船用泵及油馬達

1、輪機概論輪機概論Introduction to Marine Engineering第四章第四章 船用泵和油馬達船用泵和油馬達Chapter 4 Marine Pump and Hydraulic Motor 第四章船用泵和油馬達主要內(nèi)容：主要介紹船上常用泵的結構、原理、性能及管理要點；常用液壓泵和液壓馬達的結構、工作原理輪機概論輪機概論Introduction to Marine Engineering第一節(jié) 船用泵Section 1 marine pump一、泵的功用和分類一、泵的功用和分類 1.作用：在船上經(jīng)常需要輸送水、油和其它各種液體，這些輸送任務都是通過一種稱為泵的設備來完成的，所

2、以泵是用來輸送液體的一種機械。液體不可能自發(fā)地從壓力比較低處流入壓力比較高處，而需要向輸送的液體提供足夠的機械能才能達到輸送液體的目的，從這種意義講，泵是用來提高液體機械能的一種設備。 第四章第四章 船用泵和油馬達船用泵和油馬達輪機概論輪機概論Introduction to Marine Engineering 2. 種類：1）按用途可分為： 船舶通用泵：是為船舶營運及船上人員生活需要而設置的，是機動船舶都須裝備的泵，主要有壓載水泵、艙底水泵、消防水泵、衛(wèi)生水泵和淡水泵等。 船舶動力裝置用泵：是為船舶動力裝置的工作需要而設置的。柴油機船舶主要有燃油駁運泵、燃油輸送泵、主機缸套和活塞冷卻泵、海水

3、循環(huán)泵、潤滑油泵、潤滑油駁運泵、柴油發(fā)電機的冷卻水泵和海水泵等。 船舶輔助機械用泵：主要是為船舶輔助機械提供服務的。 船舶專用泵：是用來滿足特殊船舶的需要，如油船上的貨油泵、挖泥船上的吸泥泵、破冰船上的壓載泵、深水打撈船上的打撈泵、消防船上的消防泵以及油船上的貨油泵等。 第四章第四章 船用泵和油馬達船用泵和油馬達輪機概論輪機概論Introduction to Marine Engineering 2）按工作原理可以分為： 容積式泵：主要是通過運動部件的位移，使泵工作空間容積發(fā)生變化來吸排液體，從而把機械能傳給液體，達到輸送液體的目的。容積式泵可根據(jù)吸排液體部件的運動特點分為往復泵和回轉泵。 葉

4、片式泵：主要是通過工作葉片帶動液體高速轉動，使液體的能量增加，然后再將動能轉換為壓力能，從而完成吸排作用的。屬于這種類型泵的有各種離心泵、軸流泵和旋渦泵等。 第四章第四章 船用泵和油馬達船用泵和油馬達輪機概論輪機概論Introduction to Marine Engineering 噴射泵：是通過噴射工作流體所產(chǎn)生的高速射流，吸引周圍流體，進行動量交換，把動能傳給輸送的流體，然后再將動能轉換為壓力能，從而達到輸送流體的目的。有水射水泵、水射真空泵、蒸汽噴射泵和空氣噴射泵等。 電磁泵：是利用電磁力來輸送液態(tài)金屬的一種泵，這種泵無任何運動部件，僅在原子能船上用作原子鍋爐的循環(huán)泵。第四章第四章 船

5、用泵和油馬達船用泵和油馬達輪機概論輪機概論Introduction to Marine Engineering 二二 泵的性能參數(shù)：泵的性能參數(shù)：為了表征泵的性能和完善程度，以便選用和比較，通常把流量、壓頭、轉速、功率和效率等主要工作參數(shù)稱為泵的性能參數(shù)。 1.流量：是指泵在單位時間內(nèi)所輸送液體的量，可用容積或質(zhì)量來度量，分別稱為容積流量Q(m3s)或質(zhì)量流量G(kgs)。質(zhì)量流量與容積流量之間的關系為： GQ kgs式中：液體的密度，kgs。 第四章第四章 船用泵和油馬達船用泵和油馬達輪機概論輪機概論Introduction to Marine Engineering 2揚程(壓頭)：是指單

