单级单吸清水离心泵设计说明【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985齐齐哈尔工程学院毕业设计（论文）题目单级单吸清水离心泵设计院（系）专业班级学生姓名指导教师成绩年月日买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985单级单吸清水离心泵设计摘要离心泵是一种用量最大的水泵，在给水排水及农业工程、固体颗粒液体输送工程、石油及化学工业、航空航天和航海工程、能源工程和车辆工程等国民经济各个部门都有广泛的应用。在此设计中，主要包括单级单吸清水离心泵的方案设计，离心泵基本参数选择、离心泵叶片的水力设计、离心泵压水室的水利设计、离心泵吸水室的水利设计。以及进行轴向力及径向力的平衡，最后要进行强度校核。泵设计的最大难点就是泵的密封，本次设计采用的新式的填料密封，它可以根据压力的改变来改变密封力的装置。关键词离心泵；叶片；压水室；吸水室买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985IABSTRACTCENTRIFUGALPUMPISAKINDOFTHEMOSTCONSUMABLEINPUMPS,WATERDRAINAGEANDINAGRICULTURALENGINEERING,SOLIDPARTICLESLIQUIDTRANSPORTATIONENGINEERING,OILANDCHEMICALINDUSTRY,AEROSPACEANDMARINEENGINEERING,ENERGYENGINEERINGANDVEHICLEENGINEERING,ETCALLDEPARTMENTSOFNATIONALECONOMYISWIDELYUSEDINTHISDESIGN,INCLUDINGSINGLESTAGESINGLESUCTIONCLEANWATERCENTRIFUGALPUMPDESIGN,THEBASICPARAMETERSCENTRIFUGALPUMP,CENTRIFUGALPUMPHYDRAULICDESIGNOFLEAVES,WATERPUMPPRESSURIZEDWATERCHAMBERDESIGN,THEWATERPUMPSUCTIONCHAMBERDESIGNASWELLASAXIALFORCEANDRADIALFORCEBALANCE,ANDFINALLYTOTHESTRENGTHCHECKTHEBIGGESTDIFFICULTYPUMPDESIGNISTHEDESIGNOFTHEPUMPSEAL,THENEWPACKINGSEALITCANACCORDINGTOTHECHANGEOFTHEPRESSURETOCHANGETHEDEVICESEALINGFORCEKEYWORDSCENTRIFUGALPUMPLEAVESPRESSURIZEDWATERCHAMBERSUCTIONCHAMBER买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985II目录摘要IABSTRACTII第1章绪论111选此课题的意义112本课题的研究现状213本课题研究的主要内容2第2章泵的基本知识421泵的功能422泵的概述4221离心泵的主要部件4222离心泵的工作原理423泵的分类5第3章离心泵的水力设计631泵的基本设计参数632泵的比转速计算633泵进口及出口直径的计算634计算空化比转速735泵的效率计算7351水力效率7352容积效率8353机械效率8354离心泵的总效率936轴功率的计算和原动机的选择9361计算轴功率9362确定泵的计算功率10363原动机的选择1037轴径与轮毂直径的初步计算10371轴的最小直径10372轮毂直径的计算11买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985III38泵的结构型式的选择12第4章叶轮的水力设计1341确定叶轮进口速度1342计算叶轮进口直径13421先求叶轮进口的有效直径13422叶轮进口直径1443确定叶轮出口直径1444确定叶片厚度1445叶片出口角的确定1546叶片数Z的选择与叶片包角1547叶轮出口宽度1648叶轮出口直径及叶片出口安放角的精确计算1649叶轮轴面投影图的绘制17410叶片绘型18第5章压水室的水力设计2151压水室的作用2152蜗型体的计算21521基圆直径的确定21522蜗型体进口宽度计算22523舌角22524隔舌起始角22525蜗形体各断面面积的计算22526扩散管的计算23527蜗形体的绘型23第6章吸水室的设计26第7章径向力轴向力及其平衡2771径向力及平衡27711径向力的产生27712径向力的计算27713径向力的平衡2772轴向力及平衡28721轴向力的产生28买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985IV722轴向力计算28723轴向力的平衡29第8章泵零件选择及强度计算3081叶轮盖板的强度计算3082叶轮轮毂的强度计算3083叶轮配合的选择3184轮毂热装温度计算3285轴的强度校核3286键的强度计算34861工作面上的挤压应力34862切应力3587轴承和联轴器的选择35第9章泵体的厚度计算3791蜗壳厚度的计算3792中段壁厚的计算37第10章泵的轴封38101常用的轴封种类及设计要求38102填料密封的工作原理38103传统填料密封结构及其缺陷391031传统填料密封结构391032传统填料密封的不足39104填料密封的结构改造391041叶轮密封401042泵体密封40第11章经济性分析41结论42参考文献43致谢45买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709850第1章绪论11选此课题的意义泵是一种将原动机的机械能转变为输送流体能量的机械。