基于solidworks系列工业泵毕业论文.doc

毕业设计(论文)正文题 目 基于SolidWorks的系列工业泵设计专 业机械设计制造及其自动化基于SolidWorks的系列工业泵设计摘要：本次设计的任务是IHE65-50-160型化工流程泵。主要包括：叶轮的水力设计，吸水室的设计，压出室的设计，零部件的选择和设计，并对相关部件进行了强度校核。单级泵的主要部件有吸入室，压出室，轴，叶轮，密封，轴承部件等。对于这种小流量泵，比转速低，泵的效率太低， 无法达到要求。 在设计中可以采取加大流量法来设计。该类型泵采用径向式导叶，它除具有某些结构上的优点外，还能在各种工况下平衡作用于叶轮上的径向力。在本设计中采用环形吸水室。它的各个断面形状和尺寸均相同，结构简单紧凑。其缺点是存在冲击和漩涡，并且液流速度分布不均匀。每一个零部件都对整台泵的运行起着非常重要的影响。因此，应对这些部件做详细的设计与选取，使整台泵达到良好的性能。 关键字：泵 水力设计 结构设计 临界转速 The series of industrial pump design based on solidworks Abstract :This project is aimed to IHE65-50-160 chemical process pump. The main content of design is the hydraulic design of the impeller, suction chamber and delivery chamber, the selection and design of some parts are also concluded, the strength of some parts are verified.The main parts of the single pump conclude suction section , delivery chamber, shaft, impeller, seal, bearing, bolt and so on. For such a small flow pump, lower specific speed and efficiency of the pump too low to meet the requirement. In the design can be taken to increase the flow of design. The use of radialtype pump guide vanes, which in addition to a certain structure on the merits, but also in various condition balancing role in the radial force on the impeller. During the design of a ringabsorbent room. The various sections are the same shape and size, compact structure is simple. Its shortcomings there is shock and whirlpool, flow speed and uneven distribution.Every parts plays a very important in function of pump. So I should do well to increase efficiency of the pump. Key words: pump， hydraulic design ，structure design ，critical speed 目 录第一章 绪 论61.1.