水泵平衡裝置設(shè)計(jì)說明書.doc

遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）1目錄前言11在礦山中水泵的應(yīng)用31.1礦山對排水設(shè)備的要求31.2常用主排水泵結(jié)構(gòu)31.3平衡盤工作原理41.4產(chǎn)生軸向推力的主要原因42液體靜壓支承原理82.1流體靜壓技術(shù)的簡述82.2油腔的流量及有效面積的計(jì)算推導(dǎo)82.2.1基本矩形油腔的流量計(jì)算82.2.2環(huán)行油腔推力軸承的流量計(jì)算原理92.3節(jié)流器的流量計(jì)算122.3.1小孔節(jié)流器122.3.2節(jié)流比和液阻比132.4液體靜壓支承的承載能力計(jì)算132.4.1單油腔靜壓支承132.4.2對稱等面積對置油腔靜壓支承142.5液體靜壓支承的油膜剛度計(jì)算152.5.1油膜剛度的概念152.5.2單油腔靜壓支承油膜剛度計(jì)算16水泵平衡裝置設(shè)計(jì)23總體設(shè)計(jì)方案183.1水泵的軸向推力計(jì)算203.2平衡裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算203.2.1止推板尺寸計(jì)算203.2.2油泵供油壓力計(jì)算203.2.3節(jié)流器選擇213.2.4油墊中油膜剛度及最大位移的計(jì)算223.2.5油膜的流量及功率234液壓控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)254.1選擇液壓泵254.2選擇電機(jī)264.3閥類元件及輔助元件274.4液壓系統(tǒng)的性能驗(yàn)算364.4.1系統(tǒng)壓力損失的驗(yàn)算364.4.2油液發(fā)熱溫生計(jì)算384.5設(shè)計(jì)及使用時(shí)的注意事項(xiàng)395經(jīng)濟(jì)性評估406結(jié)論41致謝42參考文獻(xiàn)43遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）3摘要研究的目的是采取液體靜壓支承來平衡軸向力的方法。改善礦山排水裝置平衡盤受力狀況，解決離心水泵軸向力引起磨損嚴(yán)重的問題。延長水泵使用壽命，提高效率，降低礦井排水裝置的維修費(fèi)用。液體靜壓支承是借助于輸入支承工作面間的液體靜壓力來支承載荷的滑動支承。它處于純液體潤滑條件下工作。液體靜壓支承具有速度范圍寬、支承能力大、運(yùn)動精度高、抗振性能好和使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)。但液體靜壓支承需要一套液壓供油系統(tǒng)，潤滑油的過濾精度要求較高。本文以150D309型泵軸向力的液體靜壓支承平衡為例。并且適合在各種型號的礦用的水泵的改裝，起到代替平衡盤的作用。因?yàn)楸P之間的較小間隙處容易堵塞，另一方面，固體顆粒會加快平衡盤的磨損，造成平衡盤與平衡環(huán)之間的間隙增大，達(dá)不到原有的平衡作用。所以礦用水泵可廣泛采用液體靜壓支承來平衡軸向力。關(guān)健詞：多級離心泵；液體靜壓支承；軸向力；平衡盤水泵平衡裝置設(shè)計(jì)4AbstractWestudytheissueinordertointroducethemethodwhichstaticpressuresupportingisabletosolvetheproblemcausedbytheaxialforceofmultistagecentrifugalpump.Itimprovetheforceonthebalancedisk.Notonlythemethodisgoodtoincreaseworkinglifeandtheefficiencyforwaterpumpbutalsoitreducesthecostofmaintenance.Thestaticpressuresupportingisabletoworkbecauseofthehydrostaticpressurebetweentheworkingsurface.ItworkswiththeconditionofthepureliquidLubrication.Therearesomeadvantagesuchashavingthewiderangeofspeed,carryingpowerwell,themovementprecisionhighlyandworkinglifeislong.Butthestaticpressuresupportinghastoneedasetofsupplyingoilsystems.Thelubricatingoilneedtobehigherprecision.Talkingthestaticequilibriumofaxialforceofpump150D309astheexample.Kindsofpumpmayareimprovedwiththemethod.Ontheonehandtherearealotofslitblockedeasilyinthebalancedisk,ontheotherhandthesolidparticlecanbreakbalancedisk,whichincreasesslitbetweenbalancediskandbalancediskring.Thereforewemayusewidelythestaticpressuresupportingmethodinminepumpfields.Keyword:Multistagecentrifugalpump；staticpressuresupporting；axialforce；balancedisk遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）5前言改善礦山排水裝置中水泵的平衡盤受力狀況，一個(gè)非常有效的方法就是應(yīng)用靜壓支承來平衡多級泵軸向力。目前流體靜壓支承的方法多用在大型的機(jī)床工業(yè)上，在國內(nèi)僅幾乎沒有在多級離心泵上應(yīng)用?？梢匝娱L水泵使用壽命，提高效率，降低礦井排水裝置的維修費(fèi)用。使離心泵的軸向位移控制在允許范圍內(nèi)，有效平衡軸向推力。提高礦井排水裝置的可靠性、擴(kuò)大適應(yīng)性并且減少耗能。因此保證它的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有著十分重要的意義。因?yàn)樵诘V井建設(shè)和生產(chǎn)過程中，大氣降水、含水層水、斷層水、老空水等水源通過各種渠道涌入礦井，形成礦水。由于各礦的地質(zhì)、水文地質(zhì)、地形特征、氣候條件的差異，地面和地下積水不同，以及開采方法的不一，其涌水量的大小也不一樣，少的每小時(shí)幾十立方米，多的幾百立方米、特大的超過千立方米。幾乎沒有礦水的干燥礦井只是極少數(shù)。所以礦井排水裝置是非常重要的。排水裝置始終伴隨產(chǎn)生而工作，直到礦井報(bào)廢為止，才能完成自身的任務(wù)。除此之外，能耗在礦山排水裝置方面的電量占全礦耗電量的相當(dāng)大的一部分。礦山排水裝置不僅要及時(shí)排除正常時(shí)期的礦水，而且還要排除高峰時(shí)期的礦水。水泵平衡裝置是礦井排水裝置中非常重要機(jī)的組成部分。它是一種通用機(jī)械其工作原理是電動機(jī)通過泵軸帶動葉輪高速旋轉(zhuǎn)，對液體做功，把機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液體能量，從而把液體輸送到目的地。通常以不同工作方式為基礎(chǔ)的各種泵的結(jié)構(gòu)形式，根據(jù)其使用的頻繁程度可以分為兩大類：容積泵，葉片泵和離心泵。近些年，已經(jīng)有許多單位采用中、大型潛水泵排水。這樣可以省去浮船之類的輔助設(shè)施，可使排水系統(tǒng)大大簡化，可以遠(yuǎn)方遙控，可以自動化排水，是礦山排水的一次重大飛躍。但是可供選擇的只有清水潛水泵或污水潛水泵，對水質(zhì)要求過高，水質(zhì)達(dá)標(biāo)難度大，費(fèi)用高。清水潛水泵、污水潛水泵都是用普通鑄鐵制造，無法抵御硬沙粒的高速沖擊，無法抵御硬沙粒尖角壓入微觀中呈疏松狀的鑄鐵表面后，產(chǎn)生高速刮削式的磨損一般固體顆粒不會把泵體外殼磨穿，不會把葉輪外徑磨小，也不會把葉片磨短。平衡盤磨損后變薄，使轉(zhuǎn)子向電機(jī)方向（向前)的竄量超限，從而產(chǎn)生連鎖損壞。葉輪口環(huán)