螺旋离心泵的设计讲诉

1、湘潭大学兴湘学院毕业设计第一章绪论1.1 螺旋离心泵概述 是把原 机的机械能 抽送液体能量的机器。一般，原 机通 叶 旋 ， 液体做功使其能量增加， 从而使要求数量的液体从吸入口通 的 流部分， 送到要求的高度或要求有 力的地方。 是世界上最早 明的机器之一。 今世界上 品 量 次于 机，所消耗的 量大 量的四分之一。 的种 甚多， 用极 广泛。除 田灌 、城市和工 排水、 厂、石油 厂、石油 厂、 油管 、化工厂、 厂、采 、造船等部 外，目前 在原子能 、 艇的 水推 、火箭的燃料供 等方面亦得到重要 用。另外， 可以用 来 固体如煤、 等 行 距离水力 送。 抽送的介 除水外，有油、酸、

2、碱 料一直到超低温的液 气体和高温熔融金属。可以 ，凡是要 液体流 的地方，就有 在工作。 在国民 中起着十分重要的作用。根据科学技 的 展， 送固 物 的 用 域日益 大，如 水 物、泥 、 、灰渣 石、粮食淀粉、甜菜水果、 壳等不 枚 。据文献介 ，如今已成功地从 5000 米深的海底用 向 地 送猛 石。 送 物 的 ，有两个主要要求：一是无堵塞，二是耐磨 。耐磨 主要与材料有关，无堵塞主要取决于叶 的 构形式。目前作 无堵塞 叶 的 构形式有： 1. 开式或半开式叶 ； 2. 旋流式叶 ； 3. （双）流道式叶 ； 4. 螺旋离心叶 。螺旋离心 是典型的无堵塞离心 。世界上第一台螺旋离

3、心 是用来 送 ，随后用来 送固液两相流体，可以用来排雨水和 送高黏度液体。 防止故 物 堵塞，使之 利的流出，开式叶 中有一片或两片扭曲的螺旋形叶片，在 形的 体上由吸入口沿 延 ，叶片的半径逐 增大，形成螺旋形流道。壳体由吸入盖和 壳两部分 成。吸入盖部分的叶 ， 生螺旋推 作用， 壳部分的叶 像一般的离心 生离心作用，叶片 口的 角部分将 物 向 心附近，再利用螺旋作用使之沿 推 。 种 是容 和离心 的 合，故称 螺旋离心 。1.2 离心泵主要零部件及结构形式离心 的主要零部件包括：前盖板、叶 、主 、 室、后盖板、 封、 承体、 和支架。离心 中 包括像螺母、法 、 承等具有通用 准

4、的零部件。离心 的 构形式主要有以下几个：1. 按主 方向卧式：主 水平放置；立式：主 垂直放置；斜式：主 斜放置。 按液体流出叶 的方向- 1 -湘潭大学兴湘学院毕业设计离心式装径流式叶轮；混流式装混流式叶轮；轴流式装轴流式叶轮。 按吸入方式单吸装单吸叶轮；双吸装双吸叶轮。 按级数单级装一个叶轮；多级同一根轴上装两个或两个以上的叶轮。 按叶片安装方法可调叶片：叶轮的叶片安放角可以调节的结构；固定叶片：叶轮的叶片安放角度是固定的结构。 按壳体剖分方式分段式：壳体按与主轴垂直的平面剖分；节段式：在分段式多级泵中，每一级壳体都是分开式的；中开式：壳体在通过轴心线的平面上分开；水平中开式：在中开式中

5、，剖分面是水平的；垂直中开式：在中开式中，剖分面是垂直的；斜中开式：在中开式中，剖分面是倾斜的。按泵体形式涡壳泵：叶轮排出侧具有带涡室的壳体；双涡壳泵：叶轮排出侧具有双涡室的壳体；透平泵：带导叶的离心泵；筒式泵：内壳体外装有圆筒状的耐压壳体；双壳泵：指筒式泵之外的双层壳体泵。特殊结构泵潜水电泵：驱动泵的电动机与泵一起放在水中使用的泵；贯流式泵：泵体内装有电动机等驱动装置；屏蔽泵：泵与电动机直连（共用一根轴） ，电动机定子内侧装有屏蔽套，以防液体进入。自吸式泵：在一般的自吸泵中抽送液体作用的叶轮同时能起灌水作用，泵启动是无须灌水。管道泵：泵作为管路的一部分，无须特别改变管路即可安装泵。无堵塞泵：

