送的目的而对气体加压，压力一般都不高。但气体输送往往输送量很大，需要的动力往往相当大。（2）产生高压气体化学工业中一些化学反应过程需要在高压下进行，如合成氨反应、乙烯的本体聚合；一些分离过程也需要在高压下进行，如气体的液化与分离。这

40、些高压进行的过程对相关气体的输送机械出口压力提出了相当高的要求。（3）生产真空相当多的单元操作是在低于常压的情况下进行，这时就需要真空泵从设备中抽出气体以产生真空。2.气体输送机械的分类气体输送机械按工作原理分为离心式、旋转式、往复式以及喷射式等。按出口压力（终压）或压缩比不同分为如下几类（1）通风机终压（表压，下同）不大于14.7kPa，压缩比11.15。（2）鼓风机终压14.7294kPa，压缩比小于4。（3）压缩机终压在294kPa以上，压缩比大于4。（4）真空泵减压用的气体输送机械。所产生压力低于大气压，压缩比由真空度决定。3.气体输送机械的特点（1）动力消耗大对一定的质量流量，由于气

41、体的密度小，其体积流量很大。因此气体输送管中的流速比液体要大得多，气体经济流速（1525m/s）约为液体经济流速（13m/s）的10倍。因而气体输送机械的动力消耗往往很大。（2）气体输送机械体积一般都很庞大，对出口压力高的机械更是如此。（3）由于气体的可压缩性，故在输送机械内部气体压力变化的同时，体积和温度也将随之发生变化。这些变化对气体输送机械的结构、形状有很大影响。因此，气体输送机械需要根据出口压力来加以分类。二、风机常用的通风机有离心式和轴流式两类。轴流式通风机所产生的风压较小，一般只用作通风。离心式则较多地用于气体输送。主要介绍离心式通风机。通风机根据出口风压不同，可以分为低压离心式通

42、风机、中压离心式通风机、高压离心式通风机。其中，中、低压离心式通风机出口风压在100300mmH2O，主要用于通风换气；高压离心式通风机出口风压在3001500mmH2O，主要用于气体输送。（a）离心式 （b）轴流式离心式通风机主要由机壳、叶轮、吸入口、排出口等部分组成。离心式通风机工作原理当电动机转动时，风机的叶轮随着转动。叶轮在旋转时产生离心力将空气从叶轮中心甩出，空气从叶轮中甩出后汇集在机壳中，由于速度慢，压力高，空气便从通风机出口排出流入管道。当叶轮中的空气被排出后，就形成了真空，吸气口外面的空气在大气压作用下又被压入叶轮中。因此，叶轮不断旋转，空气也就在通风机的作用下，在管道中不断流

43、动。三、鼓风机鼓风机的类型很多，常用的有罗茨鼓风机和离心式鼓风机。1.罗茨鼓风机其结构主要由机壳和两个或三个特殊形状的转子组成。两叶直齿叶型 三叶螺旋齿叶型 罗茨鼓风机原理利用两个叶形转子在气缸内作相对运动来压缩和输送气体的回转压缩机。这种压缩机靠转子轴端的同步齿轮使两转子保持啮合。转子上每一凹入的曲面部分与气缸内壁组成工作容积，在转子回转过程中从吸气口带走气体，当移到排气口附近与排气口相连通的瞬时，因有较高压力的气体回流，这时工作容积中的压力突然升高，然后将气体输送到排气通道。两转子依次交替工作。两转子互不接触，它们之间靠严密控制的间隙实现密封，故排出的气体不受润滑油污染。两叶直齿叶型工作原

44、理图 2.离心式鼓风机离心式鼓风机又称涡轮鼓风机或透平鼓风机，其工作原理与离心式通风机相同。单级离心式鼓风机产生压强小，通常多级使用。离心式鼓风机原理当鼓风机的工作叶轮高速旋转时产生离心力，将气体由叶轮的中心甩向外圆周，而在中心处产生减压，气体不断被吸入。而甩向外圆周的气体，则静压头和动压头都被增高了。从第一级叶轮出口的气体，以同样的情况被吸至第二级叶轮的中心处，依次经过所有的叶轮，使气体达到所要求的压力，最后进入外壳，由压出连接管排出。工作叶轮上的扩散圈是为了避免气体由工作叶轮进入次一级叶轮时发生撞击现象。多级离心式鼓风机 离心式鼓风机吸入连接管壳工作叶轮涡囊压出连接管扩散圈罗茨鼓风机与离心