本课题的研究背景61.1.1.工业泵设计的意义及前景61.2.本课题研究的主要目的61.3.本课题研究的主要内容21.4.本章小结2第二章 水力设计32.1.泵的基本设计参数32.2.基本方案的确定32.2.1.泵进出口直径的计算32.2.2.水力方案确定和比转速的计算32.2.3.泵的工作效率的初步估算42.3.叶轮主要参数的选择和计算52.3.1.轴径的确定52.3.2.叶轮进口直径的确定52.3.3.叶轮出口直径与叶轮外径的初步计算62.3.4.叶片数Z和出口安放角2的确定72.3.5.叶轮外径的精算72.4.叶轮轴面投影图的绘制82.5.一元理论轴面流线的绘制102.6.方格网包角变换法叶片绘型102.6.1.流线分点102.6.2.在平面方格网上绘制流线102.6.3.轴面截线的绘制132.6.4.叶片加厚142.6.5.叶片绘型质量检查142.6.6.叶片木模加工图的绘制142.6.7.小结15第三章 压水室水力设计163.1.压出室的水力设计163.2.涡室的设计和计算163.2.1.基圆直径163.2.2.涡室进口宽度b3173.2.3.舌角0173.2.4.涡室隔舌安放角0173.2.5.涡形体各断面面积的计算173.2.6.涡形体轴面投影图的绘制183.2.7.涡形体平面图的绘制193.2.8.扩散管的绘制193.2.9.扩散管中间断面的绘制19第四章 材料的选择194.1.材料选择时应考虑的因素194.2.金属材料的应用204.2.1.几种较特殊的金属材料的大致应用情况204.2.2.主要零件材料的选择21第五章工业泵总体设计及三维零件建模22感谢信28参考文献29第一章 绪 论1.1. 本课题的研究背景1.1.1. 工业泵设计的意义及前景2005年，工业泵工业总产值将达到150亿元，可实现销售收入160亿元，是1998年的125%。其中，工业总产值“十五”期间年增长率为5%；2010年，工业泵行业工业总产值预计达到180亿元，销售收入达190亿元，是2000年的150%。行业经济效益将得到明显的提高。 国内市场的占有率也将从目前的84%左右，提高到90%。其中，火电、核电和“三大化工”中的重点产品市场2005年和2010年占有率分别达到75%和80%以上。企业的产品开发、试制、加工设备等的技术水平和装备能力将具有较强的竞争能力。未来10年，也是泵行业出口创汇增加幅度最大的时期，预测2005年、2010年的出口创汇额分别可达4.5亿美元和7亿美元左右，比1998年增加2.5倍和4.4倍，比2000年的预测值也将增加1.2倍和2.9倍。2005年和2010年产品的出口额将占到工业总产值的25%和32%左右。 重点发展为超临界火电机组配套用锅炉给水泵、空冷火力发电机组用泵、核电站用泵，逐步填补油田、海上采油、炼油和油品、石化等方面的特殊用泵空白，形成工业泵行业新的经济增长点。 根据工业泵协会统计，协会会员近3年，工业泵平均每年出口额以200%的速度进行增长，预计2000年、2005年泵协会员单位出口创汇可分别达到1.6亿美元、3亿美元，整个泵行业达到2亿美元、4.5亿美元左右。工业泵出口的主要国家和地区是，东南亚、孟加拉、巴基斯坦、南非等地。浙江丰球集团公司的潜水泵产品，通过在美国、欧洲等地开办经销部，已打开这些地区的产品销售，并且获得了比国内销售更好的效益。 1.2. 本课题研究的主要目的 目前工业泵普通产品供大于求，高水平、高质量的特殊产品供不应求，还需从国外进口，产品的水平与用户要求差距较大。产业结构和产品结构不合理的现象尤为明显，产品达到当代世界先进水平极少，大部分仅达到80年代90年代初的水平，不能适应市场需求结构的变化。一方面产品积压严重，另一方面市场急需的产品试制太慢或短缺，冲不出传统产品的格局。与国外的动态差距并没有缩小，形势不容乐观。 