在任何工矿企业中，用不到离心泵的部门是没有的在农业生产中，泵是主要的排灌机械。我国农用泵占泵总量的一半以上。在矿业和冶金工业中，泵也是使用得最多的设备。矿井下需要用泵排水；在选矿、冶炼和轧制过程中，需要用泵来供水等。另外，在国防建设、船舶制造、城市的给排水、蒸汽机车的用水、机床的润滑和冷却、纺织工业中输送漂液和染料、造纸工业中输送纸浆，以及食品工业中输送牛奶和糖类食品等，都需要大量的泵。泵的设计具有不同的方法，其基于流道理论的一元分析常用于离心式机械，将流道横截面上的参数用其平均值来表示的一种简化分析方法。确定泵叶轮的线性尺寸可以采用不同的方法，一种是利用经验系数直接计算线性尺寸，另一种利用速度系数。利用相似理论推导出叶轮及蜗形压出室线性尺寸计算公式，再以当代国产泵优秀水力模型为统计源，用数值分析的方法将拟合成方程式进行计算，是离心泵水力设计行之有效而简洁的方法。基于泵内液体流动的复杂性，至今还不能用理论计算的方法准确地获得泵的性能曲线，因此，通过试验手段开展对泵性能的研究，或对已有的产品确定其实际的工作性能就显得极为重要。根据试验条件和目的的不同，性能试验可分为试验台试验和现场式试验两种。试验台试验是指，将泵安装在制造厂或使用单位的泵性能试验装置上而进行的试验。其主要目的是确定泵的工作性能曲线，确定它的工作范围，可以更好的向用户提供经济、合理地使用和选择的可靠数据；通过实验得到的性能曲线来校核设计参数，检验是否达到了设计所要求的技术指标，以便修改设计或改进制造质量。现场试验是指，泵安装到使用单位后，在实际的使用条件下进行的试验，其主要目的是为泵的安全、经济运行提供可靠的依据。例如，通过试验了解整个泵装置及管路系统的实际性能，据此来考察其选型是否合理，并以此为依据，制定经济运行方案，使其在负荷变动时也能随之按最经济合理的方式进行。在泵改造前进行试验，以便鉴定改进效果。通过试验测得的效率下降和出力变化的情况，来估计泵在长期运行中因汽化、磨损和内部不正常的泄露等因素所造成的内部损坏程度，以便及时检测并合理确定检修期限。而离心泵是各种水力机械中应用最广泛的一种，是日常生活和生产活动联系最紧密的一种机械，在给水排水及农业工程、固体颗粒、液体输送工程、石买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709851油及化学工业、航空航天和航海工程、能源工程和车辆工程等国民经济各个部门都有广泛的应用。本次课题设计的清水离心泵适用工业和城市给水、排水，亦可用于农业排灌，供输送清水或物理化学性质类似清水的其他液体之用，温度不高于80。C。IS系列清水泵属于单级单吸的轴向吸入性离心泵，是供输送清水或物理化学性质类似于水的其它液体之用，运送介质温度不高于80。其广泛运用于给水排水及农业工程、石油及化学工业、航空航天和航海工程、能源工程和车辆工程等各个领域中。泵是通用类产品，其中的单级单吸清水泵属泵类中量大面广的一类泵，目前共有29个IS系列的泵产品。长期以来,单级单吸清水泵生产需求量占泵市场的30以上。我国的清水泵行业发展已有60多年历史，在这期间，一方面泵本身技术在进步，另一方面国民经济各部门对泵不断提出更多更高的要求。现在看来，现有单级泵的性能与可靠性已难以满足国家的需要，尤其是泵的效率与现代的高效节能产品相比存在着很大的差距。随着工业生产和科学技术的快速发展，清水泵行业的技术发展将呈现以下趋势1高效、环保、节能；2严格执行国际相关标准；3向高速化、自动化方向发展。由此可见，发展单级单吸清水泵产品，不仅是泵行业抓机遇，进行产品结构调整、升级换代的一项重要工作，同时也具有十分显著的社会与经济效益。本设计对单级单吸清水泵进行结构设计、锻炼自主思考的能力、查阅资料解决问题的能力、手工及电脑制图的能力，为以后学习工作打下良好基础。12本课题的研究现状当前国内离心泵的技术水平通过几十年的发展以及许可证技术引进，从综合技术水平来看，单、两级泵方面都具有国际先进水平，与国外同类型泵相比无差距，有些地方还是国际一流水平，如可靠性、效率、通化程度等。而高温高压多级泵在结构形式、可靠方面已达到国际同类型水平，国内起步较晚，引进技术消化吸收，从89年，90年开始生产高技术水平泵，逐步开发完善，并代替进口。国外离心泵总体技术水平比国内技术水平要高一些，效率合格率为857，总体平均水平与国家标准规定值相比高230，达到国家标准要求，效率、汽蚀余量合格率分布情况总体与国内的情况是相一致的，在低比转速处合格品分布率相对好一些。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985213本课题研究的主要内容课题研究的内容是单级单吸清水离心泵设计。主要包括单级单吸清水离心泵的方案设计，离心泵基本参数选择、离心泵叶片的水力设计、离心泵压水室的水利设计、离心泵吸水室的水利设计。