1 引言 供水系统在人们生活和工业应用当中是必不可少的。随着人们生活水平的提高和现代工业的发展，人们对供水系统的质量和可靠性的要求越来越高。变频恒压供水系统能够很好的满足现代供水系统的要求。在变频恒压供水系统出现以前，有以下供水方式：(1) 单台恒定转速泵的供水系统这种供水方式是水泵从蓄水池中抽水加压直接送往用户，严重影响了城市公用水管管网压力的稳定，水泵整日不停运转。这种系统简单、造价最低，但耗电严重，水压不稳，供水质量极差。(2) 恒定转速泵加水塔（或高位水箱）的供水系统这种供水方式是由水泵先向水塔供水，再由水塔向用户供水。水塔注满水后水泵停止工作，水塔水位低于某一高度时水泵启动，水泵处于断续工作状态中。这种方式比前一种省电，供水压力比较稳定，但基建设备投资大，占地面积大，水压不可调，供水质量差。(3)恒定转速泵加气压罐的供水系统这种供水方式是利用封闭的气压罐代替水塔蓄水，通过检测罐内压力来控制水泵的开与停。当罐中压力降到压力下限时，水泵启动；当罐中压力升到压力上限时，水泵停止。这种方式，设备的成本比水塔要低很多。但是电机起动频繁，易造成电机的损坏，能耗大。变频恒压供水系统不仅克服了过去供水系统的缺点，而且有其自身的优点。此系统采用了先进的s7－200plc和变频器mm440，s7-200具有低廉的价格和强大的指令，可以满足多种多样的小规模的控制要求，变频器mm440具有很高的运行可靠性、功能的多样性和全面而完善的控制功能。这种供水方式不仅提高了供水系统的稳定性和可靠性，而且实现水泵的无级调速，使供水压力能够跟踪系统所需水压，提高了供水质量。同时变频器对水泵采取软启动，启动时冲击电流很小，启动能耗小。2 供水系统的基本特性供水系统的基本特性是水泵在某一转速下扬程h与流量q之间的关系曲线f (q)，前提是供水系统管路中的阀门开度不变。扬程特性所反映的是扬程h与用水流量q之间的关系。由图1的扬程特性表明，流量q越大，扬程h越小。在阀门开度和水泵转速都不变的情况下，流量q的大小主要取决于用户的用水情况。管阻特性是以水泵的转速不变为前提，阀门在某一开度下，扬程h与流量q之间的关系h=f (q)。管阻特性反映了水泵转动的能量用来克服水泵系统的水位及压力差、液体在管道中流动阻力的变化规律。由图1可知，在同一阀门开度下，扬程h越大，流量q也越大，流量q的大小反映了系统的供水能力。扬程特性曲线和管阻特性曲线的交点，称为供水系统的平衡工作点，如图1中a点。在这一点，用户的用水流量和供水系统的供水流量达到平衡状态，供水系统既满足了扬程特性，也符合了管阻特性，系统稳定运行。当用水流量和供水流量达到平衡时，扬程ha稳定，供水系统的压力也保持恒定。 图1 供水系统的基本特性3 变频恒压供水系统的构成及工作原理3.1 系统的构成变频恒压供水系统采用西门子的s7-200 plc作为控制器，变频器mm440是频率调节器，交流接触器和电动机作为执行机构，压力传感器作为控制的反馈元件。s7-200 plc选用内部控制模块cpu224，模拟量2路输入通用模块、模拟量2路输出通用模块和pid模块。cpu224有14路输入/10路输出，对于小型的控制系统而言够用。pid模块使用方便，在软件中只需要配置pid的每个参数。三相交流电与mm440的电源输入口连接，经过变频器变频后的交流电接异步电动机，异步电动机带动水泵转动。s7-200数字输出口输出控制信号到交流接触器，交流接触器两端连接的是工频或变频的三相交流电，主要起接通或断开三相交流电与异步电动机。s7-200的模拟输出口输出控制电压信号给mm440的模拟电压输入口ain1+和ain1-，该控制电压主要调节交流电的频率。压力传感器从供水网络中反馈压力信号，压力信号经过滤波放大后输入给s7-200的模拟输入口。系统的结构如图2所示。 图2 变频恒压供水系统的总体框图3.2 系统的工作原理变频恒压供水系统是由三相异步电动机带动水泵旋转来供水，通过变频器调节输入交流电的频率而调节异步电动机的转速，从而改变水泵的出水流量来调节供水系统的压力。因此，供水系统变频的实质是三相异步电动机的变频调速，通过改变定子供电频率来改变同步转速而实现调速的。异步电机的转速为： 其中： n0为异步电机同步转速；n为异步电机转子转速；f为异步电机的定子输入交流电的频率；s为异步电机的转差率；p为异步电机的极对数。由上式可知，当异步电机的极对数p不变时，电机转子转速n与定子输入交流电频率f成正比。当系统启动，运行在自动模式时，此时手动模式无效。系统按照给定的水压进行设定，plc根据给定的水压自动调节交流电的频率，精确跟踪给定的供水压力。在用水量高峰时期，系统的用水量猛增，扬程降低，供水量不足，供水水压下降，1#电机输入交流电的频率会升高，以提高供水水压。当交流电的频率达到最大频率，供水水压仍然小于设定的水压时，1#电机会自动切换到工频状态下，同时2#电机启动并工作在变频状态。在夜间，系统的用水量递减，扬程升高，供水量过大，2#电机会退出变频状态，1#电机由工频切换到变频状态，并不断调节交流电频率，系统最终要维持供水的设定压力。当系统运行在手动模式时，自动模式无效。在自动模式出现问题或系统在维护期间时，系统才会采用手动模式。用户根据需要，可以从plc的输入开关输入信号，选择1#电机或2#电机运行在工频状态。变频恒压供水系统的功能要求：系统的供水压力能够准确跟踪给定供水压力（稳态误差在5％内）；可以自动进行自动模式/手动模式切换。系统的控制原理框图如图3所示。压力传感器从供水管网反馈电压信号，电压信号经过滤波放大后送到s7-200的模拟输入口，与给定的供水压力信号比较形成压力偏差信号，经过plc（s7-200）pid模块pi调节后发出控制电压信号，送到变频器mm440的模拟输入调节端口。送到变频器mm440的模拟电压信号与连接到变频器mm440的三相交流电的频率一一对应，调节控制电压信号就可以调节三相交流电的频率。系统是以供水管网的供水压力为控制对象而构成的闭环控制系统，其设计是按照两个电机就可以完全满足供水要求。 图3 变频恒压供水系统的控制原理框图4 硬件电路设计4.1 主电路变频恒压供水系统就是利用异步电机拖动水泵的。系统的主电路由电源开关q、熔断器fu、交流接触器km、热继电器kr等组成，采用了一台变频器切换控制两台电机，1#电机和2#电机可以在工频和变频状态下进行切换，交流接触器的通断由s7－200的输出口控制。主电路如图4所示。 图4 系统主电路图4.2 控制电路控制电路主要由plc（s7－200）、变频器mm440等组成，plc外围电路接线图如图5所示。总电源开关为q，sb0为plc的程序启动按钮，与plc的i0.0输入口相连接，当按下sb0时，i0.0为“1”，plc程序启动。k1为系统的自动模式开关，当k1接通时，i0.1为“1”，交流接触器km1闭合，系统自动运行。当变频器的频率达到上限频率时，i0.5为“1”，1#泵和电机切换到工频状态下，2#泵和电机变频启动。当变频器的频率达到下限频率时，i0.6为“1”，2#电机停止运行，1#电机由工频切换到变频状态下。i0.5和i0.6的状态由变频器输入。k2为系统的手动模式开关，当k2接通时，i0.2为“1”，交流接触器km1断开，系统不能自动运行，用户可以根据需要接通k3或k4来选取1#电机或2#电机工频运行。km1为控制1#电机和2#电机在自动模式下运行的交流接触器，km2为控制1#电机在变频下运行的交流接触器，km3为控制1#电机在工频下运行的交流接触器，km4为控制2#电机在变频下运行的交流接触器，km5为控制2#电机在工频下运行的交流接触器。 图5 plc外围接线图5 程序设计5.1 plc程序设计plc程序设计的主要流程如图6所示。合上开关q，按下起动按钮sb0，plc程序复位。当合上开关k1，i0.1为“1”，系统在自动模式下运行，交流接触器km1接通，系统将根据程序跟踪设定供水压力。 图6 主程序流程图当用户用水量递增，变频器达到频率50hz，供水压力还没有达到设定的供水压力时，mm440输出高电平到i0.5。此时，q0.1为“0”， q0.2为“1”，交流接触器km2断开，km3接通，1#电机由变频切换到工频。定时器计时3s，变频器停止，变频器的频率由最高频率50hz逐渐下降，3s后q0.3为“1”，2#电机接到变频器开始变频运行。设置延迟时间主要原因是让变频器的频率下降，软启动静止的2#电机，减小电机启动电流，避免电机烧毁。当用户用水量减小，变频器达到下限频率30hz，供水压力还是高于设定的供水压力时，mm440输出高电平到i0.6。此时，q0.4为“0”，km2断开，2#电机退出变频并逐渐停止。同时q0.1为“1”，q0.2为“0”，交流接触器km2接通，km3断开，1#电机由工频切换到变频。下限频率设定在30hz主要原因：在供水系统中，转速过低时会出现水泵的全扬程小于基本扬程（实际扬程）形成水泵“空转”的现象。在多数情况下，下限频率应定为30hz～35hz。当合上开关k2，系统在手动模式下运行，交流接触器km1断开。用户可以根据需要，合上开关k3，交流接触器km3接通，选择1#电机在工频下运行。合上开关k4，交流接触器km5接通，选择2#电机在工频下运行。5.2 变频器mm440的参数配置变频器mm440主要使用的是模拟输入口ain1+和ain1－，模拟电压信号输入后通过a/d转换器得到数字信号。由plc模拟输出口输出模拟控制电压信号，输入到变频器的模拟口，变频器的频率和控制电压一一对应。系统使用变频器的模拟端口，最高频率应该设置为50hz，最低频率为30hz。mm440的参数配置如附表所示。附表 mm440的参数配置 6 结束语应用西门子plc（s7－200）内部的pid模块和变频器mm440的无极调速控制恒压供水系统，高效节能，调速供水效果突出，抗干扰能力强。同时采用变频器对电机实行软起动，减少了设备损耗，延长了水泵、电机设备的使用寿命。以供水水压为控制对象的闭环控制，稳态误差小，动态响应快，运行稳定。实验效果表明，采用plc（s7－200）和变频器mm440构成的变频恒压供水系统，具有很强的实用性，体现了变频调速恒压供水的技术优势，为供水领域开辟了切实有效的途径。参考文献[1] 李光,谢欢,王直杰. 高压变频器模拟量控制电路及功能设计[j]. 电气传动自动化,2008,38(7):63-68.[2] 彭旭昀. 一种基于变频器pid功能的plc控制恒压供水系统[j]. 机电工程技术,2005,34(10):54-56.[3] 陈新恩,王永祥. 基于s7-200的变频调速恒压供水系统[j]. 制造业电气,2006,25(6):37-39.[4] 朱玉堂. 变频恒压供水系统的研究开发与应用[d]. 杭州:浙江大学,2005.
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泵摘要：本文主要介绍了泵的发展历史，泵的分类及生活中常用泵的工作原理及相关应用，并大胆展望了泵的发展方向。关键词：发展史，分类，原理，应用，方向。引言：泵是输送液体或使液体增压的机械。它将原动机的机械能或其他外部能量传送给液体，使液体能量增加。泵主要用来输送液体包括水、油、酸碱液、乳化液、悬乳液和液态金属等，也可输送液体、气体混合物以及含悬浮固体物的液体。生活及工业生产中我们已经离不开泵。泵的发展史水的提升对于人类生活和生产都十分重要。古代就已有各种提水器具，例如埃及的链泵(公元前17世纪)，中国的桔槔(公元前17世纪)、辘轳(公元前11世纪)和水车(公元1世纪)。比较著名的还有公元前三世纪，阿基米德发明的螺旋杆，可以平稳连续地将水提至几米高处，其原理仍为现代螺杆泵所利用。公元前200年左右，古希腊工匠克特西比乌斯发明的灭火泵是一种最原始的活塞泵，已具备典型活塞泵的主要元件，但活塞泵只是在出现了蒸汽机之后才得到迅速发展。1840-1850年，美国沃辛顿发明泵缸和蒸汽缸对置的，蒸汽直接作用的活塞泵，标志着现代活塞泵的形成。19世纪是活塞泵发展的高潮时期，当时已用于水压机等多种机械中。然而随着需水量的剧增，从20世纪20年代起，低速的、流量受到很大限制的活塞泵逐渐被高速的离心泵和回转泵所代替。但是在高压小流量领域往复泵仍占有主要地位，尤其是隔膜泵、柱塞泵独具优点，应用日益增多。回转泵的出现与工业上对液体输送的要求日益多样化有关。早在1588年就有了关于四叶片滑片泵的记载，以后陆续出现了其他各种回转泵，但直到19世纪回转泵仍存在泄漏大、磨损大和效率低等缺点。20世纪初，人们解决了转子润滑和密封等问题，并采用高速电动机驱动，适合较高压力、中小流量和各种粘性液体的回转泵才得到迅速发展。回转泵的类型和适宜输送的液体种类之多为其他各类泵所不及。利用离心力输水的想法最早出现在列奥纳多•达芬奇所作的草图中。1689年，法国物理学家帕潘发明了四叶片叶轮的蜗壳离心泵。但更接近于现代离心泵的，则是1818年在美国出现的具有径向直叶片、半开式双吸叶轮和蜗壳的所谓马萨诸塞泵。1851～1875年，带有导叶的多级离心泵相继被发明，使得发展高扬程离心泵成为可能。尽管早在1754年，瑞士数学家欧拉就提出了叶轮式水力机械的基本方程式，奠定了离心泵设计的理论基础，但直到19世纪末，高速电动机的发明使离心泵获得理想动力源之后，它的优越性才得以充分发挥。在英国的雷诺和德国的普夫莱德雷尔等许多学者的理论研究和实践的基础上，离心泵的效率大大提高，它的性能范围和使用领域也日益扩大，已成为现代应用最广、产量最大的泵。泵的分类泵通常按工作原理分容积式泵、动力式泵和其他类型泵，如射流泵、水锤泵、电磁泵、气体升液泵。泵除按工作原理分类外，还可按其他方法分类和命名。例如，按驱动方法可分为电动泵和水轮泵等；按结构可分为单级泵和多级泵；按用途可分为锅炉给水泵和计量泵等；按输送液体的性质可分为水泵、油泵和泥浆泵等。泵的工作原理3.1容积式泵容积式泵在一定转速或往复次数下的流量是一定的，几乎不随压力而改变；往复泵的流量和压力有较大脉动，需要采取相应的消减脉动措施；回转泵一般无脉动或只有小的脉动；具有自吸能力，泵启动后即能抽除管路中的空气吸入液体；启动泵时必须将排出管路阀门完全打开；往复泵适用于高压力和小流量；回转泵适用于中小流量和较高压力；往复泵适宜输送清洁的液体或气液混合物。总的来说，容积泵的效率高于动力式泵。 动力式泵靠快速旋转的叶轮对液体的作用力，将机械能传递给液体，使其动能和压力能增加，然后再通过泵缸，将大部分动能转换为压力能而实现输送。动力式泵又称叶轮式泵或叶片式泵。离心泵是最常见的动力式泵。3.2动力式泵动力式泵在一定转速下产生的扬程有一限定值，扬程随流量而改变；工作稳定，输送连续，流量和压力无脉动；一般无自吸能力，需要将泵先灌满液体或将管路抽成真空后才能开始工作 ；适用性能范围广；适宜输送粘度很小的清洁液体，特殊设计的泵可输送泥浆、污水等或水输固体物。动力式泵主要用于给水、排水、灌溉、流程液体输送、电站蓄能、液压传动和船舶喷射推进等。3.3其他其他类型的泵是指以另外的方式传递能量的一类泵。例如射流泵是依靠高速喷射出的工作流体 ，将需要输送的流体吸入泵内，并通过两种流体混合进行动量交换来传递能量；水锤泵是利用流动中的水被突然制动时产生的能量，使其中的一部分水压升到一定高度；电磁泵是使通电的液态金属在电磁力作用下 ，产生流动而实现输送；气体升液泵通过导管将压缩空气或其他压缩气体送至液体的最底层处，使之形成较液体轻的气液混合流体，再借管外液体的压力将混合流体压升上来。4. 