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第7章 特车泵主要零部件常用材料7．1 离心泵的主要零部件常用材料　　随着离心泵应用范围的扩大，工作环境也越来越复杂多变，各种型号离心泵被研发制造，但因工作原理相同，故主要构件相似基本构造是由六部分组成的，分别是：壳体、叶轮、密封装置、轴向力平衡机构和泵轴7．1．1 壳体壳体也称泵壳，它是水泵的主体包括吸入室和压液室吸入室是使液体均匀地流进叶轮而压液室是将吸入液体压缩，并把它送入下级叶轮或导向排除管，与此同时降低液体的速度，使动能进一步变成压力能压液室有蜗壳和导叶俩种形式如图7—1所示，为蜗壳形泵壳图7—1蜗壳形泵壳7．1．2 叶轮叶轮是离心泵的核心部分，它转速高输出力大，叶轮上的叶片又起到主要作用，叶轮在装配前要通过静平衡实验叶轮上的内外表面要求光滑，以减少水流的摩擦损失随着油气田进一步开采，离心泵在采油系统的应用日益广泛但原油中含沙量较高，离心泵中的叶轮的磨损势必加快，工作寿命急剧缩短目前叶轮常用材料为球墨铸铁和含 17%的灰口铸铁等球墨铸铁与铸钢及有色金属相比，球墨铸铁工件生产铸造缺陷倾向小、易于铸造、缺口敏感性小，且其高温力学性能高，球墨铸铁与灰口铸铁相比，具有更好的强韧性，易于通过合金化和热处理得到表面硬度较高的使用性能，提高叶轮的使用寿命。

叶轮有闭式、半开式、开式三种类型，如图7—2所示图7—2（a）闭式叶轮 （b） 半开式叶轮 （c） 开式叶轮7．1．3 密封装置密封环又称减漏环叶轮进口与泵壳间的间隙过大会造成泵内高压区的水经此间隙流向低压区，影响泵的出水量，效率降低！间隙过小会造成叶轮与泵壳摩擦产生磨损为了增加回流阻力减少内漏，延缓叶轮和泵壳的所使用寿命，在泵壳内缘和叶轮外援结合处装有密封环，密封的间隙保持在0.25～1.10mm之间为宜密封环按其轴截面积的形状可分为平环式、角环式、锯齿式和迷宫式等，如图7—3所示平环式和角环式由于结构简单、加工和拆装方便，在一般离心泵中应用广泛；锯齿式或迷宫式的密封效果好，一般用在高压离心泵中图7—3密封环的型式7．1．4 轴向力平衡机构由于叶轮俩侧作用力是不相等的，叶轮背面向吸入方向窜移与泵体发生磨损，产生振荡因此必须采用平衡机构离心泵的轴向平衡装置最常见的有平衡孔、平衡管和平衡盘7．1．5 泵轴泵轴是传递机械能的重要零件，原动机的扭矩通过他专递叶轮泵轴是泵转子的主要零件，轴上装有叶轮、轴套、平衡盘等零件泵轴靠俩端轴承支撑，在泵中作高速回转，因而泵轴要承载能力大、耐磨、耐腐蚀。

泵轴的材料一般选用碳素钢或金刚并经调质处理7．2 往复泵的主要零部件常用材料往复泵依靠柱塞在泵缸内往复运动使缸内工作容积交替增大和缩小来输送液体或使之增压的容积式泵主要部件分别是：泵头体、曲轴、连杆总成、十字头、缸套、轴承、齿轮、柱塞及密封组件　　7．2．1 泵头体泵头体又称泵阀箱，是往复泵液力端液体吸入和排除的主要部件，特车往复泵泵头体为合金钢锻件，通过双头螺栓和壳体连接并经过热处理和探伤检验7．2．2 曲轴曲轴是整个往复泵的核心传动部件，它将原动机的功经连杆和十字头传给活塞，推动活塞作往复运动并做功往复泵曲轴形式有曲柄轴、偏心轮轴及N型轴等几种整根曲轴上承受互为120b相位差的3或5个连杆力、小齿轮的啮合力、主轴承支座的反力、自重力和偏心质量的惯性力作用因此曲轴材料要求有较好的塑性指标和冲击抗力，这是由往复泵的载荷特点所决定的特车往复泵曲轴一般采用合金钢锻件制造，经热处理及抛光轴内钻有润滑油道图 偏心轮轴7．2．3 连杆总成连杆是将曲轴的旋转运动转变为活塞往复运动的部件，如图 所示连杆与曲轴相连的一端称为大头，与十字头销连接的一端称为小头，连杆中间部分称为杆体连杆一般由连杆体、连杆盖、大头轴瓦、小头衬套以及连杆螺栓、螺母等组成。

