《旋轉(zhuǎn)機(jī)械講義》課件

《旋轉(zhuǎn)機(jī)械講義》課程安排及學(xué)習(xí)目標(biāo)課程內(nèi)容本課程涵蓋旋轉(zhuǎn)機(jī)械的基礎(chǔ)理論、工作原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、性能指標(biāo)、應(yīng)用領(lǐng)域等。學(xué)習(xí)目標(biāo)通過(guò)本課程學(xué)習(xí)，學(xué)生將能夠了解旋轉(zhuǎn)機(jī)械的基本知識(shí)，掌握旋轉(zhuǎn)機(jī)械的設(shè)計(jì)、選型、使用和維護(hù)等技能。旋轉(zhuǎn)機(jī)械概述動(dòng)力源旋轉(zhuǎn)機(jī)械作為能量轉(zhuǎn)換的媒介，驅(qū)動(dòng)各種機(jī)械設(shè)備。流體輸送廣泛應(yīng)用于石油化工、電力等行業(yè)，實(shí)現(xiàn)流體的輸送和壓力提升。氣體壓縮提供壓縮空氣，用于工業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)療等領(lǐng)域。旋轉(zhuǎn)機(jī)械的分類泵類：離心泵、軸流泵、螺桿泵等。風(fēng)機(jī)類：離心風(fēng)機(jī)、軸流風(fēng)機(jī)、斜流風(fēng)機(jī)等。壓縮機(jī)類：離心壓縮機(jī)、螺桿壓縮機(jī)、活塞式壓縮機(jī)等。渦輪類：汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、水輪機(jī)等。旋轉(zhuǎn)機(jī)械的基本結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)機(jī)械通常由以下幾個(gè)主要部分組成：1.轉(zhuǎn)子：轉(zhuǎn)子是旋轉(zhuǎn)機(jī)械的核心部件，負(fù)責(zé)將能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械運(yùn)動(dòng)。轉(zhuǎn)子通常由軸、葉輪、轉(zhuǎn)鼓等組成。2.軸承：軸承是支撐轉(zhuǎn)子的重要部件，用于減小轉(zhuǎn)子與軸承之間的摩擦力，并保證轉(zhuǎn)子的平穩(wěn)運(yùn)行。3.密封裝置：密封裝置用于防止介質(zhì)泄漏，同時(shí)防止外部環(huán)境對(duì)旋轉(zhuǎn)機(jī)械內(nèi)部的影響。4.機(jī)殼：機(jī)殼是旋轉(zhuǎn)機(jī)械的外部結(jié)構(gòu)，用于保護(hù)內(nèi)部部件，并起到支撐和固定作用。5.傳動(dòng)裝置：傳動(dòng)裝置負(fù)責(zé)將旋轉(zhuǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)速和扭矩傳遞到工作機(jī)。6.控制系統(tǒng)：控制系統(tǒng)用于調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)機(jī)械的運(yùn)行參數(shù)，如轉(zhuǎn)速、流量、壓力等。旋轉(zhuǎn)機(jī)械的工作原理1能量轉(zhuǎn)換將一種形式的能量轉(zhuǎn)換為另一種形式的能量。2機(jī)械運(yùn)動(dòng)通過(guò)旋轉(zhuǎn)部件的運(yùn)動(dòng)來(lái)完成能量轉(zhuǎn)換。3流體流動(dòng)利用流體的流動(dòng)來(lái)傳遞能量或進(jìn)行工作。旋轉(zhuǎn)機(jī)械的性能指標(biāo)指標(biāo)描述效率機(jī)械能轉(zhuǎn)化為有用功的比例功率機(jī)械在單位時(shí)間內(nèi)所做的功轉(zhuǎn)速機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)軸每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)流量機(jī)械在單位時(shí)間內(nèi)輸送的流體體積壓力機(jī)械輸送流體時(shí)克服阻力所需的力溫度機(jī)械運(yùn)行過(guò)程中溫度的變化離心泵的工作原理旋轉(zhuǎn)葉輪離心泵的核心部件是葉輪，它通過(guò)旋轉(zhuǎn)將流體加速。流體加速葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，流體在葉片的作用下加速，并獲得動(dòng)能。