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平原圩区大型立式泵机组结构分析与选用

Analyzes and Selection of Structures of 问：询问拉力实验机操作者Large Vertical Pump Units in Plain and Low-lying AreasQiu Baoyun Abstract:In the light of problems in structure and function selection of large pump units in plain and low-lying ar粘胶机eas,characteristics of the structures and functions were was put forward that the structures and functions of the units should be selected rationlly according to specific conditions and needs of pumping stations.

Keywords:Plain and lowlying areas,large vertical pump units,structures and functions selection 大型立式泵机组在我国采用最早，使用最为广泛，在平原圩区排涝、灌溉及城镇供水中起着重要作用，各方面技术也比较成熟，结构型式和功能多种多样。对江苏、湖南、湖北、安徽等省平原圩区众多低扬程大型立式泵站应用情况调查结果表明，机组有些结构功能是必须的，在安装、运行等方面起着重要作用。但许多泵站就自身特点而言存在机组结构不合理，功能不能满足使用要求或功能多余等问题，影响使用或增加造价。因此，需要对泵机组结构功能进行合理选择，做到既满足使用要求，又节省设备投资，简化结构，方便安装、管理及维修。1 水泵结构分析1.1 水泵外部结构

平原圩区大型立式水泵采用轴流泵、导叶式或蜗壳式混流泵，外部总体结构分为弯管式、圬工式和井筒式，如图1。图1 三种形式轴流泵 弯管式产业发展的基础水泵采用60°金属出车蜡水弯管，在导叶体内及出水弯管上部分别设有一只水润滑非金属导轴承。特点是耗费金属量大，土建施工简便，但安装较为困难，要求上下轴窝及上部电机定子垂直同心，保证出水弯管与出水流道准确对接。

圬工式水泵导叶体后无金属弯管，出水弯管用钢筋混凝土现场浇注而成，立模施工较为困难，导叶体内仅设一只导轴承，耗费金属量少，安装简便。

井筒式水泵现场浇注钢筋混凝土井筒，导叶体后的异形管、泵盖为铸铁件，起弯管导流作用，导叶体内仅设一只导轴承。施工安装难度、耗费金属量都介于前二种泵之间。三种结构水泵对比如表1。表1 三种大型立式水泵对比结 构 型 式耗 费 金 属耗 费 砼导 轴 承 数施 工安 装使 用 情 况弯管式最多少2容易较难D≤1.8m井筒式较多较多1一般较容易D=2.0～3.0m圬工式少较多1较难容易各种D，特别是D≥4.0m1.2 叶轮与泵轴连接方式

叶轮与泵轴连接方式有锥轴大螺母、热套法兰和固定法兰三种，都用键传递扭矩。

锥轴大螺母连接就是泵轴下端做成一定锥度，插入轮毂，用两只大螺母固定。叶轮拆装相当麻烦，现已逐步淘汰。

热套法兰连接用于泵轴法兰外径大于水泵轴窝孔径的情况。安装时先将泵轴穿过水泵轴窝，将法兰热套在轴下端，再将法兰与轮毂连接。热套法兰比较麻烦，要掌握好时机，动作迅速。

固定法兰将下法兰与泵轴做成一体，从电机下机架及导叶体内穿过，下法兰与轮毂连接，凹凸止口对中。该种结构安装简便，定位好。

1.3 水泵导轴承

如前所述，弯管式水泵设上下两只导轴承，安装时需要调整电机定子铁芯上下环面中心、水泵上下导轴承轴窝的上下止口中心共6点垂直同心，比较困难。

大泵导轴承有油润滑和水润滑两种。油润滑轴承衬材料采用巴氏合金，油自循环结构复杂，安装要求高，成本大，特别是下面水密封装置动、静密封环压紧力安装难以控制，密封环磨损后啮合不好，常引起大量漏水，造成油轴承浸水受损。几乎所有油润滑轴承都发生过浸水事故，有些水泵经常发生，严重影响运行可靠性。

水润滑轴承结构简单，安装容易，可靠性好。轴承衬材料聚胺脂耐磨性能优于橡胶，同样河水润滑时，前者运行14000h，磨损2mm，叶片碰壳；后者运行20000h，磨损仅0.5mm。是独立于液压万能实验机的1种力学装备P23塑料也已成功应用。采用含沙量较多的河水润滑会加快轴承磨损。采用护管式清水润滑结构，能有效防止泥沙进入轴承，大大延泊头长轴承使用寿命［1］。

1.4 叶片调节功能

大型水泵有三种叶片调节方式：半调节、停机全调节、不停机全调节。半调节需将叶轮拆下松开叶轮固定螺丝调节叶片角度，工作量大；停机全调节是在机组不运行时，将调节杆插入位于电机轴与泵轴之间的调节轴孔内，通过机械传动机构调节叶片角度，无需拆下叶轮；不停机全调节在机组运行或停机时随时可以调角，极为方便。不停机全调节按调节动力分为机械式和液压式两种。

叶片调节作用有三：(1)利用不停机全调节，调小叶片角度，减小起动扬程。(2)调大角度，增加抽水流量，可增大排涝流三亚量15%～20%。(3)实现变角经济运行，可提高装置效率5%～10%［2］