泵在生产生活中的应用4.1不锈钢冲压离心泵在用水系统中的应用不锈钢冲压离心泵 ，液控阀门校验泵站 ，主要用于小流量、高扬程的用水系统，如饮用水供应系统、压力锅炉供水系统、高纯度净水系统以及医药、食品、精细化工、造纸等行业的冲洗、喷洒等工艺过程。国家经贸委节能信息传播中心最近将不锈钢冲压离心泵列入“最佳节能实践案例研究”，并对该设备的应用及效益进行了分析。据了解，传统铸造泵是通过制模、灌模、机械加工等复杂工艺制造，耗电、耗料、劳动强度大，严重污染环境，并且无法铸造出口宽度窄的小流量的叶轮。不锈钢冲压离心泵是采用冲压、焊接工艺制造，取代了传统的铸造工艺。泵体生产可节省材料70%以上，效率提高3%-5%，较易实现机械化与自动化批量生产，减少环境污染，减轻劳动强度。对于冲压离心泵生产厂家，生产2082台不锈钢冲压离心泵，新工艺比传统工艺节约不锈钢材料3.47吨，降低铸造电耗7634千瓦小时。对于洗瓶灌装机的用户，在满足生产要求的情况下，水泵的实际运行功率也从原来的2.18千瓦下降到2.11千瓦，每台节电3.2%。此外，由于该泵的重量轻、体积小、整体结构合理、维护方便，也减少了维护费用。根据国家统计局和中国机械工业联合会的统计数据，全国铸造泵类年需求量为457万台，合金铸造小流量泵每年需求在38万台以上。不锈钢冲压离心泵因其外形轻巧美观、效率高且价格比铸造泵低，是进口泵的一半，具有显著的经济效益，应用范围广，市场前景广阔。4.2液压水锤泵原理及推广应用实例4.2.1液压水锤泵的工作原理和提水性能液压水锤泵自动供水设备是利用液压冲击原理和液压传动原理设计制造的水力能量升级转换装置，主机设备由脉冲发生器、能量耦合器和蓄能器三个组件构成。它是一种新式微型水力站的主机设备，这种水力泵实质上是利用水力能量传输特性的特种往复泵或泵组，在整体上构成特殊型式的变容式水力机械。在液压系统中，由于某种原因，液体压力瞬间突然升高，产生很高的压力峰值，这种现象称为液压冲击。液压冲击的峰值压力往往比正常压力高出许多倍。水锤泵利用的就是液压冲击原理，即水流在正常流动的过程中，突然关闭出水口阀门，就会在泵体内产生很大的冲击力。利用这个冲击力，就可以把水送到高处。液压冲击是非定常流动，压力波以速度C沿进水动力管道（长引水管）来回传播。在水锤泵设计中，一般都是利用阀门突然关闭后管道压力最大升高量ΔP作为泵的扬水动力。由于液压冲击为一衰减过程，故研究压力升高第一波传至管道入口时的情况。假定管道断面积为A，管长为L，管道液体的初始流速为V，液体密度为ρ，压力波从排水冲击阀门传至上游供水池的进水口的时间为T，对这段时间运用动量方程：ΔP•A•T=ρALV所以 ΔP=ρLV/ T=CρV式中C=L/T，为压力波在水中的传播速度，取C=1400m/s。可以计算水从2m高处经长引水管进入水锤泵后，突然关闭排水冲击阀门产生的最大升高压力ΔP，并由能量守恒定律求水流初始速度V：mgh=mV•V/2，则 V=(2gh)0.5=(2*9.8*2)0.5≈6.3m/s所以,突然关闭冲击阀门时产生的最大升高压力ΔP为:ΔP= CρV=1400*1000*6.3=8.8Mpa再计算把水提升100米所需的压力P：P=ρgh=1000*9.8*100=0.98Mpa可以看出ΔP远大于P，所以从理论上说，利用液压冲击原理，将2米落差水流的一部分水量通过水锤泵提升到百米的高处是不成问题的。简单地说，泵装置由泵室、泵座、蓄能器所组成。泵室中有两个阀：一个是排水冲击阀W，一个是输水阀D，双阀构成一个组合自动阀件。组合自动阀件在落差水流作用下自动启闭产生液压脉冲：由进水管引来的水进入冲击阀W后泄流。当泄流流速达到设计值，冲击阀W突然关闭，因此产生一个升压波，在此高压力下输水阀D开启，一部分运动着的水流入空气罐，然后再从空气罐流向使用点或高位蓄水池。进水管的质量流量的动能由于输水而耗尽，使水暂时停止。此时压力波衰减，输水阀D由于上下压差而自动关闭。由于进水管路和水柱的弹性，在扬水冲击减弱以后，水柱朝流动方向微微往后摆动，于是在泵壳内就出现了负压，促使冲击阀W自行打开。冲击阀W开启继续泄流，然后，不断重复以上过程进行提水。为了获得连续和均匀的流量，在输水侧装置了集水器，也称蓄能器。因此，水锤泵在结构上也就由蓄能器和组合自动阀件二大核心部件组成。泵结构最重要的往复运动部件是冲击阀与输水阀的构造及其特性。通过改进自动阀门可以改进泵的工作性能。水锤泵是在无人控制的条件下工作的，所以要求各零部件的运动及时准确和安全可靠。据资料介绍，水锤泵的冲击阀开关次数最好不少于40次/分。从水锤泵的工作过程可以看出，要使泵正常工作，设计生产一种能够自动启闭，反应迅速的组合阀件至关重要。水锤泵液压冲击公式为：△P=CρV=LV/t，式中△P为冲击压力；L为冲击波传播距离；V为冲击前进水管内平均流速；t为冲击阀阀门关闭时间。从公式可以看出，要提高液压冲击的压力，必须提高冲击前进水管内平均流速V，缩短冲击阀阀门关闭时间t，及增大冲击波传播距离L。在水锤泵站已建成的先决条件下（ H、L、V三者已定），要产生明显的液压冲击并兼顾泵站效率，主要靠减少冲击阀阀门关闭时间t。|^7水锤泵组合自动阀件是两个特殊的专用阀门，其操作动力只有水流的脉动力和其自重。从自动阀门的力学分析可以看出，冲击阀阀门的关闭时间主要取决于有无增速机构、垫胶的弹力、阀盘的重量和出水口的流速等因素。冲击阀阀门的开启时间主要取决于泵壳内负压、垫胶的回弹力、阀盘的重量和出水口的流速等因素。武汉润泽水利技术中心研制的液压水锤泵，其自动冲击阀门在构造上可自启闭且不采用轴承，并力求防止阀杆的磨损。另外，为防止冲击阀关闭时产生的冲击和振动，在构造上采用了缓冲结构，因此泵壳内的冲击力、与泵连接的进水管道作用的应力，以及作用于基础的冲击力均很小。在进行研制开发时，采用特征线法对液压冲击和柔性水锤进行电算分析，并从材料和强度方面进行了综合的实验研究和理论分析。液压水锤泵通过水力能量传输特性的合理设计来加大能流密度，精准设计脉冲发生组件液压冲击波的脉冲泵水作用，加快液压水锤泵缷载及加载，从而使脉冲发生组件自动冲击阀门（包含辅助增速阀盘装置）实现每分钟30到300次开关频率，达到中高频运转。落差水流从1至7米高处的进水池（泵站供水池），再经长引水管进入底座为泵室灌水，一直灌到进水池的水平面高度，这时自动阀门是关闭的。为了启动水锤泵，须用手多次打开冲击阀W，以进一步增加蓄能器内的空气室压头。当空气室压力达到落差的3倍左右，则进水管水柱回摆所产生的压强足以使输出阀自行打开，并使水锤泵动作起来。这时，空气室压头不断增加，一直上升到输水管出口顶端的压头值，然后压头基本稳定下来。在扬程压头较高时，一般蓄能器的空气室中的空气渐渐被高压水吸收，使空气室最终不起作用，压力峰值不断升高并会造成机械事故。因此，高扬程应用时需要对水锤泵重新设计液压蓄能器部件，主要是采用气囊式蓄能器,或者采取措施对空气罐人工补气或自动补气。落差水源的水头和流量是泵扬程和扬水量的重要决定因素之一。另外，泵工作性能还受到引水管安装角度、引水管和扬水管口径及长度、冲击阀开关次数等因素的影响。经过多次工程试验和现场安装应用测试，得到以下几个经验公式：①、扬程h与水流落差H的关系：h/H=10-50；②、将液压水锤泵作为动力机和水泵的联合体来考虑，其效率可由下式定义：η=qh/（QH）η为泵效率；q为扬水流量；h为扬水高度；Q为进水管来水流量；H为落差水头。泵效率的经验公式：1、η=（1.17-1.37）-0.2（（h-H）/H）0.5（h-H）/H=3-17（采用各类空气罐作液压蓄能器）2、90%≥η≥60%， （h-H）/H=2～49（采用隔膜式蓄能器作液压蓄能器）③、水锤泵扬水量q：q=ηHQ/（h-H+ηH）④、引水管长度L： L=7-12H（随落差水头大小相应变化取值）⑤、引水管安装角度α：仰角要大于5°，小于20°，以7°-15°为最佳安装角度。⑥、引水管口径D： D=0.3(60Q)0.5（Q是进泵水源的常年保证流量）⑦、扬水管口径d: d=0.5-0.1D（随扬程落差比h/H相应变化取值）水锤泵性能的主要技术指标是功率及其效率，但由于受到安装的场所、地形条件及水源等的限制，设计时还应对供给水量、水头、进水管长度、扬水高度和扬水流量等，综合地考虑各种因素进行设计。据资料显示，国外水锤泵的工作寿命最长可达100年以上，其易损件仅为橡胶垫、密封件、螺栓等。4.2.2液压水锤泵使用带来的优点1、液压水锤泵通过水力能量传输特性的合理设计来加大能流密度，精准设计脉冲发生组件液压冲击波的脉冲泵水作用，加快液压水锤泵缷载及加载，从而使脉冲发生组件自动冲击阀门（包含辅助增速阀盘装置）实现每分钟30到300次开关频率，达到中高频运转。?.据资料介绍，水锤泵自动冲击阀门的开关频率最好不少于每分钟40次。工程应用的资料表明，国内同类产品一般运行频率较低（引进德国BIL系列水锤泵只有每分钟20—40次，不超过每分钟60次）。2、运行噪音小，新型RZ-50饮水型液压水锤泵运转噪音小于80分贝，国内同类新产品（如引进德国BIL系列水锤泵）运转噪音高达105-130分贝。3、“液压水锤泵”采用不锈钢等耐蚀材料制造蓄能器筒体，以免水锤泵微型水力站的提升水流遭受铁锈污染。4、液压蓄能器有效容积可通过（含手动）充气装置等简单措施得到有效保证，特别是长年运行中不会丧失气室容积和储能量；液压蓄能器的补气不需要泄空补气，不会造成水锤泵停机。国内同类产品（如引进德国BIL系列水锤泵），大多采用的蓄能器为半蓄能器（没有气体预压缩措施的蓄能器），泄空补气时会造成水锤泵停机。5、液压蓄能器组件采取等温加载循环工作方式，由脉冲发生组件自动冲击阀门的中高频快速加载工作所可能造成的液压蓄能器气室中的热力损失得到降低，并取消了常规水锤消除器（系气囊式蓄能器，采用绝热加载循环工作方式）筒体内表面的聚丙烯套隔离部件，降低了加工工艺难度和制造成本。6、“液压水锤泵”，全称“组件式复合液压传动型水锤泵”，由脉冲发生组件、能量耦合组件和蓄能组件这三部分构成。液压水锤泵采用能量耦合组件作为特殊能量转换器实现能量耦合，可以实现直流/交流液压工作方式转换。液压水锤泵自动供水设备—新型RZ系列饮水型液压水锤泵是利用液压冲击原理和液压传动原理设计制造的水力能量升级转换装置。故液压水锤泵设计原理有别于单一采用水锤原理的传统水锤泵。5. 泵的发展趋势泵的技术发展一如其他产业的发展一样，是由市场需求的推动取得的。如今，历史已进入到二十一世纪，人们在以环保、电子等领域高科技发展及世界可持续发展为主所产生的巨大需求的大背景下，对于包括泵行业在内的许多行业或领域都带来了技术的飞速变革和发展。泵的技术发展趋势，主要有以下几个方向：（1）产品的多元化产品的生命力在于市场的需求。如今的市场需求正是要求有各自的特色特点，做到与众不同；正是这一点，造就了泵产品的多元化趋势。它的多元性主要体现在泵输送介质的多样性、产品结构的差异性和运行要求的不同性等几个方面。从输送介质的多样性来看，最早泵的输送对象为单一的水及其它可流动的液体、气体或浆体到现在可输送固液混合物、气液混合物、固液气混合物，直至输送活的物体如土豆、鱼等等。不同的输送对象对于泵的内部结构要求均不同。除了输送对象对泵的结构有不同要求外，在泵的安装形式、管道布置形式、维护维修等方面对泵的内在或外在的结构提出新要求。同时，各个生产厂商，在结构的设计上又加入了各自企业的理念，更加提高了泵结构的多元化程度。基于可持续发展和环保的总体背景，泵的运行环境对泵的设计又提出了众多的要求，如泄漏减少、噪声振动降低、可靠性增加、寿命延长等等均对泵的设计提出了不同的侧重点或几个着重点并行均需考虑，也必然形成泵的多元化形式。（2）泵设计水平提升与制造技术优化的有机结合进入信息时代的今天，泵的设计人员早已经利用计算机技术来进行产品的开发设计（如CAD的利用），大大提高了设计本身的速度，缩短了产品设计的周期。而在生产为主的制造当中，以数控技术CAM为代表的制造技术业已深入到泵的生产当中。但是，从目前国内的情况看，数控技术CAM主要应用在批量产品的生产上。对于单件或小批的生产，目前CAM技术尚未在泵行业当中普遍实施，单件小批的生产仍旧以传统生产设备为主。由于市场要求生产厂商的货期尽可能缩短，尤其对于特殊产品（针对用户要求生产的产品）供货周期缩短，必然要求泵的生产企业加速利用CAM技术，甚至是计算机集成制造系统（CIMS）、柔性制造（FMC和FMS）对从设计到制造模具、零件加工等各环节协调一致处理，保证一但设计完成，产品零部件的加工也是趋于同期完成，以确保缩短产品的生产周期。与此同时，除利用计算机制图外，还将在计算机这个载体上实现产品的强度分析、可靠性预估和三维立体设计，将原来需要在生产中发现和解决的工艺问题和局部结构问题及装配性问题等方面提到生产前进行防范，缩短产品的试制期。（3）产品的标准化与模块化在产品出现多元化的同时，泵作为通用产品，总体总量依旧巨大。在市场中，除出现技术性竞争外，产品的价格竞争尤其是通用化产品的价格竞争是必然趋势。在产品出现多元化的趋势下，要实现产品价格的竞争优势，提高产品零部件的标准化程度，实现产品零部件的模块化是必须的。在众多零部件实现模块化后，通过不同模块的组合或改变个别零件的特性，以实现产品的多元化。同时，只有当零部件标准化程度提高后才有可能基于产品的多元化基础上实际规模化的零部件生产，用以降低产品的生产成本和形成产品的价格竞争优势，也可以在产品多元化的基础上进一步地缩短产品的交货周期。（4） 泵内在特性的提升与追求外在特性所谓泵的内在特性是指包括产品性能、零部件质量、整机装配质量、外观质量等在内的产品固有特性，或者简称之为品质。在这一点上，是目前许多泵生产厂商所关注的也是努力在提高、改进的方面。而实际上，我们可以发现，有许多的产品在工厂检测符合发至使用单位运行后，往往达不到工厂出厂检测的效果，发生诸如过载、噪声增大，使用达不到要求或寿命降低等等方面的问题；而泵在实际当中所处的运行点或运行特征，我们称之为泵的外在特性或系统特性。技术人员在进行产品设计时，为提高某一产品的百分之一效率常常花费不少心思；而泵运行如果偏离设计的高效点，实际运行的效率远不止降低百分之一。现在，泵生产厂家同时为用户配套包括变频在内的控制设备及成套设备，实际上已介入到泵的外在特性的追求上了。在此基础上，再关注泵的集中控制系统，提高整个泵及泵站运行效率，则是在泵外特性的追求上更上一层楼。从销售角度看，推销产品即是在推销泵的内在特性；而关注泵的外特性则是生产厂商不仅是推销产品，而是在推销泵站（成套项目）。从使用角度看，好的产品必定是适合运行环境的产品而非出厂检测判别的产品。（5）机电一体化的进一步发展正如科学技术的发展一样，现阶段科技领域中交叉学科、边缘学科越来越丰富，跨学科的共同研究是十分普遍的事情，作为泵产品的技术发展亦是如此。以屏蔽式泵为例，取消泵的轴封问题，必须从电机结构开始，单局限于泵本身是没有办法实现的；解决泵的噪声问题，除解决泵的流态和振动外，同时需要解决电机风叶的噪声和电磁场的噪声；提高潜水泵的可靠性，必须在潜水电机内加设诸如泄漏保护、过载保护等措施；提高泵的运行效率，须借助于控制技术的运用等等。这些无一不说明要发展泵技术水平，必须从配套的电机、控制技术等方面同时着手，综合考虑，最大限度地提升机电一体化综合水平。参考文献[1] 李云，姜培正主编，过程流体机械. 北京：化学工业出版社，2009[2] 孙启才，金鼎五主编，离心机原理结构与设计计算. 北京：机械工业出版社，1987.[3] 关醒凡主编，现代泵技术手册，北京：宇航出版社，1995.
