毕业论文范文——QX90-4-1.5筒流式轴流潜水电泵设计

浙江科技学院毕业设计QX90-4-1.5筒流式轴流潜水电泵设计 摘 要在农田排灌方面，小型轴流泵对小块田地的灌溉至关重要。本文以轴流泵设计方法为研究对象,通过一系列的计算和选型以及校核算，最终确定QX90-4-1.5筒流式潜水电泵的基础设计方案。本方案的设计思路是：第一步，根据泵的流量、流体密度、扬程及效率，计算得电机的功率，查阅机械设计手册，选定电机型号；第二步，利用升力法进行叶片的设计；第三步，利用流线法进行导叶的设计；第四步，根据转矩公式和扭转切应力校核，安全系数等计算轴段直径，结合轴影响因素和基本要求设计出轴；第五步，根据计算的轴直径，对轴承进行选型，包括轴承类型，轴承内径计算等；第六步，进行油室设计，分别针对机械密封和油封进行结构设计；最终，根据以上步骤选取的零件进行相应的公差配合选定，并选用合适标准件进行连接。本文重点对 QX90-4-1.5筒流式轴流潜水电泵设计主要包括叶轮和导叶的水力设计，泵的结构设计及其重要部件的校核等。关键字：轴流泵 潜水泵 筒流式 水力设计 结构设计iQX90-4-1.5 tube flow axial flow submersible electric pump design AbstractIn terms of farmland irrigation and drainage, small axial flow pump irrigation is essential for small fields.Design method based on the axial flow pump as the research object, through a series of calculation and type selection and the school of accounting, finalized QX90-4-1.5 tube flow submersible electric pump foundation design scheme.Design idea of this scheme is: the first step, according to the flow rate, fluid density and head of the pump and efficiency, the computing power of motor, refer to mechanical design manual, selected motor model;The second step, the use of the lift method for the design of blade;The third step, use the streamline method for the design of guide vane;The fourth step, according to the torque formula and the torsion shear stress checking, safety coefficient and other calculation shaft diameter, factors affecting shaft and basic requirements to design axis;Fifth, according to the calculation of the shaft diameter, the bearing selection, including the type of bearing, bearing inside diameter calculation, etc.;Step 6, oil chamber