6、抽送液体中所含的固体不能在泵内造成堵塞。- 2 -湘潭大学兴湘学院毕业设计第二章总体方案的确定2.1设计参数3流量 Q=80m/h，扬程 H=13m，效率 =65%转速： 1450r/min， 吸程： 7m（水柱）2.2方案的确定设计上以国际标准的 IS 泵为基型，此次设计的螺旋离心泵，在设计结构上采用单级单吸悬臂卧式结构，其主要结构是装有背叶片的具有特殊的三维螺旋叶片的叶轮，叶片型线为空间对数螺旋线，采用液固两相流理论进行水力设计。由于该泵是通过其特殊的三维螺旋叶片将螺旋的容积推进作用和叶片的离心作用有机的结合，使介质获得能量。所以它兼有容积泵和叶片泵的特点，是二者相互结合的产物。较一般的普

7、通杂质泵和旋流泵相比，具有以下特点： （1）无堵塞性能好；（2）无损性能好；（3）效率高，与其他同类杂质泵相比效率高 5%以上；（4）泵的吸入性能好。可抽送含气介质，含气量在 15%以下时，泵的性能，震动基本不发生变化。 （5）具有优良的抗汽蚀性能。其他参数相同的条件下，螺旋离心泵的汽蚀性最好，即NPSHr最小。该螺旋离心泵在结构上主要有三大部分组成，分别为泵头部分，轴封部分以及传动部分，分别叙述其结构特点。1泵头部分泵头部分由泵体和泵盖组成。前，后盖板的直径大于叶轮直径，叶轮可由前或后拆卸，叶轮为螺旋离心叶轮， 叶轮的后盖板带有背叶片以减少泄露，提高泵的寿命及效率。2轴封部分本次设计的轴封采

8、用填料轴封，填料轴封结构简单，维修方便，但需使用轴封水，还需配备供应轴封水的泵。3传动部分传动部分包括托架和轴承组件， 轴承根据传动的功率不同选择单列向心圆锥滚子轴承，能够承受泵的最大轴向及径向载荷，轴承采用干油润滑，轴承体两端有密封端盖，并且有两道密封圈，能有效的防止污物进入轴承，保证轴承安全运行，具有较高的使用寿命。2.3 原动机的选择根据泵实际工作要求，该泵与钻机配套使用时， 常需要野外作业，电源使用不方便，故选用柴油机作为原动机，柴油机转速选择n2200r / min ，用 V型带传动，因给定泵的转速 n=1450r/min ，故传动比 i= n / n2200 / 14501.52

9、。柴油机功率计算：- 3 -湘潭大学兴湘学院毕业设计泵输出功率： NeSm QH m=3672.651038013367=7.5KW式中： Sm 介质密度kg/m 3Q流量（ m3 / h ）Hm 扬程（ m）泵输入功率： N=N e=7.50.65=11.54KW式中：泵效率柴油机功率：NN 01=11.540.96=12.02KW式中：1 V 带传动效率，取1 =0.96因此，原动机选择转速为n2200r / min ，功率为 12KW的柴油机。2.4 水力设计设计比转数 ：ns3.65nQH34式中：n泵轴的转速（ r/min ）Q流量（ m3 / h ）H扬程（ m）故：3.65145

10、080 / 3600115.244ns313 4沉降层速度：vSBFL2gD(s1)- 4 -湘潭大学兴湘学院毕业设计=1.3829.80.1(2.651)=2.48（m/s）入口速度：v1Q80A3.140.05 2=2.83（ m/s）出口速度：v2v12.83(m / s)v1v2vSB满足设计要求。泵的进口直径： D S100mm （标准法兰盘直径）泵的出口直径： D d100mm （标准法兰盘直径）- 5 -湘潭大学兴湘学院毕业设计第三章叶轮的设计3.1概述1982 年， A布斯曼较早地在离心泵叶轮上采用对数螺旋线。1961 年， J郝比奇在“模型挖泥泵特性”一文中，通过实验指出，采