党在十六大报告中明确指出了要通过未来20年的建设，实现国民生产总值GDP翻两番，全面建设小康社会的目标。从2002年到2020年设定的增长目标是GDP翻两番，那么也就是说年均GDP增长率不能低于7.2%，这是必须要实现的目标。GDP的增长在很大程度上要依靠基础投资来拉动，而基础设施投资的逐年增长意味着工程机械特别是液压挖掘机需求量会逐年上升。在未来20年将会为挖掘机行业的稳定发展提供一个良好的宏观经济环境。总之，中国工业泵持续波浪型发展，从科学的发展观来看，要摒弃一切脱离实际的超前。今后一个时期工业泵市场火爆式的炎夏恐难遇到，我们期待温暖、柔和、生机勃勃的春天的到来。期望中国工业泵市场能够持续、稳定、健康发展。当今任何一个国家，若其要在综合国力上取得优势地位，就必须在科学技术上取得优势。90年代以来，随着以计算机技术为主的信息技术的发展，世界经济格局发生了巨大的变化，逐步形成了一个统一的一体化市场，经济循环加大、加快市场竞争日趋激烈，从而也迫切要求对产品设计的研究能有进一步的突破，为了缩短产品的设计周期、提高生产的质量、降低生产成本，就需要在产品的设计阶段进行预测。计算机辅助设计，将难以用语言表达的复杂的机械结构形象地表达在人们的面前，让设计者在设计阶段就能清楚地见到产品的最终结果，及时发现设计问题。1.3. 本课题研究的主要内容本课题利用SolidWorks三维设计软件的零件设计与装配及运动仿真功能，将复杂的工业泵形象地展现在用户的面前，使设计者在设计阶段就能清楚地见到产品的最终结果，直观方便，并能及时发现设计问题，既减轻了工作量又节省资金，大大提高了劳动效率。1.4. 本章小结 本章主要对课题的研究目的和意义及主要内容进行了说明，通过对这些题的分析和探讨,更加深入了解对课题研究的必要性。第二章 水力设计2.1. 泵的基本设计参数 扬程H=32m 流量Q=25/h 转速 n=2950r/min 汽蚀余量NPSHr=4.8m 效率：=69，均质清洁液体 介质密度=1000kg/m3 介质温度小于105 2.2. 基本方案的确定 2.2.1. 泵进出口直径的计算考虑到此泵的流量，以及保证其具有高抗汽蚀性能，综合考虑取=2.1m/s，泵的吸入口直径按下式确定上式中取vs2.1m/s取离心泵系列标准口径 =65m出口直径： =（10.7） =0.77=50.05 取：=50取标准法兰直径D65mm。取 Ds65mm，Dd50mm 均符合标准的法兰和管路直径。2.2.2. 水力方案确定和比转速的计算该泵的扬程为32m，采用单吸式叶轮，由于单吸式不可以自动平衡轴向力，为使泵安全稳定运行，并且能够提高泵抗汽蚀的性能，应采用平衡孔来平衡轴向力。由比转速公式：式中n=2950r/min，H=32m,Q=25m3/h2.2.3. 泵的工作效率的初步估算1）、水力效率2）、容积效率3)、机械效率4）、泵的总效率泵的总效率为取:0.720.69，符合设计要求。故采用单级单吸结构是合理得选择。2.3. 叶轮主要参数的选择和计算2.3.1. 轴径的确定扭矩是泵最主要的载荷，开始设计时一般先按照刚度计算泵轴的最小直径，通常时联轴器处的最小直径。对初算的轴径修正后，并圆整到标准直径。待设计结束后，再对泵轴的强度和刚度进行校核计算。泵轴材料采用35钢，轴的刚度计算公式如下：0.51，本次设计中取0.8；G=80.8109；轴的刚度计算公式可以导出轴的最小直径计算公式如下：式中，式中，N=r=9.8*1000 k=1.2在此取400*10代入数据后计算，得 d9.03mm2.3.2. 叶轮进口直径的确定叶轮进口直径和叶轮进口流速有关，在以前的设计方案中，一般取进口流速v0=34m/s，并认为进一步提高进口流速会降低泵的抗汽蚀性能要求和水力性能。实践证明，泵在相应增加v0很广的范围之内运转时可以保证水力效率不变。