以及进行轴向力及径向力的平衡，最后要进行强度校核。进行离心泵设计的难点就是密封设计，本次课题设计的离心泵密封类型是填料密封，填料密封是用填料填塞泄露通道阻止泄露的一种密封形式。其不足之处在于密封性能较差，对轴或轴套磨损大，损失功率大以及使用寿命短等。通过分析传统填料密封结构、工作原理及其缺陷后，要改善和提高填料密封的密封效果，可采取的措施是（1）尽量使径向压紧力均匀且与泄露压力规律一致，使轴套承压面受压均匀，从而使轴套磨损小而且均匀。（2）使填料密封结构中的填料具有补偿能力、足够的润滑性和弹性。（3）密封的填料沿轴向抱紧力应均匀分布。鉴于以上分析，采用的填料密封结构应该是一种能够自动根据被密封介质压力的变化而变化密封力的填料密封结构。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709853第2章泵的基本知识21泵的功能泵是各种水力机械中应用最广泛的一种，是和我们日常生活和生产活动联系最紧密的一种机械。在给水排水及农业工程上都需要它，在工业工程上更需要它。如在给水排水工程中，泵从水源取水，抽送到水厂，净化后的清水由送水泵输送到城市管理网中去；对于城市的生活污水和工业废水，经排水管渠系统汇集后，也必须有排水泵将污水抽送到污水处理厂，经处理后的污水再由另外排水泵排放如江河湖海中去，或者排入农田作为灌溉之用；再矿山输送尾矿的尾矿泵、洗煤厂使用的泥浆泵、电站除灰的灰渣泵和河道疏浚的挖泥泵等，已经广泛应用于冶金、石化、食品等工业和污水处理、港口河道疏浚等作业中。22泵的概述221离心泵的主要部件离心泵主要由叶轮、轴、泵壳、轴承、密封装置等组成，具体介绍如下1）叶轮叶轮是离心泵主要的过流部件，其主要作用是把原动机的能量传递给液体，叶轮常用铸铁、铸钢、合金钢或其他材料制成。2）轴离心泵的轴用来传递扭矩，驱动叶轮旋转，在轴上泵的叶轮、轴承、密封装置及联轴节等部件。3）泵壳将叶轮封闭在一定的空间，以便由叶轮的作用吸入和压出液体。泵壳多做成蜗壳形，故又称蜗壳。由于截面积逐渐扩大，故从叶轮四周甩出的高速液体逐渐降低流速，使部分动能有效地转换为静压能。泵壳不仅汇集由叶轮甩出的液体，同时又是一种能量转换装置。4）轴承轴承用来支撑转子零件，并承受转子零件上的多种载荷，根据轴承中摩擦性质的不同可分为滑动轴承和滚动轴承，每一种又可分为向心轴承和推力轴承。5）密封装置为了保泵的正常工作，应防止液体外露和内漏，或外界空气吸入泵内，因此必须在叶轮和泵壳间、轴与壳体间装有密封装置，最常见的密封装置由填料密封、机械密封盒浮动密封。222离心泵的工作原理离心泵之所以能把水送出去是由于离心力的作用。水泵在工作前，泵体和吸入管必须罐满水形成真空状态，当叶轮快速转动时，叶片促使水快速旋转，旋转着的水在离心力的作用下从叶轮中飞去，泵内的水被抛出后，叶轮的中心买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709854部分形成真空区域。水源的水在大气压力（或水压）的作用下通过管网压到了吸入管内。这样循环不已，就可以实现连续抽水。在此值得一提的是离心泵启动前一定要向泵壳内充满水以后，方可启动，否则泵体将不能完成吸液，造成泵体发热，振动，不出水，产生“空转”，对水泵造成损坏（简称“气缚”）造成设备事故。具体见图21。图21离心泵装置简图23泵的分类离心泵是一种量大面广的机械设备。由于应用场合、性能参数、输送介质和使用要求的不同，离心泵的品种及规格繁多，结构形式多种多样。按泵轴的工作位置可分为横轴泵和立轴泵按压出室形式可分为蜗壳式泵和导叶式泵；按吸入方式可分为单吸泵和双吸泵；或按叶轮个数分为单机泵和多级泵。每一台泵都可在上述各分类中找到自己所隶属的结构类型。泵的结构形式是由几个描述该泵结构类型的属于来命名的，如横轴单级单吸蜗壳式离心泵、立轴多级导叶式离心泵等。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709850第3章离心泵的水力设计31泵的基本设计参数1）扬程H35M2）流量Q15M3/H3）工作介质为清水4）必要空化余量NPSHR4M5）工作介质密度为1000KG/M332泵的比转速计算对于本次离心泵设计，必需空化余量为4M，转速为2950R/MIN，比转速可根据式3134来计算NS4834365HQ43560/129631通过计算确定泵的比转速NS48333泵进口及出口直径的计算泵吸入口径由合理的进口流速确定。泵吸入口的流速一般设为/S左右。M3从制造方便考虑，大型泵流速取大些，以减小泵的体积，提高过流能力。而要提高泵的抗汽蚀性能，应减少吸入流速3。泵的进口直径D1由进口速度VS确定，其值通过查表514确定为3M/S左右，选VS21M/S，进口直径按式514计算D100503MSQ412360/532泵出口直径D2可取与D1相同，或小于D1，即D2107D1107503503352MM33经圆整取D150MM，D235MM。34计算空化比转速空化比转速可由式524计算C3784344365RNPSHQN4360/159式中NPSHR为泵的必要空话余量，由于转速已经给定，在这里就不对转速买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709851进行过多的计算。