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(cè)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(lái)越廣泛的應(yīng)用,適用于各種專(zhuān)門(mén)場(chǎng)合的船用泵、消防泵、排污泵、潛水泵等也越來(lái)越多。某些專(zhuān)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(shì),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(cè)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(lái)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(guò)計(jì)算,作出P動(dòng)與P泵的關(guān)系曲線(xiàn)(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(jiàn)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(guò)特定轉(zhuǎn)速(電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速)下的測(cè)量值,換算到泵的規(guī)定轉(zhuǎn)速下的對(duì)應(yīng)值,導(dǎo)致測(cè)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(wú)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(mén)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(wèn)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(chǎng)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(wèn)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(wèn)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(wàn)別,一般為2000~4000r/min。
齒輪箱速比的確定,既要考慮滿(mǎn)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。