design, respectively in relation to the structure design of the mechanical seal and oil seal.In the end, according to the above steps to select the corresponding tolerance matching parts of the selected, and choose appropriate standard parts are connected.In this paper, focusing on QX90-4-1.5 tube flow axial flow design mainly includes the submersible pump impeller and guide vane hydraulic design, the structure of the pump design and important components of checking, etc.Key words: Axial flow pump; submersible pump; tube flow; hydraulic design; structure design目 录中文摘要i英文摘要i目录iii第一章 绪论1.1研究背景及意义1.2轴流泵的结构型式和选择1.3小型潜水电泵标准简介第二章 QX90-4-1.5电泵的水力设计2.1设计要求2.2轴流泵的设计思路2.3叶轮的水力设计2.3.1结构参数的选择2.3.2选定截面及计算2.3.3升力法设计叶轮2.4导叶的设计第三章 QX90-4-1.5电泵的结构设计3.1吸入室的设计3.2电泵轴的结构设计与强度校核3.3轴承的选用3.4泵体的结构设计3.5轴流泵的密封设计3.6轴流泵的标准件选用及配合选择3.6.1标准件的选用3.6.2 配合类型、配合代号及基准类第四章 QX90-4-1.5电泵的部件校核4.1轴向力和径向力的计算4.2轴承寿命较核4.3轴的强度校核4.4键的强度校核参考文献致谢iv第一章 绪论1.1研究背景及意义空气动力学和流体力学有类似之处，假设将机翼悬挂在流体中，流体以一定的速度流过时，翼面发生负压，翼背发生正压，其正、负压力的大小与翼形及迎角(翼背与液流方向之倾角）以及流体速度的大小有关。如果流体不动，而机翼以相等速度在流体中运动时，则翼背和翼面受到与前相同的正压和负压，即翼面（机翼上面）为，负翼背为正压。在此压力作用下机翼将获得升力。如果将机翼形的桨叶固定在转轴上，形成螺旋桨，并使之不能沿轴向移动，则当转轴高速旋转时，翼面（螺旋桨下侧）因负压而有吸流作用，翼背因正压而有排流作用，如此一吸一排造成了液体(或气体）的流动。这就是轴流泵的工作原理。轴流泵是广泛应用的通用机械，其扬程一般在 20 米以下，流量范围比较大。轴流泵主要适用于低扬程、大流量的场合，在冶金、石油化工、天然气输送、制冷、动力以及农业灌溉等工农业部门中均有应用，小块农田的灌溉可采用小型轴流泵。另外，我国轴流泵的未来发展趋势有很多，列举如下： 1.发展多种形式多种用途的潜水轴流泵。我国潜水泵的形式和国外知名企业相比还不够丰富，一些特殊用途的轴流泵设计和生产比较少，水泵的效率和工艺水平同国外产品相比还存在较大的差距。 2. 高效、低耗轴流潜水泵效率需要提高，随着人们环保节能意识的提高，对轴流潜水泵的低耗已越来越得到设计师的重视，因此诞生了一批高效能、低功耗的轴流潜水泵，设计更为优秀的水力模型，优化水利设计将是未来发展的又一方向。 3.高性能机械密封机械密封室潜水轴流泵的关键，研发高性能的机械密封，采用两道单端面机械密封将会是未来的发展趋势。 4.