双吸离心泵设计说明书

中 南 林 业 科 技 大 学 本 科 毕 业 设 计 800s26 双吸离心泵设计第 1 页1 引言众所周知，泵在世界范围内得到非常广泛的应用，它涉及到国民生产的各个领域。可以这样说，只要有液体流动的地方就会有泵的出现。在农业生产过程中，泵是主要的灌溉机械。我国的农村每年都需要大量的泵，据不完全统计，在我国，农业用泵占到泵总产量的一半以上。在电力部门当中，火力发电站需要大量的锅炉给水泵、循环水泵、灰渣泵、和冷凝水泵，核电站不仅有核主泵，还有二级泵、三级泵等。在国防工业当中，飞机的机翼、座舱和起落架的调节、各种步战车炮塔的转动、潜艇的上升和下潜等都需要用到泵。化学化工行业中，很多的原材料、成品都是液体，将原材料料制成品，都需要经过十分复杂繁复的工艺过程，泵在这些生产加工过程当中起到了输送液体与提供化学反应的压力流的作用。总之，无论是在航天飞机、大炮、火箭还是钻采矿、火车、汽车，或者是日常的生活当中，到处都需要用到泵，到处都有泵在运行。泵作为一种通用机械，它是机械工业中的一类非常重要的产品。泵的种类繁多，按照泵的工作原理可以非为三类：一、 叶片式泵叶片式泵又叫动力式泵，这种泵是通过高速旋转的叶片将能量传递给液体，使液体的能量增加，从而达到输送液体的目的。叶片式泵又分为离心泵、混流泵、和轴流泵。二、 容积式泵容积式泵是通过密闭的，充满液体的工作强溶剂的周期变化，非连续的给液体施加能量，从而达到输送液体的目的。容积式泵按工作腔变化方式有份为往复式泵和回转式泵。三、 其他类型其他类型的泵的工作原理各异，有射流泵、气升泵、螺旋泵、水锤泵等。螺旋泵利用的是螺旋推进原理来提高液体的位能，其余几种泵，都是通过液体本身来传递能量，从而达到输送液体的目的的。中 南 林 业 科 技 大 学 本 科 毕 业 设 计 800s26 双吸离心泵设计第 2 页离心泵是各种类型的泵当中用量最大的一种泵。离心泵的结构紧凑、流量与扬程的范围比较宽；适用于腐蚀性较低的液体；流量比较均匀、稳定性良好、振动比较小，不需要加装特殊的减震装置；设备安装和维护检修费用比较低。离心泵的主要部件有叶轮、泵壳、密封机构、轴与轴承。叶轮式泵的最为主要的部件，动力机要依靠叶轮将能量传递给液体。它的设计制造关系到泵的性能，因此在设计过程中一定要认真仔细。叶轮的形式主要有单吸闭式、单吸半开式、单吸开式和双吸式。单级双吸泵的叶轮都是闭式的。离心泵的泵壳主要由叶轮工作室、吸水室、和压水室组成。单级双吸泵一般采用中开式泵壳。由于在水泵中有许多间隙，间隙两侧存在压力差，因此会造成泄漏，从而是泵的效率降低。故需要采用密封机构，防止不应该出现的泄漏。离心泵的密封机构主要有叶轮密封、轴封。单级双吸离心泵多采用填料密封。泵轴的主要作用是通过联轴器将动力机的能量传递给叶轮，从而达到输送也提的密度。泵轴需要有足够的刚度，其材料同厂为不能低于 35 钢的材料。离心泵常采用的轴承油圆锥棍子轴承和生够球轴承。单级双吸泵由于轴向力很小，一般采用深沟球轴承。单级双吸离心泵是一种有一个叶轮、两个吸入口的离心泵。离心泵中的液体在叶轮离心力的作用下，沿和轴线垂直的径向平面流出叶轮。这种类型的离心泵采用双支撑形式。这种形式中轴承分局叶轮的两侧，并且轴承靠近轴的两端。双吸叶轮是一个单独的装配部件，它利用轴套，轴套螺母和键将叶轮固定在泵轴上形成转子部件。双吸叶轮的位置不是固定的，它的位置可以通过轴套螺母进行调节。由于双吸泵采用的是双吸式叶轮，因此泵轴所受轴向力非常小，泵轴所受的力主要为径向力。单级双吸泵通过侧面吸入和压出液体，它的吸入口和压入口与泵体铸为一体。泵壳采用了沿轴心线的水平面分成上下两部分的泵盖和泵体的水平中开式结构。泵改的顶端和底端都开有螺纹孔，分别用来抽气和放水。叶轮吸入口的两有填料式的轴封。压水室采用的是螺旋形结构，这种结构的压水室使泵体内的液流呈轴对称流动，减少了泵体内的水力损失。