液压传动系统的故障分析与排故液压传动是以液压油为工作介质进行能量转换和动力传递的，它具有传送能量大、布局容易、结构紧凑、换向方便、转动平稳均匀、容易完成复杂动作等优点，因而广泛应用于工程机械领域。但是，液压传动的故障往往不容易从外部表面现象和声响特征中准确地判断出故障发生的部位和原因，而准确迅速地查出故障发生的部位和原因，并及时排除。在工程机械的使用、管理和维修中是十分重要的。��1 液压系统的主要故障��在相对运动的液压元件表面、液压油密封件、管路接头处以及控制元件部分，往往容易出现泄漏、油温过高、出现噪音以及电液结合部分执行动作失灵等现象。具体表现：一是管子、管接头处及密封面处的泄漏，它不仅增加了液压油的耗油量，脏污机器的表面，而且影响执行元件的正常工作。二是执行动作迟缓和无力，表现为推土机铲刀提升缓慢、切土困难，挖掘机挖掘无力、油马达转不起来或转速过低等。三是液压系统产生振动和噪音。四是其他元件出现异常。��2 故障的检查��2.1 直接检查法 �凭借维修人员的感觉、经验和简单工具，定性分析判断故障产生的原因，并提出解决的办法。 �2.2 仪器仪表检测法 �在直接观察的基础上，根据发生故障的特征和经验，采取各种检查仪器仪表，对液压系统的流量、压力、油温及液压元件转速直通式检测，对振动噪音和磨损微粒进行量的分析。 �2.3 元件置换法 �以备用元件逐一换下可能发生故障的元件，观察液压系统的故障是否消除，继而找出发生故障的部位和原因，予以排除。在施工现场，体积较大、不易拆装且储备件较少的元件，不宜采用这种方法。但对于如平衡阀、溢流阀及单向阀之类的体积小，易拆装的元件，采用置换法是比较方便的。 �2.4 定期按时监控和诊断�根据各种机械型号、检查内容和时间的规定，按出厂要求的时间和部位，通过专业检测、监控和诊断来检测元器件技术状况，及时发现可能出现的异常隐患，这是使液压系统的故障消灭在发生之前的一种科学技术手段。当然，执行定期检测法，首先要培养一些专业技术检测人员，使他们既精通工程机械液压元件的构造和原理，又掌握和钻研检测液压传动系统的各种诊断技术，在不断积累靠人的直感判断故障经验的同时，逐步发展不解体诊断技术，来完成技术数据采集，辅以电脑来分析判断故障的原因及排除方法。��3 液压系统的故障预防��3.1 保证液压油的清洁度 �正确使用标定的和要求使用的液压油及其相应的替代品(详参《工程机械油料手册》)，防止液压油中侵入污物和杂质。因为在液压传动系统中，液压油既是工作介质，又是润滑剂，所以油液的清洁度对系统的性能，对元件的可靠性、安全性、效率和使用寿命等影响极大。液压元件的配合精度极高，对油液中的污物杂质所造成的淤积、阻塞、擦伤和腐蚀等情况反应更为敏感。 �造成污物杂质侵入液压油的主要原因，一是执行元件外部不清洁；二是检查油量状况时不注意；三是加油时未用120目的滤网过滤；四是使用的容器和用具不洁净； 五是磨损严重和损坏的密封件不能及时更换；六是检查修理时，热弯管路和接头焊修产生的锈皮杂质清理不净；七是油液贮存不当等等。�在使用检查修理过程中，应注意解决这些问题，以减少和防止液压系统故障的发生。 �3.2 防止液压油中混入空气 �液压系统中液压油是不可压缩的，但空气可压缩性很大，即使系统中含有少量空气，它的影响也是非常大的。溶解在油液中的空气，在压力较低时，就会从油中逸出产生气泡，形成空穴现象；到了高压区，在压力的冲击下，这些气泡又很快被击碎，急剧受到压缩，使系统产生噪音。同时，气体突然受到压缩时，就会放出大量的热能，因而引起局部受热，使液压元件和液压油受到损坏，工作不稳定，有时会引起冲击性振动。 �故必须防止空气进入液压系统。具体做法：一是避免油管破裂、接头松动、密封件损坏；二是加油时，避免不适当地向下倾倒；三是回油管插入油面以下；四是避免液压泵入口滤油器阻塞使吸油阻力增大，不能把溶解在油中的空气分离出来。 �3.3 防止液压油温度过度�液压系统中的油液的工作温度一般在30℃～80℃范围内比较好，在使用时必须注意防止油温过高。如油箱中的油面不够，液压油冷却器散热性能不良，系统效率太低，元件容量小，流速过高，选用油液粘度不正确，它们都会使油温升高过快。粘度高增加油液流动时的能量损耗，粘度低会使泄漏增多，因此在使用中能注意并检查这些问题，就可以预防油温过高。此外对液压油定期过滤，定期进行物理性能检验，既能保证液压系统的工作性能，又能减少液压元件的磨损和腐蚀，延长油液和液压元件的使用寿命。��4 液压系统的故障分析��4.1 传动系统分析法 �工程机械的液压传动系统如果维护得好，一般说来故障是比较少的。由于密封件老化、变质和磨损而产生外泄是很容易观察到的，根据具体情况可设法排除。但是如果液压元件的内部发生了故障是观察不到的，往往不容易一下子就找出原因，有时虽然是同样的故障现象，但产生的原因却不一定相同，要想准确而迅速地找出液压元件的故障的部位和原因，首先要根据发生故障元件的构造图、系统图，分析了解和研究元件的工作原理和特性，再使了解的构造原理与实物对号，具体情况具体分析，检查寻找故障发生的部位和产生的原因，以便采取相应的技术措施来排除故障。 �4.2 逻辑流程分析法 �此方法是根据液压传动系统的基本原理进行逻辑分析，减少怀疑对象，逐步逼近找出故障发生的部位和原因。��5 液压系统故障的排除��(1) 液压系统中管子、管子接头和焊接处，由于振动频率较高，常常发生破坏。在换用时要根据压力和使用场合，选用强度足够，内壁光滑清洁，无砂、无伤、无锈蚀、无氧化皮的管子。当管子需要焊接时，最好采用加套管的办法，因为对接可能使管的内径局部缩小；截段时，油管的截面与管子轴线的不垂直度不得大于0.5°，并清除铁屑和锐边倒钝。当管子支承距离过大或支承松动时要设卡固定拧紧，当弯曲半径过小时，易形成弯曲应力，弯曲半径一般应大于管外径的3倍。 �在密封表面处，密封元件的老化变质会使泄漏量增大。密封件的有效寿命通常是：固定元件之间的密封寿命时间为10000h，运动元件之间密封寿命时间为1500h～2000h。到了规定的使用寿命时间后，即使还可用的元件也应该更换。密封面的泄漏还与预压面的压力不够或不均匀有关。预压量增大时，其封油量压力增大，密封效果好，反之则差。再者摩擦表面光洁度与硬度不足也会缩短密封件的寿命。 �密封件设计不合理以及安装时扭曲刮伤也是导致密封圈早期磨损而引起泄漏的原因。 �油液中杂质过多，易加速密封件与摩擦表面的磨损，形成密封件的早期失效，油封工作温度过高或过低也会影响其寿命和工作性能。� (2) 执行元件运动的速度降低，主要是由于输入执行元件的液压油流量不足；执行元件无力的原因主要是输入液压油压力不足，以及回油管路背压过高等因素所造成的。 �工程机械液压系统所用的油泵多为齿轮泵，其工作压力为210×102kPa，柱塞泵的工作压力可达320×102kPa。泵的输出压力是由荷载决定的，并随着荷载的变化而变化。荷载无限增加，泵的压力也无限升高，直到系统某一部分被破坏。对于齿轮泵：主要是轴承、齿轮啮合面、齿顶与壳体、齿轮端面与泵盖间的磨损和密封件的磨损、老化、损坏使齿轮泵的内漏表现更为突出。在一定转速与一定压力下，对无端面间隙补偿的齿轮泵，其轴线磨损引起的泄漏约占全部内漏量的75%～85%，齿顶间隙内漏量约占15%～20%，其他内漏约占4%～5%，因此我们要抓住主要问题，采取有效的技术措施予以解决，就能使泵恢复其原有性能。 �在维修工作中，我们发现使用了一定时间的齿轮泵，由于啮合挤压，在齿顶和端面会产生毛刺，使泵体和端盖的磨损加剧，尤其是铝合金泵盖更为严重。如能定期修理检查，用油石磨掉所产生的毛刺，则可以延长油泵的寿命。叶片泵的主要故障是定子、叶片、转子、轴承和两侧配流盘的磨损，定子的内表面是由圆弧和过渡曲线组成的，过渡曲线如果采用“阿基米德”螺旋线，则叶片径向等速运动。实践证明，当我们将叶片泵解体修理时，定子内表面就在曲线与圆弧连接部分磨损最严重，换掉磨损严重的定子，可以使叶片泵恢复原有的性能，采用这种修理方法是比较经济的。叶片泵转子、叶片的使用寿命约相当于定子使用寿命的两倍，这在备料时应予以考虑。 �(3) 液压系统的蓄能器是用来调节能量、贮存能量、减少设备容积、降低功率消耗、减少系统发热、缓冲吸收冲击和脉动压力的辅助元件。常见的蓄能器有胶囊式的，它具有漏气损失小、反应灵敏、可以吸收急速的压力冲击和脉动、重量轻、体积小等特点。蓄能器发生故障会影响液压系统的正常工作，因此在检查气压量不足时，应按时充入惰性气体。 �(4) 液压系统中，要求装备精度高的还有液压马达。如果注意日常维护和保养，防止油液污染，一般不会发生故障，进入液压马达的油液须仔细过滤，以减少杂质，防止过快磨损。修理后的马达，应注满干净的液压油，排尽系统中的空气。确定不了马达是否有故障，最好不要拆卸，这样可减少污染的机会和保持配合的精度。液压缸是液压系统中的执行元件，常见的故障有漏油和运动不正常。缸头因密封件损坏而外泄，应立即更换密封件；油缸运动不正常有油缸内漏、油路中有空气、活塞密封件老化和损坏、油液有杂质、平衡阀发生故障等。 �(5) 控制元件是用来实现系统和执行元件对压力、流量方向的要求的。控制阀及时控制系统中最重要的元件，由于阀的配合一般都比较精密，所以在修理时应特别注意，不需拆阀芯的尽量不要抽出阀芯；配合副方位不要错乱，偶件不要互换；螺丝的拧紧力矩要均匀一致，锥形阀芯的接触线磨损可采用研磨修正接触线的办法解决；回位弹簧疲劳时，可予更换。
我是学液压专业的，有事情留言，我正在做毕业设计，也是液压泵。你不会是和我一个学校的吧？貌似液压专业全国很少开的。。。。
超高压水射流切割机是将普通的水通过一个超高压加压器，将水加压至3000bar，然后通过通道直径为0.3mm的水喷嘴产生一道约3倍音速的水射流，在计算机的控制下可方便的切割任意图形的软材料，如纸类、海绵、纤维等，若加入砂料增加其切割力，则几乎可以切割任意材料.