低噪声和高寿命对泵结构工艺的改善，特别是钉子曲线的设计改善，大大提高了轴流潜水泵的寿命和降低了离心泵工作时的噪声。 5.采用新型材料不锈钢，高密度聚乙烯，衬塑等材料应尽快应用到轴流泵的生产中来，以改变目前轴流泵材料单一的情况，从而扩大它的应用领域。 6.机电一体化 运用高性能在线检测技术及故障诊断技术，让轴流泵具有自我诊断，自我保护的能力，同时让轴流泵与机械电子，计算机技术相结合，实现智能化。 然而长期以来，我国水泵与国外相比还有很大的差距，泵制造行业存在着设备陈旧,效率低,设计与制造远远滞后于发达国家。更重要的是，潜水电泵市场存在着形式不够多样的问题，一些特殊用途的潜水轴流电泵的生产较少，水泵的效率和工艺同国外产品相比也存在着较大的差距。 本文以小型筒流式轴流泵为设计对象,对丰富轴流泵产品市场，提高轴流泵的性能和效率,具有重要意义。1.2轴流泵的结构型式和选择流量大，扬程低是轴流泵的特点。它在我国的农田灌溉，特别是南方湖区和河网地区河网地区得到广泛的使用。按照轴的安装位置，可将轴流泵分为立式，卧式和斜式三种。三种相比，各有优劣：立式轴流泵占地面积小，叶轮淹没在水中，无需灌水，可省去真空饮水设备，启动方便，在水位变化时，可考虑在电动机和泵之间通过适当长度的传动轴连接，使电动机位于较高的地方，不致被水淹没；卧式轴流泵虽然占地面积较大，但可降低厂房高度，有利于采用其中开式结构，便于维护和检修，但不适用于大型轴流泵；斜式轴流泵兼具前两者特点，但其结构只适用于尺寸较小的轴流泵，尺寸越大，在斜坡上安放越不安全和方便。从叶片是否能改变和如何改变的角度来分类，轴流泵可分为固定叶片式轴流泵（通常为小型轴流泵，这里的小型轴流泵指的是250mm以下的叶片和轮毂铸成一体的轴流泵），以及半调式叶轮结构的中型轴流泵还有通过液压传动来调节叶片角度的大型轴流泵。由于小型轴流泵结构简单，体积小，质量轻，移动方便，可用来代替龙骨水车，适用于农村河网地区，因此人们在生活中接触最多的就是他。结合本论文研究的课题和轴流泵的结构型式，确定了所设计的轴流泵为叶片和轮毂铸成一体的小型轴流泵，为寻找相关标准和分析特性寻求到了依据。立式轴流泵布置和标准卧式轴流泵结构分别如图1.1和图1.2所示。图1.1 立式轴流泵布置 1.电动机 2.出水流道 3.泵 4.肘形进水流道图1.2 标准型卧式轴流泵结构1. 轴承箱 2.止推球轴承 3.径向球轴承 4.水封 5.检修孔 6.叶片（动翼）7.水泵轴承 8.真空泵 9.出口 10.注入黄油口 11.导叶（静翼） 12.进口图1.3气蚀比转数C和流量Q和转速n的关系对于结构型式的选择，主要参考气蚀余量和转速两个参数，在泵的设计中应尽量选取较高的转速，这样可以使泵的尺寸小，重量减轻。但是转速首先是受到泵气蚀性能的限制，即受到泵气蚀余量、流量Q和气蚀比转速的限制。在设计中对于单吸泵可先根据Q、和C按公式进行计算，得出泵的转速 (1-1)式中C为气蚀比转速，可根据图1.3选取，Q为泵的流量(),为泵的气蚀余量（m)图1.3中的气蚀比转速C，对一般用途的泵，转速小于等于1480转每分钟时，按曲线1选取，转速大于等于2900转每分钟时，按曲线2选取，而对气蚀要求高的泵，如给水泵第一级叶轮，冷凝泵和某些石油化学工业上对泵的气蚀由特殊要求的，按曲线4选取。按上面计算得到的转速和给定的流量和扬程就可以计算出泵的比转速，根据比转速可确定叶轮的型式，如小，Q小于30吨每小时，应设计成旋涡泵；如小，Q小于70吨每小时，应设计成部分流泵，因为当小流量时，小于30，离心泵效率不如旋涡泵；小于40，离心泵效率不如部分流泵，但在流量较大时，仍然是离心泵的效率高，因此大流量大功率的泵应设计成离心泵。流量大扬程低的应设计成混流泵或轴流泵。 1.3小型潜水电泵标准简介 1.1和1.2中的内容给出了设计的大致方向，即为设计一台流量大量程低的固定叶轮的小型潜水电泵，主要的应用方向是小块农田的灌溉，创新点应在于结构简单，使用方便。