動(dòng)能轉(zhuǎn)化流體通過(guò)擴(kuò)散器，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為壓力能。排出流體壓力能增強(qiáng)的流體被排出到管道或設(shè)備中。離心泵的性能曲線1流量泵的實(shí)際輸出流量。2揚(yáng)程泵提升液體的壓力高度。3效率泵的能量轉(zhuǎn)換效率。4功率泵所需的驅(qū)動(dòng)功率。離心泵的選型及應(yīng)用1流量確定所需輸送的液體流量，例如每分鐘多少升或加侖。2揚(yáng)程確定需要克服的壓力，例如多少米或英尺的水頭。3液體性質(zhì)考慮液體的粘度、密度和腐蝕性等因素。4運(yùn)行條件了解泵的運(yùn)行環(huán)境，例如溫度、壓力和振動(dòng)等。離心鼓風(fēng)機(jī)的工作原理1吸入空氣離心鼓風(fēng)機(jī)通過(guò)葉輪旋轉(zhuǎn)，在葉輪中心形成低壓區(qū)，將空氣吸入進(jìn)風(fēng)口。2葉輪旋轉(zhuǎn)空氣在葉輪的旋轉(zhuǎn)作用下，被加速并向外側(cè)運(yùn)動(dòng)，其動(dòng)能隨之增加。3氣流擴(kuò)散空氣離開葉輪后進(jìn)入擴(kuò)散室，動(dòng)能轉(zhuǎn)換為壓力能，并被輸送到風(fēng)管。離心鼓風(fēng)機(jī)的性能曲線流量壓力離心鼓風(fēng)機(jī)的性能曲線顯示了流量和壓力之間的關(guān)系，曲線形狀由鼓風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)決定。離心鼓風(fēng)機(jī)的選型及應(yīng)用流量根據(jù)應(yīng)用需求選擇合適的流量，滿足生產(chǎn)或工藝要求。壓力根據(jù)應(yīng)用需求選擇合適的壓力，克服管道阻力，實(shí)現(xiàn)氣體輸送或工藝要求。轉(zhuǎn)速根據(jù)應(yīng)用需求選擇合適的轉(zhuǎn)速，確保設(shè)備效率和穩(wěn)定運(yùn)行。功率根據(jù)應(yīng)用需求選擇合適的功率，滿足設(shè)備運(yùn)行所需的能量。離心壓縮機(jī)的工作原理1吸入空氣從吸入口進(jìn)入機(jī)殼，并被葉輪吸入2壓縮葉輪高速旋轉(zhuǎn)，將空氣加速并壓縮3排氣壓縮后的空氣從排氣口排出，壓力升高離心壓縮機(jī)的性能曲線1流量壓縮機(jī)的流量，即單位時(shí)間內(nèi)壓縮機(jī)輸送的氣體體積。2壓力比壓縮機(jī)出口壓力與入口壓力的比值。3效率壓縮機(jī)將驅(qū)動(dòng)功轉(zhuǎn)換為壓縮功的比例。4功率壓縮機(jī)所需的驅(qū)動(dòng)功率。離心壓縮機(jī)的選型及應(yīng)用結(jié)構(gòu)離心壓縮機(jī)一般由葉輪、擴(kuò)散器、機(jī)殼、軸承、密封裝置等組成。工作原理通過(guò)葉輪高速旋轉(zhuǎn)，將氣體加速壓縮，并通過(guò)擴(kuò)散器將動(dòng)能轉(zhuǎn)換為壓力能。應(yīng)用廣泛應(yīng)用于石油化工、制冷、電力等領(lǐng)域。齒輪泵的工作原理1旋轉(zhuǎn)兩齒輪相互嚙合并旋轉(zhuǎn)2吸入齒輪間的空間形成真空，吸入液體3排出液體被帶到排出口，完成輸送齒輪泵的性能曲線流量揚(yáng)程效率功率QHηN齒輪泵的選型及應(yīng)用流量要求:根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求選擇合適的齒輪泵流量范圍。壓力要求:齒輪泵的工作壓力應(yīng)滿足系統(tǒng)需求。溫度要求:選擇適合工作溫度范圍的齒輪泵?；钊綁嚎s機(jī)的工作原理吸氣活塞向外運(yùn)動(dòng)時(shí)，氣缸內(nèi)壓力降低，外界氣體被吸入氣缸。壓縮活塞向內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)，氣體被壓縮，壓力升高。排氣當(dāng)壓縮氣體壓力超過(guò)排氣壓力時(shí)，氣體被排出氣缸?；钊綁嚎s機(jī)的性能曲線流量效率活塞式壓縮機(jī)的選型及應(yīng)用排氣量選擇合適的排氣量以滿足生產(chǎn)需求。壓力考慮所需的壓縮壓力，選擇合適的壓縮機(jī)類型。應(yīng)用場(chǎng)景根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景選擇合適的活塞式壓縮機(jī)。