11、用对数螺旋线叶形叶轮的泵，其输送清水和浆体时的效率均高于渐开线等叶形的叶轮。目前渣浆泵叶轮叶片型线设计中，比较广泛地采用对数螺旋线。 本次的叶轮设计是以劳学苏以及何希杰提出的螺旋离心泵叶轮叶片工作面和负压面空间曲线方程为依据进行的设计，叶轮叶片型线为对数螺旋线。3.2叶轮主要参数的确定图 3-1叶轮轴面投影图1叶轮最大外径D 2 m ax ：D 2 max = k (ns / 100) 0. 168D q （m）式中：3Q / n380 36000.025D q1450k=1012.5故：D 2 m ax= k(115.244 /100) 0.1680.025=0.2380.298 （ m）取

12、：D 2 m ax=260mm2叶轮出口宽度 b2 ：- 6 -湘潭大学兴湘学院毕业设计取：3叶轮出口直径b2 = 3( ns ) 0. 53100=3(115.244) 0.53100=80.86 （ mm）b2 =80（mm）D1 ：D13 Q= K 1nD q0.025其中：K1 3.5 6.5380 3600D1 = K 11450=0.8360.161 （ m）取D1 =100（mm）（主要考虑效率兼顾泵的抗汽蚀性能）4轮毂直径 d h ：dh =19.96+0.07 ns=19.96+0.07 115.244=28（mm）5叶轮轴向长度L：L=(1.240.23ns ) r2 ma

13、x100= （1.240.23115.244 ） 130=195.66 （mm）100圆整后得：L=195 （mm）6轮缘侧圆弧半径 R1 ：R1 =52.28+0.91nsR1 =52.28+0.91 115.244=157.15圆整后等： R1 =160（mm）- 7 -湘潭大学兴湘学院毕业设计7轮毂侧圆弧半径R2 ：R2 =73.4+1.29ns=73.4+1.29115.244=222.06圆整后等： R2 =220（ mm）8轮毂侧圆弧半径R3 ：R3 =6090（mm）取 R3 =70（mm）9轮缘侧叶片倾角1 ：1 =60.51-0.13ns1 =60.51-0.13115.24

14、4=45.528取1 =4510轮毂侧叶片倾角2：2=57.1-0.1 ns2=57.1-0.1 115.2442=45.58取 2=4511叶轮出口倾角 3：3=7.79 ln ns 24.03=7.79ln 115.244 24.03=12.95取 3=1312叶轮出口最小直径D 2 min ：D 2 min = D 2 max2b2 tg3- 8 -湘潭大学兴湘学院毕业设计=260-280tg13=189.45取 D 2 min =190（mm）13轮缘和轮毂各段轴向长度 L1 L 4 ：L1=（0.45 0.68 ）L=（0.45 0.68 ） 195=87.75 132.6（作图在范

15、围内）L2 (0.60.8)L ( 0.6 0.8) 195117156取 L2 =140（mm）L3 = （0.2 0.4 ） L=3978取 L3=60（mm）L 4 =（0.05 0.08 ） L=9.75 15.6（作图在范围内）14轮缘侧叶片出口安放角2sh ：2 sh=tg 1V2mu 2sh (1 K sh )其中： V2m K 2 m2gH其中： K 2 m0.048( ns ) 0.20.04938100u 2shD 2 maxn / 603.14 260 1450 / 60=19.7297K sh 0.826( ns ) 0.1770.8055100所以： 2shtg 1

16、0.0493829.8 1319.7297(10.8055)=11.615轮毂侧叶片出口安放角2hu ：2hu=tg 1V2mu 2 hu(1 K hu )- 9 -湘潭大学兴湘学院毕业设计其中： u 2uhD 2 min n60=314.42K hu0.848( ns )0.164100=0.789所以： 2hutg 10.0493829.8 1314.42(10.789)=14.516叶片进口安放角1sh , 1 hu ：1sh12 18取 1sh1hu60 75取 1hu17叶轮出口叶片包角ex ：1565ex =156.95 （ ns ) 0 .43100=1