而在具体的设计中，还需掌握小型潜水电泵的设计标准。在JB/T 8092-1996标准文件中，规定了小型潜水电泵的型式、型号和技术参数、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输和贮存等。该标准适用于功率小于等于22千瓦的单相或三相、单级或多级的小型潜水电泵。图1.4小型轴流泵命名方式 由于D表示单相电动机(三相电动机不注），Y表示充油式电动机；S表示充水式电动机；X表示泵在电动机下方（泵在电动机上方，不注），结合图1.4可知QX90-4-1.5为三相电动机驱动的下泵式小型潜水电泵，它的规定流量为90m3/h,扬程为4m,额定功率为1.5KW。 小型潜水电泵标准对本设计方案有诸多规范作用，这里不做继续展开，将在下文和工程图纸中进行标准的应用。第二章 QX90-4-1.5电泵的水力设计2.1设计要求QDX、QX系列潜水电泵以下简称电泵。由水泵、密封、电动机三部分组成。电泵内配保护装置，电动机位于电泵上部，为单相或三相异步电动机，水泵位于电动机下部，为轴流泵式叶轮，筒流式结构，水泵与电动机之间采用两道单端面机械密封作动密封，各固定止口处采用“O”型耐油构胶密封圈作静密封。 特点与参数：QDX、QX型潜水电泵使用条件：电泵在下列条件下应能连续正常工作：1、工作介质为无腐蚀性的清水，介质中含砂量的体积不超过0.10%，粒度不大于0.20mm。2、介质温度不超过40，介质的PH值在6.5-8.5之间。3、电泵应在额定扬程附近的使用范围内使用。4、电泵应完全浸入水中使用，潜水深度不宜超过3m,最深不超过5m,电泵离水底0.5m以上，但不可陷入泥中。5、电源频率为50HZ，电压单相为220V，电压波动范围为额定值的0.9-1.1倍。QDX、QX型潜水电泵主要用途：该系列电泵为体积小、重量轻，特别使用于广大农村井下抽水、农田排溉、园林灌溉、家庭生活用水。图2.1 QX型潜水电泵QX90-4-1.5轴流潜水电泵主要技术指标：流量Q=90 m/h；扬程H=4m；额定转速n=2850 r/min；泵效率=80 %；电泵效率 机组=54%；泵出口配套管径出=100 mm；配套功率P=1.5kw。泵与电动机同轴直连。2.2轴流泵的设计思路第一步，根据泵的流量、流体密度、扬程及效率，计算得电机的功率，查阅机械设计手册，选定电机型号。第二步，利用升力法进行叶片的设计。第三步，利用流线法进行导叶的设计。第四步，根据转矩公式和扭转切应力校核，安全系数等计算轴段直径，结合轴影响因素和基本要求设计出轴。第五步，根据计算的轴直径，对轴承进行选型，包括轴承类型，轴承内径计算等。第六步，进行油室设计，分别针对机械密封和油封进行结构设计。最终，根据以上步骤选取的零件进行相应的公差配合选定，并选用合适标准件进行连接。 2.3叶轮的水力设计2.3.1结构参数的选择 1确定轮毂比轮毂用来固定叶片，在结构和强度上应保证安装叶片要求。减小轮毂比，可减少水力摩擦，增加过流面积，有利于抗汽蚀性能的改善。但过分的减少轮毂比，会增加叶片的扭曲，偏离设计工况时，会造成流动紊乱，在叶片进出口形成二次回流，使效率下降，高效范围变窄。轴流泵的轮毂比根据比转数确定：表2-1轮毂比的选取5005506008000.60.550.50.4 比转数 （2-1） 取0.5 2. 叶片数Z 轴流泵的叶片数Z可以根据比转数来选定，由叶片泵设计手册得一般Z=36，比转数高，叶片负荷轻，叶片数可少一些。比转数小于等于500，叶片数取6；比转数500800，叶片数取54个，比转速大于800，叶片数取43个 。考虑到内应力的因素，选用奇数叶片可以使泵在运行时更加稳定，减少震动。 据此，本设计中取叶片数Z5。 3.叶轮外径D叶轮的当量直径的大小决定叶轮前轴面速度的大小，在转速一定情况下，的大小与叶片前来流速度（相对速度）与圆周之间夹角大小有关。