南京佳顿自动化设备专业水刀加工 水切割外协加工 数控水刀是将超高压水射流发生器与二维数控加工平台组合而成的一种平面切割机床。它将水流的压力提升到足够高（200MPa以上），使水流具有极大的动能，可以穿透化纤、木材、皮革、橡胶等，在高速水流中混合一定比例的磨料，则可以穿透几乎所有坚硬材料如陶瓷、石材、玻璃、金属、合金等。在二维数控加工平台的引导下，在材料的任意位置开始加工或结束加工，按设定的轨迹以适当的速度移动，实现任意图形的平面切割加工。 *数控水刀有什么特性和优点？ 与传统的“热”切割工艺相比，超高压水射流切割机床以水流为切割介质，是一种“冷”切割工艺。它具有如下功能与优点： 1.切割时无热变形，避免了材料的物理、化学变化； 2.广泛适应于各种材料的切割加工，有“万能切割机”之誉； 3.切口光滑平整无毛刺，一般无须再加工； 4.由数控系统操纵，切割精度高； 5.切割缝小于1.2mm，便于套料切割，节约材料； 6.加工过程不会产生污染环境的废物。 数控水刀对那些用其它方法难以切割的材料如芳纶(Kevler)、钛合金及各种复合材料是非常理想或唯一的加工手段。 *数控水刀能达到怎样的精度？ 严格来讲，数控水刀虽然比火焰、等离子切割机床可以更精确的切割，但还不是精密加工机床，应该不能标注精度。在切割10mm以下的板料时，把切割速度和补偿控制得恰到好处，误差可以做到+-0.1mm。 *数控水刀能切割的最大厚度是多少？ 由于水射流的靶距是不确定的或者说是变化的，数控水刀的最大切割厚度并不好明确界定。胆大者，敢称400、500mm，保守者称100mm以内，都是合理的。现有的数控水刀一般流量在2～3升，工作压力在200～380MPa，射流经过空气阻力，能量衰减极快，到400、500mm时，基本就随风飘散了，就没有打击力。 就一般应用而言，切割金属板材厚度建议不超过100mm，发泡材料如海绵厚度建议不超过300mm。 *高压泵（高压发生器）的工作原理是什么？ 系统原理图如下：油路部分工作原理 电机驱动油泵，将液压油从油箱中抽出，经单向阀传送到油压管路中。此时油路分成三路，一路接蓄能器和压力表，压力表显示油压，蓄能器可起平稳油压的作用，第二路接换向阀，另一路接溢流阀。当未按下开水射流按钮时，从油泵送出来的液压油经溢流阀、水冷式冷却器和回油过滤器直接流回油箱，则少量的液压油通过换向阀进入增压器油腔，不足以推动油活塞产生换向或换向缓慢；而当按下开水射流按钮后，溢流阀闭合，液压油经换向阀进入增压器油腔，推动油活塞运动，同时油活塞另一边的液压油被推出油缸，经水冷式冷却器、回油过滤器流回油箱。当油活塞被推至油缸末端，碰撞换向顶杆，顶杆触发换向阀产生换向信号，从而使液压油路从油缸的另一端进入，油活塞回程。至油缸未端又触发换向顶杆，油活塞又回程。如此，连续不断地触发换向器进行油路换向，从而形成增压器的往复运动。水路部分工作原理 自来水经过滤器过滤之后，由水泵进行加压，进入增压器两端的高压缸内。当油活塞往复运动时，一端高压缸通过进水单向阀进水，另一端高压缸的水被推出、经过出水单向阀进入高压管路。如此动作，在两端的高压缸中交替进行，形成源源不断的高压水流。由于存在增压器换向周期，输出的水流的压力形成周期性波动。因此高压水流需经高压蓄能器进行稳压，通过高压管输送到喷射头。在喷射头上安装有孔径为0.25~0.33mm的宝石喷嘴。高压水流在宝石喷嘴的约束下形成具有极大动能的高速“水箭”，可以击穿纤维、皮革、橡胶等软质材料。在“水箭”中混合一定比例的磨料，则形成磨料水射流，可以穿透任何坚硬材料。增压器原理 当液压油作用在活塞上时，连接在活塞的高压柱塞杆将高压缸内的水推出。根据能量守恒定律，假设无摩擦损耗，两者的作功相等。此时，油压乘以活塞横截面积等于水压乘以柱塞杆横截面积，即水压与油压的比值等于油活塞横截面积与高压柱塞杆横截面积的比值。油活塞横截面积与高压柱塞杆横截面积之比称为“增压比”，由于其比值固定，所以通过控制油压就可调节水压。 *影响数控水刀切割效率的因素有哪些? 影响数控水刀切割效率的因素是多方面的而且是相互影响的。主要有：刀头结构及质量、水射流的压力高低及压力波动幅度、水喷嘴的完好程度、磨料质地规格选配是否合适及质量好坏、喷砂管完好程度，等等。 常用材料的切割效率，可参考下表：材料 厚度（mm） 切割速度(mm/分钟) 切割压力(MPa)钢板/不锈钢板 2 5 10 20 40 80 100 850～1100 400～550 180～240 60～90 25～40 10～15 3～5 300铝板 6 20 50 700～900 180～250 50～70 300铜板 5 10 600～750 250～350 300钛板 2 5 300～400 120～150 300玻璃 6 20 53 1200～1500 240～350 50～70 300大理石板 10 20 30 400～900 150～400 50～100 300花岗岩板 10 20 30 200～600 100～250 25～60 300瓷砖 10 1200～1500 300注：切割速度愈低，切口质量愈好。*如何选到一台好的水刀? 目前国内水刀还没有一个通行的标准，各生产企业在标明各项指标参数上不能保证其内涵的一致性，使得用户在选购时比对各项指标参数时就会失去意义。 水刀是加工工具，好工具的标准就是：一要效率高，二要耐用即故障率低，三要费用低。 第一步：看切割效率高低。 切割效率包括切口质量和切割速度。水刀切割的一个特点是：切割速度越低，切口质量越高。 拿同一块材料到几个水刀厂家去试切割，然后再比较：相同切口质量下，谁的切割速度快；相同切割速度下，谁的切口质量高。切割的最低要求，是切断材料。切断速度是一个很可靠的比较指标。 第二步：比较耐用性。 水刀的故障主要出在高压系统。各水刀厂家产品性能高低由此泾渭分明。 高压缸、蓄能器、高压柱塞、单向阀体堵头、高压密封、单向阀等部件品质好坏，直接决定了水刀的故障率高低。这些部件的使用寿命越长越好。 第三步：比较维修、维护费用高低。 目前水刀没有一个通行的标准，零部件互换性很低。而且，水刀的高压部件又是有限使用寿命。因此，购买水刀时不仅要看整机价格，更要看配件价格。不仅要看单价，更要结合使用寿命仔细算综合使用成本。 简而言之，用户可以不必理会压力、流量、精度这些指标，只管亲眼所见和亲耳所闻如何在合同里得到保证。 *数控水刀使用成本多少?1.设备折旧 整机平均购买价格以25万元计算。正常使用寿命为5年。每年实际工作日数为300天，每天平均使用（实际工作）时间为5小时，5年累计工作时间为7500小时。重要部件平均更换周期为2000小时，费用约为1.6万元。 设备购置成本及重置成本为(250000+16000x7500/2000=)310000元。 设备折旧每小时约为(310000/7500=)41.5元。2.耗材成本项目名称 使用寿命/消耗量 单价（元） 每小时成本（元）A：易损件高压动密封组 >500hrs 248元/套 0.50单向阀 >500hrs 340元/套 0.68油密封组 >1000hrs 180元/套 0.18静密封组 >500hrs 76元/套 0.15B：耗材喷砂管 >150hrs 750 5.00水喷嘴 >40hrs 20 0.50水 <150kg/hr 3.5(以南京价格为基准) 0.55电 <25kw/hr 0.8(以南京价格为基准) 20.00磨料 30kg/hr 0.75(以南京价格为基准) 22.50合计：约50元/小时*数控水刀有哪些常见故障以及如何排除?1.增压器常见故障及排除方法故障现象 检查、排除顺序及方法高压、低压皆无但换向正常 a.检查自来水供水是否断水或水压过低；b.检查水泵是否正常；c.检查宝石喷嘴是否正常（水束明显发散）；d.检查挡钣后窥孔有无漏油、漏水（有漏水，表明高压腔动密封损坏；有漏油，表明油缸档板上动密封损坏。）；e.检查进水单向阀是否失效（进水管回水明显）；f.检查出水单向阀是否失效（单向阀处手感明显发热）；g.检查高压柱塞杆是否断裂（拆除进、出水管和出水单向阀，往高压缸内插入一根细钢丝，探到柱塞杆，开启电机油泵，观察钢丝是否顶出。不顶出或移动距离小，则表明柱塞杆已断裂）。高压、低压皆无且换向时间过长或不换向 a.如不换向且油压很高，用手推一下换向阀的任一端电磁阀阀杆；b.调整霍尔开关位置（将霍尔开关向油缸方向轻微移动）c.检查换向霍尔开关是否正常；（参照下节相关内容）d.检查换向阀电气部分是否正常；（参照下节相关内容）e.确认是否调整过油泵流量（太小）；f.确认是否调整过溢流阀流量（太大）；g.检查换向阀阀芯是否堵塞或磨损；（参照下节相关内容）h.检查油缸中活塞密封是否损坏。（参照下节相关内容）压力正常或偏高但射流切割无力 a.检查高压管路是否堵塞；b.检查喷砂管是否堵塞；c.检查宝石喷嘴是否堵塞或损坏；d.更换喷砂管，进行对比。高、低压力波动过大 a.检查高压腔一体塞头上出水单向阀连接处有无泄漏（先确认是否接头与单向阀之间的密封面损坏，一般应修理接头的平面；再确认单向阀锥垫与塞头上配合的锥孔之间的密封面损坏，一般应更换锥垫。简便办法：整体更换新的出水单向阀。）；b.检查挡钣后窥孔有无漏水（漏水一侧高压缸动密封须更换）；c.检查挡钣后窥孔有无漏油(漏油一侧油缸挡板上的Y型油密封圈须更换)；d.确定压力下降时换向指示灯亮着的一侧（灯亮时间也相对短些），称为失压端；e.检查失压端的出水单向阀是否失效（手摸单向阀附近会烫手，则需更换单向阀）；f.检查另一侧的进水单向阀是否失效（用力捏紧塞头进水口处的水管，在换向指示灯明、灭时都有水流脉动，则修、换单向阀）。换向时间过短或两个霍尔开关指示灯同时亮 a.调整开关位置（将霍尔开关向高压缸方向轻微移动）；b.检查换向触杆是否卡紧（断开总电源，拆开换向顶杆的外铜套，将换向组件一一拿出，换向触杆在最深处，用磁铁能将其吸出。如不能吸出，表明换向触杆被卡紧。恢复换向组件时，特别注意磁柱的方向不要错，应将能触发霍尔开关的一端对外。）。2.油压系统故障及排除排查顺序为：油泵电机组—换向霍尔开关—换向阀—溢流阀—油缸密封（一）检查油泵电机组启动电机油泵，察看柱塞泵的吸油管是否进油不进油ó1.三相供电相位变了（电机反转）；2.油泵电机组异常解决方法：1.将断路器任意两根进线（或出线）互换位置；2.修理或更换油泵电机。进油ó油泵电机组正常，进行第二步检查。（二）检查换向霍尔开关打开电源，不要启动电机油泵，取出换向霍尔开关，将霍尔开关依次接近磁铁（注意极性，用磁铁的两端分别试），霍尔开关指示灯是否对应地亮/灭。同时，观察与霍尔开关相连的继电器是否有动作。不能对应地亮/灭ó霍尔开关损坏解决方法：更换新的霍尔开关继电器无动作ó继电器损坏解决方法：更换新的继电器能对应地亮/灭、继电器动作ó霍尔开关没有损坏/继电器正常，进行下一步检查（三）检查换向阀打开电源，不要启动电机油泵，将霍尔开关依次接近磁铁，同时用手去感应换向阀的电磁阀阀杆是否移动。可重复多次，以确定其稳定性。阀杆不移动ó换向阀工作异常解决方法：1.清洗阀芯及阀腔；2.更换新阀。阀杆移动ó换向阀正常，进行下一步检查（四）检查溢流阀打开电源，不要启动电机油泵，按下高压启动按钮，用手去感应溢流阀的电磁阀阀杆是否移动。可重复多次，以确定其稳定性。阀杆不移动ó溢流阀工作异常解决方案：1.清洗阀芯及阀腔；2.更换新阀。阀杆移动ó溢流阀正常，进行下一步检查（五）检查油缸密封开启油泵电机（注意：不要开启高压），将两只换向霍尔开关拿在手上，分别接近磁铁，同时注意听油缸内的动静，并注意察看两块挡板后窥孔有无漏油现象。两个方向都没有动作或其中一个方向没有动作ó活塞上密封失效解决方法：拆开油缸，取出活塞，更换新的密封件。同时，更换有漏油现象的一端挡板内的油封。(注意：拆油活塞时，须特别要保护好与之联结的高压柱塞杆，防止表面划伤或折断。) 两个方向都有动作ó活塞密封正常，检查其它原因。3.数控操作系统故障及排除故障现象 原因/检查步骤 解决方法无法进入控制软件 该程序的数据被破坏 重新安装该程序；确认系统无病毒其它程序也无法运行 重新安装WINDOWS系统仿真运行时提示有错误 检查G代码文件的错误 正确分行；改正错误代码DXF图形文件有错 修正交叉点；去掉重合线段X、Y轴某一轴无动作 驱动器故障 1.点动该轴按键，同时观察该轴驱动器指示灯是否工作；2.将该轴接插件与另一正常轴接插件调换后观察该轴是否有动作。电机故障接插件未接好 检查接插件是否牢靠丢步 电机缺相 检查线路驱动器故障 更换驱动器插卡不正确或IO卡故障 重新插卡或换卡电机相关参数被修改 恢复被修改的参数操作指令无反应 急停按钮未复位 复位急停按钮电气线路上松脱、断点、元件损坏 重新接牢；更换已损坏元件病毒影响 杀毒；重新安装程序液压系统、增压器常见故障及排除方法故障现象 检查、排除顺序及方法高压、低压皆无但换向正常 1. 检查自来水供水是否断水或水压过低2. 检查水泵是否正常3. 检查宝石喷嘴是否正常（水束明显发散）4. 检查高压柜内有无漏油、漏水5. 检查出水单向阀是否发热（两边温度明显不同）换向不正常（换向时间过长或不换向） 1. 检查换向传感器是否正常2. 检查换向电磁阀是否正常3. 检查是否调整过油泵流量导致流量太低4. 检查是否调整过溢流阀流量导致流量太大5. 检查换向阀阀芯是否堵塞或磨损6. 检查油缸中活塞密封是否损坏压力正常但切割无力 1. 检查高压管路是否堵塞2. 检查喷砂管是否堵塞3. 检查宝石喷嘴是否堵塞或损坏4. 更换喷砂管，进行对比数控系统常见故障及排除方法故障现象 检查、排除顺序及方法X、Y轴某一轴无动作 1. 检查接插件是否牢靠2. 检查驱动器是否故障（驱动器上显示Err）操作指令无反应 1. 检查急停按钮是否复位2. 检查电缆接线是否松动数控水刀增压器常见的故障及排除方法1.水刀增压器常见故障及排除方法A、高压、低压皆无但换向正常 排除方法 ：a.检查自来水供水是否断水或水压过低； b.检查水泵是否正常； c.检查宝石喷嘴是否正常（水束明显发散）； d.检查挡钣后窥孔有无漏油、漏水（有漏水，表明高压腔动密封损坏；有漏油，表明油缸档板上动密封损坏。）； e.检查进水单向阀是否失效（进水管回水明显）； f.检查出水单向阀是否失效（单向阀处手感明显发热）； g.检查高压柱塞杆是否断裂（拆除进、出水管和出水单向阀，往高压缸内插入一根细钢丝，探到柱塞杆，开启电机油泵，观察钢丝是否顶出。不顶出或移动距离小，则表明柱塞杆已断裂）。B、高压、低压皆无且换向时间过长或不换向 a.如不换向且油压很高，用手推一下换向阀的任一端电磁阀阀杆； b.调整霍尔开关位置（将霍尔开关向油缸方向轻微移动） c.检查换向霍尔开关是否正常；（参照下节相关内容） d.检查换向阀电气部分是否正常；（参照下节相关内容） e.确认是否调整过油泵流量（太小）； f.确认是否调整过溢流阀流量（太大）； g.检查换向阀阀芯是否堵塞或磨损；（参照下节相关内容） h.检查油缸中活塞密封是否损坏。（参照下节相关内容）加砂水刀切割经验技巧而有些则只能通过经验获得。希望您在阅读这些技巧后能更加了解切割流程。有些技巧很显而易见。> 1 若切割厚度低于0.100英寸的资料，使用中（50马力）或大（60至80马力）切割头将不起作用。