吸水室采用的是半螺旋形结构，这种结构的吸水室各个截面的流速是均匀分布的，减少了泵内的水力损失。中 南 林 业 科 技 大 学 本 科 毕 业 设 计 800s26 双吸离心泵设计第 3 页2 800S-26 型单级双吸离心泵的主要设计参数S 型双吸单级离心泵的吸入口与压出口均在水泵轴心线的下方，与轴线垂直呈水平方向，检测时无需拆卸进出口水管和电动机。泵的旋转方向：自电机端向泵看 S 型号为顺时针方向旋转，即吸入口在右，吐出口在左；S 型号为逆时针旋转时，即吸入口在左，吐出口在右。泵的主要零件有：泵体、泵盖、叶轮、轴、双吸密封环、轴套等。除轴的材料为优质碳钢外，其余主要零部件为铸铁、铸钢、不锈钢等材质制成。经过静平衡检验的叶轮，用轴套和两边的轴套螺母固定在轴上，其轴向位置可通过轴套螺母进行调整，叶轮的轴向力利用其叶片对称布置，两面进水达到平衡。双吸单级离心泵可使用多种介质的传输，广泛用于工业、城市给排水、农田灌溉及各种水利工程、电站、工业流程系统的取水、加压、石油工程等。3. 800S-26 型双吸单级离心泵的水力设计计算3.1 800S-26 型双吸单级离心泵设计主要参数：流量：Q=7000 3mh=1.944 3s扬程：H=26m转速：n=740r/min=1000Kg/m配套电动机的功率为 710 kw介质温度低于 80 度3.2 确定比转速ns3.65nQ2H343.657401.94/22634 31.3.3 泵的进口直径泵的进口直径由合理的进口流速确定，考虑到经济性和泵的用途，取泵的进口流速为 sv=2m/s，则泵的进口直径由以下公式得：中 南 林 业 科 技 大 学 本 科 毕 业 设 计 800s26 双吸离心泵设计第 4 页jD= 4sQv= 435062= 786.922032按法兰标准,取 j=800mm3.4 复算流速： su4QS2D1.9353.5 水力效率h10.835lgQ2n310.835lg1.94/2703 0.963.6 容积效率 v10.68ns23110.6823.230.9823.7 机械效率m1-0.71ns0)7610.71(23.0)760.9613.8 总效率mvh0.960.9820.9610.9153.9 轴功率 PgQH109.8103.9426.15541.6kW3.10 配套功率K1.05； PK1.05416568kW 其中 配套功率系数转矩 Mn9.5103Pn9.5103541.670730.27Nm3.11 轴径计算泵轴应满足轴的强度或刚度及临界转速条件。因扭矩是泵轴最主要的载荷，中 南 林 业 科 技 大 学 本 科 毕 业 设 计 800s26 双吸离心泵设计第 5 页开始设计时首先按扭矩确定泵轴的最小轴径，通常是联轴器处的轴径。初算轴的直径并将其圆整为标准直径。最后再对轴的强度、刚度和临界转速进行详细的校核。dminMn0.23730.270.245153 m093.8m泵轴选用 45 钢，调制处理。其中 为泵轴材料的许用切应力。查表 =25MPa-45MPa，取 =45MPa。为了使所选轴的最小直径 d 与联轴器的孔径相适应，故同时选取联轴器的型号，查询机械设计课程设计选择弹性套柱销联轴器，联轴器的型号为 HL7最终取 dmin10m。轴的结构草图绘制dI=100mmI=102mm因为 I上安装了轴承, 轴承为 6021 深沟球轴承 Da 为 114mm 故 dI=105mmdIV=114mm=120mm3.12 进口当量直径Dek0Q2n341.94/2703 103492.859m系数 0k查参考资料表 4-2，取 k=4。3.13 叶轮进口、出直径中 南 林 业 科 技 大 学 本 科 毕 业 设 计 800s26 双吸离心泵设计第 6 页轮毂直径 hd=（1.2 :1.4） dI取 =1.2 I=1.2105=138mm最终取轮毂直径为 h=140mm。