决定叶轮内水力损失的速度是相对速度的大小和变化，所以应当考虑泵进口相对速度的影响，通常叶轮流道中面积是扩散的，这样，从减小泵进口撞击损失和流道扩散损失考虑，都希望W减小，从W最小可以推出叶轮当量直径的计算公式：上式中：主要考虑效率：3.54.0 效率和汽蚀兼顾：4.04.5 主要考虑抗汽蚀：5.05.5本次设计中取k0=4.9,则： =0.065m=65mm取进口当量直径De65mm。考虑该叶轮不穿轴，因此不考虑轮毂直径的影响，叶轮进口直径就是进口当量直径：=65mm2.3.3. 叶轮出口直径与叶轮外径的初步计算根据统计资料：=0.496=0.489=0.489=0.0065圆整后取6.5mm=10.31=12.63 =12.63=0.168m取叶轮外径D2和叶片出口安放角2以及叶片出口宽度b2是影响泵扬程的最主要的参数；另外影响扬程的有限叶片数修正系数也和D2和2关。2.3.4. 叶片数Z和出口安放角2的确定1、叶片数的确定根据ns=66.7,取叶片数Z5。2、出口安放角2的确定根据ns=66.7，取叶片安放角2=32以上只是对叶轮参数初步估算，由上述计算预取，De65mm、D065mm、D2168mm、Z5、232、b26.5mm，下面对叶轮外径D2进行进一步的精算。2.3.5. 叶轮外径的精算 理论扬程：有限叶片修正系数p取0.38无穷叶片数理论扬程： =(1+0.38)37.96 =52.38m叶片出口排挤系数： =0.942 出口轴面速度： =1.475m/s 出口圆周速度： =12.299m/s 出口直径：=0.167996m 符合假设取：2.4. 叶轮轴面投影图的绘制叶轮轴面投影图的形状至关重要，它的好坏直接影响到叶轮内的流动情况和泵运行时的稳定性。一般，流道弯曲不应过急，在轴向结构允许的条件下，采用较大的曲率半径为宜。在前述计算的基础之上，参考已有的叶轮画出轴面投影图形状，做内切圆，检查过水断面面积沿轴面中线的变化规律。对于中ns泵，可以采用下式来计算过水断面面积：Fi2Ribi式中，Ri为内切圆圆心至轴心的距离； bi为过水断面形成线长度。一般情况下，过水断面面积沿轴面中线均匀变化，若不符合要求应坚决修改。有时，用一段任意的圆弧线设计的前后盖板流线难以满足面积变化的要求。这时，可在反复设计计算的基础上，选择一个进口和出口附近面积变化规律相同的轴面流道图，以该图的轴面流道中线为准，并使该曲线光滑。按进出口面积沿该线线性变化来计算内切圆簇，在中间处用几段圆弧包络，即得到轴面投影图。下表是根据上式计算的结果列表S(mm)(cm)19381945.3326271444.6338191046.1354.5146.546.7769115.547.678110550.86由上表可以做出-图此图为光滑线，符合要求2.5. 一元理论轴面流线的绘制轴面流线是轴面和流面的交线，也就是叶片和流面交线的轴面投影，一条轴面流线绕轴线旋转一周所形成的回转面是一个流面。一般按照各小流道流过相等的流量来划分流线，在具体分流线的时候应该先分进口边和出口边，出口边一般平行于轴线（如出口边是倾斜的，可延长一部分流线使得出口边与轴线平行），等分出口边线段即可；进口边流线也可以适当延长使之与轴线平行，按圆环面积相同确定分点。若分成几个小流道，则进口分点半径为：式中，R0为叶轮进口半径，Rh为轮毂半径(Rh =0)，n为划分的流道数目代入相关数据计算得R1=27mm。有了始末分点，凭经验作出各条轴面流线，应力求光滑准确。再做若干过水断面，在同一个过水断面上ribiconst，其中ri为小流道中点到轴线距离，bi为小过水断面长度，可用上式来修正流线。2.6. 方格网包角变换法叶片绘型所谓的包角变换，就是保证空间流面上流线与圆周方向的角度保持不变得变化。在平面上展开流线要与圆周方向上的夹角和空间流线的角度对应相等。2.6.1. 