使用小参数组合（25马力）如必要，请考虑使用多个切割头以提高生产。 2 防止通过高于0.020气隙切割。气隙中，水易涌出且仅切割下层。进行多层切割时，将板压在一起切割。 3 较小的砂料颗粒（120粒度或更小）切割速度较慢，但表面更为平滑（与80或50粒度相比） 4 生产力是每英寸成本，不是每小时成本。每小时花多长时间运行加砂水刀并不重要。重要的给定的时间内生产出多少工件。有些用户想要通过降低砂料流速降低运行成本，这是错误的即使砂料是加砂水刀运行成本的三分之二，也必需快速生产工件以消耗间接费用（劳动力、设施、租赁费用）使用所有可用的马力和最高砂料流速尽快切割。 5 如果需要定期为复合材料、玻璃和石材穿孔，确保系统能够使用控制器降低或增高水压。同时要检查真空辅助装置或其它技术，以提高为这些脆性资料或层压材料穿孔成功的机率。 6 与一般的多流程控制器相比，经过特殊设计用于流程的控制系统通常更有效、更易于使用。 7 大多数机器不采用资料装卸自动化设备，例如航天飞机。只有当资料处置构成部件生产本钱的一个重要部分时，才会考虑使用自动化设备。90%加砂水刀设备是用手或借助于桥式起重机、旋臂起重机或叉车进行装卸。约有50%水刀设备使用资料装卸自动化设备。水刀通常在极高的速度下切割厚而轻的资料。切割整个薄板所用的时间相当低，部件生产本钱的装卸局部非常高，足以证明增加的资金投入很正确。 8 通常使用自来水注入水刀系统。将自来水通过泵的进水过滤器注入增压器之前，90%水刀和加砂水刀用户只需要将水软化。反渗透（RO和脱离子器可将水净化到离子匮乏地步。这种侵蚀性水通过吸取周围材料（例如泵和高压管线中的金属）离子来消除离子匮乏状态。反渗透（RO和脱离子器会大大延长出水孔的寿命，然而同时会损坏增压器和水管。喷嘴相当廉价。高压汽缸、止回阀和端盖的损坏费用会远远超出出水孔寿命延长的费用。 9 水下切割会降低加砂水刀切割顶部表面结霜或起雾可能性。水下切割还会大大减少射流的噪声和工作场所的混乱。唯一的缺点是切割过程中操作人员不能清楚地看到射流。如果操作人员反对水下切割，考虑使用电子性能监控装置。这些监控装置能够检测到与最佳切割性能的偏差，并能在部件损坏之前关闭系统。 10 如果在不同的工作中计划使用不同的砂料粒度，考虑增加较小（100磅）或较大（500至2000磅）散装输送。如果您没有定期散装输送漏斗来筛选颗粒，生产过程中可能会停机或造成损坏。 11 具有冲溢标记表明切割厚度小于0.3英寸的资料是有效的虽然冲溢标志会让您进行二次操作才能磨掉，但是这种用法能更快执行材料处理-仅仅需要用切割部件不间断地替换切割薄板。资料越硬，冲溢标记会越小。有关详细建议，请咨询您的制造商。
高压水刀目前而言最大压力可以去到60000PSI，如果混合钢砂，可以穿透并切割开30CM厚度的不锈钢钢板，参考资料：水刀切割图5为切割铁砧的GIF动图，可以看出哪怕无坚不摧的铁站也在水刀的切割下一分为二。暂时来说，高压水刀是切割能力最强的设备之一，切割厚度远远超过等离子、激光等，并且不会热变形，不会破坏其中纹理和构造。
Norman Franz 博士一直被公认为水刀之父。他是研究超高压（UHP）水刀切割工具的第一人。超高压的定义是高于30000 psi。Franz 博士是一名林业工程师，他想寻找一种把大树干切割成木材的新方法。1950 年，Franz 第一次把很重的重物放到水柱上，迫使水通过一个很小的喷嘴。他获得了短暂的高压射流（多次超过了现在使用的压力），并能够切割木头和其它材料。他后来的研究涉及更为连续的水流，但他发现获得连续高压非常困难。同时，零件的寿命也以分钟计算，而不是今天的数周或数月。Franz 博士从没制造出一种量产的木材切割器。而今天木材切割却是超高压技术最不重要的应用之一。但 Franz 博士证明了高速会聚水流具有极大的切割能量－这种能量的应用远远超出了Franz 博士的梦想。1979 年，Mohamed Hashish 博士在福禄研究室工作，开始研究增加水刀切割能量的方法，以便切割金属和其它硬质材料。Hashish 博士被公认为加砂水刀之父，他发明了在普通水刀中添加砂料的方法。 他使用石榴石（砂纸上常用的一种材料）作为砂料。凭借这种方法，水刀（含有砂料）能够切割几乎任何材料。1980 年，加砂水刀第一次被用于切割金属、玻璃和混凝土。1983 年，世界上第一套商业化的加砂水刀切割系统问世，被用于切割汽车玻璃。该技术的第一批用户是航空航天工业，他们发现水刀是切割军用飞机所用的不锈钢、钛和高强度轻型合成材料以及碳纤维复合材料的理想工具（现在已用于民用飞机）。从那以后，加砂水刀被许多其它工业采纳，例如加工厂、石料、瓷砖、玻璃、喷气发动机、建筑、核工业、船厂等等。
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1 引言 供水系统在人们生活和工业应用当中是必不可少的。随着人们生活水平的提高和现代工业的发展，人们对供水系统的质量和可靠性的要求越来越高。变频能够很好的满足现代供水系统的要求。在变频出现以前，有以下供水方式：(1) 单台恒定转速泵的供水系统这种供水方式是水泵从蓄水池中抽水加压直接送往用户，严重影响了城市公用水管管网压力的稳定，水泵整日不停运转。这种系统简单、造价最低，但耗电严重，水压不稳，供水质量极差。(2) 恒定转速泵加水塔（或高位水箱）的供水系统这种供水方式是由水泵先向水塔供水，再由水塔向用户供水。水塔注满水后水泵停止工作，水塔水位低于某一高度时水泵启动，水泵处于断续工作状态中。这种方式比前一种省电，供水压力比较稳定，但基建设备投资大，占地面积大，水压不可调，供水质量差。(3)恒定转速泵加气压罐的供水系统这种供水方式是利用封闭的气压罐代替水塔蓄水，通过检测罐内压力来控制水泵的开与停。当罐中压力降到压力下限时，水泵启动；当罐中压力升到压力上限时，水泵停止。这种方式，设备的成本比水塔要低很多。但是电机起动频繁，易造成电机的损坏，能耗大。变频不仅克服了过去供水系统的缺点，而且有其自身的优点。此系统采用了先进的s7－200plc和变频器mm440，具有低廉的价格和强大的指令，可以满足多种多样的小规模的控制要求，变频器mm440具有很高的运行可靠性、功能的多样性和全面而完善的控制功能。这种供水方式不仅提高了供水系统的稳定性和可靠性，而且实现水泵的无级调速，使供水压力能够跟踪系统所需水压，提高了供水质量。同时变频器对水泵采取软启动，启动时冲击电流很小，启动能耗小。2 供水系统的基本特性供水系统的基本特性是水泵在某一转速下扬程h与流量q之间的关系曲线f (q)，前提是供水系统管路中的阀门开度不变。扬程特性所反映的是扬程h与用水流量q之间的关系。由图1的扬程特性表明，流量q越大，扬程h越小。在阀门开度和水泵转速都不变的情况下，流量q的大小主要取决于用户的用水情况。管阻特性是以水泵的转速不变为前提，阀门在某一开度下，扬程h与流量q之间的关系h=f (q)。管阻特性反映了水泵转动的能量用来克服水泵系统的水位及压力差、液体在管道中流动阻力的变化规律。由图1可知，在同一阀门开度下，扬程h越大，流量q也越大，流量q的大小反映了系统的供水能力。扬程特性曲线和管阻特性曲线的交点，称为供水系统的平衡工作点，如图1中a点。在这一点，用户的用水流量和供水系统的供水流量达到平衡状态，供水系统既满足了扬程特性，也符合了管阻特性，系统稳定运行。当用水流量和供水流量达到平衡时，扬程ha稳定，供水系统的压力也保持恒定。图1 供水系统的基本特性3 变频恒压供水系统的构成及工作原理3.1 系统的构成变频恒压供水系统采用西门子的plc作为控制器，变频器mm440是频率调节器，和电动机作为执行机构，压力传感器作为控制的反馈元件。plc选用内部控制模块cpu224，模拟量2路输入通用模块、模拟量2路输出通用模块和pid模块。cpu224有14路输入/10路输出，对于小型的控制系统而言够用。pid模块使用方便，在软件中只需要配置pid的每个参数。与mm440的电源输入口连接，经过变频器变频后的交流电接，带动水泵转动。s7-200数字输出口输出控制信号到，两端连接的是工频或变频的，主要起接通或断开与。s7-200的模拟输出口输出控制电压信号给mm440的模拟电压输入口ain1+和ain1-，该控制电压主要调节交流电的频率。压力传感器从供水网络中反馈压力信号，压力信号经过滤波放大后输入给s7-200的模拟输入口。系统的结构如图2所示。图2 变频恒压供水系统的总体框图3.2 系统的工作原理变频恒压供水系统是由三相异步电动机带动水泵旋转来供水，通过变频器调节输入交流电的频率而调节异步电动机的转速，从而改变水泵的出水流量来调节供水系统的压力。因此，供水系统变频的实质是三相异步电动机的变频调速，通过改变定子供电频率来改变同步转速而实现调速的。的转速为：其中： n0为同步转速；n为转子转速；f为异步电机的定子输入交流电的频率；s为异步电机的转差率；p为异步电机的极对数。由上式可知，当异步电机的极对数p不变时，电机转子转速n与定子输入交流电频率f成正比。当系统启动，运行在自动模式时，此时手动模式无效。系统按照给定的水压进行设定，plc根据给定的水压自动调节交流电的频率，精确跟踪给定的供水压力。在用水量高峰时期，系统的用水量猛增，扬程降低，供水量不足，供水水压下降，1#电机输入交流电的频率会升高，以提高供水水压。当交流电的频率达到最大频率，供水水压仍然小于设定的水压时，1#电机会自动切换到工频状态下，同时2#电机启动并工作在变频状态。在夜间，系统的用水量递减，扬程升高，供水量过大，2#电机会退出变频状态，1#电机由工频切换到变频状态，并不断调节交流电频率，系统最终要维持供水的设定压力。当系统运行在手动模式时，自动模式无效。在自动模式出现问题或系统在维护期间时，系统才会采用手动模式。用户根据需要，可以从plc的输入开关输入信号，选择1#电机或2#电机运行在工频状态。变频恒压供水系统的功能要求：系统的供水压力能够准确跟踪给定供水压力（稳态误差在5％内）；可以自动进行自动模式/手动模式切换。系统的控制原理框图如图3所示。压力传感器从供水管网反馈电压信号，电压信号经过滤波放大后送到s7-200的模拟输入口，与给定的供水压力信号比较形成压力偏差信号，经过plc（s7-200）pid模块pi调节后发出控制电压信号，送到变频器mm440的模拟输入调节端口。送到变频器mm440的模拟电压信号与连接到变频器mm440的三相交流电的频率一一对应，调节控制电压信号就可以调节三相交流电的频率。系统是以供水管网的供水压力为控制对象而构成的，其设计是按照两个电机就可以完全满足供水要求。图3 变频恒压供水系统的控制原理框图4 硬件4.1 主电路变频恒压供水系统就是利用异步电机拖动水泵的。系统的主电路由电源开关q、熔断器fu、交流接触器km、kr等组成，采用了一台变频器切换控制两台电机，1#电机和2#电机可以在工频和变频状态下进行切换，交流接触器的通断由s7－200的输出口控制。主电路如图4所示。图4 系统主电路图4.2 控制电路控制电路主要由plc（s7－200）、变频器mm440等组成，plc外围电路接线图如图5所示。总电源开关为q，sb0为plc的程序启动按钮，与plc的i0.0输入口相连接，当按下sb0时，i0.0为“1”，plc程序启动。k1为系统的自动模式开关，当k1接通时，i0.1为“1”，交流接触器km1闭合，系统自动运行。当变频器的频率达到上限频率时，i0.5为“1”，1#泵和电机切换到工频状态下，2#泵和电机变频启动。当变频器的频率达到下限频率时，i0.6为“1”，2#电机停止运行，1#电机由工频切换到变频状态下。i0.5和i0.6的状态由变频器输入。k2为系统的手动模式开关，当k2接通时，i0.2为“1”，交流接触器km1断开，系统不能自动运行，用户可以根据需要接通k3或k4来选取1#电机或2#电机工频运行。km1为控制1#电机和2#电机在自动模式下运行的交流接触器，km2为控制1#电机在变频下运行的交流接触器，km3为控制1#电机在工频下运行的交流接触器，km4为控制2#电机在变频下运行的交流接触器，km5为控制2#电机在工频下运行的交流接触器。图5 plc外围接线图5 程序设计5.1 plc程序设计plc程序设计的主要流程如图6所示。合上开关q，按下起动按钮sb0，plc程序复位。当合上开关k1，i0.1为“1”，系统在自动模式下运行，交流接触器km1接通，系统将根据程序跟踪设定供水压力。图6 主程序流程图当用户用水量递增，变频器达到频率50hz，供水压力还没有达到设定的供水压力时，mm440输出高电平到i0.5。此时，q0.1为“0”， q0.2为“1”，交流接触器km2断开，km3接通，1#电机由变频切换到工频。定时器计时3s，变频器停止，变频器的频率由最高频率50hz逐渐下降，3s后q0.3为“1”，2#电机接到变频器开始变频运行。设置延迟时间主要原因是让变频器的频率下降，软启动静止的2#电机，减小电机启动电流，避免电机烧毁。当用户用水量减小，变频器达到下限频率30hz，供水压力还是高于设定的供水压力时，mm440输出高电平到i0.6。此时，q0.4为“0”，km2断开，2#电机退出变频并逐渐停止。同时q0.1为“1”，q0.2为“0”，交流接触器km2接通，km3断开，1#电机由工频切换到变频。下限频率设定在30hz主要原因：在供水系统中，转速过低时会出现水泵的全扬程小于基本扬程（实际扬程）形成水泵“空转”的现象。在多数情况下，下限频率应定为30hz～35hz。当合上开关k2，系统在手动模式下运行，交流接触器km1断开。用户可以根据需要，合上开关k3，交流接触器km3接通，选择1#电机在工频下运行。合上开关k4，交流接触器km5接通，选择2#电机在工频下运行。5.2 变频器mm440的参数配置变频器mm440主要使用的是模拟输入口ain1+和ain1－，模拟电压信号输入后通过得到数字信号。由plc模拟输出口输出模拟控制电压信号，输入到变频器的模拟口，变频器的频率和控制电压一一对应。系统使用变频器的模拟端口，最高频率应该设置为50hz，最低频率为30hz。mm440的参数配置如附表所示。附表 mm440的参数配置6 结束语应用西门子plc（s7－200）内部的pid模块和变频器mm440的无极调速控制恒压供水系统，高效节能，调速供水效果突出，抗干扰能力强。同时采用变频器对电机实行软起动，减少了设备损耗，延长了水泵、电机设备的使用寿命。以供水水压为控制对象的闭环控制，稳态误差小，动态响应快，运行稳定。实验效果表明，采用plc（s7－200）和变频器mm440构成的变频恒压供水系统，具有很强的实用性，体现了变频调速恒压供水的技术优势，为供水领域开辟了切实有效的途径。参考文献[1] 李光,谢欢,王直杰. 高压变频器模拟量控制电路及功能设计[j]. 电气传动自动化,2008,38(7):63-68.[2] 彭旭昀. 一种基于变频器pid功能的plc控制恒压供水系统[j]. 机电工程技术,2005,34(10):54-56.[3] 陈新恩,王永祥. 基于s7-200的变频调速恒压供水系统[j]. 制造业电气,2006,25(6):37-39.[4] 朱玉堂. 变频恒压供水系统的研究开发与应用[d]. 杭州:浙江大学,2005.