则叶轮进口直径 D0e2dh2492.85921402512.357m最终取 D0=513mm。叶轮出口直径 的初步计算：2D2DkQn36.14870/236043 647.8m（取 ，由 ）D2k6.148Dk9.350.5sn16.148故叶轮外圆直径，取 D2675m3.14 叶轮出口宽度Kb20.64ns10560.4231.0561.287b2Kb2Qn31.2871.94/2703 140.9m最终取 b2140m。3.15 精算叶轮外径理论扬程Ht260.9528.415m修正系数12600.7513061.25因为在本设计中采用蜗壳是压水室，故取 =0.75有限叶片数修正系数中 南 林 业 科 技 大 学 本 科 毕 业 设 计 800s26 双吸离心泵设计第 7 页PR2zS2R2Z(221)0.5229其中 s 为静矩因为此泵为中比转速泵，故静矩可按 来计算，21(R)S故 = 21(R)S2(675)2(359)2106.0729845无穷叶片理论扬程Ht1PHt39.15m叶片出口排挤系数 21z2D21cot2sin20.987其中 2是叶片出口端厚度2 = ，K2D2H2Z16m是出口端轴面截线和轴面流线间的夹角 290。出口轴面速度vm2Q2D2b2v3.5796m/s出口圆周速度 u2vm2tan2vm2tan22gHt=27.41m/s出口直径 D260u2n6026.15274070.53m与假定值误差大于 2%，不合理第二次精算叶轮外径有限叶片数修正系数PR2zS2R2Z(221)0.5229叶片出口排挤系数中 南 林 业 科 技 大 学 本 科 毕 业 设 计 800s26 双吸离心泵设计第 8 页21z2D21cot2sin20.79684无穷叶片理论扬程Ht1PHt29.04m出口轴面速度vm2Q2D2b2v3.8941m/s出口圆周速度 u2vm2tan2vm2tan22gHt=25.8694m/s出口直径D260u2n6025.86947068.01m与假定值误差大于 2%，不合理第三次精算叶轮外径有限叶片数修正系数PR2zS2R2Z(221)0.5229叶片出口排挤系数 21z2D21cot2sin20.78496无穷叶片理论扬程Ht1PHt30.1283m出口轴面速度vm2Q2D2b2v4.187m/s出口圆周速度 u2vm2tan2vm2tan22gHt=26.97m/s出口直径D260u2n6026.9740689.3m中 南 林 业 科 技 大 学 本 科 毕 业 设 计 800s26 双吸离心泵设计第 9 页与假定值误差小于 2%，因而合理。经三次计算取叶轮的出口直径 D2690m3.16 叶轮进口圆周速度u1aD1an600.51297406019.876m/su1bD1bn600.3849740614.893m/su1cD1cn600.249074069.650m/s3.17 叶片进口轴面液流过水断面面积F1a2Rcab20.1632/3(9186)1920m2其中 =0.0163m, ab =2/3(PS)F1b2Rcb20.1672/3(94.6189.54)1937.m2其中 Rcb=0.167m, b =2/3(PS)F1c2Rcb20.1932/3(92.6184.63)2415309m2其中 Rc=0.193m, bc =2/3(PS)3.18 a, b, c 流线叶片进口角vm1aQ2vF1a6.41m/stgu0.321a7.8 1a1a1a8vm1bQ2vF1b6.187m/stg1bm1bu0.4151b2.56 1b1b1b23中 南 林 业 科 技 大 学 本 科 毕 业 设 计 800s26 双吸离心泵设计第 10 页vm1cQ2vF1cc5.91m/stg1cm1cuc0.5791c30.9 1c1c1c3由轴面投影图假定 a=903.19 叶轮轴面投影图的绘制叶轮各部的尺寸（ h