維修磨損的齒輪油泵零件液下泵分析磁力驅(qū)動(dòng)泵的原理
時(shí)間:2017-06-13 來源:上海立申水泵制造有限公司
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1、齒輪的磨損維修:
齒輪的磨損部位主要是齒的嚙合、漸開線工作面和齒輪兩端平面。輕微磨損時(shí),齒面可用油石修磨,兩端平而在平板上研磨修光。齒輪齒面嚴(yán)重磨損時(shí)應(yīng)更換新齒輪,如果只是齒輪的兩端平面磨損,可在平面磨床上磨削修光。更換齒輪測繪后,其模數(shù)m=3、齒數(shù)z=12、齒形角α=20°、齒頂高高系數(shù)f0=1、液下泵齒形正變位系數(shù)x1=x2=0.5時(shí),各部位幾何尺寸計(jì)算如下。
分度圓直徑:d=mz=3X12=36(mm)
齒頂高:ha=m(f0+x)=3X(l+0.5)=4.5(mm)
齒根高:hf[=m(f0+c-x)=3X(l+0.25-0.5)=2.25(mm)
齒全高:h=ha+hf=4.5+2.25=6.75(mm)
齒頂圓直徑:Da=d+2ha=36+2X4.5=45(mm)
固定弦齒厚:Sxn=m(π/2*cos2a+xsin2a)=3X(1.387+0.6428X0.5)=5.125(mm)
固定弦齒厚測量用齒高:hxn=m(π/8*sin2a+xsin2a)=3X(0.7476X0.117X0.5)=2.42(mm)
模數(shù)m3變位系數(shù)x0.5
齒形角o20°固定弦齒厚Sxn5.12
齒頂高系數(shù)f1固定弦齒厚測最齒高hxn2.42
齒數(shù)z12
2、軸的磨損維修:
齒輪泵中軸的磨損主要是因?yàn)檩S兩端與支撐滾針間的摩擦磨損,使軸徑變小。如果是輕微磨損,可通過鍍一層硬鉻來加大此部位軸的直徑尺寸,使軸得到修復(fù)。如果軸磨損嚴(yán)重,則應(yīng)45鋼或40Cr鋼重新制造,軸毛坯經(jīng)粗、精車后,軸承部位要熱處理,硬度為HRC60-65,然后再經(jīng)磨削,使軸承配合部位表面粗糙度Ra不大于0.32μm;軸的圓度和圓柱度允差為0.005mm;與齒輪配合部位按H7/h6、液下泵表面粗糙度Ra應(yīng)不大于0.63μm。
3、泵體的磨損維修:
泵體內(nèi)表面磨損主要是吸油區(qū)段圓弧形工作面.如果出現(xiàn)輕微磨損,可用油石修磨去毛刺后使用。泵體是由鑄鐵鑄造毛坯成型,出現(xiàn)嚴(yán)重磨損時(shí)應(yīng)更換新件。如果泵內(nèi)齒輪兩端面是用磨削修復(fù),則泵體寬度尺寸也要改變,與齒輪兩端修磨去掉的尺寸相等,重新加工后的泵體兩端面應(yīng)達(dá)到圖3所示的技術(shù)要求。
4、兩端蓋的磨損維修:
齒輪泵 的端蓋用鑄鐵制造,出現(xiàn)磨損現(xiàn)象后,輕微的可在平板上研磨修平,磨損比較嚴(yán)重時(shí)應(yīng)在平面磨床上磨削修平。修磨后的端蓋與泵體配合連接的平面接觸應(yīng)不低于85%.平面度允差、端面對孔中心線的垂直度允差、兩端面的平行度允差和兩軸孔中心線的平行度允差均為O.Olmm。磨削后的表面粗糙度Ra應(yīng)不大于1.25μm。
5、泵用滾針軸承的維修更換:
泵中零件維修后,軸承滾針應(yīng)更換。對滾針要求是:全部滾針直徑的尺寸誤差不應(yīng)超過0.003mm,長度允差為0.1mm,與軸配合間隙應(yīng)在O.Olmm左右;滾針裝配時(shí)要按數(shù)量要求充滿軸承殼內(nèi),滾針間要相互平行布置。