35泵的效率计算351水力效率水利管道上的主要用泵从用途上可分为给水泵和主输泵两种。主输泵是各泵站的输水用泵。在构造上，水利管道所用离心泵一般为单级双吸，两级双吸，多级单吸几种。单级泵用作给水泵或串联操作的主输泵。多级泵则用于主输泵的并联操作，根据需要的扬程选择多级泵的级数。因为要求较高的工作效率，主泵的比转数都比较高，因而水泵必需的最小汽蚀余量也大，这意味着，主泵的抗汽蚀性能较差，往往需要正压进泵。离心泵基本工作性能特点5转速高，通常为1500R/M3000R/M或更高，流量均匀；流量随扬程而变化，流量范围大，通常10350M3/H，最大流量可达10000M3/H以上；扬程随流量而变化，在一定流量下只能供给一定扬程。单级扬程一般10M80M。多级泵扬程可达300M以上，工作压力一般10105PA；功率范围很大，一般在500KW以内，最大可达1000KW以上；效率较高，一般050090，在额定流量下效率最高，随着流量变化效率降单级扬程一般为57M，最大可达8M以上。比转数（比速）是影响离心泵叶轮结构和性能的一个参数。在250的范围，泵的效率最好，当4545效率及抗汽蚀性能中等一般清水泵的单级单吸及双吸叶轮和多级泵第一级叶轮4550效率较低，抗汽蚀性能较好锅炉给水泵第一级叶轮及对抗汽蚀性能要求较高的场合5055效率有较大的降低，高抗汽蚀性能冷凝泵有前置诱导轮的离心泵422叶轮进口直径叶轮进口直径按式5155计算MM68451220HJDD4343确定叶轮出口直径叶轮出口直径按式5174计算51304835910359222SDNK44MM52906/5322NQD45式中叶轮出口直径系数。2DK44确定叶片厚度叶轮工作是，叶片上承受着液体的反作用力和叶片质量的离心力受力情况比较复杂，很难精确计算，通常可用如下经验公式10445计算叶片的厚度。MM0183522ZHDK46系数K与离心泵的比转速NS和叶片的材料有关，其值由表10105所示，买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709858材料选用钢，所以K32。表42系数K与NS和材料的关系NS4060708090130190280铸铁钢32335323833403445356576108最后，综合考虑取叶片真实厚度3MM。45叶片出口角的确定离心泵叶片出库安放角一般小于，当和并取较大值时，2902902HQ性能曲线会出现驼峰现象，使离心泵运行不稳定。为了得到较高的效率，一般取。所以，综合考虑取。230182546叶片数Z的选择与叶片包角叶轮叶片数的多少会影响泵扬程的高低。用速度系数设计轮时，因为速度系数是现有泵的参数上统计得来的，而现有泵的叶片数Z与比转速NS之间存在着一定的关系。因此，泵的叶片数Z也可以根据比转速NS按照这一关系确定之，通过查表525,综合考虑，Z8。表43离心泵的叶片数ZNS306060180180280Z5片长叶片加5片短叶片或988665如果叶片数Z大，叶片包角应小一些，叶片出口角也可大一些；如果2叶片数Z小，叶片包角应小一些，叶片出口角也要取小一些。一般可取2，综合考虑，叶片包角取。10858547叶轮出口宽度叶轮出口宽度B2可按式5194计算435014601640652SNK7买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709859MM93029536/103502MHB48综合考虑，选取B25MM。48叶轮出口直径及叶片出口安放角的精确计算离心泵一般是选择叶片出口角，精算D2,先计算叶轮出口轴面速度。2M/S490429051435096/B22DQVVM叶轮出口速度按5185变形计算M/S53626N2U410无限叶片数下的叶片出口流面速度2UV2352042191M/S2UVMCTG25CTG411无限叶片数下的理论扬程M841095232GVUHT412可根据式5204的变形来计算出圆周速度2U413SMTGTGHTGVTUTM/2584105450422此时，可按式5204算出第一次精算的叶轮出口直径D2MM160295143602MNUD414经过比对可知，计算的精确值与速度系数法计算的误差大于2，所以修正，经过计算当为时，误差在2之内，所以被修正为，并且确22727定叶轮出口直径D2150MM。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098510即得出，D2150MM，DJ68MM，DH45MM，B25MM。2749叶轮轴面投影图的绘制距轴心和作两根平行于轴心OO的直线AB和CD（图41）。作HR2OO的垂线EF,它与CD和OO线相交于E、F两点，通过E点作05的直线EG。大小与比转速和叶轮的结构型式有关。小取，SN大或双进口泵的值一般取35。以适当的R2作圆弧并与AB和EG线相SN切，即可作出叶轮后盖板的轮廓线。液体从轴向进入叶轮而从径向流出，为了减少转弯的水力损失，在轴向尺寸许可的条件下尽量加大前后盖板的圆弧半径，但前后盖板两者间的圆弧半径关系为（1820）在CD线上截取12R，距轴心和作两根平行于OO的直线IJ和KL。在KL线上以M2BHE0R1为圆心，为直径作一个与叶轮后盖板相切的圆。以合适的圆弧以为半径和11R直线作叶轮前盖板的轮廓线，此轮廓线一定要与IJ和的圆相切，并且还应通1B过H点。叶片进口边的位置对汽蚀、效率和特性曲线的形状都有一定的影响。