自吸泵毕业设计 开题报告 65ZW25-40型自吸式无堵塞排污泵设计.doc

毕业设计(论文)开题报告 学生姓名： 学 号： 学院： 机电工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 设计(论文)题目： 65ZW25-40型自吸式无堵塞排污泵设计 指导教师： 2014 年 2月 20日 开题报告填写要求1开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效；2开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见；3“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于15篇；4有关年月日等日期，按照如“2002年4月26日”方式填写。1结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写1500字左右的文献综述（包括研究进展，选题依据、目的、意义）1. 选题依据（意义）： 泵对发展生产、保证人民的正常生活和保障人民的生命财产具有至关重要的作用。在农业方面，水泵及排灌站在抵御洪涝、干旱灾害，改善农业生产条件等方面是功不可没。而且随着现代科学技术的飞速发展其应用范围正在迅速的扩大。随着应用范围的扩大，工作环境也越来越复杂，现代工程技术对泵的性能要求越来越高，传统的基于经验和模型试验相结合的设计方法很难达到这样的设计要求。传统设计方法的一般过程为:设计一样机性能试验检测一制造，这样样品试制和性能检测要经过多次，整个设计也要经过多次重复，显然，传统设计方法的缺点是设计周期长，设计成本高。产品的开发周期长和设计成本高成为离心泵新品开发难以逾越的瓶颈。因此，需要探索新的离心泵设计方法。此外，据全国流体机械及工程国际学术会议上报告:泵是一种应用广泛、耗能大的通用流体机械，我国每年各种泵的耗电量大约占全国总耗电量的20%,耗油量大约占全国总耗油量的50%。离心泵是各种泵中使用范围最广泛的，而一般的离心泵的整机效率只有50%一60%，我国离心泵的运行效率平均比国外低10%-30%，节电潜力约为300-400亿千瓦时，因此提高泵的性能和效率，将心水泵效率由三部分组成:机械效率、容积效率和水力效率，主要是水力效率比较低，要想提高水力效率，那么离心泵内部流动的精确计算和性能预测是十分重要的。因此急需开展这方面的研究工作。充分利用飞速发展的CFD技术来预测离心泵的性能，查明影响离心泵性能的因素，研究一种新的离心泵设计方法，进一步提高泵的效率，从而从整体上提高它的性价比。ZW自吸无堵塞排污泵集自吸和无堵塞排污于一体，采用轴向回流外混式，并通过泵体、叶轮流道的独特设计，即可像一般自吸清水泵那样不需要安装底阀和灌引水，又可吸排含有大颗粒固本和长纤维杂质液体，可广泛 适用于市政排污工程、河塘养殖、轻工、造纸、纺织、食品、化工、电业、纤维、浆料和混合悬浮等 化工介质最理想的杂质泵。2. 国内外研究现状和发展趋势2.1自吸泵结构类型及工作原理概述自吸泵的结构类型很多，其中，外混式另一方面，被 叶轮排到气水分离室中的水又经左右回水孔流回到叶轮外缘。左回水孔流回的水在在 压力差和重力的作用下，射向叶轮槽道内，并被叶轮击碎，与吸入管路来的空气混合后，甩向蜗壳， 真空泵液下泵计量泵齿轮泵 耐腐蚀泵耐酸泵消防泵向旋转方向流动。然后与右回水孔流来的水汇合，顺着蜗壳流动。由于液体在蜗壳内不断冲击叶栅，不断被叶轮击碎，就同空气强烈搅拌混合，生成气水混合物，并不断地流动致使气水不能分离。混合物在蜗壳出口被隔舌剥离，沿短管进入分离室。在分离室内空气被分离出来，由出口管排掉，而水仍经左右回水孔流向叶轮外缘，并与吸入管空气相混合。如此反复循环，逐渐将吸入管路中的空气排尽，使水进入泵内，完成自吸过程。 排污泵自吸泵油泵隔膜泵 螺杆泵齿轮油泵。内混式的自吸泵，工作原理与外混式自吸泵相同，其区别只是回水不流向叶轮外缘，而流向叶轮入口。内混式自吸泵在启动时，须打开叶轮前下方的回流阀，使泵内液体流回到叶轮入口。水在叶轮高速转动的作用下与吸入管来的空气相混合，形成气水混合物排至分离室。在这里空气排出而水又从回流阀返回到叶轮入口。