流线分点在轴面投影图旁边做一个夹角为5的尖劈，从叶轮轴面投影图上的任一条流线的出口边开始，试取s,若s中点半径所对应的尖劈的弧长与s相同，则第一点确定，依此再分2、3点及其它的流线。2.6.2. 在平面方格网上绘制流线a、进口安放角的确定(1)、a-a流线，分12点，叶片进口圆周速度 5.92m/s假定叶片进口安放角20 = =0.342得：=9.27代入叶片进口轴面速度计算公式得 1.988m/s则，叶片进口安放角有下式计算得出， （=0）=0.3359 故，= 故正冲角（2）、b-b流线，分14点，叶片进口圆周速度 m/s叶片进口轴面液流过水断面面积 23.140.0440.0380.0105假定叶片进口安放角1b =0.3979故，=代入叶片进口轴面速度计算公式得 =1.92m/s则，叶片进口安放角有下式计算得出， 故，2335故正冲角135（3）、c-c流线，分17点，叶片进口圆周速度 m/s叶片进口轴面液流过水断面面积假定叶片进口安放角1c24 故，代入叶片进口轴面速度计算公式得 m/s 则，叶片进口安放角有下式计算得出， 故，285故正冲角410b、由叶片骨线的进口和出口方向取合适的包角值在轴面流线上分点时取的是5的尖劈，考虑到在设计流量下泵的效率并不是很高，ns相对中高，故取包角110叶片绘型时，要求叶片在出口处能有一段叶片出口安放角保持不变，其它部分尽量均匀过渡。作叶片骨线时，先绘制中间流线，流线应光滑，不要由弯曲，叶片角度要变化均匀，对于低ns的叶轮，叶片前面1/3-1/2的部分做成空间扭曲叶片的，其余采用圆柱叶片。2.6.3. 轴面截线的绘制在方格网上画出的三条流线，就是叶片表面的三条型线，用轴面去截这三条流线，所截三点的连线就是一条轴面截线。在方格网上每隔一定角度的竖线与三条流线的交点，对应编号，用插入法分别点到轴面投影的三条流线上，光滑连接三点即为轴面截线。轴面截线应光滑并有规律的变化，轴面截线和流线夹角最好接近90，一般不应小于60。角过小，盖板与叶片的真实夹角过小，会带来排挤严重，铸造困难和过水断面形状不良等缺点。2.6.4. 叶片加厚 叶片头部厚度根据铸造工艺加工的可能性，越薄越好。一般例如对于直径为300mm的叶轮，头部厚度可以取34mm，叶片最厚的地方可以安排在叶片长度的2/5处或再稍后一点的地方。本次设计中，max可以取5mm，为了增大叶片的排挤系数，从而提高抗汽蚀的性能，取头部厚度为3mm，叶片最大厚度处为5mm，叶片厚度S沿轴面流线L的变化详见水力图2.6.5. 叶片绘型质量检查待方格网绘型结束后，可以检查相对速度W和速度矩vuR沿着流线的变化，其中的S是轴面流线分段长度，从轴面流线上量取，角从方格网上量取，相对速度W和速度矩vuR沿着真实流线长度L应当光滑有规律的变化作出的两条曲线应光滑且均匀变化，这样说明叶片之间的流道合理，水力损失相对较小，否则应该修改叶轮水力设计方案。2.6.6. 叶片木模加工图的绘制用一组厚度为4mm的木板去截轴面截线，每隔截面和叶片均有两条交线，它们分别是工作面和背面。将各截面与工作面和背面的交线分别作在平面图上，称之为木模图。在叶片出口边空开一定的角度是为了作木模图时的方便。绘制木模图时应注意：若从叶轮入口看叶轮逆时针旋转，则左部分是前盖板的工作面和背面，以及后盖板背面和各平面截面的背面；右部分是后盖板工作面和背面，以及前盖板工作面和各平面截面的工作面，反之亦然。叶轮工作面轴面截线至叶轮轴心线距离：轴面0中间流线303341516481前盖板流线39.54147536481后盖板流线212939511-12-2373-33139.54-42835455-525.532.5425264816-62431405164817-729.539516481叶轮背面轴面截线至叶轮轴心线距离：轴面0中间流线2932.538476077.5后盖板流线384044506077.5前盖板流线212535476077.51-1392-2323-327.535.54-425314149.55-522.528.538.548.560776-626.5374760777-735.545.56077据以上数据可做出木模截线图2.6.7. 