磁力驅(qū)動(dòng)泵的工作原理及結(jié)構(gòu)
1.磁力泵的工作原理
磁力傳動(dòng)是利用磁體能吸引鐵磁物質(zhì)以及磁體或磁場之間有磁力作用的特性液下泵,而非鐵磁物質(zhì)不影響或很少影響磁力的大小,因此可以無接觸地透過非磁導(dǎo)體(隔離套)進(jìn)行動(dòng)力傳輸。
磁力傳動(dòng)可分為同步或異步設(shè)計(jì)。大多數(shù)磁力泵采用同步設(shè)計(jì)。電動(dòng)機(jī)通過外部聯(lián)軸器和外磁鋼聯(lián)在一起,葉輪和內(nèi)磁鋼聯(lián)在一起。在外磁鋼和內(nèi)磁鋼之間設(shè)有全密封的隔離套,將內(nèi)、外磁鋼完全隔開,使內(nèi)磁鋼處于介質(zhì)之中,電機(jī)的轉(zhuǎn)軸通過磁鋼間磁極的吸力直接帶動(dòng)葉輪同步轉(zhuǎn)動(dòng)。
異步設(shè)計(jì)磁性傳動(dòng),也稱扭矩環(huán)磁性傳動(dòng)。用鼠籠式結(jié)構(gòu)的扭矩環(huán)來取代內(nèi)磁鋼,扭矩環(huán)在外磁鋼的吸引下以略低的速度轉(zhuǎn)動(dòng)。由于無內(nèi)磁鋼,因此其使用溫度要高于同步驅(qū)動(dòng)的磁力傳動(dòng)。
2.磁力泵的結(jié)構(gòu)
1)磁力耦合器
磁力傳動(dòng)由磁力耦合器來完成。磁力耦合器主要包括內(nèi)磁鋼、外磁鋼及隔離套等零部件,是磁力泵的核心部件。磁力耦合器的結(jié)構(gòu)、磁路設(shè)計(jì),及其各零部件的材料關(guān)系到磁力泵的可靠性,磁傳動(dòng)效率及壽命。磁力耦合器應(yīng)在規(guī)定的環(huán)境條件下適用于戶外啟動(dòng)和連續(xù)操作,不應(yīng)出現(xiàn)脫耦和退磁現(xiàn)象。
?。?FONT face="Times New Roman">1)內(nèi)、外磁鋼
內(nèi)磁鋼應(yīng)用粘合劑牢固地固定在導(dǎo)環(huán)上,并用包套將內(nèi)磁鋼和介質(zhì)隔離。包套最小厚度應(yīng)為0.4mm,其材料應(yīng)選用非磁性的材料,并適用于輸送的介質(zhì)。
外磁鋼也應(yīng)用粘合劑牢固地固定在外磁鋼環(huán)上。為防止裝配時(shí)外磁鋼的損壞,外磁鋼內(nèi)表面最好也應(yīng)覆以包套。
同步磁力耦合器應(yīng)選用釤鈷、釹鐵硼等稀土型磁性材料;扭矩環(huán)傳動(dòng)器可選用釤鈷、釹鐵硼等稀土磁性材料,或鋁鎳鈷磁性材料。釹鐵硼的磁能積高于釤鈷,缺點(diǎn)是使用溫度僅為120℃,且磁穩(wěn)定性相對較差。釤鈷的磁傳動(dòng)效率和磁能積高,并具有極強(qiáng)的抗退磁能力。用于磁力泵的釤鈷通常有兩種,釤鈷1.5級Sm1Co5和2.17級Sm2Co17。釤鈷1.5級含釤35%,鈷65%,最高使用溫度250 ℃,居里溫度523℃;釤鈷 2.17級含釤25%,鈷50%,鈦、 鐵等 25%,其最高使用溫度達(dá)350 ℃,居里溫度750℃。
?。?FONT face="Times New Roman">2)隔離套
隔離套也稱隔離罩或密封套,位于內(nèi)、外磁鋼之間,將內(nèi)、外磁鋼完全隔開,介質(zhì)封閉在隔離套內(nèi)。隔離套的厚度與工作壓力和使用溫度有關(guān),太厚,則增加內(nèi)、外磁鋼的間隙尺寸,從而影響磁傳動(dòng)效率;太薄,則影響強(qiáng)度。