6、位重液體通過泵后所增加的機械能，即每單位重力作用的液體通過泵后其能量的增加值。壓頭常用H來表示，單位是 m。根據(jù)水力學知識，單位重量液體的機械能稱為水頭，它包括位能、動能和壓力能。因此，泵的揚程即泵使液體所增加的水頭，如全部轉換為位能，即表示液體所能上升的高度。泵銘牌上所標注的是額定揚程，即設計工況的揚程。 第四章第四章 船用泵和油馬達船用泵和油馬達輪機概論輪機概論Introduction to Marine Engineering 泵的工作揚程取決于系統(tǒng)的工作條件，可以用下式計算(參看圖4-1)：H（pc-pa）/g+Z+h （m）。 如果知道泵的排出壓力pd(Pa)和吸入壓力ps(Pa)，

7、其壓頭即可近似地表示為： H(pdps)g （m）。 第四章第四章 船用泵和油馬達船用泵和油馬達輪機概論輪機概論Introduction to Marine Engineering 容積式泵往往不標注額定揚程而是額定排出容積式泵往往不標注額定揚程而是額定排出壓力壓力，它是按照試驗標準連續(xù)工作所允許的最高排出壓力。容積式泵工作時的實際排出容積式泵工作時的實際排出壓力不允許超過額定排出壓力。壓力不允許超過額定排出壓力。 第四章第四章 船用泵和油馬達船用泵和油馬達輪機概論輪機概論Introduction to Marine Engineering 3轉速：是指泵軸每分鐘的回轉數(shù)，用n表示，單位是rm

8、in。往復泵由于結構上的特點，它的轉速也可用活塞在每分鐘所完成的雙行程數(shù)來表示。銘牌上所標出的是銘牌上所標出的是泵軸的額定轉速。泵軸的額定轉速。第四章第四章 船用泵和油馬達船用泵和油馬達輪機概論輪機概論Introduction to Marine Engineering 4功率和效率：泵的功率有輸出功率和輸入功率。 輸出功率又稱為有效功率，指泵單位時間內(nèi)實際傳給液體的能量，用Pe表示，可由下式求得：Peg Q H （W）。 泵的輸入功率也稱軸功率，是指泵軸所接受的功率，用P表示。 由于泵在實際工作中總存在各種能量損失，所以泵的有效功率總小于軸功率，可用效率來衡量。 輸出功率和輸入功率之比稱為泵

9、的效率，即Pe/P 。 效率表示泵性能的好壞以及動力的利用程度，效率效率表示泵性能的好壞以及動力的利用程度，效率越高說明泵的工作越經(jīng)濟。越高說明泵的工作越經(jīng)濟。第四章第四章 船用泵和油馬達船用泵和油馬達輪機概論輪機概論Introduction to Marine Engineering輪機概論輪機概論Introduction to Marine Engineering輸出功率輸出功率( (有效功率有效功率)P)Pe e(Effective Power)：液體得到的功率。輸入功率輸入功率( (軸功率軸功率)P)P(Shaft Power)：原動機傳給泵軸的功率。有效功率軸功率Pe=gQH (W)

10、效率：效率：輸出功率和輸入功率之比。 =Pe/P (%)第四章第四章 船用泵和油馬達船用泵和油馬達輪機概論輪機概論Introduction to Marine Engineering第二節(jié) 容積式泵 一、往復泵：一、往復泵：屬于容積式泵，它是利用活塞或柱塞在泵缸中作往復運動，從而引起工作腔室的容積變化來產(chǎn)生吸排作用。因此，可稱為活塞泵或柱塞泵。Section 2 容積式泵容積式泵(Positive displacement pump)第四章第四章 船用泵和油馬達船用泵和油馬達輪機概論輪機概論Introduction to Marine Engineering 1往復活塞泵：1)工作原理：當活塞