影响着叶片中翼型的安放角，而太小叶片排挤系数就小，因此需要控制角。为控制角在一定范围，鲁特捏夫建议按叶轮进口出轴面速度计算当量直径，建议取轴面速度为： 计算出轴面速度后可以计算当量直径： 代入数据得： 4.1 m/s 叶轮外径 104 m轮毂直径 =0.510252mm 4.确定叶栅稠密度 Z=5,叶轮外缘的叶栅稠密度推荐为，同时，适当减小外缘的，增加轮毂侧的，以减小内外侧翼型的长度差，均衡叶片出口的扬程。所以，轮毂和轮缘之间各截面的按直线规律变化，其值为 取，则5确定叶片翼型的厚度通常轮毂截面的相对厚度 （1015）% 轮缘截面的厚度按工艺条件确定，通常轮缘截面的相对厚度 （25）% 从轮毂到轮缘其厚度按直线规律变化，因而只需通过计算确定各个截面的翼型图即可近似得到最后的叶轮图。2.3.2选定截面及计算1确定计算截面本设计中取5个截面，考虑绘图方便，尽量取截面直径为整数，经过计算得表2-2。 表2-2截面直径表截面直径（mm）526476881002确定轴面速度和速度环量的分布规律 轴面速度 速度环量 ，得 假设，则绕翼型环量： 本设计为小型泵，为提高效率可以选用非等环量分布设计，但可能会出现各参数相差较大的情况，无法获得满意的结果。事实证明，采用等环量和等轴面速度设计，各截面计算参数与非等环量情况相差不大，故合适。3.速度三角形的计算 叶片进出口速度三角形如下图2.2所示。图2.2叶片进出口速度三角形假设0，速度三角形各分量计算如下： ， ,下面是各截面的速度三角形的计算： 截面 （2-11） （2-12） （2-13） （2-14） 截面 （2-15） （2-16） （2-17） （2-18） 截面 （2-19） （2-20） （2-21） （2-22） 截面 （2-23） （2-24） （2-25） （2-26） 截面 （2-27） （2-28） （2-29） （2-30） 叶栅间距 截面 （2-31） 截面 （2-32） 截面 （2-33） 截面 （2-34） 截面 （2-35） 2.3.3升力法设计叶轮表2-3 升力法设计轴流泵计算表序号计算公式单位计算截面1m0.0520.0640.0760.0880.12m/s7.759.5511.3313.1214.913000004m2/s1.031.031.031.031.035m/s4.084.084.084.084.086m/s1.261.030.860.750.667m/s8.29.911.6413.3815.14829.824.320.517.715.69mm32.740.247.755.362.81055555110.120.10250.0850.06750.05124504504504504501311111140.960.880.80.720.64151.1570.7110.37230.29690.412161.340.92350.6340.45240.5811746546546546546518mm31.435.438.239.840.219mm3.773.633.252.692.5203.83.63.22.72.5210.12 0.1 0.0840.0680.062 221.11.030.980.920.9235.63.61.0-0.12.22435.427.921.517.617.8根据上表中的计算结果，对叶片进行绘型。2.4导叶的设计轴流泵的导叶作用是消除液体环量，转换速度能为压力能。本设计中，采用流线法设计导叶。用流线法设计导叶与设计叶轮一样，首先要作出计算流面，由于本设计为筒流式，在结构设计中也将导叶体设计为圆柱形，则计算流面也是圆柱形，展开后就得到直列叶栅。为了方便安装，本设计采用将导叶与导叶体以及进水喇叭合为一体的方案，在此我们称之为进水导流体，详见零件图的进水导流体部分。