17、47.67取 ex =15018轮缘螺线起点处圆弧半径R0 ：R0 =0.63 ns4.17=0.63115.244-4.17=68.43圆整得：R0 =70（ mm）19轮毂侧叶片包角hu ：hu =821.17-1.42 ns=821.17-1.42115.244=657.524取 hu =658- 10 -湘潭大学兴湘学院毕业设计20轮缘侧叶片包角sh ：sh =652-1.02 ns=652-1.02115.244=534.451取 sh =53521计算叶轮曲面螺线首先计算叶轮轮缘侧曲面螺线。 包括 a1a2 和 a2 a3 各曲面上的螺线， 其次计算叶轮出口边 a1 b1 曲面螺线

18、，最后，计算轮毂侧曲面螺线，包括 b1b2 ， b2b3 和 b3 b4 各曲面上的螺线。（1） a1a2 曲面螺线方程：由何希杰所推导的公式：r(1b )r0z(1b )z0式中 (z0 , r 0 )为 a1点坐标 (115,130)根 据 边 界 条 件 ，以 o 点为坐标原点得a1 a2空 间 曲 线 方 程 为 ：r=1301-0.00163 z=1151-0.00163 =0 135( =135 时, r101.34 z=86.34)(2) a2 a3 空间曲线螺线方程 :设 a2 a3 端点对应的螺线转角分别为建立 z,r, 三者之间的关系如下 :Z Z a 2Z z2Z a3

19、( a 2)a2a3r ( RD1 )R2(Z Z s3 ) 22根据边界条件，以o 点为坐标原点得Z115.480.216r206.2425600Z 2（3） a1b1 曲面螺线方程：a2 和a 3 在 a2a3 上取一点 p(z,r)转角为, 可a2 a3 空间曲线方程为：135 535- 11 -湘潭大学兴湘学院毕业设计Z115150800 150r13015080 tg12（4） b1b2 曲面螺线方程：Z169.230.172150 100r146.814900 ( Z 186.41) 2（5） b2b3 曲面螺线方程：r99.810.006 100 86Z186.4110.006

20、（6） b3b4 曲面螺线方程：Z150.85 0.18486 520r229.3148400(Z55) 2表 3-1轮缘侧曲面螺线（部分）值N012345678022.54567.590112.5135157.5180r130125.2120.5115.7110.5106.6101.496.391.3Z115110.7106.6102.497.894.389.781.576.6N91011121314151617202.5225247.5270292.5315337.5360382.5r86.481.676.972.267.663.158.754.450.4Z71.866.96257.252

21、.347.542.537.732.9N18192021222324405427.5450472.5495517.5535r48.647.947.246.846.346.146Z2823.218.313.48.63.70表 3-2出口段螺线（部分）值N0-1-2-3-4-5-6-70-22.5-45-67.5-90-112.5-135-150r130127.5125.1122.6120.1117.6115.2113.5Z115126.9138.9150.8162.7174.6186.6194.5表 3-3轮毂侧曲面螺线（部分）值N -6-5-4-3-2-10123-135-112.5-90-67

22、.5-45-22.5022.54567.5- 12 -湘潭大学兴湘学院毕业设计r110.5103.597.993.288.68479.374.77065.5Z192.5188.6287.1261.9236.7211.6186.4161.2136.1110N45678910111290112.5135157.5180202.5225247.5270r156.652.2484440.53733.730.5Z34.3130.2126.1121.9111.8113.6109.5105.4101.2N13141516171819202167.663.158.754.450.4405427.5450472

23、.5r8.426.324.322.421.120.316.314.113Z97.192.988.884.780.576.472.268.164N222324495517.5520r12.512.212Z59.855.755.222叶片螺线平面图根据上述叶轮叶片曲面螺线计算结果，绘制叶片螺线。在圆周上取16 个轴面，每两个轴面夹角为22.5, 当 Z=0时 , 空间螺线在平面上投影 , 如图所示 :图 3-2 空间螺线在平面上的投影图23叶片厚度计算确定叶片厚度时，应注意到铸造的可能性，对铸铁叶轮，叶片最小厚度为 3 4 毫米，本次设计的叶轮材料选用 MT-4，叶片厚度（ S）由经验公式求出：S