小比转速叶轮进口边做成与轴线平行，而大比转速和性能要求高的泵都做成进口边伸入叶轮的喉部。进口边伸入叶轮喉部，不但增加了叶片面积减少了叶片负荷，并且又能使叶轮进口的圆周速度和相对速度都能降低，这样改善了汽蚀性能。进口边伸入叶轮喉部，泵的HQ曲线变陡，最高效率点向小流量方向移动，并且效率也有所提高。当叶片进口边伸入叶轮喉部太多时，叶片扭曲的厉害，容易造成液体的堵塞，另外对铸造也带来一定的困难。为了避免上述的缺点，我们常常把叶片进口边布置与轴线成3045的倾角。通过N、M、P各点作一根光滑的曲线，此曲线就是叶片的进口边，将来做平面投影图时还要进一步修正。叶片进口边与叶轮前后盖板相交的角尽可能成90，若太小，叶片堵塞严重，并且也会带来铸造和清砂的困难6。根据求出的尺寸D2、DJ、DH和B2，参考相近比转速NS的叶轮图纸，绘制叶轮的轴面投影。见图41。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098511图41叶轮轴面投影图410叶片绘型对于比转速NS小的离心泵，叶轮、叶片几乎全部在轴面流道的径向部分，其进口边均在同一个轴截面上，而且各流线叶片进口三角形基本相同，叶片扭曲很小，可按圆柱形叶片设计那样绘型。圆柱形叶片的绘型比较简单，制造也很方便，但由于进口边来流一般不完全是径向的，特别是对于前盖流线，进口边往往处于轴面流拐弯处，叶片的安放角与相对水流角会有较大的差别，造成较大的冲击损失。一般说比转速小于90的泵，可采用圆柱形叶片，比转速大于90的采用三位扭曲叶片。出于铸造要求，有些比转速大于90的离心泵，也采用圆柱形叶片。圆柱形叶片可直接在平面图上绘型，叶片骨线可用一个圆弧或多个圆弧画成，本次设计采用两段圆弧。见图42。作图步骤1）作出叶轮DJ和D2；2）作中间圆，其直径MM162DJI415并计算DDJ处得叶片安放角3021JJIAAID买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985124163）作半径OA，由A点作AB，使2ABO4）作半径OC，使，并与圆弧DI相交与C；AIC25）过A、C点作直线，并于DI交于另一点D6）连线半径OD，做直线DE，使，并与直线AB交于E点；AIE7）以E点为圆心以EA为半径作圆弧，此圆弧必经过D点；8）作半径OF，使,并与D1圆交于点F；1AIOF9）过D、F点作直线，并与D1圆交于另一点G10作半径OG，作直线GH，使，并与DE线交于点H；1AGH11以H为圆心，以OH为半径作圆弧，此圆弧必通过G点；12以E和H为圆心，分别以为半径作弧，并适当削圆叶片E和进口，即得圆柱形叶片形状。其中为叶片真实厚度。图42叶片买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098513第5章压水室的水力设计51压水室的作用1）将叶轮中流出的液体收集起来送往下一级叶轮或管路系统；2）降低液体的流速，实现动能到压能的转化，并可减小液体往下一级叶轮或管路系统中的损失。3）消除液体流出叶轮后的旋转运动，以避免由于这种旋转运动那个带来的水力损失。为达到上述要求，压水室在设计中要做到1）压水式的水力损失占整个泵中的损失的很大一部分，为此压水室中的水力损失应尽量小；2）尽可能使水流量轴对称，提高泵运行的稳定性；3）具有足够的强度，较好的经济性及公益性，并考虑到泵布置的要求。蜗形体的断面形状主要有梯形、矩形和圆形。1）梯形断面梯形断面结构简单，水力性能好，是蜗形体断面中用的最广的一种。2）矩形断面矩形断面具有与梯形断面相同的优点，适用于各种NS的泵上。它的工艺性最好，且断面比较容易打磨或加工，用于材料为铸造收最不易光洁的钢或不锈钢而又要求很光洁的蜗形体上是最适宜的。由于这种断面是等宽的，所以径向尺寸比梯形断面要略大一些。3）圆形断面如果叶轮出口后即是圆形断面，中间没有过渡区，则由于圆形断面在叶轮出口处突然扩大，这对泵的水力性能是不利的。圆形断面的优点是在蜗形体受压后，受力情况比上面两种断面要好。因此这种断面适用于大型的额压力高一些的泵上，这种情况下，液体出了叶轮后经过扩散导叶再进入圆形断面。本次设计采用蜗形体，断面形状为梯形断面。52蜗型体的计算521基圆直径的确定基圆直径D3可按式5405计算MM16254108308132D51综合考虑取MM。153买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098514522蜗型体进口宽度计算进口宽度B3可按式5415计算MM512050223DB52523舌角舌角可按式5425'361212'3UMVTG53524隔舌起始角一般将通过隔舌起点（即蜗形线与基圆相交的点）的断面称为0断面，断面与0断面之间的夹角称为隔舌起始角。理论上隔舌起点应放在断面的0基圆上，但是泵的NS增加后，蜗形体中的速度减慢，蜗形体断面面积增加，径向尺寸增加，会使隔舌变得很薄，或影响蜗形体扩散管在此区域的形状。因此NS增大后，也应适当增加。值可参考表545选取。00表51隔舌起始0NS3080901301402202303600150523845通过查表545,综合考虑选取。10525蜗形体各断面面积的计算计算蜗形体各断面面积时，是把蜗形体中的圆周方向平均速度看作常数来设计的。计算时先根据NS在图5335查的K3,按式5435求出各断面中的平均速度。