为保证运转稳定以及避免水力损失的增加，。导叶进口边应该与叶轮出口边平行，本设计尽量以此为原则，略微有些偏离。导叶和叶轮间距离取。叶片数取5个。流线法设计导叶的步骤为：1. 绘制导叶的轴面投影图：如图2.5所示，选取导叶和叶轮间距为10mm。图2.3导叶的轴面投影图 2. 作流面。由于导液体是圆柱形的，各流面也是圆柱形。流面的数目与叶轮流面数目相等并对应，即是导叶进口处流面的直径与叶轮流面的直径相等。作流面时，必须使相邻两流面之间的液体流量不变，根据这一原则来确定导叶出口边上的流面位置。 3. 计算各流面叶片进出口安放角和 由进口速度三角形，式中，导叶进口轴面速度， 叶片进口排挤系数， 计算流面的进口直径； 导叶进口圆周方向厚度， 计算流面导叶进口的流面厚度； 导叶进口安放角； 导叶进口处圆周分速度，按计算。 本设计，先选定，然后确定出。根据确定出的求出，然后与选定值比较，进行校核。叶片出口角一般取，本设计中取。1.确定叶栅稠密度本设计参考类似设计取定叶栅稠密度。根据对流道扩散角的校核，满足扩散角为的要求。流道扩散角的校核公式：，流道扩散角。 2.导叶高度导叶高度。本设计取先确定，定出，再校核扩散角。导叶高度，取。校核满足扩散角要求。3.确定导叶骨线半径导叶骨线半径4.翼型加厚本设计取翼型除厚，以翼型骨线上的点为圆心画圆；翼型头部以为半径画圆。最后以相切圆弧连接得到翼型。不同截面的取值：表2-4截面4.03.53.02.52.0表2-5导叶设计计算一览表序号计算公式单位截面1m0.026 0.032 0.038 0.0440.052m/s6.315.124.313.733.28 30.86 0.88 0.9 0.92 0.94 40.7520.9061.051.191.32536.9442.1846.4049.9652.85637.042.246.55052.87m555558mm8.317.44 6.896.536.2895555510mm32.6640.247.7355.2662.8110.750.82 0.860.88 0.912909090909013m39.138.337.6837.2536.9314m43.847.350.8454.557.97第3章 QX90-4-1.5电泵的结构设计3.1吸入室的设计吸入室是指泵的吸入法兰到叶轮入口前泵体的过流部分，吸入室的作用是将吸入管中的液体以最小的损失均匀地引向叶轮。吸入室中的水力损失要比压出室的水力损失小的多，因此，与压出室相比，吸入室的重要性要小的多，尽管如此，吸入室仍是水泵不可缺少的部件，它直接影响着叶轮的效率和泵的汽蚀性能。吸入室主要有直锥形吸入室、环形吸入室、半螺旋形吸入室、单吸泵螺旋形吸入室等形式。直锥形吸入室常用于单级悬臂式泵中，它能保证液流逐渐加速而均匀地进入叶轮。环形吸入室又叫同心吸入室，在接近入口处设有许多导向径，以防止液体在其中打转而产生预旋，常用于杂质泵和多级泵。半螺旋形吸入室主要用于单级泵中和水平式开式泵等,能保证在叶轮进口得到均匀的速度场。本文中，选用喇叭口形吸入口，并创新地将喇叭口形吸入口与导叶座及导叶设计为一体。如图3.1所示。喇叭形吸入管的设计：喇叭形吸入管，它的上端与叶轮室相连，这是一种最简单的，水力性能最好的吸入室，液体经过喇叭管后速度封闭均匀。又喇叭口与固定导叶座连成一体，使固定导叶的进水口与叶轮的出水口尽可能地平行，降低了电泵的效率损失。图3.1进水喇叭的设计3.2电泵轴的结构设计与强度校核1.估算泵的效率（1）估算水力效率 （3-1）（2）估算泵的总效率 轴流泵的容积效率较高，一般取0.960.99,取0.97 机械效率视具体结构型式而定，一般取0.950.97,取0.96总效率为=，取=0.82.轴功率P的确定 =（取） （3-2）3.