24、KD 2 maxH1Z- 13 -湘潭大学兴湘学院毕业设计式中：K 经验系数，与材料和比转数有关，查表得K=5D 2 m ax 叶轮外径H 扬程Z 叶片数， Z=1所以： S=1315 0.261=5.687（mm）取： S=6（mm）3.3背叶片的设计背叶片的主要作用是减压，其减压程度决定了背叶片的几何参数。背叶片对于一般的泵而言，还有另一个作用，就是能够及时地把固体颗粒甩至涡室内，以防止固体颗粒进入填料箱，破坏其密封性能。背叶片减压后剩余的压头H SR 可由下列经验公式求出：H SR =1n)2( D2D2S22t2(D2D2H d(2 maxR )(S2)RS )2861000t式 中：

25、 H d 泵 腔压 头（ 包 括灌 注压 头） m，其 中灌 注压 头 H 00.15HH d(10.15)Hn泵的转速 n=1450r/minD 2 m ax 叶轮外径cm D 2 m ax=27cmD R 背叶片外径cm D R = D 2 min =19cmS2 背叶片宽度取 S2 =5mmt 背叶片与涡室间隙取 t=1mmD S 背叶片内径cm 取D S =8cm故： H SR =（ 1+0.15） 131(1450) 2 ( 26 219 2 ) (52 1) 2(19 282 )286100051H SR =9.65 （ m）由计算结果可知，经背叶片减压后， 剩余压头为 9.65m

26、，如果近似把 1bar=10m水柱，则剩余压头为 0.965bar 。- 14 -湘潭大学兴湘学院毕业设计第四章压水室及吸水室的设计4.1 压水室的用途及分类压水室即涡形体，是泵中的一个非常重要的过流部件。它主要是把从吸水室和叶轮中流通过来的高速流体介质，通过叶轮的离心力作用，送入下级叶轮进口或者送入排出管路，从而把泵轴的机械能转化为液体的压力能。常用的压水室结构形式有环形压水室、螺旋形压水室、以及半螺旋形压水室。实验数据显示，螺旋形压水室比环形压水室的效率个高，所以本次设计的螺旋离心泵采用的是螺旋形压水室。4.2 压水室的设计压水室的设计要根据泵输送介质的特性来决定。过去我国生产的老型号离心

27、杂质泵几乎全是环形压水室，压水室各个断面的水流速度不同，用环形压水室可减轻隔舌的磨损，但冲击损失较大，这也是杂质泵水力效率很低的原因之一。为了增大效率选用螺旋形压水室，考虑到离心杂质泵的特点，为了减少隔舌处的磨损，降低噪音，提高其寿命，涡壳断面选择矩形，如图所示：泵体断面图图 4-3 泵体断面图螺旋形涡室俗称涡形体，其主要优点是制造比较方便，泵性能曲线高效率区域比较宽广，车削叶轮后泵效率变化比较小，缺点是单涡壳泵在非设计公况运转时产生不平衡的径向力。在设计螺旋形涡室时，通常认为液体从叶轮中均匀流出，并在涡室中作等速运动，涡室只起收集液体的作用，在扩散管中将液体的一部分动能变为压能。涡壳主要由两

28、部分组成。即压水室和出水管。主要是压水室的设计，压水室的作用是以最小的水力损失将叶轮流出的高速水流引向吐出口，并且将水流的一部分动能变为压力能。压水室几何参数的确定：1基圆直径 D 3 ：根据经验取 D 3 =290mm2. 涡室宽度 B3 ：- 15 -湘潭大学兴湘学院毕业设计ns0. 905B3 =91.97()=134.57圆整后得： B3 =135mm3. 隔舌位置角0 ：0 =15.620.12 ln ns=15.62-0.12ln 115.244=15.05取 0 =150 从涡室出口中心线起反时针方向4. 隔舌位置出间隙 S0 ：S0 =（0.234-0.041ln ns ) D

29、 3=（ 0.234-0.041ln 115.244) 290=8.74取 S0 =9mm5. 涡室内轮廓线型线：采用对数螺线：0 e式中：0 初始动径动径角角系数根据边界条件求出 0 =202.5 ， =1.9 10 3 ，根据公式计算各个断面位置和距中心点的半径。结果列于下表：表 4-1各断面位置和中心点半径断面( )0304590135( mm)202.5214.5220.6240.3261.7180225270315360285.1310.5338.2368.4401.36. 压水室的壁厚根据铸造要求，强度要求，由经验初步选取壁厚为8mm。此处省略 NNNNNNNNNNNNNN字，如需