M/S5614502523GHKV4式中蜗形体各断面中的平均速度（M/S）；3H泵的扬程（M）；买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098515G重力加速度，G10M/S2；K3速度系数，由图5335中查得。通过查表5335可得K3055。通过断面的流量按式5445计算。QM3/H614536036055式中隔舌起始角（度）；0Q泵的扬程（M/S）。断面面积由式5455得。FQ/146/3600/146000028M23V56526扩散管的计算蜗形体扩散管部分的作用在于降低泵压出口的液流速度，使液体一部分动能转化为压力能，减少压出管路的水力损失。扩散管的进口可看做是蜗形体的断面，其出口时泵的压出口。设计计算扩散管的长度L和压出口直径DY时，原则上长度L应尽可能小，并应照顾到泵压出口法兰尺寸符合法兰标准，法兰位置适当，便于加工和装拆法兰螺栓。另外，为了减小扩散损失，扩散角应在的范围内。128根据结构选定扩散管长度L140MM，由公式5485算出断面当量直径DD4F/1/2（4000028/314）1/218819MM57综合考虑，扩散管当量扩散角，压出口直径DY可由5475变形计算10DMMLTGY254319025TG58压出口直径DY435MM527蜗形体的绘型先确定基圆直径D3和蜗形体进口宽度B3，以B3为底边，作等腰梯形，此买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098516梯形的二斜边的斜度应符合，并令其面积略大于断面面积A503HH，然后将梯形圆角的取大一些，使圆角后的梯形面积等于断面的计算面积A，断面即算作成。绘图时要注意下述事项为便于绘制断面、比较各断面的形状和识图方便起见，八个断面可绘制在一起；而为了图面清晰，各个断面可只绘出一半。蜗形体外壁如系弧线，则其圆弧半径R8、R、R6应随断面包角的减小而有规律的增大，且应使O断面处为直线。否则会增大隔舌与叶轮之间的间隙，影响泵的性能。断面高度H8、H7，圆角半径R8、R7，侧劈斜度等，均应如前所述，随着包角的减小而有规律的减小。一般H8、H7、H6H1的数值是等差的，H1不小于B32，断面面积与计算值不符，则以调整断面高度月H8、H7较为方便。梯形断面见图51。蜗型体平面图见图52。图51梯形断面买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098517图52蜗型体平面图买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098518第6章吸水室的设计离心泵吸水室是指泵进口法兰至叶轮进口前泵体的过流部分，吸入室设计的好坏影响到水泵的抗空化性能。按照吸水室的形状可分为锥管吸水室、环形吸水室和办螺旋形吸水室三种。本次吸水室采用锥管吸水室，如图锥管吸水室广泛用于单级悬臂离心泵上，其水力性能好，结构简单，速度分布从进口到水泵叶轮进口逐步均匀变化，其出口直径与进口直径相同，入口直径比出口直径大710，而入口的经济流速在3M/S左右，允许锥度为，这样就可以确定该吸水室的尺寸。187锥管吸水室的进口直径MM4736800JSD61综合考虑取DS80MM。锥度取15则吸入长度MM624872/TGDLJSX综合考虑，适当加长一些，取60MM。结构图见61。图61吸水室买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098519第7章径向力轴向力及其平衡71径向力及平衡711径向力的产生使用抽空腔室的水的压力，最佳的操作条件，在每个部分的腔室的所需压力基本均匀。减速时泵的流量比最佳流动条件下的液体流动室漩涡，叶轮流体出口三角形输出速度的绝对速度可以从最佳运行速度可以看出大于绝对时间，也将腔室的顶部耳蜗从风扇室流出的液体的速度不断击中耳蜗流体，使耳蜗流体室接收能量，在腔室中的耳蜗流体压力开始从语言管进口日益普及。当泵的流量比最佳流动条件更高，相反，从液体雨叶轮绝对速度流出的绝对速度时的最佳操作条件，甚至更少的液体的范围腔漩涡，在耳蜗两种液体结果冲击室，耳蜗液体能量室继续支付，以增加从叶轮流出的液体的速度，使得在从非预期语言进口扩散管中的压力腔室中的液体被逐渐减小。蜗室各部分产生的径向力。并且由于在叶轮的流体压力的不均匀分布，从而损坏液体流动的叶轮的对称轴，压力，其中液体从叶轮少排出，从叶轮不太有压力的地方的液体流出物。由于沿叶轮非常不同流动的液体的圆周上，所以上的反作用力流体动力叶轮的圆周上的效果是不一样的，这又导致一个径向力。作用在叶轮的径向力是上述两个向量和径向力5。712径向力的计算压水室是涡室的泵，在偏离设计工况时的径向力可按式915计算N71620150350819819332BHDKFRR式中偏离设计工况时的径向力N；R包括前、后盖板的叶轮出口宽度，取001140M；2B42B实验系数，查取得0080。RK08RK713径向力的平衡由于力和叶轮的宽度径向出口出口直径，叶轮成正比。因此，它的影响将随着泵的尺寸增大，并且还与增加升力的增加5。单级单吸离心泵的设计，蜗壳泵只有径向力的平衡，你可以使用双蜗壳或添加面板以获得在双蜗壳，每间客房都希望，即使不能完全消除径向力，但两间通过蜗轮分离对称地布置，作用在叶轮的径向力相互平衡。