目录摘要 I1.绪论 11.1物业供水产生的背景和意义 11.2物业供水系统的国内研究现状 21.3物业供水的特点及应用范围 31.3.1物业供水控制系统的主要特点是： 31.3.2传统定压方式的弊病： 41.3.3物业供水控制系统的主要应用范围 41.4课题来源及本文的主要研究设计内容 51.4.1课题来源 51.4.2研究设计的主要内容 52.物业供水系统简介 62.1水泵供水的主要参数 62.2供水系统的基本特性 62.3水泵调速运行的节能原理 72.4变频调速原理 93.物业供水系统的整体设计方案 103.1物业供水控制系统的构成 103.2系统要求实现的功能 123.3系统工作原理 134.物业供水系统的硬件设计 164.1系统硬件组成 164.2可编程控制器(PLC)选型 164.3变频器选型 174.4水泵及其电动机的选型 194.5远传压力表选型 204.6触摸屏 214.7软启动器、自耦变压器 214.8 PLC用隔离变压器、低压电器、控制柜 214.9系统电路设计 214.9.1系统主电路 214.9.2系统控制电路 224.9.3 PLC I/O分配 234.9.4缺水保护电路 245.系统的软件设计 255.1 PID调节 255.1.1 PID调节原理 255.1.2 PID参数设置 275.1.3 PID设定值的调整 275.1.4 PID控制算法 285.2系统运行主程序 295.3故障检测子程序 305.4数字PID子程序 305.5泵切换程序 315.6对外通讯子程序 336.实验室现场调试与小结 336.1硬件功能性调试 336.2系统总体调试 346.3小结 347.结束语与技术展望 357.1结束语 357.2技术展望 36致 谢 37参考文献 38附录 39
关于离心泵开题报告
离心式水泵的工作原理是是靠叶轮产生的真空把水从下面吸上来再打到高处，如果泵体内没水的话，真空形不成，那水就吸不上来了，如果液位高于水泵，可以利用自灌的方式把水引入泵体内，不然也需要灌水。知道它的原理就好设计论文的开题了。
摘要：为了提高传统水泵房控制方式的不足，实时监控泵房各设备的运行状态，设计了基于PLC的排水泵房自动排水监控系统，分析了系统的构成和控制软件的编制。该系统采用西门子PLC作为控制器，通过检测部件等系统自动检测液位和其他参数，对水泵的运行进行自动化控制，并将数据传到上位机中，实现远程检测。
关键词: 水泵，PLC，自动控制
1研究背景
1.1课题来源
我国排水泵房控制系统仍由很多依靠传统的人工操作方式，而传统的自动控制大多为常规的继电器带动接触器控制，其控制器通常为电位器之类，是基于电气原理的纯电气自动控制，属于模拟控制方式。如一位式的模拟控制方式，这种控制方式精度低，可靠性差，除了一些精度要求不高的场合外，现阶段一般很少采用。
随着集成技术的迅猛发展，以微处理器为核心的单片机、PLC、工控机迅速渗透到工业控制的各个领域，产生了计算机自动控制。计算机自动控制的控制器是各种类型的计算机(包括单片机、工控机及PLC等)，其最大的优点是控制器能够存储并辨识特殊的语言(程序)，根据程序的控制思想发出各种指令，控制执行机构的动作，使被控制量满足系统的要求。本次毕业设计就是将落空的排水泵控制系统进行改造，从而实现整个系统采用计算机控制技术对水泵实行自动控制和状态检测。
1.2研究目的、意义和任务
从排水泵房控制系统比较落后，完全是人为手动控制的现状来看，它十分需要增加一套控制系统，从而减轻操作人员工作量，优化运行，延长系统设备运行寿命。本课题就是设计一控制系统来解决以上问题。本系统在设计的'时候是以某工程排水泵排水系统为蓝本进行设计的。但本系统的使用并不局限于某工程排水泵排水系统。
本课题主要的任务是设计检测部分、控制部分和网络(控制器和微机通讯)部分，通过检测部分检测主水仓、补水仓液位和各泵的运行参数，并送至控制器中，通过控制器实现电动控制或自动控制。并且将数据传到地上控制室的上位机中，实现远程检测。
2 文献综述
目前，许多工厂的排水系统还采用人工控制，水泵的开停及选择切换均人工完成，完全依赖于工人的工作态度和责任心，同时人工控制也无法准确预测水位的增长速度，做不到根据水位和其他参数在用电的风谷期自动开停水泵，这将严重影响工厂自动化管理水平和经济效益，同时也容易由于人为因素造成安全隐患。
2.1控制系统总体概述
本套系统设计控制分为三部分：
现场手动控制
地下控制室电动控制
地上主控制室远程检测
通过传感器对主水仓液位的检测，来自动判断启动几台水泵进行排水(自动检测控制)，或由人为地选择启动几台水泵进行排水(电动控制或手动控制)。同时也类似地控制水泵的停止。在水泵运行的过程中对水泵的相关参数进行监控，如压力、流量、温度、转速、负压。出现故障时进行报警，若出现严重故障时，则立即停止水泵，并报警。并且把所检测到的所有数据传到地上主控制室内的上位机中。
2.2系统控制要求
2.2.1 整体要求：
1、实现以下控制：
手动控制、电动控制、自动监测控制
手动控制时要能自动切断电动控制和自动控制;自动控制时要能自动切断手动控制和自动控制;自动控制时要能自动切断手动控制和电动控制。
2、电动控制：根据所要起动的泵来自动决定阀的开闭，只需人为的来决定起动或停止哪台泵。
3、自动检测控制：不需人为的介入，根据主水仓的液位自动实现泵的启动、运转参数检测、泵的停止及故障诊断报警。
2.2.2 具体要求：
1、现场手动控制/非手动控制转换(非手动控制包括电动控制和自动检测控制)，电动控制/自动检测控制转换
2、现场手动控制直接经过电控部分控制，而电动控制/自动检测控制则经过控制器来控制
3、自动检测控制实现水泵的自动起动：
(1)根据水位信号，确定要起动水泵的台数和哪台水泵起动;
(2)关闭要起动水泵的排水阀，并确定排水管路及各分配阀的开关状态;
(3)开启真空泵;打开真空泵与水泵连接的排气阀(;水泵开始排气，并检测水泵吸入口的负压信号;
(4)当吸入口负压信号到达预定值时，起动水泵(降压启动，由电控实现);打开排水阀，关闭真空泵与水泵连接的排气阀，关掉真空泵，水泵进入正常排水运行。
在地下控制室内要实时地显示所投入运行的水泵。
4、水泵运行时的参数监控：
水泵进入正常排水运行时，检测水泵运行的参数有：
(1)、水位信号
(2)、水泵的排水压力信号
(3)、水泵吸入口的负压信号
(4)、水泵的流量信号
(5)、水泵的转速信号
(6)、水泵轴承的温度信号
在地下控制室内要实时地显示所投入运行的水泵以上参数及主水仓液位。并把这些参数传到地上控制室的上位机中。
5、自动检测控制实现水泵的自动停止：
(1)、根据水位信号，确定停止水泵台数和停哪台水泵;
(2)、切断要停止水泵的电源，关闭排水阀;
(3)、根据水位信号，当水位低于最低水位时，停止最后一台水泵，步骤同上。
(4)、水泵全部停止后，系统处于自动监控状态，随时准备起动。
6、抢险排水：
(1)当水位信号超过警戒水位时(井底水平高度)，所有水泵全部开动(起动程序同上，逐台起动，防止起动电流过大);
(2)随着水位信号的逐淅下降，当水位信号低于安全警戒线时，逐步停掉部分水泵(停止程序同上);
(3)当水位信号低于最低水位时，停掉所有水泵(停止程序同上)，系统处于自动监控状态，随时准备起动。
7、水泵运行的故障诊断及故障报警
(1)、水泵不吸水(真空信号);
(2)、流量小(真空信号，压力信号);
(3)、水泵不上水(压力信号、流量信号);
(4)、转速变化大(转速信号、压力信号、流量信号);
(5)、轴承过热(温度信号);
(6)、内部声音异常，可能原因是流量大，吸入高度过大，吸入处有空气渗入，所吸入的液体温度过高。(流量信号、负压信号、温度信号)。
出现以上故障，及时报警通知操作人员;严重故障时，报警并停止出现故障的水泵。
3 设计方案
3.1 手动控制方案的确定
1.现场手动控制直接经过电控部分来分别控制各个元件，其所需开关有：
·现场手动控制/非手动控制转换开关
·各水泵起动/停止开关
·各水泵排气阀、排水阀、分配阀打开/关闭开关
2.输出开关量有：
·各阀开启信号灯
3.2 系统电动控制/自动检测控制方案的确定
根据现场具备的条件及系统的控制要求，得到泵房控制系统的控制I/O点配置及参数显示，主要包括：
1、输入开关量：
·电动控制/自动检测控制模式选择开关
·显示各泵参数按键
·泵控制按钮
2、输入模拟量：
·输入温度
·输入负压
·输入压力
·输入液位
·输入转速
·输入流量
3、输出开关量：
·真空泵、主水泵电机起停
·电磁阀/电动阀开关
·手动模式信号灯
·电动模式信号灯
·自动模式信号灯
·故障报警灯
现场控制由PLC控制网络组成，第一台PLC检测主水仓、补水仓的液位、控制3台水泵、并控制第二台PLC，第二台PLC控制4、5、6泵;地上控制室由一台上位机组成，主要接收井下控制室传上来的主水仓液位及各台泵的运行参数。
4 进度安排
2011年8月1日—2011年9月1日 查阅文献资料并撰写开题报告
2011年9月2日—2011年9月30日 完成工艺及失效分析研究
2011年10月1日—2011年10月31日 撰写论文
2011年11月1日—2011年11月30日 论文定稿，准备答辩
参考文献
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[8]SIEMENS SIMATIC S7-200可编程控制器系统手册，订货号：6ES7 298-8FA21-V1-5D00. 2000
[9]李茂林.低压电器及配电电控设备选用手册.沈阳：辽宁科学技术出版社，1998
[10]王仁祥.常用低压电器原理及其控制技术.北京：机械工业出版社，2001
[11]周军.电气控制及PLC.北京：机械工业出版社，2001
[12] 殷洪义.可编程控制器选择设计与维护.北京:机械工业出版社，2002
一、水泵不出水原因分析 ----文章出处： 进水管和泵体内有空气/消防泵 （1） 水泵启动前未灌满足够的水，有时看上去灌的水已从放气孔溢出，但未转动泵轴交空气完全排出，致使少许空气残留在进水管或泵体中。 （2）与水泵接触的进水管的水平段逆水流方向应用0.5%以上的下降坡度，连接水泵进口的一端为最高，不要完全水平。如果向上翘起，进水管内会存留空气，降低了水管和水泵中的真空度，影响吸水。 （3）水泵的填料因长期使用已经磨损或填料压得过松，造成大量的水从填料与泵轴轴套的间隙中喷出，其结果是外部的空气就从这些间隙进入水泵的内部，影响了提水。 （4）进水管因长期潜在水下，管壁腐蚀出现孔洞，水泵工作后水面不断下降，当这些孔洞露出水面后，空气就从孔洞进入民进水管。 （5）进水管弯管处出现裂痕，进水管与水泵连接处出现微小的间隙，都有可能使空气进入进水管。 二、水泵转速低 （1）人为的因素。有部分用户因原配电机损坏，就随意配上另一台电动机带动，结果造成了流量小、扬程低甚至不上水的后果。 （2）水泵本身的机械故障。叶轮与泵轴紧固螺母松脱或泵轴变形弯曲，造成叶轮多移，直接与泵体磨擦，或轴承损坏，都有可能降低水泵的转速。 （3）动力机维修不灵。电动机因绕组烧毁，而失磁，维修中绕组匝数、线径、接线方法的改变，或维修中故障未彻底排除因素也会使水泵转速改变。 三、水泵吸程太大 有些水源较深，有些水源的外围地势较平坦处，而忽略了水泵的容许吸程，因而产生了吸水少或根本吸不上水的结果。要知道水泵吸水口处能建立的真空度是有限度的，绝对真空的吸程约为10米水柱高，而水泵不可能建立绝对的真空。而且真空度过大，易使泵内的水气化，对水泵工作不利。所以各离心泵都有其最大容许吸程，一般在3－8.5米之间。安装水泵时切不可只图方便简单。 四、水流的进出水管中的阻力损失过大 有些用户经过测量，虽然蓄水池或水塔到水源水面的垂直距离还略小于水泵扬程，但还是提水量小或提不上水。其原因常是管道太长、水管弯道多，水流在管道中阻力损失过大。其原因常是管道太长、水管弯道多，水流在管道中阻力损失过大。一般情况下90度弯管比120度弯管阻力大，每一90度弯管扬程损失约0.5-1米，每20米管道的阻力可使扬程损失约1 米。此外，有部分用户还随意水泵进、出管的管径，这些对扬程也有一定的影响。 五、其它因素的影响 （1）底阀打不开。通常是由于水泵搁置时间太长，底阀垫圈被粘死，无垫圈的底阀可能会锈死。 （2）底阀滤器网被堵塞；或底阀潜在水中污泥层中造成滤网堵塞。 （3）叶轮磨损严重。叶轮叶片经长期使用而磨损，影响了水泵性能。 （4）闸阀可止回阀有故障或堵塞会造成流量减小甚至抽不上水。 （5）出口管道的泄漏也会影响提水量。 六、常用简易的设备故障诊断方法 常用的简易状态监测方法主要有听诊法、触测法和观察法等。 1、听诊法 设备正常运转时，伴随发生的声响总是具有一定的音律和节奏。只要熟悉和掌握这些正常的音律和节奏，通过人的听觉功能就能对比出设备是否出现了重、杂、怪、乱的异常噪声，判断设备内部出现的松动、撞击、不平衡等隐患。用手锤敲打零件，听其是否发生破裂杂声，可判断有无裂纹产生。电子听诊器是一种振动加速度传感器。它将设备振动状况转换成电信号并进行放大，工人用耳机监听运行设备的振动声响，以实现对声音的定性测量。通过测量同一测点、不同时期、相同转速、相同工况下的信号，并进行对比，来判断设备是否存在故障。当耳机出现清脆尖细的噪声时，说明振动频率较高，一般是尺寸相对较小的、强度相对较高的零件发生局部缺陷或微小裂纹。当耳机传出混浊低沉的噪声时，说明振动频率较低，一般是尺寸相对较大的、强度相对较低的零件发生较大的裂纹或缺陷。当耳机传出的噪声比平时增强时，说明故障正在发展，声音越大，故障越严重。当耳机传出的噪声是杂乱无规律地间歇出现时，说明有零件或部件发生了松动。 2、触测法 用人手的触觉可以监测设备的温度、振动及间隙的变化情况。 人手上的神经纤维对温度比较敏感，可以比较准确地分辨出80℃以内的温度。当机件温度在0℃左右时，手感冰凉，若触摸时间较长会产生刺骨痛感。10℃左右时，手感较凉，但一般能忍受。20℃左右时，手感稍凉，随着接触时间延长，手感渐温。30℃左右时，手感微温，有舒适感。40℃左右时，手感较热，有微烫感觉。50℃左右时，手感较烫，若用掌心按的时间较长，会有汗感。60℃左右时，手感很烫，但一般可忍受10s 长的时间。70℃左右时，手感烫得灼痛，一般只能忍受3s长的时间，并且手的触摸处会很快变红。触摸时，应试触后再细触，以估计机件的温升情况。用手晃动机件可以感觉出0.1mm-0.3mm的间隙大小。用手触摸机件可以感觉振动的强弱变化和是否产生冲击，以及溜板的爬行情况。用配有表面热电偶探头的温度计测量滚动轴承、滑动轴承、主轴箱、电动机等机件的表面温度，则具有判断热异常位置迅速、数据准确、触测过程方便的特点。 3、观察法 人的视觉可以观察设备上的机件有无松动、裂纹及其他损伤等；可以检查润滑是否正常，有无干摩擦和跑、冒、滴、漏现象；可以查看油箱沉积物中金属磨粒的多少、大小及特点，以判断相关零件的磨损情况；可以监测设备运动是否正常，有无异常现象发生；可以观看设备上安装的各种反映设备工作状态的仪表，了解数据的变化情况，可以通过测量工具和直接观察表面状况，检测产品质量，判断设备工作状况。把观察的各种信息进行综合分析，就能对设备是否存在故障、故障部位、故障的程度及故障的原因作出判断。通过仪器，观察从设备润滑油中收集到的磨损颗粒，实现磨损状态监测的简易方法是磁塞法。它的原理是将带有磁性的塞头插入润滑油中，收集磨损产生出来的铁质磨粒，借助读数显微镜或者直接用人眼观察磨粒的大小、数量和形状特点，判断机械零件表面的磨损程度。用磁塞法可以观察出机械零件磨损后期出现的磨粒尺寸较大的情况。观察时，若发现小颗磨粒且数量较少，说明设备运转正常；若发现大颗磨粒，就要引起重视，严密注意设备运转状态；若多次连续发现大颗粒，便是即将出现故障的前兆，应立即停机检查，查找故障，进行排除。讲的很详细了，这些诊断方法需要较长时期的经验累积才能判断准确。 [补充] 听诊可以用改锥尖（或金属棒）对准所要诊断的部位，用手握改锥把，放耳细听。这样作可以滤掉一些杂音。温度手感判定训练：用一结点式温度计，测出金属表面的50度，60度，70度，80度几种状态，对于低温时可以用描，考察手能接触的时间，根据不同时间来断定温度。