计算配套功率P （3-3） 由电动机带动,K=1.2,=1，电机功率 = 由上表电机选型参考表3-1可得，所配套的电机功率为1.5 KW，转速为2840r/min.型号为Y90S-2。表3-1电机选型 4.计算扭矩M (3-4)5.计算轴径d (3-5) (材料选用45号钢，其中=40MPa)采用机电同轴直连结构形式，电机位于电泵上部，泵头位于电泵下部。泵轴的结构，如下图3.2所示。轴粗能增强泵的刚度,提高运行可靠性.故泵轴的最小轴径取d=22mm。图3.2 电泵轴的结构6.轴的强度校核 根据前面用扭矩计算得最小轴径，对其进行校核如下：轴的材料为45号钢，直径d =22mm 扭矩=5.02Nm，轴向力A=2183.85N 危险断面在叶轮与轴联结处： 1.拉应力 (3-6) (3-7) 2.弯曲应力 (3-8)由于叶轮的重力在叶轮处产生的弯矩=0，所以 3.切应力 (3-9) (3-10) (3-11） 按第四强度理论折算应力 （3-12） 安全系数 n （3-13) 45号钢 的 n=22 所以722，即轴满足强度要求。3.3轴承的选用查机械设计手册，确定上下轴承均选用GB/T276-1994规定的16005深沟球轴承，其结构简单，应用广泛，尺寸如表所示，与轴的设计相配。表3-2深沟球轴承的选型3.4泵体的结构设计 1.壳体壁厚因涡壳几何形状复杂,且受力不均,故难以精确计算,下面可以用来估计壁厚 (3-14)式中: 泵扬程(m)泵流量() 许用应力(Pa) (铸铁)当量壁厚,按下式计算 (3-15)则 (3-16) 2.强度校核用鲁吉斯方法进行校核,本方法假定最大应力发生在尺寸最大的轴面上,角度为处。 图3.3 泵体的校核 轴面应力 (3-17) (3-18) 圆周应力 (3-19) (3-20) (3-21)径向应力 （符合条件）轴向变形3.5轴流泵的密封设计 潜水泵组在工作时,水由水泵转动部分叶轮后间隙进入泵腔,沿泵轴渗入泵体,因此设置沿泵轴布置的机械密封以阻水,是保证泵组安全可靠运行的重要结构。根据使用经验,密封泄漏渗水是造成水泵故障的最常见原因。本排涝站采用大型潜水轴流泵,配套功率大,电压等级高,对泵体内运行环境要求更高,对泵组泵轴的密封提出了更高要求。表3-3机械密封选型如表3-3所示，查阅机械设计手册后，直接选用103型规格为d=25mm的单端面机械密封。3.6轴流泵的标准件选用及配合选择3.6.1标准件的选用 1.机械密封 考验本设计成功与否的关键在于能否发挥轴流泵的工作原理，而要让轴流泵长期稳定运行的关键在于油室不可进水，油室的油不可到油室外。机械密封是指由至少一对垂直于旋转轴线的端面在流体压力和补偿机构弹（或磁力）的作用下以及辅助密封的配合下保持贴合并相对滑动而构成的防止流体泄漏的装置。本次设计将采用的单端面机械密封，型号为：18x15.5-e2，主轴上共有2个机械密封，一个是阻止水进入到油室内，另一个是组织油室内的油进入到电机内。 2.密封圈和密封环O型密封圈主要用于两处密封，第一是防止电机进水，第二是防止油室漏油。密封环的主要作用是电机引线和防电机进水。 O型圈选型详见表3-4表3-4 O型圈选型表型号规格数量电机防进水油室防漏油2电机引线，防漏水 3. 紧固件 紧固件详见表3-5 表3-5 紧固件物料清单用途型号规格数量螺钉类型上轴承座与管接头紧固M6x254内六角圆柱头电机上端盖与电机壳紧固M3x108内六角圆柱头电机下端盖与电机壳紧固M3x164双头螺柱油封盖紧固M5x154内六角锥端紧定螺钉导叶室紧固M4x88螺栓过滤网紧固M5x158紧定螺钉油封盖与支撑座M6x204内六角圆柱头支撑件的选型主要是上下两个轴承，选取型号详见表3-6表3-6 轴承选取型号型号数量类型上轴承160051深沟球轴承下轴承160051深沟球轴承 8.1 配合选择及基本偏差选用配合精度的选用类型有以下几种：间隙配合，过渡配合，过盈配合。