45、式鼓风机比较优点缺点适用范围罗茨鼓风机结构简单，制造方便；风流量变化不大。排气量为0.15150m3/min，转速为1503000r/min。单级压比通常小于1.7，最高可达2.1，可以多级串联使用。噪声大；效率低适用于低压力场合的气体输送和加压，也可用作真空泵离心式鼓风机生产能力大。最大离心式鼓风机生产能力可达6000m3/min。46级离心式鼓风机，产生的压强可达到0.130.4MPa。风压只能在很小的范围内调节适用范围广四、压缩机压缩机的类型很多，常用的有往复式压缩机、离心式压缩机。1.往复式压缩机往复式压缩机的工作原理与往复式泵相同。当曲轴旋转时，通过连杆的传动，活塞便做往复运动，由气

46、缸内壁、气缸盖和活塞顶面所构成的工作容积则会发生周期性变化。活塞从气缸盖处开始运动时，气缸内的工作容积逐渐增大，这时，气体即沿着进气管推开进气阀进入气缸，直到工作容积变到最大为止，进气阀关闭；活塞反向运动时，气缸内工作容积缩小，气体压力升高，当气缸内压力达到并稍高于排气压力时，排气阀打开，气体排出气缸，直到活塞运动到极限位置为止，排气阀关闭。当活塞再次反向运动时，上述过程重复出现。总之，曲轴旋转一周，活塞往复一次，气缸内相继实现进气、压缩、排气过程，即完成一个工作循环。往复式压缩机与往复式泵的不同之处是气体的可压缩性。当气体经过压缩机时，体积压缩而受功，此项功和摩擦损失均转变为热，同时，由于气

47、体的密度与比热均比液体要小，导致气体的温度上升，此项热量必须除去，在操作中常采用冷却的方法来降低气体温度的上升。所以压缩机会附有冷却装置。2.离心式压缩机离心式压缩机的工作原理与离心式鼓风机相同，区别是产生压强大。离心式鼓风机所能达到的压强为0.130.4MPa；而离心式压缩机所能达到的压强为0.41.0MPa，特殊构造的压缩机可达3.0MPa或更大。中间有冷却器。离心式鼓风机中间不加冷却器，而离心式压缩机级数多，压强高，级与级之间叶轮大小不一样。气体入口处压强小，叶轮较大，一级比一级压强的增大，气体体积相应缩小，叶轮越来越小。当气体经过几级压缩后，温度将显著上升，必须加中间冷却器。与活塞式压

48、缩机相比：气量大，结构简单紧凑，重量轻，机组尺寸小，占地面积小；运转平衡，操作可靠，运转率高，摩擦件少，因之备件需用量少，维护费用及人员少；在化工流程中，离心式压缩机对化工介质可以做到绝对无油的压缩过程。缺点是一般比活塞式压缩比低，一般低510%左右；稳定工况区较窄，其气量调节虽较方便，但经济性较差。目前不适用于气量太小及压缩比过高的场合。五、真空泵把气体从设备内抽吸出来，从而使设备内的压力低于一个大气压的机械叫真空泵。常用的有往复式、水环式和射流式等。1.往复式真空泵靠活塞往复运动使泵腔（气缸）的工作容积周期性地变化来抽气的真空泵，又称活塞真空泵。其结构、原理同往复泵。工作时，吸气管接被抽真

49、空容器，排气管直通大气。往复真空泵抽气量较大，抽气速率范围为每小时4520000m3，单级泵极限压力约为103Pa，双级泵可达1Pa。在泵的吸气口处若安装冷凝器，可抽出含水蒸汽的气体；若安装过滤器，则可抽除含尘气体。往复式真空泵具有抽气速率大、真空度高的特点，但结构复杂、维修量大。适用于抽送不含固体颗粒、无腐蚀性的气体。2.水环式真空泵工作原理叶轮2偏心地装在圆形泵壳1内，当叶轮按图中顺时针方向旋转时，将事先灌入泵中的水抛向泵壳四周，由于离心力的作用，水形成了一个决定于泵腔形状的近似于等厚度的封闭圆环。水环的下部分内表面恰好与叶轮轮毂相切，水环的上部内表面刚好与叶片顶端接触（实际上叶片在水环内

50、有一定的插入深度）。此时叶轮轮毂与水环之间形成一个月牙形空间，而这一空间又被叶轮分成和叶片数目相等的若干个小腔。如果以叶轮的下部0为起点，那么叶轮在旋转前180时小腔的容积由小变大，且与端面上的吸气口相通，此时气体被吸入，当吸气终了时小腔则与吸气口隔绝；当叶轮继续旋转时，小腔由大变小，使气体被压缩；当小腔与排气口相通时，气体便被排出泵外。可见水环泵是靠泵腔容积的变化来实现吸气、压缩和排气的，因此它属于变容式真空泵。泵壳叶轮端盖吸入孔排出孔液环工作室3.射流式真空泵射流式真空泵是利用一种流体的作用产生压力或造成真空，从而达到输送另一种流体的泵。射流式真空泵原理当具有一定压力的工作流体通过喷嘴，以