对较高温度不能手摸时，可以淋少量的水滴观察水蒸发状态，然后记住这些状态。在诊断设备时使用，能得到较为准确的判断。 温度手感判定我在《现代机电设备安装调试、运行检测与故障诊断、维修管理实务全书》书中看到过，不过我想每个人的耐受能力可能各不相同，还是用总版主说的方法自己实际判断比较准确。 七、水泵跳闸故障排除 1：故障现象 发电厂125 mw机组自投产以来，水泵偶尔会发生一合闸即跳闸的问题，并无任何信号继电器掉牌。在排除了开关机构故障后，按常规方法检查电缆、二次回路接线和各继电器及其定值都正常，再次启动又往往成功。后怀疑是dcs系统软故障造成的，但改在控制盘上操作，仍会出现此现象。 2：试验查找原因 为查清楚此现象的原因，观察开关合闸过程中各表计的变化情况，以确认是何原因使其跳闸。试验其中电压表监视微机跳闸回路，毫安表监视差动继电器1cj、2cj动作情况，电流表监视热工保护回路。接好表计后，启动给水泵，经过一段时间的试验，终于有一次水泵一启动即跳闸，同时观察到毫安表的指针偏转了一下，其它监视表计没有反应，新换上的xjl-0025/31型集成块式信号继电器1xj亦动作掉牌，表明是由差动保护动作导致跳闸。 3：根源分析 差动保护动作，首先怀疑被保护设备内部有故障。通过常规检查，水泵电机及其电缆正常，差动继电器校验正常，电流互感器极性连接正确。在排除设备故障和接线错误的原因后，差动保护在电机启动过程中动作，表明在这过程中差动回路的差电流超过差动继电器整定值。正常情况下引起差动回路差电流的原因主要有两点：一是电机首尾两侧的电流互感器变比误差不同，存在一个很小的差电流，这个差电流小于电机额定电流id的5%。二是首尾两侧电流互感器二次负荷的差别也会引起其变比的差别，从而存在一个差电流。在水泵电机差动保护回路中的电流互感器负荷差别只是二次电缆长度的不同，大约相差50 m，并且在额定电流下，差动继电器的功率消耗不大于3 va，二次负载并不重。检查发现给水泵电机差动保护用的首尾侧电流互感器型号均为lmzbj-10，b级15倍额定电流，变比600/5，容量40 va，完全能满足二次负载的要求。 以上分析是基于正常运行的条件下，在电机启动时，情况又有所不同。电机启动时电流很大，首尾两侧的电流互感器可能饱和，此时由于各电流互感器磁化特性不一致，二次差电流可能很大。根据阿城继电器厂的lcd-12型差动继电器整定说明，继电器的动作电流整定值izd=△i1×kk×in/n=0.06×3×356/120=0.534a式中：△i1—首、尾端电流互感器正常运行时的最大误差，0.04～0.06；kk—可靠系数，2～3；in—电机额定电流；n—电流互感器变比。应整定在1.0a的位置。在使用b级互感器的情况下，差动继电器动作电流整定在1.5a，制动系数为0.4时，差动保护在电机启动时仍偶尔会动作，是由于b级电流互感器磁化特性饱和点较低，抗饱和能力较低，不能满足差动继电器的要求。通常要求差动保护回路的电流互感器采用d级，d级互感器的饱和点高一些，没那么容易饱和，可以减小电机启动时流过差动回路的差电流。在更换为d级的电流互感器，同时把差动继电器动作电流整定在1.0a，制动系数为0.4后，再没出现过开关一合闸即跳闸的故障。 八、水泵机械密封故障处理与探讨 机械密封也叫端面密封，它是靠弹簧和密封介质的压力在旋转的动环和静环的接触表面上产生适当的压紧力，使这两个端面紧密贴合。端面间保持一层极薄的油膜，介质通过时阻力很大，阻止液体泄漏，从而达到密封的目的，同时对动环和静环有润滑作用。调整得好可以完全无泄漏。 1 水泵机械密封的特点 水泵机械密封的主要优点是密封可靠，在一个很长使用周期中，泄漏很少；作用寿命长，一般能使用5年左右；维修周期长。但机械密封结构复杂，制造与安装精度高，成本高，对维修人员的技术要求高，由于输油管道上用的机械密封都是内装式，修理机械密封时往往要把油泵进行解体，工作量大。因此，保证机械密封工作可靠，延长机械密封的使用寿命非常重要。 2 水泵机械密封易发生的问题 在使用过程中，机械密封易发生的主要问题是泄漏量超差和温度过高。用手触摸机械密封压盖，如果无法在上面停留，说明温度过高。泄漏量每侧不应超过60滴／min，如果成线状流淌，则说明泄漏量过大，可确定是否观察运行；如果向外喷油，则应立即停机检查。 3 采取的控制措施 3．1 保证零部件质量 机械密封在出厂前须做密封性能试验，并有合格证。机械密封经过长期运行，使动环与静环磨损，弹簧与轴锈蚀磨损、密封胶圈磨损、老化、变形等，都能造成密封的泄漏，必须修理或更换新件。动环和静环的密封面不得有裂纹、掉角、划痕、麻点、飞边及偏磨，划痕、麻点不能贯穿整个密封端面。若使用修复的动静环时，动静环的凸台高度之和不少于3mm，且单个凸台高度不少于lmm，以免影响散热。动环安装后应保证能在轴上灵活移动，将动环压向弹簧后应能自由弹回，保持动静环的垂直和平行。动静环密封胶圈的规格符合图纸规定，表面不得有残损、厚薄不均及软硬不均现象，在大修时要更换密封胶圈。弹簧的外表面清洁无锈蚀，在使用前应进行长度外形检测和压力试验，每组弹簧在规定压缩长度的压力差应符合要求，每组弹簧在规定压缩长度的压力误差符合要求。自由长度允差不超过0．5mm，压缩量不能过大过小，要求误差±2mm。密封套与泵轴不能采用同一种材质，两侧端面的平行度允差及与轴线的不垂直度允差不超过±0．20mm。 3．2 保证有充分的冷却润滑 调整冷却管路调节阀开度，要确保机械密封冷却管路通畅，罐水泵时打开排空阀要排净密封腔内气体。 3．3 保证安装精度 拆装水泵机械密封时，动静环要清洗干净，并在摩擦副面上涂抹少量清洁的润滑油，要兼顾高压端和低压端，严禁磕碰。静环压盖安装时用力要均匀，防止压偏，用塞尺检查，上下左右位置的偏差不大于0．05mm；检查压盖与轴外径的配合间隙，四周要均匀，各点允许偏差不大于0．1ram。安装水泵机械密封部位的泵轴的径向跳动不超过0．05mm。把和泵盖和密封端盖之前，要认真复核机械密封的安装定位尺寸，如果定位尺寸不符合要求，可在轴套间用钢垫调整，但钢垫精度要高，厚度差不超过0．01mm。测量机械密封套的径向跳动和密封面的端面跳动符合要求。 对运行过的机械密封，凡有压盖松动使密封面发生移动的情况，则动静环零件必须更换，绝对不应重新上紧继续使用。因为在这样松动后，摩擦副原来的运动轨迹就会发生变动，接触面的密封性能就很容易遭到破坏。 4．4 调整端面比压 端面比压是关系到密封性能及使用寿命的重要参数，它与密封的结构型式、弹簧大小和介质压力有关。端面比压过大将加坏摩擦副；比压过小则易泄漏，往往由厂家给定一个适合的范围，端面比压一般取3～6kg／cm2。调整比压就是调整弹簧的压缩尺寸。弹簧的自由长度用A 表示，弹簧刚度产生单位压缩量时承受的载荷为k，规定要求的比压用P表示，这些都是厂家给定的参数。压缩后尺寸用B表示，则P／A-13=k，得出13=A-e／k，这就是弹簧安装压缩后的尺寸。如果弹簧安装后的尺寸过大，可在弹簧座与弹簧之间增加调整垫的厚度，尺寸过小则减少调整的厚度，调整垫的厚度用千分尺量取。 九、水泵故障诊断及消除措施 在检修过程中，水泵故障的诊断是一个关键的环节，以下给出几种常见故障及消除措施，供大家有的放矢地进行水泵故障的诊断。 1、无液体提供，供给液体不足或压力不足 （1）水泵没有注水或没有适当排气 消除措施：检查泵壳和入口管线是否全部注满了液体。 2）水泵速度太低 消除措施：检查电机的接线是否正确，电压是否正常或者透平的蒸汽压力是否正常。 3）水泵系统水头太高 消除措施：检查系统的水头（特别是磨擦损失）。 4）水泵吸程太高 消除措施：检查现有的净压头（入口管线太小或太长会造成很大的磨擦损失）。 5）水泵叶轮或管线受堵 消除措施：检查有无障碍物。 6）水泵转动方向不对 消除措施：检查转动方向。 7）水泵产生空气或入口管线有泄漏 消除措施：检查入口管线有无气穴和／或空气泄漏。 8）水泵填料函中的填料或密封磨损，使空气漏入泵壳中 消除措施：检查填料或密封并按需要更换，检查润滑是否正常。 9）水泵抽送热的或挥发性液体时吸入水头不足 消除措施：增大吸入水头，向厂家咨询。 10水泵）底阀太小 消除措施：安装正确尺寸的底阀。 11）水泵底阀或入口管浸没深度不够 消除措施：向厂家咨询正确的浸没深度。用挡板消除涡流。 12）水泵叶轮间隙太大 消除措施：检查间隙是否正确。 13）水泵叶轮损坏 消除措施：检查叶轮，按要求进行更换。 14）水泵叶轮直径太小 消除措施：向厂家咨询正确的叶轮直径。 15）水泵压力表位置不正确 消除措施：检查位置是否正确，检查出口管嘴或管道。 2、水泵运行一会儿便停机 1）吸程太高 消除措施：检查现有的净压头（入口管线太小或太长会造成很大的磨擦损失）。 2）叶轮或管线受堵 消除措施：检查有无障碍物。 3）产生空气或入口管线有泄漏 消除措施：检查入口管线有无气穴和／或空气泄漏。 4）填料函中的填料或密封磨损，使空气漏入泵壳中 消除措施：检查填料或密封并按需要更换。检查润滑是否正常。 5）抽送热的或挥发性液体时吸入水头不足 消除措施：增大吸入水头，向厂家咨询。 6）底阀或入口管浸没深度不够 消除措施：向厂家咨询正确的浸没深度，用挡板消除涡流。 7）泵壳密封垫损坏 消除措施：检查密封垫的情况并按要求进行更换。 3、水泵功率消耗太大 1）转动方向不对 消除措施：检查转动方向。 2）叶轮损坏 消除措施：检查叶轮，按要求进行更换。 3）转动部件咬死 消除措施：检查内部磨损部件的间隙是否正常。 4）轴弯曲 消除措施：校直轴或按要求进行更换。 5）速度太高 消除措施：检查电机的绕组电压或输送到透平的蒸汽压力。 6）水头低于额定值。抽送液体太多 消除措施：向厂家咨询。安装节流阀，切割叶轮。 7）液体重于预计值 消除措施：检查比重和粘度。 8）填料函没有正确填料（填料不足，没有正确塞入或跑合，填料太紧） 消除措施：检查填料，重新装填填料函。 9）轴承润滑不正确或轴承磨损 消除措施：检查并按要求进行更换 。 10）耐磨环之间的运行间隙不正确 消除措施：检查间隙是否正确。按要求更换泵壳和／或叶轮的耐磨环。 11）泵壳上管道的应力太大 消除措施： 消除应力并厂家代表咨询。在消除应力后，检查对中情况。 4、泵的填料函泄漏太大 1）轴弯曲 消除措施：校直轴或按要求进行更换。 2）联轴节或泵和驱动装置不对中 消除措施：检查对中情况，如需要，重新对中。 3）轴承润滑不正确或轴承磨损 消除措施：检查并按要求进行更换。 5、轴承温度太高 1）轴弯曲 消除措施：校直轴或按要求进行更换。 2）联轴节或泵和驱动装置不对中 消除措施：检查对中情况，如需要，重新对中。 3）轴承润滑不正确或轴承磨损 消除措施：检查并按要求进行更换。 4）泵壳上管道的应力太大 消除措施：消除应力并向厂家代表咨询。在消除应力后，检查对中情况。 5）润滑剂太多 消除措施：拆下堵头，使过多的油脂自动排出。如果是油润滑的泵，则将油排放至正确的油位。
水泵安装要点及常见故障处理 《农业机械化》 张广成 12/15/2000 1．水泵的安装要点 水泵的安装位置应满足允许吸上真空高度的要求，基础必须水平、稳固， 保证动力机械的旋转方向与水泵的旋转方向一致。水泵和动力机采用轴联接时， 要保证 轴心在同一直线上， 以防机组运行时产生振动及轴承单面磨损；若采用胶带传动，则应使轴心相互平行， 胶带轮对正。若同一机房内有多台机组， 机组与机组之间， 机组与墙壁之间都应有800mm以上的距离。水泵吸水管必须密封良好，且尽量减少弯头和闸阀， 加注引水时应排尽空气，运行时管内不应积聚空气， 要求吸水管微呈上 斜与水泵进水口联接，进水口应有一定的淹没深度。 水泵基础上的预留孔，应根据水泵的尺寸浇注。 2．水泵常见故障分析及处理方法 不同类型的水泵，其故障的表现形式不一样， 但概括起来，有以下几个共同特点。 （1）流量不足 产生原因：影响水泵流量不足多是吸水管漏气、 底阀漏气；进水口堵塞；底阀入水深度不足； 水泵转速太低；密封环或叶轮磨损过大；吸水高度超标等。 处理方法：检查吸水管与底阀，堵住漏气源； 清理进水口处的淤泥或堵塞物； 底阀入水深度必须大于进水管直径的1．5倍，加大底阀入水深度； 检查电源电压， 提高水泵转速，更换密封环或叶轮； 降低水泵的安装位置，或更换高扬程水泵。 （2）功率消耗过大 产生原因：水泵转速太高； 水泵主轴弯曲或水泵主轴与电机主轴不同心或不平行； 选用水泵扬程不合适；水泵吸入泥沙或有堵塞物；电机滚珠轴承损坏等。 处理方法：检查电路电压，降低水泵转速； 矫正水泵主轴或调整水泵与电机的相对位置； 选用合适扬程的水泵；清理泥沙或堵塞物；更换电机的滚珠轴承。 （3）泵体剧烈振动或产生噪音 产生原因：水泵安装不牢或水泵安装过高； 电机滚珠轴承损坏；水泵主轴弯曲或与电机主轴不同心、 不平行等。 处理方法：装稳水泵或降低水泵的安装高度； 更换电机滚珠轴承； 矫正弯曲的水泵主轴或调整好水泵与电机的相对位置。 （4）传动轴或电机轴承过热 产生原因：缺少润滑油或轴承破裂等。 处理方法：加注润滑油或更换轴承。 （5）水泵不出水 产生原因：泵体和吸水管没灌满引水； 动水位低于水泵滤水管；吸水管破裂等。 处理方法：排除底阀故障，灌满引水； 降低水泵的安装位置，使滤水管在动水位之下， 或等动水位升过滤水管再抽水；修补或更换吸水管1．水泵的安装要点 水泵的安装位置应满足允许吸上真空高度的要求，基础必须水平、稳固， 保证动力机械的旋转方向与水泵的旋转方向一致。水泵和动力机采用轴联接时， 要保证 轴心在同一直线上， 以防机组运行时产生振动及轴承单面磨损；若采用胶带传动，则应使轴心相互平行， 胶带轮对正。若同一机房内有多台机组， 机组与机组之间， 机组与墙壁之间都应有800mm以上的距离。水泵吸水管必须密封良好，且尽量减少弯头和闸阀， 加注引水时应排尽空气，运行时管内不应积聚空气， 要求吸水管微呈上 斜与水泵进水口联接，进水口应有一定的淹没深度。 水泵基础上的预留孔，应根据水泵的尺寸浇注。 2．水泵常见故障分析及处理方法 不同类型的水泵，其故障的表现形式不一样， 但概括起来，有以下几个共同特点。 （1）流量不足 产生原因：影响水泵流量不足多是吸水管漏气、 底阀漏气；进水口堵塞；底阀入水深度不足； 水泵转速太低；密封环或叶轮磨损过大；吸水高度超标等。 处理方法：检查吸水管与底阀，堵住漏气源； 清理进水口处的淤泥或堵塞物； 底阀入水深度必须大于进水管直径的1．5倍，加大底阀入水深度； 检查电源电压， 提高水泵转速，更换密封环或叶轮； 降低水泵的安装位置，或更换高扬程水泵。 （2）功率消耗过大 产生原因：水泵转速太高； 水泵主轴弯曲或水泵主轴与电机主轴不同心或不平行； 选用水泵扬程不合适；水泵吸入泥沙或有堵塞物；电机滚珠轴承损坏等。 处理方法：检查电路电压，降低水泵转速； 矫正水泵主轴或调整水泵与电机的相对位置； 选用合适扬程的水泵；清理泥沙或堵塞物；更换电机的滚珠轴承。 （3）泵体剧烈振动或产生噪音 产生原因：水泵安装不牢或水泵安装过高； 电机滚珠轴承损坏；水泵主轴弯曲或与电机主轴不同心、 不平行等。 处理方法：装稳水泵或降低水泵的安装高度； 更换电机滚珠轴承； 矫正弯曲的水泵主轴或调整好水泵与电机的相对位置。 （4）传动轴或电机轴承过热 产生原因：缺少润滑油或轴承破裂等。 处理方法：加注润滑油或更换轴承。 （5）水泵不出水 产生原因：泵体和吸水管没灌满引水； 动水位低于水泵滤水管；吸水管破裂等。 处理方法：排除底阀故障，灌满引水； 降低水泵的安装位置，使滤水管在动水位之下， 或等动水位升过滤水管再抽水；修补或更换吸水管