11、從下止點向上止點移動時，活塞下部泵缸容積增大，壓力降低，當吸入閥上、下形成的壓差足以頂開吸入閥時而使其開啟，使吸人管與泵缸相通。因此，吸入管內(nèi)的空氣即因泵缸中活塞位移容積的增加而膨脹，使其壓力降低，于是，吸入管中的液面就會在吸入液面壓力作用下上升。當活塞到達上止點時活塞下部空間不再增大，壓力也不再降低，吸入閥在泵本身重量及彈簧的張力作用而下落關閉。當電動機通過曲柄連桿機構帶動活塞從上止點向下移動時，活塞下部空間的空氣被壓縮，壓力升高，這樣既把吸入閥壓緊又可以頂開排出閥，使空氣從排出管排出。 第四章第四章 船用泵和油馬達船用泵和油馬達輪機概論輪機概論Introduction to Marine

12、Engineering輪機概論輪機概論Introduction to Marine Engineering單缸單作用單缸雙作用往復泵工作原理簡圖往復泵工作原理簡圖第四章第四章 船用泵和油馬達船用泵和油馬達輪機概論輪機概論Introduction to Marine Engineering輪機概論輪機概論Introduction to Marine EngineeringM/V TianhuaiMAM Lab.往復泵實物圖往復泵實物圖第四章第四章 船用泵和油馬達船用泵和油馬達輪機概論輪機概論Introduction to Marine Engineering 2)往復泵的特點： (1)有自吸能力

13、。 (2)可以產(chǎn)生很高的壓頭。 (3)理論流量與壓頭無關。 (4)輸送液體不均勻。 (5)轉速不能太高。 (6)當輸送的液體含有固體雜質(zhì)時，泵閥容易摩擦和墊起。所以，在吸入口常設濾器。 (7)結構比較復雜，易損件多。第四章第四章 船用泵和油馬達船用泵和油馬達輪機概論輪機概論Introduction to Marine Engineering3)往復泵的應用：由于具有以上特點，在流量相同時往復泵比其它泵笨重，造價較高，管理和維護工作比較繁瑣，所以在許多場合已經(jīng)被離心泵所取代。但在工作中容易吸入氣體，在需要有比較好自吸能力的場所，如艙底水泵、鍋爐給水泵和油輪掃艙泵，常常采用往復泵；另外，有時還用于

14、其它小流量高壓頭的場所。第四章第四章 船用泵和油馬達船用泵和油馬達輪機概論輪機概論Introduction to Marine Engineering 2柱塞泵：主要用于船舶液壓系統(tǒng)中作為變向變量油泵：即在不改變原動機轉向時，泵的吸排方向和流量皆可以改變。柱塞式變向泵根據(jù)運動部件的運動特點，可以分為徑向柱塞泵和軸向柱塞泵。下面對徑向柱塞泵的工作原理分別加以介紹。 第四章第四章 船用泵和油馬達船用泵和油馬達輪機概論輪機概論Introduction to Marine Engineering 1）徑向柱塞泵的工作原理：可借圖4-5來說明。外圓4代表能左右移動的浮動環(huán)。中間的圓盤1表示油缸體，在缸體

15、中徑向地安裝著若干個柱塞2，柱塞的頂部帶有滑履3，滑履安裝在浮動環(huán)的環(huán)形滑軌內(nèi)，并可沿環(huán)形滑軌滑移。中間的內(nèi)圓8表示配油軸，9、10分別表示吸、排油口。缸體由原動機驅(qū)動，繞配油軸回轉。假設原動機驅(qū)動缸體作順時針方向回轉，當浮動環(huán)處于中央位置時，由于浮動環(huán)與缸體同心，柱塞在油缸中不產(chǎn)生任何往復運動，這時油泵空轉，不產(chǎn)生任何吸排作用，流量為零。如果通過操縱機構將浮動環(huán)拉離中央位置，使其偏向右側，則吊掛于浮動環(huán)滑軌上的柱塞，就會在油缸體的帶動下轉過上半周時，不斷從油缸中退出，使油缸的容積增加，壓力下降，經(jīng)油口9從吸油管吸入油液；而當柱塞轉過上半周后，則又會不斷壓入油缸，油缸容積減小，壓力增加，將缸內(nèi)

