水泵檢驗(yàn)裝置總體設(shè)計(jì)要素分析 |最新資料

本文是水泵檢驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，詳細(xì)敘述了檢驗(yàn)裝置各組成部分：動(dòng)力源，傳動(dòng)系統(tǒng)及測控系統(tǒng)等的設(shè)計(jì)要素，對(duì)于水泵行業(yè)的同行，特別是對(duì)于從事水泵試驗(yàn)臺(tái)架設(shè)計(jì)的同志，會(huì)有一定的幫助。
關(guān)鍵詞 消防泵 齒輪箱 檢驗(yàn)裝置 柴油發(fā)動(dòng)機(jī)
1．引言
泵作為一個(gè)工業(yè)產(chǎn)品，在輸送介質(zhì)及作為動(dòng)力源方面已經(jīng)獲得越來越廣泛的應(yīng)用，適用于各種專門場合的船用泵、消防泵、排污泵、潛水泵等也越來越多。某些專用泵，如消防泵，其發(fā)展迅速，日趨高壓力、大流量方向發(fā)展，原先單一的常壓泵也出現(xiàn)了朝中低壓、高低壓或高中低壓泵發(fā)展的趨勢，原有的一些檢驗(yàn)裝置已顯得不相適應(yīng)，因而，為使泵產(chǎn)品的質(zhì)量能得到有效控制和提高，設(shè)計(jì)建造一些新的檢驗(yàn)裝置尤為必要。
本文是在自動(dòng)化大功率消防水泵檢驗(yàn)裝置研制的基礎(chǔ)上，對(duì)泵的檢驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)要素進(jìn)行總結(jié)，以供同行參考。
2．水泵檢驗(yàn)裝置的組成
一個(gè)完整的水泵檢驗(yàn)裝置應(yīng)包括以下幾個(gè)主要部分：
1)．動(dòng)力源；
2)．傳動(dòng)系統(tǒng)；
3)．測量與控制系統(tǒng)；
4)．輔助系統(tǒng)；
3．各組成部分的設(shè)計(jì)要素
3．1動(dòng)力源
a．明確試驗(yàn)對(duì)象，確定動(dòng)力源功率各單位設(shè)計(jì)檢驗(yàn)裝置的目的有所不同，有的只是為本單位的產(chǎn)品作試驗(yàn)用，有的需要為各種各樣的泵服務(wù)(如檢驗(yàn)中心)，所以動(dòng)力源的功率應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況來確定。
以圖1所示系統(tǒng)為例，計(jì)算公式如下：
P動(dòng)=P泵／(η齒×η扭×η離×η泵) =Q×P×H／(102×η齒×η扭×η離×η泵)
式中：
P動(dòng) 所需的動(dòng)力源輸出功率 KW
P泵 被試泵的水功率 KW
η齒 齒輪箱效率％
η扭 扭矩儀效率％
η離 離合器效率 ％
η泵 水泵的效率 ％
Q 水泵的流量m3／s
H 水泵的揚(yáng)程m
V 水的重度 Kg／m3
我們可以以η泵為參考量，通過計(jì)算，作出P動(dòng)與P泵的關(guān)系曲線(圖2)，計(jì)算中可以假定假定η齒、η扭和η離分別為0.95、0.98和0.98。當(dāng)P泵和η泵已知時(shí)，就可從圖2確定所需的動(dòng)力源輸出功率。
b．動(dòng)力源型式
目前常見的有電動(dòng)機(jī)與柴油發(fā)動(dòng)機(jī)兩種。前者一般不調(diào)速，適用于一般的工業(yè)泵。由于各種工業(yè)泵的轉(zhuǎn)速有差異，因此泵的流量壓力功率等參數(shù)一般需要通過特定轉(zhuǎn)速(電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速)下的測量值，換算到泵的規(guī)定轉(zhuǎn)速下的對(duì)應(yīng)值，導(dǎo)致測量誤差放大。前者若需調(diào)速，直流電動(dòng)機(jī)可用可控硅調(diào)速，交流電動(dòng)機(jī)可用變頻調(diào)速，但成本較高。當(dāng)然，使用電動(dòng)機(jī)卻有噪聲相對(duì)較低，無其他污染的優(yōu)點(diǎn)；后者適用于消防泵，因?yàn)橄辣糜泄r的變化，要求轉(zhuǎn)速變化。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)速比較方便。調(diào)節(jié)油門大小再配以齒輪箱，可以獲得較大的轉(zhuǎn)速范圍，且成本相對(duì)較低。使用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)存在著噪聲大，有煙氣排放問題。
究竟選用哪一種動(dòng)力源，要根據(jù)檢驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)目的及單位在場地、經(jīng)費(fèi)及現(xiàn)有的相關(guān)條件而定。
3．2傳動(dòng)系統(tǒng)
對(duì)使用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的水泵檢驗(yàn)裝置，有傳動(dòng)裝置的問題。傳動(dòng)系統(tǒng)主要由離合器和齒輪箱組成。對(duì)齒輪箱的設(shè)計(jì)，主要應(yīng)考慮兩個(gè)問題：
a．速比確定
對(duì)工業(yè)泵而言，中心高800mm以下的泵，其轉(zhuǎn)速一般為1450r／min和2900～2950r／min。對(duì)消防泵而言，其轉(zhuǎn)速千差萬別，一般為2000～4000r／min。
齒輪箱速比的確定，既要考慮滿足不同轉(zhuǎn)速泵的試驗(yàn)要求，又要考慮讓發(fā)動(dòng)機(jī)在最大扭矩點(diǎn)附近工作。