隔離套有金屬和非金屬兩種,金屬隔離套存在渦流損失,非金屬隔離套無渦流損失。金屬隔離套應(yīng)選用高電阻率的材料,如用哈氏合金、鈦合金等,也可選用奧氏體不銹鋼,其厚度一般應(yīng)大于或等于1.0mm。對于小功率的磁力泵,且使用溫度較低時(shí),其隔離套也可考慮采用非金屬材料,如塑料或陶瓷等。
2)滑動(dòng)軸承
(1)碳化硅陶瓷
磁力泵一般采用碳化硅陶瓷軸承。為防止游離的硅離子進(jìn)入介質(zhì),一般應(yīng)要求采用純燒結(jié)的α級碳化硅。
碳化硅滑動(dòng)軸承,承載能力高,且具有極強(qiáng)的耐沖蝕、耐化學(xué)腐蝕、耐磨損和良好的耐熱性,使用溫度可達(dá)500℃以上。碳化硅滑動(dòng)軸承的使用壽命一般可達(dá)3年以上。
(2) 石墨
石墨具有較好的自潤滑性能,可經(jīng)受短時(shí)間的干運(yùn)行,使用溫度可達(dá)450℃,缺點(diǎn)是耐磨性能較差。石墨滑動(dòng)軸承的使用壽命一般可達(dá)1年以上。
3.泵保護(hù)系統(tǒng)
?。?FONT face="Times New Roman">1) 軸承狀態(tài)監(jiān)測器
如果用戶需要,一些國際知名廠商可配置非接觸式的軸承狀態(tài)監(jiān)測器,用于防止軸承磨損失效、聯(lián)軸器的脫耦、轉(zhuǎn)子卡住,及功率系統(tǒng)故障等。
?。?FONT face="Times New Roman">2) 電機(jī)功率監(jiān)控器
電機(jī)功率監(jiān)控器通過監(jiān)測電機(jī)功率,來避免發(fā)生低流量或干運(yùn)轉(zhuǎn)。
(3) 溫度探頭
用溫度探頭(RTD)來監(jiān)測隔離套的溫度,以反映泵在操作中狀態(tài)的變化。可防止泵的干運(yùn)轉(zhuǎn)、內(nèi)外軸承磨損、嚴(yán)重汽蝕、悶泵、泵卡住、以及系統(tǒng)過熱等。
?。?FONT face="Times New Roman">4) 差壓開關(guān)
用差壓開關(guān)來監(jiān)測泵出口的壓力變化,可防止泵的干運(yùn)轉(zhuǎn)、嚴(yán)重汽蝕、悶泵、泵卡住等。尤其適用于容器卸空/槽車卸載等。
?。?FONT face="Times New Roman">5) 第二層保護(hù)
a. 承壓密閉的磁耦合箱體
隔離套外為磁耦合箱體,如圖1的虛線部分。對于高系統(tǒng)壓力下輸送某些劇毒或易燃化學(xué)品時(shí),該箱體應(yīng)為承壓密閉容器,其設(shè)計(jì)和試驗(yàn)壓力值和泵的液力端相同;且泵外軸和磁耦合箱體之間應(yīng)設(shè)節(jié)流襯套和機(jī)械密封(俗稱二次密封)。
b. 雙隔離套結(jié)構(gòu)
?。?FONT face="Times New Roman">6) 液體泄漏探頭
對于采用第二層保護(hù)的磁力泵,應(yīng)設(shè)置液體泄漏探頭。對于承壓密閉的磁耦合箱體結(jié)構(gòu)的磁力泵,當(dāng)隔離套破裂,或由于其它原因有液體進(jìn)入磁耦合箱體時(shí),探頭就會(huì)報(bào)警;對于雙隔離套結(jié)構(gòu)的磁力泵,當(dāng)內(nèi)隔離套破裂,或由于其它原因有液體進(jìn)入內(nèi)外隔離套之間的腔體時(shí),探頭就會(huì)報(bào)警。
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