小结（1）、轴面投影图上各流线在方格网上的形状极为重要，一般要使中间流线为一与直线很近似的曲线，且使前后盖板处两条叶片型线的角度变化量尽量平缓。中间型线的叶片安放角的平缓变化是很重要的，因为液流大部分由此经过，此处角度变换平缓使得前后盖板处的流线角度变化救不绘很剧烈，将来叶片表面的压力变化也就平缓了。（2）、根据经验，叶片进口边的恰当位置应使叶轮叶片进口边与前盖板的交点在略大于或等于叶轮吸入口径的地方，这个交点与进口边和后盖板交点的连线与叶轮轴线的夹角在3045内，这样的布置对于提高泵的效率和扬程使有利的。若夹角再增大或叶片进口边不适当地再伸向叶轮吸入口，均会造成排挤系数过小，从而使液流在进口处轴面速度增大，从而使水泵汽蚀性能变坏，并给铸造和加工带来困难。 （3）、叶片进口安放角一般液流角再加上一定角度的正冲角。这样可以提高泵的抗汽蚀性能，并且对效率的影响叶不是很大。这是因为： a、采用正冲角可以减小叶片弯曲，从而增大叶片进口过流面积，减小叶片的排挤；b、采用正冲角，可以叶片背面形成稳定的，不易向工作面扩散的漩涡； c、采用正冲角可以改善泵在大流量工况下的工作条件。第三章 压水室水力设计3.1. 压出室的水力设计泵的压出室是涡形体，径向式导叶、流道式导叶、空间导叶和环形压出室等的总称。其作用在于：（1）、将叶轮中流出的液体收集起来并送往下一级叶轮或者管路系统。（2）、降低液体的流速，实现动能到势能的转化，并减小液体流往下一级叶轮或者管路系统中的损失。（3）、消除液体流出叶轮后的旋转速度，以避免由于这种旋转运动带来的水力损失。本课题设计的单级单吸悬臂式离心泵，选用涡形体压出室，且选用梨形断面。选用梨形断面的优点式结构简单，水力性能好，是涡形体中用的最广的一种。3.2. 涡室的设计和计算3.2.1. 基圆直径涡形体外壁的径向尺寸是沿着涡形体内液体流动的方向逐渐增大的，外壁最小径向尺寸部位将涡形体的扩散管部分和涡形体部分隔开，称之为隔舌。通过隔舌起点的圆叫做基圆。显然基圆直径应大于叶轮外径且叶轮与隔舌之间应有一定的间隙，间隙太大，除增大泵的径向尺寸外，还使泵的效率降低。此间隙也不宜太小，因为太小难以难以保证叶轮出来的流体均匀的进入涡形体，且大小容易引起振动和噪音。取:D3 =(1.031.08)D2=(1.011.08)168=171181mm取D3=171mm。3.2.2. 涡室进口宽度b3确定涡室时，主要考虑使叶轮前后盖板与涡形体侧壁之间有足够的间隙以利于回收部分圆盘损失功率。一般=15mm至25mm取b324mm3.2.3. 舌角0隔舌角0是涡室第断面处的0点处，螺旋线的切线与基圆切线间的夹角，为了符合流动的规律，减小液流撞击损失，隔舌螺旋角应该等于叶轮出口稍后的绝对液流角3。所以，03arctan（vm2/vu2）10513.2.4. 涡室隔舌安放角0隔舌和第断面的夹角为隔舌安放角。0应保证螺旋线部分与扩散管光滑连接，并尽量减小径向尺寸，根据现代泵设计手册246页表81查得020。3.2.5. 涡形体各断面面积的计算为了方便计算和绘图，涡室通常取8个彼此成45的断面，即用8个轴面切割涡室。计算各断面面积时，是把涡形体中的圆周速度方向看成平均流速为常熟来设计的。其平均流速为v3，K3速度系数根据现代泵设计手册249页表8-10查得k30.52，代入得 一般通过第断面得流量和泵流量相差不大，取稍大得流量并没有坏处，取通过第断面得流量Q为泵的总流量，QQ=6.5586m/s因而可用泵得总流量计算第断面得面积。即， =6558640/5000=1312其它断面面积按照各断面速度相等确定， 所以，由上式得：3.2.6. 