如此反复进行，直至空气排尽，吸上水来。 2.2发展历史及趋势 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。18401850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。18511875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。 要引领国内泵行业的潮流，准确把握泵技术的发展趋势是基本功。泵技术的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。泵技术的发展趋势，主要有以下几点：产品的多元化，泵设计水平提升与制造技术优化的有机结合，产品的标准化与模块化，机电一体化的进一步发展，新材料新工艺的加速利用。3. 参考文献1、甘肃工业大学丁成伟，离心泵与轴流泵原理及水力设计.机械工业出版社2、查森,叶片泵原理及水力设计,中国工业出版社3、关醒凡，现代泵技术手册.宇航出版社4、张克危，流体机械原理，机械工业出版社5、格梁科（苏），叶片泵，国防工业出版社6、斯捷潘洛夫（苏），离心泵与轴流泵，机械工业出版社7、A.A. 洛马金，离心泵与轴流泵，机械工业出版社，19788、巴依巴科夫（苏），叶片式水泵 ，王焕德等译编著9、沈阳水泵研究所，叶片泵设计手册.北京：机械工业出版社10、AT特罗斯科兰斯基（波兰），叶片泵计算与结构，机械工业出版社13、沈阳水泵研究所，离心泵设计基础，机械工业出版社11、A.J.Stepanoff (斯捷潘诺夫) 离心泵、轴流泵的理论与应用，机械工业出版社12、陆林广、张仁田泵站进水流道优化水力设计北京：中国水利水电出版社13、图尔克（苏） 著，水泵和水泵站，董咏春译14、孙寿 ，水泵汽蚀及其防治15、杨开林，电站与泵站中的水力瞬变及调节16、I.J卡拉西克（美），泵手册，机械工业出版社2、本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：1 研究内容（1）学习ZW泵的结构组成及工作原理；（2）泵性能设计（水力流道尺寸设计）；（3）泵主要零部件设计：包括轴、泵壳体结构设计、轴承部件的设计、轴密封装置的设计等。（4）泵主要零部件强度计算：泵壳体强度计算、轴结构设计及强度计算。2 研究本课题采用的研究途径2.1 ZW泵的结构组成及工作原理 2.1.1泵的结构组成如图2.1.2泵的工作原理 外混式自吸泵的工作原理是：水泵启动前先在泵壳内灌满水（或泵壳内自身存有水）。启动后叶轮高速旋转使叶轮槽道中的水流向涡壳，这时入口形成真空，使进水逆止门打开，吸入管内的空气进入泵内，并经叶轮槽道到达外缘。另一方面，被叶轮排到气水分离室中的水又经左右回水孔流回到叶轮外缘。左回水孔流回的水在在压力差和重力的作用下，射向叶轮槽道内，并被叶轮击碎，与吸入管路来的空气混合后，甩向蜗壳，真空泵 液下泵计量泵齿轮泵耐腐蚀泵 耐酸泵消防泵向旋转方向流动。然后与右回水孔流来的水汇合，顺着蜗壳流动。由于液体在蜗壳内不断冲击叶栅，不断被叶轮击碎，就同空气强烈搅拌混合，生成气水混合物，并不断地流动致使气水不能分离。混合物在蜗壳出口被隔舌剥离，沿短管进入分离室。在分离室内空气被分离出来，由出口管排掉，而水仍经左右回水孔流向叶轮外缘，并与吸入管空气相混合。如此反复循环，逐渐将吸入管路中的空气排尽，使水进入泵内，完成自吸过程。排污泵自吸泵油泵隔膜泵螺杆泵齿轮油泵。2.2 泵主要零部件设计2.2.1轴的设计轴应有足够的强度和刚性，以保证泵工作可靠。泵运行期间，由于径向载荷引起填料函外轴的挠度不应超过50m，在计算轴的变形时，不应考虑填料的支承作用。轴必须的刚性可由轴径、轴承跨度或悬臂长度及泵体设计(如采用双涡壳)的组合来达到。2.2.2涡室及吸入室的设计螺旋涡室是压出室结构形式的一种，其作用是以最小的损失将从叶轮中流出的高速液体收集起来，引向次级叶轮或引向出口。同时还将液体的一部分动能变为压力能。吸入室的作用是将吸入管路中的液体以最小的损失均匀地引向叶轮。2.3 泵主要零部件强度计算 2.3.1叶轮强度计算水泵要想正常工作必须有一定的强度，保证其机械性能，叶轮强度校核分为叶轮盖板强度，叶轮厚度，轮毂强度三部分。2