杆体截面有圆形、工字型、矩形及十字型等几种杆体内有同乡俩头轴孔的油道连杆是一个受着多向交变力的构件，多采用合金钢或铸钢制成图 连杆7．2．4 十字头十字头是起导向作用的连接部件，用于连接连杆及柱（活）塞杆通过十字头把作摇摆运动的连杆和往复运动的柱塞以铰链形式连接起来并起力的传递作用连杆小头和十字头之间常用十字头销来联接，连杆小头位于十字头体内，采用销联接闭式十字头 图十字头十字头与柱塞杆的连接型式分为螺纹连接、联接器连接、法兰连接等螺纹连接结构简单，易调节气缸中的止点间隙但是调整时需转动活塞，且在十字头体上切削螺纹时，经多次拆装后极易磨损，不易保证精度要求故这种结构常用于中、小型泵不在十字头体上切削螺纹，而采用两螺母夹持固定的结构，可用于大、中型压裂泵上十字头一般为球墨铸铁铸件，内设有油槽7．2．5 柱塞及密封组件柱塞的作用是通过在液缸中的往复运动交替地在液缸内产生真空或压力，从而吸入或排出液体一般流量较小、排出压力较高时采用柱塞泵柱塞是结构形式可分为实心和空心的俩种当柱塞的直径较小时一般做实心的，以方便加工制造当柱塞的直径较大时一般做空心的，可减轻重量，防止密封圈的偏磨，延长密封圈的使用寿命。

柱塞为圆柱形合金钢制造，其表面喷涂耐磨合金粉，使其具有良好的耐磨及抗腐蚀性能柱塞的密封可根据所输送液体的压力、速度、温度等因素来选择当压力较低及速度不高时，可以采用软填料密封通常在压力较高的情况下采用自封式密封构件，这种构件的密封原件材料采用耐低温夹布丁晴橡胶，具有高压密封可靠和抗酸碱腐蚀及耐磨损的性能图 柱塞7．2．6 缸套缸套基本上为圆筒形的钢制件，缸套芯部台阶固定柱塞盘根，其作用是安装柱塞的密封装置，并导向和稳定柱塞的运动缸套外部有台阶和密封槽，俩端带有丝扣，一端固定在泵体上，利用台阶固定另一端上紧端盖来固定柱塞密封装置的轴向位置对应柱塞及柱塞密封处的缸套壁上六个通孔为润滑柱塞的油道 缸套是由42CrMo钢锻造，经正火以消除内应力图 缸套图 泵阀总成7．2．7 泵阀总成往复泵的泵阀有吸入阀、排出阀，倆者结构相同泵阀由阀座、阀体、密封件、压盖、紧固件、阀弹簧等组成阀座装在泵头的基孔内密封件有压盖、紧固件固定在阀体上阀体靠阀弹簧的弹力压在阀座上，使阀处于关闭，这样液缸在平时也处于密封状态阀座为圆形状，它是外表面略显圆锥形或圆柱形，有的切有装“O”型密封圈的沟槽阀体与阀座上的关闭面有相同的角度的锥面，以减少它对流体流过时的阻力。

阀体的关闭面下部铸有四只导向爪，置于阀座孔内，引导阀体上下运动也有导向爪用钢板制成，用螺栓固定在阀体下部阀盖及阀压帽都是起密封整个泵头的，使泵头形成密封的高强度的整体，使泵能安全工作 图 俩种阀座图 阀盖泵阀的作用主要是能按时开启和关闭液流通道，控制液体的吸入和排出关闭即指与阀座严密接触，切断吸入与排出通道阀体的材料为合金钢，表面渗碳淬火密封件为高强度橡胶皮碗阀座与阀体材料相同7．2．8 轴承轴承是往复泵中举足轻重的零部件它的主要功能是支撑机械旋转体，用以降低轴在传动过程中的机械载荷摩擦系数按运动元件摩擦性质的不同，轴承可分为滚动轴承和滑动轴承两类轴承使用应注意一下几个方面： 1) 保持轴承及其周围的清洁 2) 使用时仔细认真若使用时粗心大意给轴承以强烈冲击，会使轴承出现伤痕、压痕、断裂等伤 3) 使用合适的工具4) 注意轴承的防锈避免在潮湿的场所使用，而且为不使汗水沾上，应戴手套图 曲轴轴承7．2．9 齿轮齿轮是各种往复泵中广泛应用的重要零件往复泵是通过齿轮将输入轴的转动传递给往复泵曲轴，从而带动曲轴运动制造齿轮常用的钢有调质钢、淬火钢、渗碳淬火钢和渗氮钢铸钢的强度比锻钢稍低，常用于尺寸较大的齿轮。

齿轮齿面氮化处理保证其特性。