涡形体轴面投影图的绘制根据确定的b3，D3、H作一矩形，以b3为流道的宽，H为高，然后对矩形取圆角，使矩形圆角后的面积等于断面的面积，至此, 断面做完。它断面一般在同一平面上，相当于各断面的轴面投影，即用轴面截涡室的断面，圆弧投影到一个轴面上，其作图方法如第断面。详见泵体水力图。3.2.7. 涡形体平面图的绘制根据所画出的各断面轴面图中的各断面高度H，在平面图上相应的射线上截取，然后光滑连接所得的各端点，即为涡形体平面图上的螺旋线。3.2.8. 扩散管的绘制根据结构尺寸确定A，A0.5（D3+H），又用求得的Ly和L定出扩散管出口中心并绘出Dy，从Dy外端作直线与断面处圆弧相切，从Dy里端作直线与隔舌起点o直接连接，并根据泵的大小用r2.54的圆弧圆整，就得到涡形体的平面图。详见泵体水力图。3.2.9. 扩散管中间断面的绘制扩散管出口是圆形断面，进口第断面是不规则形状的断面，从进口过渡到出口，其间的断面应该逐渐变化，以保证整个壁面光滑，可按下述方法绘制。将进口断面断面画在圆形断面内，并作出若干条射线，将扩散管沿长度等分成几份，然后将进出口断面间的射线段对应等分，光滑连接所得各点，则得中间断面形状，以保证整个扩散管内壁都是光滑的，详见泵体水力图。第四章 材料的选择4.1. 材料选择时应考虑的因素1）介质的腐蚀性，材料对于介质的耐腐蚀性是有一定范围的，例如耐酸钢1Cr18Ni9耐中稀浓度的硝酸或有机酸的腐蚀，但上不耐稀硫酸的腐蚀。2）电化学腐蚀，在泵的整个流道最好采用相同的金属材料。3）介质温度，材料在很低的温度下脆，高温时会产生蠕变；某种材料能耐常温的某种介质的腐蚀，但不耐高温的该介质的腐蚀；材料性能满足所输送介质温度的要求。4）经济性，在设计或使用中的高材低用，或不耐腐蚀材料当耐腐蚀材料采用都是不经济的。5）固体颗粒的磨损性，介质中含有磨料性的固体颗粒时，应采用耐磨的材料。6）材料见的咬合性，对于有相对运动的零件，如轴与轴套、螺栓与螺母、叶轮密封环与泵体密封环、平衡盘与平衡板等，在选择材料时应使用零件材料的硬度有些差别，否则在装卸或运转中容易互相咬住或擦伤。7）同一零件上温度的大小，在工作时同一位置的温度相差很大的零件，例如热油泵，泵体填料函冷却水套与泵体相交的地方，与介质接触的泵体温度高、膨胀大，与冷却水接触的冷却套外周围温度低、膨胀小，这样的零件宜采用塑性好的材料，以免运转中由于膨胀不同而产生裂纹。8）高速液流通过的地方，高扬程泵的叶轮的叶片，导叶叶片进口边，单级扬程很高的密封环，高扬程泵平衡套、平衡盘和平衡板等处应采用耐冲刷的材料9）需要补焊的零件，在铸造加工及使用过程中需要补焊的零件应采用焊接好的材料。10）单级扬程很高，单级扬程达到数百米甚至上千米的泵，叶轮及导叶材料应采用耐冲刷、抗汽蚀的高强度钢，如沉淀硬化不锈钢等。4.2. 金属材料的应用4.2.1. 几种较特殊的金属材料的大致应用情况1）高硅铸铁，有优异的耐腐蚀性，除高温盐酸、氢氟酸、卤素、苛性碱溶液、熔融碱及亚硫酸等外，可输送硫酸、硝酸、常温盐酸或脂肪酸等多种介质；缺点是强度不高，性脆，因此泵的压力和泵的扬程一般不超过3Kg/cm2，在使用中不宜骤冷骤热，局部加热或冷却，装配和拆卸时不能使用铁锤敲打。2）稀土高硅球墨铸铁中的石墨球化以后，提高了强度、耐腐蚀性能及加工性能，耐腐蚀性比高硅铸铁好，除磨削好，还可以车削、钻孔、攻丝和补焊，适用介质同高硅铸铁；3）1号耐酸硅铸铁、耐腐蚀性接近高硅铸铁，可以车削、车内外螺纹、钻孔和套丝；4）耐碱铝铸铁，用于输送碱液；5）铅锑合金，用于输送稀硫酸或浓度小于10%温度不高的盐酸等介质，铅锑合金的强度不高，泵壳的压力和泵的扬程不超过硅铸铁的压力和扬程；6）1Cr13用于防锈或输送防污染的介质；7）Cr17输送一定浓度与温度下的硝酸、碱性溶液、无氯盐水、硝氨、硝酸、磷酸等；8）Cr28用于输送浓硝酸；9）1Cr18Ni9用于输送稀、中浓度