有翅片能够平衡径向力，但在泵的结构复杂化。可以通过计算径向力得到不是很大，你不能将设备设置为平衡径向力。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709852072轴向力及平衡721轴向力的产生离心泵的工作中，转动部件受到平行于轴向力的轴。此力足够大时，特别是多级离心泵。轴向力主要由两部分组成因为对前，后轮的两侧不同压力的1），压力前盖侧为低时，后板侧的高压，从叶轮罩的进入点导出以获得轴向力F1。2）的流体的内部和所述叶轮，以产生不同的动态反作用力F2，其相反的方向F1的方向和速度的外面流动。除了抽吸泵输入单悬臂更高的压力，但也可以考虑作用在压力输入轴的轴向压力引起与F1的方向相反。为立式离心泵，其转子的重量的一部分，是轴向力4。722轴向力计算1叶轮前后压力引起的轴向力F1可按式2584估算N428135601045684342221GKHIDDFHJ72式中D1叶轮进口处的直径MM；DH轮毂直径MM；H叶轮实际扬程MM；I叶轮级数MM；K系数，NS60150时为06，当NS150250时为08。2）液体作用与叶轮入口的动反力可按式2594计算N7375812360/51002VQFM式中叶轮的质量流量M3/S；QV0叶轮进口处的速度（M/S）。3总的轴向里N54197821F74根据计算结果可知，轴向力指向入口。723轴向力的平衡方法常用的一些的轴向力的或所有的液压平衡。此方法包括叶轮或上的轴向力的对称的，或附加的整个表面上的压力，以确保在所有操作条件的均衡系买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098521统。但是充分达到平衡轴向力是困难的，因此必须承受不平衡推力轴承的轴向力，同时也为利用双向轴承可承受的轴向力4。泵叶轮的设计是一个单级，所采取的措施是开放平衡。针对图71所示的叶轮吸入打开几个平衡孔的叶轮，后面板之后，形象地比喻周围空间的封面，而后盖密封附加后的轴向力，对“直径旋转相同直径的密封环。这很简单，但在损失增加，但也使进口更加无序流动，降低泵的效率。图71平衡孔买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098522第8章泵零件选择及强度计算81叶轮盖板的强度计算盖板中的应力主要是由离心力引起的，如应力的前后盖板是等厚的，半径越小的地方圆周应力越大，在D0和DX处的应力近似由式10425计算，叶轮材料采用ZG1CR13,许用应力98130MPAMPA81130986352788250MPAU式中盖板中D0和DX处得圆周应力（PA）；材料密度（KG/M3）；U2盖板外径的圆周速度（M/S）许用应力（PA）。计算结果说明叶轮安全。按等强度设计盖板时，盖板直径DX008M处的厚度，首先得计算出角速度角速度RAD/S8301429530N82盖板直径DX008M处的厚度，可按式10435计算MM83043044081598062374222EEXDWX式中盖板直径DX008M处的厚度；叶轮最大直径处盖板的厚度，参考其他叶轮尺寸，综合考虑2取4MM；82叶轮轮毂的强度计算叶轮旋转时，叶轮的质量能够产生离心力。离心力使轮毂内孔处产生的圆周方向应力可用如下近似公式10455进行计算MPA8463527805820UU叶轮材料为ZG1CR13，362MPAS安全系数3251063USN买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709852385根据计算结果，叶轮强度满足要求式中轮毂内孔处的圆周方向应力（PA）U材料密度（KG/M3）叶轮外径的圆周速度（M/S）。283叶轮配合的选择在离心力的作用下，叶轮轮毂内控增大，对于热装的叶轮，轮毂与轴的最小过盈量要大于离心力使轮毂内控产生的变形量。离心力使轮毂内孔直径的变形量可按式1046580M862035410263MUDE本处的配合是过盈配合，轮毂与轴的最小过盈量要大于离心力使轮毂内孔产生的变形量。根据计算结果M，参考其他离心泵的轮毂配合进行计算，综合考80虑要把过盈余量保持在80160M即可。1）确定基准制按照其不受原材料、标准件和结构的限制，选基孔制。2）确定孔的公差带配合公差M，80160MINAXYTF这个数值应大于或等于孔与轴的公差之和，孔与轴的公差应在M左42/FT右。这时要看孔、轴的标准公差等级，如在7级以上，则取孔比轴低一级，如在8级以下，则可取孔、轴同级。查附表317,得IT757M。可取孔的标准公差等级为7级，即孔的公差带为H7，并可开始画公差带图。3）确定轴公差带因为是过盈配合，可以知道轴的公差带位置在零线的上方。ESXMIN87因已知要求最小过盈余量M，即轴基本偏差应接近80M。80INY查附表326,取轴的基本偏差为R，ES108买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098524轴的公差应初步确定为M88235780HFST查附表316得知，取IT636M这时M726108IESI89轴的公差带确定为R6最后，配合选取。6/735RH84轮毂热装温度计算加热轮毂，使其内控产生的变形（内孔增大）应为最大过盈量的15倍，可进行装配，加热后的温度称为热装温度，可用式计算。