渦輪機(jī)械的工作原理1能量轉(zhuǎn)換將流體的能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。2葉輪旋轉(zhuǎn)流體沖擊葉輪，推動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)。3機(jī)械輸出葉輪旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)軸，輸出機(jī)械功。渦輪機(jī)械的性能曲線流量效率揚(yáng)程渦輪機(jī)械的性能曲線通常以流量、揚(yáng)程和效率為坐標(biāo)軸，用于反映渦輪機(jī)械在不同工況下的性能變化。渦輪機(jī)械的選型及應(yīng)用工作條件流量、壓力、溫度、介質(zhì)等因素決定了渦輪機(jī)械的選型。例如，高流量、高壓力、高溫的工況需要選用耐高溫、高強(qiáng)度的渦輪機(jī)械。效率和性能渦輪機(jī)械的效率和性能指標(biāo)，如效率、揚(yáng)程、功率等，直接影響其運(yùn)行成本和經(jīng)濟(jì)效益。選擇高效率的渦輪機(jī)械可以降低能耗和運(yùn)行成本?？煽啃院途S護(hù)渦輪機(jī)械的可靠性和維護(hù)成本也是重要的考慮因素。選擇可靠性高、維護(hù)方便的渦輪機(jī)械可以降低維修成本和停機(jī)時(shí)間。成本和價(jià)格渦輪機(jī)械的成本和價(jià)格也是選型中需要考慮的因素。需要根據(jù)實(shí)際情況選擇性價(jià)比高的渦輪機(jī)械。軸承的工作原理及選型1滾動(dòng)軸承滾動(dòng)軸承由滾珠或滾柱組成，它們?cè)趦?nèi)圈和外圈之間滾動(dòng)，從而減少摩擦。滾動(dòng)軸承通常比滑動(dòng)軸承更耐用，但它們?cè)趩?dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生更大的摩擦力。2滑動(dòng)軸承滑動(dòng)軸承由兩個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的表面組成，它們之間通過(guò)潤(rùn)滑油進(jìn)行分離。滑動(dòng)軸承通常比滾動(dòng)軸承更安靜，但它們?cè)诟邷叵赂菀啄p。3軸承選型軸承選型需要考慮負(fù)載、速度、溫度、環(huán)境等因素。滾動(dòng)軸承適用于高負(fù)荷、高速應(yīng)用，而滑動(dòng)軸承適用于低負(fù)荷、低速應(yīng)用。密封裝置的工作原理及選型1機(jī)械密封主要用于高速旋轉(zhuǎn)軸的密封，通過(guò)兩塊精密加工的密封環(huán)之間的摩擦力來(lái)阻止泄漏，常見(jiàn)的機(jī)械密封有彈簧式、波紋管式和液壓式等。2填料密封通過(guò)填料和軸之間的摩擦來(lái)阻止泄漏，填料可以是石墨、聚四氟乙烯或其他材料，填料密封結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，但密封效果不如機(jī)械密封。3迷宮密封通過(guò)在軸上設(shè)置迷宮結(jié)構(gòu)來(lái)阻止泄漏，迷宮密封適用于低速旋轉(zhuǎn)軸，成本低，但密封效果有限。4唇形密封通過(guò)唇形密封圈的彈性變形來(lái)阻止泄漏，唇形密封適用于低速旋轉(zhuǎn)軸，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，但密封效果不如其他密封方式。旋轉(zhuǎn)機(jī)械的振動(dòng)分析1振動(dòng)信號(hào)采集使用傳感器獲取旋轉(zhuǎn)機(jī)械的振動(dòng)信號(hào)。2信號(hào)處理與分析對(duì)采集到的信號(hào)進(jìn)行處理，提取振動(dòng)特征，如頻率、幅值和相位。3故障診斷根據(jù)振動(dòng)特征，識(shí)別旋轉(zhuǎn)機(jī)械可能存在的故障，例如不平衡、軸承損壞或葉片磨損。旋轉(zhuǎn)機(jī)械的故障診斷振動(dòng)分析通過(guò)監(jiān)測(cè)機(jī)械的振動(dòng)信號(hào)，可以識(shí)別出常見(jiàn)的故障，例如軸承損壞、不平衡、不對(duì)中等等。溫度監(jiān)測(cè)溫度升高可能是潤(rùn)滑不良、軸承過(guò)熱或電機(jī)過(guò)載的征兆。油液分析分析潤(rùn)滑油的質(zhì)量，可以判斷是否存在磨損顆粒、金屬碎片或其他污染物。旋轉(zhuǎn)機(jī)械的維護(hù)與保養(yǎng)定期檢查定期檢查旋轉(zhuǎn)