的硝酸和有机酸；10）Cr18Ni12Mo2Ti与1Cr18Ni9相似特别适于输送醋酸；11）ZGCr17Mo2CuR用于输送酸性矿水，PH值为2-4；12）ZGCr17Mn13N,用于输送硝酸等氧化性介质，耐腐蚀性接近ZGCr18Ni9,材料的机械性能好，强度高，适用于压力较高的场合；13）ZGCr17Mn13Mo2CuN用来代替ZGCr18Ni12Mo2Ti;14)ZGCr17Mn9Ni4Mo2CuN用于输送氢氧化钠、磷酸、蚁酸、硝酸等介质，在硫酸中的耐腐蚀性特别好；15）碳化钨硬质合金，碳化钨硬质合金是由硬度极高的难熔金属碳化物加粘结剂，用粉末冶金方法压制烧结成型。其特点是具有极高的硬度和强度，良好的耐磨性，耐高温性和一定的耐腐蚀性，线膨胀系数低，因此广泛采用来做摩擦副材料。4.2.2. 主要零件材料的选择对于耐腐蚀泵，由于介质及耐腐蚀材料的品种很多，应根据介质的性质选择耐腐蚀材料。耐腐蚀泵与介质接触的零件一般都采用相同的耐腐蚀材料，不与介质接触的泵轴采用45号钢。第五章 工业泵总体设计及三维零件建模图5.1泵体的三维实体图5.2泵体的水力图图5.3泵体的机械加工图图5.4叶轮的三维实体图5.5叶轮的水力图图5.6叶轮的机械加工图图5.7轴的三维实体图5.8轴的二维工程图图5.9中间支架的三维实体图5.10中间支架的二维工程图图5.11悬架体的三维图图5.12悬架体的工程图图5.13泵体的最终装配图感谢信经过近一个月的努力，在老师的指导和同学的帮助下，我按时完成了本次的课程设计。在此感谢老师的指导，老师辛苦了！在此次课程设计中，我遇到了很多的困难，好多知识是课本上没学到的。但在老师的细心指导下，我搞懂了遇到的好多困难，从而学到了许多知识。这次的课设我是收获颇多。本次的课程设计极具针对性，专业性极强。因此对我将来的工作很有帮助。谢谢学院的安排，谢谢老师的指导。我将在未来的工作中好好应用所学的知识，不辜负老师辛勤的指导，再次谢谢老师！ 学生：杨慧 2012年5月参考文献1 成大先.机械设计手册机械传动M.北京：化学工业出版社 2004 2 全国化工设备设计技术中心站机泵技术委员会.工业泵选用手册M.北京：化学工业出版社 2003.93 全国化工设备设计技术中心站M.北京：化学工业出版社2004.14 邹德宇.工业泵设计选用安装与运行维护实用技术手册M.北京：中国机械电子出版社2004.15 施卫东，李伟.国内泵业技术现状与发展趋势J.农机化研究2005.96 赵章荣，王玉良.国外工业泵的发展及其应用J.抚顺石油学院学2002.127 江洪，刘异.SolidWorks产品设计造型实例解析M.北京：机械工业出版社，2006.98 胡仁喜等.SolidWorks 2005机械设计及实例解析M.北京：机械工业出版社，2005.19 何煜琛，陈涉等.Solid Works2005基础及应用教程M.北京：电子工业出版社，2005.710 赵汝嘉，曹岩.Solid Works精通与提高篇M.北京：机械工业出版社，200211 赵汝嘉，陈桦.Solid Works基础篇M.北京：机械工业出版社，200212 全宏工作室.Solid Works 2000中文版使用入门M.北京：北京大学出版社，200113 全宏工作室.Solid Works 2000高级范例M.北京：北京大学出版社，200114 陈桂栓,郭智勇.Solid Works 2000实作与应用M.北京：中国水利水电出版社，200115 徐海军，张武军等.SolidWorks2008 中文版三维建模实例精解M.北京：机械工业出版社.2007.16 张晋西，郭学琴等.SolidWorks 及COSMOSMotion 机械仿真设计M北京：清华大学出版社.2007.17/袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