91650820516MAXDT810T120，MAXDDEG/06式中T热装温度（）；T1室温（）；最大过盈量（CM）；MAX轮毂的平均直径（CM）；D叶轮材料的线膨胀系数（1/DEG）。85轴的强度校核转子1）的重因为它是水平的泵，所述转子的重量的径向力和径向力是固定的方向。轴的重量是均匀的负荷，但为了简化计算，它可以成为集中负荷轴被分成段，蜗形泵，在设计条件下，无需额外的径向力，同时不存在树皮带张力或齿轮啮合力，然后该转子的，在固定的方向上的径向力仅重量。叶轮重量估计为260N。2）轴向力它作用于液体轴向力叶轮和平衡盘被计算在液压设计。通过作用于叶轮轴买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098525向力F4195N。3）反作用力在两个径向受力A，B反应的力量固定的方向，分别为RA，RB说，他的当事人已经采取了起来。叶轮和209毫米，以190毫米轴承之间的距离的轴承之间的距离。反应的力等于所有的径向力的总和。RARB2600811对B点取矩01920619A解之得RA546NRB286N4弯矩图及扭矩图图81弯矩图及扭矩图通过弯矩图及扭矩图可知，最危险断面在轴承A处。可以按第三强度理论来进行校核。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098526MPA3285734231045212MPATMW812根据计算结果，轴的强度满足要求。86键的强度计算泵，联接是传递的最大转矩的关键点。对于独立的泵叶轮可近似认为关键的一点是，传送到同一对的转矩是相同的。的目的是为了验证在转矩的传递（例如，接头，叶轮，平衡盘转子部件等），在有效的强度计算链路关键作用，并与由密钥产生基本部件接触剪切应力对于工作压应力（当然，包括键，但控制通常是差份抗挤压）扭矩传递面满足电阻的要求。根据关键共同标准扳手扁圆形（A）中，键宽B0008米，关键高度H0008米，关键的L总长度0025叶轮的直径选定。图82给出结构图图82键的结构图861工作面上的挤压应力键及其联接零件传递扭矩的工作面上挤压应力应满足如下公式10555要求84JTJDHLM13买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098527式中工作面上的挤压应力PA；J键所传递的扭矩，与轴所传动的扭矩相等NM；NM安装叶轮处的轴径M；D键的高度M；H键的有效长度，MM；L015025BLL材料的许用挤压应力PA。J键采用的材料为45号钢材，所以JMPA1代入数据得MPA814150230158035424JTJDHLM根据计算结果可知，满足强度条件。862切应力键的切应力产生最大的切应力，其值应满足如下公式10565的要求2DBLMT815式中切应力PA；键的宽度M；B材料的许用切应力，键的材料为45号钢材，所以取。MPA60代入数据得MPA816604201580254MPADBLT根据计算结果可知，满足强度条件。87轴承和联轴器的选择根据泵结构以及参考其他类型的结构，选轴承为深沟球轴承6009型，两个轴承成对使用，具体结构见图83。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098528图836009型深沟球轴承此泵是进行全天24小时连续工作，轴承必须达到预期寿命。虽然两个轴承成对使用，但是必须计算轴承的寿命以保证安全。又因为两轴承载荷不同，现对较大的载荷进行计算就可。因为，查得径向系数，轴向系数。轴的当70/EFRA560X41Y量动载荷为N8960273428156ARRYXP17进行对轴承的寿命计算H607960421366013RPCNL818根据计算结果，轴承的寿命符合要求。式中CY泵的基本额定载荷N；PY泵的当量动载荷N；N泵的电机转速（R/MIN）。泵常用的联轴器有两种爪形联轴器和柱销联轴器，本次设计采用柱销联轴器，型号为B110162035。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098529第9章泵体的厚度计算91蜗壳厚度的计算蜗壳的几何形状很复杂的，而且受力后产生的应力更复杂，因此很难用精确计算的方法求出壁厚，可用如下的经验公式10625进行计算。泵的Q35M，H15M，N2930R/MIN，蜗壳的材料HT200，KG/M2,安全系数N4。0BCM91140518367PD式中蜗壳壁厚（CM）；D蜗壳内壁最大径向尺寸，通常在压水室的4和8断面处（CM）；P包括进口压力的泵设计点压力（KG/CM2）；材料的许用应力（KG/CM2）材料的许用应力，其中N为安全系数，其值与泵的结构、大小和B比转速有关。本次设计的是单吸悬臂泵、N415。小泵（如吸入口径不大于50MM）和高比转速（高于250）的泵取大值；压力较高的泵和大泵取小值；一般的可取N7。92中段壁厚的计算对于分段式多级泵，中段承受内压，在最后一个中段上承受着最大的内压力。中段的形状近似圆筒，因此可按承受内压的薄壁圆筒来计算。但是本次设计的是单级单吸清水离心泵，不用考虑用内压进行计算。综合考虑，运用类比法对比其他IS型泵，取中段壁厚的厚度CM。60买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098530第10章泵的轴封密封件是一个连接装置，而是对整个设备的密封