16、的油液從油口10排出。 第四章第四章 船用泵和油馬達船用泵和油馬達輪機概論輪機概論Introduction to Marine Engineering 2）對尺寸既定的徑向柱塞泵：當轉速恒定時，只要改變浮動環(huán)偏心距e的大小，就能改變油泵的流量。而改變浮動環(huán)偏心方向，如圖4-5(d)所示，在柱塞轉過下半周時，不斷從油缸中退出，經(jīng)油口10吸人油液；而當柱塞轉過上半周時，又從油口9排出油液。油液的吸排方向與圖4-5(b)相反。 顯然，由于柱塞在油缸中作往復運動時的速度是不均勻的，故每個油缸的瞬時流量也就不均勻。柱塞個數(shù)越多，泵的理論流量越均勻，而且柱塞個數(shù)為奇數(shù)時，又要比為相鄰偶數(shù)時均勻。因此，單列

17、徑向柱塞泵的柱塞個數(shù)常為7、9、11等。第四章第四章 船用泵和油馬達船用泵和油馬達輪機概論輪機概論Introduction to Marine Engineering 二、齒輪泵二、齒輪泵(Gear pump)：齒輪泵分為外齒輪泵和內(nèi)齒輪泵齒輪泵分為外齒輪泵和內(nèi)齒輪泵, ,船上外齒輪泵應船上外齒輪泵應用較多用較多. . 外齒輪泵工作原理外齒輪泵工作原理1-主動齒輪 2-從動齒輪 3-泵體 4-吸入口 5-排出口吸排方向取決于轉向，脫開嚙合的一側與吸入管連通，插入嚙合的一側與排出管連通。理論上，轉向改變，吸排方向改變。第四章第四章 船用泵和油馬達船用泵和油馬達輪機概論輪機概論Introducti

18、on to Marine Engineering輪機概論輪機概論Introduction to Marine Engineering齒輪泵的特點齒輪泵的特點(1)有自吸能力，但因間隙較多，不如往復泵;(2)理論流量與壓力無關，由工作部件尺寸和轉速決定;(3)額定壓力與轉速、尺寸無關，取決于軸承強度、電機容量、密封性能;(4)流量連續(xù)，但有脈動 ;(5)結構簡單，易損件少，直接驅(qū)動,高速回轉;(6)因磨擦面較多，故適用于排送具有潤滑性的油類;應用：滑油泵、駁油泵、液壓傳動中的供油泵等。第四章第四章 船用泵和油馬達船用泵和油馬達輪機概論輪機概論Introduction to Marine Engi

19、neering輪機概論輪機概論Introduction to Marine Engineering齒輪泵的管理要點齒輪泵的管理要點(1)注意泵的轉向,泵和電機對中良好;(2)不允許干轉;(3)拆裝時注意不要損壞軸封;(4)啟動前排出閥開足,防止壓力過高,電機過載 ;(5)工作中,保證合適的油溫和黏度;(6)防止空氣進入;(7)保證泵端面間隙,不要隨意更換不同材質(zhì)的密封墊;(8)泵前濾器應定期清洗。第四章第四章 船用泵和油馬達船用泵和油馬達輪機概論輪機概論Introduction to Marine Engineering第四章第四章 船用泵和油馬達船用泵和油馬達三.葉片泵Vane Pump1. 雙作用葉片泵定子型線由4段圓弧(2段半徑R， 2段半徑r)和4段過渡曲線構成。葉片受離心力和液壓力(葉片底部空間由排出腔引入壓力油)。定子和轉子兩側有兩塊配油盤，各有兩對吸排口。無困油現(xiàn)象。作用在定子及轉子上的液壓力完全平衡，屬于卸荷式葉片泵。輪機概論輪機概論Introduction to Marine Engineering2. 單作用葉片泵定子型線是圓，轉子也是圓，二者存在偏心距e。會產(chǎn)生困油現(xiàn)象，通過排出口邊緣開三角形卸荷槽解決。定子、轉子和軸承承受不平衡的徑向液壓力，屬于非卸荷式葉片泵。第四章第四章 船用泵和油馬達船用泵和油馬達輪機概論輪機概論Introduction to Mar