本次毕业设计的配合选择。详见表8-13.6.2 配合类型、配合代号及基准类配合配合类型配合代号基准类型定子与电机套过渡配合H7/n6基孔制转子与主轴过渡配合（过盈量小）H7/n6基孔制电机平键与主轴过渡配合N9/js9叶轮平键与主轴间隙配合N9/d10叶轮与主轴过渡配合H7/k6基孔制机械密封与轴过盈配合（过盈量小）非标准轴承与电机上盖过盈配合（过盈量小）H7/n5基孔制轴承与轴过盈配合（过盈量小）G7/n5基轴制1. 轴承与轴，轴承座的配合均为小间隙配合，主要目的是减少轴承的振动，延长轴承的使用寿命和机械设备的运行稳定性。2. 定子与电机套之间的配合由键导向作用,由于定子键与定子的配合时过盈配合，所以定子与电机套之间的配合只需过渡配合即可。3电机在高速转动时要求转子不能出现松动情况，因而要求是过盈配合，由于转子上的键与转子之间的配合为过盈配合，因而转子与轴的配合只需小过盈即可。4.叶轮本身依靠顶端的锁紧螺母固定，叶轮的平键只是起到导向作用，因而叶轮键与轴的配合只需间隙配合即可。5.叶轮安装在主轴上为了方便拆卸和后期维护，由于主要起定位作用的是锁紧螺母，因此叶轮与轴只需要过渡配合即可。6.为了保证机械密封的可靠性，要求机械密封与主轴的配合为小过盈配合。第四章 QX90-4-1.5电泵的部件校核4.1轴向力和径向力的计算1.轴向力的计算轴向力主要组成：A. 作用在叶片上的轴向力；B. 轮毂上液体作用的轴向力；C.转子重量G。 (1) 作用在叶片上的轴向力 (4-1) 式中：叶轮半径（m） 叶轮轮毂半径(m) 轮毂比， 得到 (2) 轮毂上液体作用的轴向力 (3) 叶轮及轮毂重量 总轴向力为 2.径向力计算由叶轮、联轴器等转动部件残余平衡质量引起的轴流泵力。 (4-2)最大半径处的残余不平衡质量(g)叶轮、联轴器等的最大半径（mm） 因此，径向力非常小，可以忽略。4.2轴承寿命较核由轴承负荷计算公式 (4-3) (4-4) 式中： ：作用于轴承的负荷（N） ：理论上的计算负荷（N） ：负荷系数水泵运转过程中伴有振动、冲击，因此，负荷系数取为 =2 由以上计算，有 当量动负荷 (4-5) 本设计轴承公称接触角为 由 (4-6) 查表得, 则= (4-7) 轴承寿命（单位h）： (4-8)球轴承，由转速，基本额定载荷/kN Cr: 90.8，温度系数=1.00 则，计算得 (4-9)约为10.3年以上4.3轴的强度校核根据前面用扭矩计算得最小轴径，对其进行校核如下：轴的材料为45号钢，直径d =22mm 扭矩=121.85Nm，轴向力A=1511N危险断面在叶轮与轴联结处：1.拉应力 (4-10) (4-11)2.弯曲应力 (4-12) 由于叶轮的重力在叶轮处产生的弯矩=0，所以3.切应力 (4-13) (4-14) 4.按第四强度理论折算应力 (4-15) 安全系数n (4-16) 材料的， n=22 22，即泵轴满足强度要求。4.4键的强度校核 叶轮与轴相连处的键，优先选用最为常见的平键，查表可得选用的平键参数为图4-1普通平键的型式与尺寸 图4-3 键的强度计算 叶轮键尺寸：轴径：扭矩：工作面的挤压应力： (4-17)a-a断面的剪切应力： (4-18)则该键符合要求。参考文献1 沙毅,闻建龙编著.泵与风机M.合肥：中国科学技术大学出版社，2005.2 陈汇龙,闻建龙,沙毅.水泵原理、运行维护与泵站管理M.北京：化学工业出版社，2004.3 丁成伟. 离心泵与轴流泵M. 北京:机械工业出版社，1981.4孟庆峰. 高比转速轴流泵水力优化设计D.扬州大学,2012. 5杨国平. 轴流泵叶轮及后导叶流场计算与分析D.扬州大学,2005. 6陈伟. 轴流泵叶轮及泵站进水设计对叶轮室进口流态的影响D.扬州大学,2011. 7朱荣生,林鹏,王振伟,龙云. 螺旋轴流泵的设计及试