浅谈柴油机电控技术 摘要：介绍了柴油机电子控制技术的发展状况、控制原理和应用特点及高压共轨技术的 工作原理、研究方向、应用前景。 关键词：柴油机，电子控制，高压共轨技术 1 柴油机电子控制技术的发展状况及发展趋势 1.1柴油机电子控制技术的发展状况 柴油机电子控制技术始于20世纪70年代，20世纪80年代 以来，英国卢卡斯公司、德国博世公司、奔驰汽车公司、美国通 用的底特律柴油机公司、康明斯公司、卡特彼勒公司、日本五十 铃汽车公司及小松制作所等都竞相开发新产品并投放市场，以满 足日益严格的排放法规要求。 由于柴油机具备高扭矩、高寿命、低油耗、低排放等特 点，柴油机成为解决汽车及工程机械能源问题最现实和最可靠的手段。因此柴油机的使用 范围越来越广，数量越来越多。同时对柴油机的动力性能、经 济性能、控制废气排放和噪声污染的要求也越来越高。依靠 传统的机械控制喷油系统已无法满足上述要求，也难以实现喷油量、喷油压力和喷射正时完全按最佳工况运转的要求。近 年来，随着计算机技术、传感器技术及信息技术的迅速发展 ，使电子产品的可靠性、成本、体积等各方面都能满足柴油机进 行电子控制的要求，并且电子控制燃油喷射很容易实现。 实际上，柴油机排气中CO和HC比汽油机少得多，NOX排放量与汽油机相近，只是排气微 粒较多，这与柴油机燃烧机理有关。柴油机是一种非均质燃烧， 可燃混合气形成时间很短，而且可燃混合气形成与燃烧过程交错 在一起。通过分析柴油机喷油规律得到：喷入燃料的雾化质量、 汽缸内气体的流动以及燃烧室形状等均直接影响燃烧过程的进展 以及有害排放物的生成。提高喷油压力和柴油雾化效果、使用预 喷射、分段喷射等可以有效的改善排放。 经过多年的研究和新技术应用，柴油机的现状已与以往大不 相同。现代先进的柴油机一般采用电控喷射、高压共轨、涡轮增压中冷等技术，在重量、噪音、烟 度等方面已取得重大突破，达到了汽油机的水平。随着国际上日 益严格的排放控制标准 (如欧洲Ⅳ、Ⅴ标准)的颁布与实施，无论是汽油机还是柴油机都面临着严 峻的挑战，解决的办法之一是采用电子控制燃油喷射的技术。现在，柴油机电子控制技术在发达国家的应用率已达到60%以上。 1.2何谓电喷柴油机 采用电子控制燃油喷射及排放的柴油机即为电喷柴油机。 电喷柴油喷射系统由传感器、ECU(计算机)和执行机构三部分 组成。其任务是对喷油系统进行电子控制，实现对喷油量以 及喷油定时随运行工况的实时控制。采用转速、油门踏板位 置、喷油时刻、进气温度、进气压力、燃油温度、冷却水温度等 传感器，将实时检测的参数同时输入计算机(ECU)，与已储存 的设定参数值或参数图谱(MAP图)进行比较，经过处理计算按 照最佳值或计算后的目标值把指令送到执行器。执行器根据 ECU指令控制喷油量(供油齿条位置或电磁阀关闭持续时间)和 喷油正时(正时控制阀开闭或电磁阀关闭始点)，同时对废气再 循环阀、预热塞等执行机构进行控制，使柴油机运行状态达 到最佳。 1.3柴油机电子控制技术的发展趋势 1.3.1高的喷射压力 为满足排放法规的要求，柴油喷射压力从10MPa提高到200MPa。如此高的喷射压力可明显改善柴油和空气的混合质量，缩短着火延迟期，使燃烧更 迅速、更彻底，并且控制燃烧温度，从而降低废气排放。 1.3.2独立的喷射压力控制 传统柴油机的供油系统的喷射压力与柴油机的转速负荷有 关。这种特性对于低转速、部分负荷条件下的燃油经济性和排放 不利。若供油系统具有不依赖转速和负荷的喷射压力控制能力， 就可选择最合适的喷射压力使喷射持续期、着火延迟期最佳，使 柴油 机在各种工况下的废气排放最低而经济性最优。 1.3.3改善柴油机燃油经济性 用户对柴油机的燃油消耗率非常关注。高喷射压力、独立的 喷射压力控制、小喷孔、高平均喷油压力等措施都能降低燃油消 耗率，从而提高了柴油机的燃油使用经济性。 1.3.4独立的燃油喷射正时控制 喷射正时直接影响到柴油机活塞上止点前喷入汽缸的油量， 决定着汽缸的峰值爆发压力和最高温度。高的汽缸压力和温度可 以改善燃油使用经济性，但导致NOX增加。而不依赖于转速和负 荷的喷射正时控制能力，是在燃油消耗率和排放之间实现最佳平 衡的关键措施。 1.3.5可变的预喷射控制能力 预喷射可以降低颗粒排放，又不增加NOX排放，还可改善柴 油机冷启动性能、降低冷态工况下白烟的排放，降低噪声，改 善低速扭矩。但是预喷射量、预喷射与主喷射之间的时间间隔 在不同工况下的要求是不一样的。因此具有可变的预喷射控制能力对柴油机的性能和排放十分有利。 1.3.6最小油量的控制能力 供油系统具有高喷射压力的能力与柴油机怠速所需要的 小油量控制能力发生矛盾。当供油系统具有预喷射能力后将 会使控制小油量的能力进一步降低。由于工程机械用柴油机 的工况很复杂，怠速工况经常出现，而电喷柴油机容易实现最 小油量控制。 1.3.7快速断油能力 喷射结束时必须快速断油，如果不能快速断油，在低压力 下喷射的柴油就会因燃烧不充分而冒黑烟，增加HC排放。电 喷柴油机喷油器上采用的高速电磁开关阀很容易实现快速断 油。 1.3.8降低驱动扭矩冲击载荷 燃油喷射系统在很高的压力下工作，既增加了驱动系统 所需要的平均扭矩，也加大了冲击载荷。燃油喷射系统对驱 动系统平稳加载和卸载的能力，是一种衡量喷射系统的标准。 而电喷柴油机技术中的高压共轨技术则大大降低了驱动扭矩 冲击载荷。 2 柴油机电子控制技术的目的及优点 2.1目的 优化动力性、改善燃油使用经济性、控制排放，使柴油机从 怠速至额定转速范围内均能获得最佳工作状况，防止可能发生的 危险运行状况，延长零件的使用寿命。 2.2优点 2.2.1具有多功能的自动调节性能 工程机械用柴油机的运转工况是多变的，而且对油耗、排放 和可靠性等要求较高。自动控制技术应用于柴油机的调节系统正 好可以实现多功能的自动调节，从而保证柴油机动力性、燃料使 用经济性、可靠性和操作方便性等性能充分发挥。 2.2.2减轻质量、缩小尺寸、提高柴油机的紧凑性 对于现代高速柴油机而言，由于驱动喷油泵的扭矩较大，要 设计一个紧凑和可靠的供油提前自动调节器很复杂，而且在柴油 机总体布置上也比较困难。采用自动控制技术解决供油提前角自 动调节问题，不仅可以容易地解决上述难题，而且提高了柴油机 的紧凑性。 2.2.3部件安装连接方便，提高了维修性 采用自动控制系统，相关部件尺寸减小(特别是燃油供给系 统)，安装部位免受空间位置的约束，连接简便，有利于柴油机 日常维护及修理。 2.2.4扩展了故障诊断、联络等功能 采用自动控制系统，可方便地与微型计算机相连，很容易实 现柴油机性能检测与故障诊断功能，柴油机运行及检测数据的存 储与传递等问题也迎刃而解，便于科学管理和使用。 2.2.5使柴油机的动力输出和负荷得到更精确的匹配 随着工程机械制造技术高速发展，为了提高自行式工程机械 的作业效能，采用了电喷柴油机，电控自动变速器等自动控制装置，使自行式工程机械在作业 时，能随着负荷的变化在一定范围内自动调整动力输出、动力传 递，柴油机的动力输出和负荷得到更精确的匹配，充分发挥工程 机械作业效能。
1 前言：敝公司为流体机械专业工厂，产品有真空泵浦、齿轮泵浦、离心泵浦及柱塞泵浦等，每一项产品皆经严格品管试验，故性能优越，品质稳定。泵浦为流体输送之中心枢纽，其使用与保养方法之不当，皆影响泵浦之寿命，对泵浦运转影响甚大，甚至造成不可弥补之损失。为期防止无形之损失，有赖您对泵浦的了解，正确的使用，及平时的保养工作。若有任何使用及保养上的问题，请立刻与敝公司连络，敝公司将为您提供最热诚完善的服务。2 安装：2.1 安装前请检视机体各部零件是否齐全，若因搬运中短缺或受损时，请立即通知敝公司，将马上补全或派员处理。2.2 安装地点宜选乾燥通风，装卸及保养便利之场所。2.3 安装泵浦之基础须平直，水平，使共同底座能平均安置於基础台，以免底座承受变形之应力。2.4 埋设基础螺丝时，须等水泥硬化后，共同底座与基础没有间隙才可锁紧基础螺丝。2.5 检查泵浦是否水平，联轴器 (皮带轮) 是否对正，皮带的紧度是否适中，泵浦与基础台是否稳固。2.6 泵浦安装位置距液面愈近愈好。2.7 管接合处应确实锁紧，入口管的外部不宜外加荷重致使管路弯曲。2.8 联轴器之检查要领∶联轴式泵浦一般以挠性联轴器传动，泵浦与马达之中心线角度必需正确，以避免联轴器之不正常损坏及噪音震动。3 配管：3.1 吸入管内为负压，故应使用钢管或其它硬质材料。3.2 泵浦入口尽可能靠近液体，以减少管路损失。3.3 管路完成后，迫紧封闭不可先除去，须等配管完成清洁后才可除去。3.4 入口管路太重时，须作支架，以免泵浦受负荷变形。3.5 入口管路完成后，须作气密探漏，以避免使用时空气漏入，造成流量减少或不能自吸。3.6 管路与泵浦出路口接合处，务必加装防震软管，管路也要加以支撑固定，以避免泵浦受外力变形产生故障。3.7 液体之蒸气压太高时，须以正压流入泵浦，足够的压力才可避免蒸气及吸力不够之情形。3.8 入口真空计及出口压力计之装置，对使用保养甚为便利，最好装置备用。3.9 吸水槽内各泵浦原则上以单独并列安装最为理想。3.10 由小管路进入较大吸水槽时应使向吸入管的水路方向平均流入。3.11 入口管的位置尽量安装於吸水槽的中央。3.12 水路只有一条时，尽量避免各入口管直接排於此水路口。3.13 入口管尽量采用直的短管，假如必须用弯管时，则采用曲率半径大的弯管且距泵浦入口不可太近。3.14 不能在入口管的中途有高低起伏的情形，应从泵浦开始稍做向下倾斜(斜度约 1/50－1/100)，以避免中途积存空气。3.15 吸入管之直径大小与泵浦吸入口不同时，应以偏心异径管连接，否则空气将滞留於异径管及管路上部。底阀不得距离水槽的排出口太近，否则会吸入空气。水槽水位至底阀的距离不得太短以免水呈涡流而吸入空气。为防止异物堵塞底阀或叶轮，应使用面积充足的滤器，在树枝、树叶、杂草多的地方，应於上流装设金属网，以防滤器之阻塞。4 电器配线：4.1 依照电动机之额定电流容量，选择适当配线材料。（按电气法规）4.2 保险丝之容量须为马达额定电流容量之2－3倍。4.3 最好使用电磁开关起动泵浦，大容量泵浦请用Star delta starting。4.4 检视转向是否依照箭头指示。5 运转：5.1 运转前：5.1.1 润滑油的检查:如有异物存在，将在短时间内伤害轴承。a) 采用机油润滑时，油量以填充至油面表之中间程度为宜，不能太多或太少。b) 采用油脂润滑时，油脂不可填满轴承箱以免轴承发热。5.1.2 检查旋转体间是否有摩擦。a) 如有异物入内，会产生摩擦，影响运转。b) 检查电动机之转向，若转向相反易使装於轴上之叶轮防松螺帽脱落，试转前需灌满水后，才能试转，以免损坏轴封。5.1.3 试转完毕以上各程序后：a) 引水充满泵浦本体及入口管并抽尽空气，否则无法扬水，且将烧毁轴封。b) 运转时要徐徐转开阀，并注意电流表的读数，不可快速旋开阀引起电动机过负荷现象。5.2 运转中:5.2.1 轴承部份：a) 最初运转一小时左右应对过热作严密注意，轴承温度不得超过周温+40度C，一般设法维持75度C以下为宜。b) 再次确认全部轴承是否有润滑油作润滑之作用。5.2.2 填料部份：a) 填料不能过紧以避免过热、损伤或主轴磨耗。b) 填料之松紧程度，通常以填料盖漏出少量之水为宜。c) 填料函之温度通常维持在40℃以下为宜。5.2.3 本体部份：a) 运转中应时常旋开本体顶端之空气拷克(Air Cock)，以检查空气是否漏入。b) 如有空气漏入则应检查入口处有否裂痕或吸水槽有否旋涡发生。5.3 停止:5.3.1 采用自吸式泵浦於停止时，应先关闭出口阀，然后关闭电源，否则会发生水鎚作用，增加泵浦负荷。5.3.2 采用涡卷式泵浦时，应於出口管处加装止回阀，防止液体逆流。5.4 操作上之其他注意事项：5.4.1 填料函所用之封水必须是清水，否则会损伤主轴及填料。如填料受损时，应依液体性质迅速给予更换。5.4.2 应随时注意轴承用润滑油的污染程度，初期运转时每两星期更换一次。应时常检查轴承之磨耗程度，轴承磨耗不平为造成震动之主要原因。5.4.3 要避免泵浦长时期运转於与设计点远离之点。5.4.4 要避免关闭出口阀而长时运转，否则水温会上升而发生蒸气。5.4.5 将液体排出於液体易凝固之气候，运转需停止时，要打开本体底部之排泄旋塞。5.4.6 要避免出口阀关闭长时间运转时，会使泵浦体内温度升高，温度一直上升会使压力一直提升到无法负荷下，泵浦本体会爆裂，危险相当高。6 长期停用处理：6.1 切掉主电源。6.2 清除泵浦内部残留液体。6.3 泵浦易生锈部份，请涂防锈油。6.4 每半个月运转三至五分钟。6.5 再使用时，按运转说明操作。7 定期检查及保养事项：7.1 每周检查轴封、压力、轴承、电流，各部螺丝等是否正常。7.2 入口真空计及出口压力计之装置，对使用保养甚为便利，平时关闭，测定时再开。7.3 每个月注入适量黄油在每个黄油嘴上。7.4 运转中若有异常状况产生，请立即停车检查，待故障排除后再继续使用。7.5 使用於高温液体之泵浦，各部位间隙须予适当配合，详情请洽敝公司。7.6 填料及机械轴封之保养∶7.6.1 填料∶填料（迫紧）之作用为防止轴封部之泄漏，其保养之好坏，直接影响泵浦之性能及轴心的寿命，应注意如下事项∶a) 填料经长期使用后磨损，须增加圈数或全数换新。b) 填料在运转中有少量泄漏，有利润滑，不必经常锁紧。c) 锁紧填料时，最好停车调整比较均匀，不可单边调整，避免填料盖卡住轴心，甚至使压盖断裂。d) 更换填料时，须将旧填料取出，清洁填料函，不可留残渣在内。e) 装入填料时，填料之切口须密接，每一环之切口须错开约120度，不可在同一线上。7.6.2 机械轴封∶使用机械轴封防止泄漏时，必须充份维护与保养，如此寿命才可延长，注意事项∶a) 绝对禁止无液体时空转。b) 配管内之焊渣、铁屑、杂物等必须清除乾净，以防进入泵浦及轴封内部。c) 先用手转动泵浦，以确定泵浦没有异常状况，再起动泵浦。d) 确实防止轴封部液体之固化，以免损坏轴封。e) 长期停用时，务必将轴封部液体排除，并冲洗乾净。8 故障排除：8.1 无法扬水：a) 泵浦无注水。b) 转速低於额定。c) 使用系统的扬程太高。d) 入口高度高於原先设计。e) 叶轮阻塞。f) 运转反向。g) 入口管泄入空气。h) 填料函泄入空气。i) 出入口堵塞或底阀卡死。8.2 水量不足：a) 入口管或填料函泄入空气。b) 转速低於额定。c) 使用系统的扬程太高。d) NPSH(a)不足。e) 入口高度高於原先设计。f) 入口管路阻塞。g) 高温或挥发性液体时吸入扬程不够。h) 底阀太小或底阀故障。i) 叶轮阻塞。j) 叶轮破损。k) 底阀或入口管底端浸水不够深。l) 运转反向。8.3 压力不足：a) 转速太低。b) 使用系统的扬程太低。c) 液体内混有气体。d) 叶轮破损。e) 叶轮外径太小。f) 运转反向。8.4 吸程小：a) 入口管泄漏。b) 填料泄入空气。c) 入口高度过高或NPSH(a)不足。d) 叶轮破损。e) 本体衬料受损。f) 入口管阻塞。8.5 马力超载：a) 转速过高。b) 使用系统的扬程低於额定。c) 液体比重或黏度太高。d) 电压降低致使电流增高。e) 轴弯曲变形。f) 填料盖锁得太紧。g) 旋转元件过紧。h) 泵浦的选用错误。i) 运转反向。8.6 马力过小：a) 叶轮阻塞，无法送水。b) 入口侧阻塞。c) 空转没有液体。d) 底阀故障，注给不足。e) 压力过高出水小。8.7 轴承温度过热：a) 循环油不够完全，循环系统不良。b) 机油不足。c) 润滑油品质不佳，杂质入内。d) 黄油加太满。8.8 压力计、真空计、电流表的读数不正常：a) 压力过高时：a) 压力计故障。b) 实际扬程大於设计扬程。c) 出口阻塞。b) 压力过低且真空过低时：a) 转速降低。b) 叶轮阻塞。c) 运转反向。d) 空气漏入。e) 实际扬程小於设计扬程。f) NPSHA不足。g) 叶轮破损。c) 压力过低且真空过高时：a) 水位降低。b) 入口管路阻塞。c) 底阀故障。d) 液体黏度发生变化。d) 电流表不正常：a) 过高时：电压降低。泵浦内部故障。频率升高。b) 过低时：电压升高。水量太小。空转。空气泄入。e) 指针摆动不定时：a) 发生孔蚀现象。b) 吸入侧泄入空气。c) 入口损失大。8.9 震动、噪音大：a) 机械原因：a) 主轴弯曲。b) 安装不良。c) 联轴器损坏。d) 叶轮破损。e) 轴承损坏。b) 水力原因：a) 孔蚀现象发生。b) 吸入空气。SKH 本体分解组立装配流程组合步骤如下：（数字为构造图之件号）1 轴承与轴组合 9000＆2102 轴承座安装 5003 调隙螺栓安装 99034 挡水环安装 94105 填料盖与中座组合 9906＆1106 中座与轴承座组合 110＆5007 叶轮安装 2008 叶轮键安装 9015.19 叶轮固定垫圈安装 921610 叶轮固定螺帽锁紧 920511 迫紧安装 40012 机壳安装 10013 加填料 943014 键安装 901515 联轴器安装分解与以上步骤相反，填料与填料盖可不用拆下。