30、全套设计和图纸资料请联系扣扣九七一九- 16 -湘潭大学兴湘学院毕业设计二零八零零。第 6 章主要通用零部件的选择6.1正确选用主要通用零部件的重要性现代大部分机械设备中有相当部分是通用零部件。也就是说通用零部件对于现代机械来说，是非常重要的也是必不可少的部分。通用零部件关系着机械产品的加工制造效率和经济效益。因为合理的通用零部件的选择可以方便产品的组装和使用后的维修工作。特别是标准化后的零部件对于主要零件的设计、标准件的选购以及方便用户使用维修方面更是具有非常重要的意义。6.2轴封结构的选择一离心泵常用的填料（）用石墨或黄油侵透的棉织调料，用于低压离心泵输送常温清水。（）石墨侵透的石棉填料，

31、在中等温度及压力下使用。一般输送液体的温度低于250，压力小于 10kg/cm 2 ，最大压力不小于18kg/cm 2 。最高温度为 400。在已知轴径或轴套直径后，可按水泵行业标准选用填料压盖，填料套，填料环，长扣螺栓和螺母等。填料可取 46 圈，如果没有行业标准，填料函的主要结构尺寸可按下列步骤确定。图 6.1填料函结构1填料宽度（）（ 1.41.8）d式中： d轴或轴套直径- 17 -湘潭大学兴湘学院毕业设计所以： S=（1.01.8）56=7.5 13.5取 S=9mm2填料高度 H（mm）当液体压力 P10kg/cm 2 时H=（ 5 7）S=45 63取 H=49mm3填料压盖高度

32、h（ mm）h=（23）S=18 27取 h=25mm4压入填料函体内的填料压盖长度b（mm）b=（ 0.5 1） S=4.59取 b=9mm5填料压盖螺栓长度L应保证在填料函体内装满填料时不需加盖就就能拧上螺母。6填料压盖螺栓直径 dd 可按下表选取：表 6.1 螺栓直径系列轴或轴套外径20 253035407580100螺栓直径M6M8M10M12所以螺栓直径选取为d = M107填料压盖厚度a（ mm）a=（ 0.7 1.0） d=710取 a=7mm三填料密封的安装技术要求1切割填料时，最好将它绕在与轴外径相同的圆棒上切割，以保证尺寸准确和切口平行、整齐、无松散的石棉线头，并成30 度

33、角。装填料时填料接头必须错开，一般交错120 度。2在安装时应注意使填料对准水封环，以免填料添死水封环，使水封失去作用。3在液体温度超过 105或吸入压力大于8kg/cm 2 时，对填料函体应进行冷却，并采用- 18 -湘潭大学兴湘学院毕业设计水冷填料压盖。4为保证填料函的密封性能，对填料函应进行水封，一般用自来水或从泵吐出口引水即可。由于此次设计的为离心式固液两相泵，为防止泄露现象出现，轴封水经计算得3bar 。6.3轴承部件的选择轴承是支撑离心泵转子的部件，承受径向和轴向载荷，在离心泵中应用较多的是滚动轴承。滚动轴承的优点是：轴承磨损小，轴或转子不会因轴承磨损而下沉很多。轴承间隙小，能保证

34、轴的对中性，互换性好，维修方便，磨损系数小，泵的启动力矩小，轴承的轴向尺寸小，缺点是担负冲击的能力较差，在高速时易有噪音，安装要求准确，滚珠的工作能力随滚珠分离圈线速度的增加而减小。总的来说，滚动轴承的优点远远超过缺点，所以，逐渐在各种机械中广泛使用。1轴承的润滑及结构选择由于设计选用的轴承必须能够同时承受轴向载荷和径向载荷，故选用向心推力轴承，经计算拟选单列圆锥磙子轴承。滚动轴承能否正常工作， 与轴承的润滑情况密切相关， 一般来说，被输送介质在80以下，转速在2900r/min以下的泵，可以采用脂润滑，此次设计的离心泵转速为1450r/min ，常温下输送介质，故采用脂润滑，润滑脂选用锂基润

35、滑脂SY1412-75的 2 #或 3 # 。2轴承安装时应注意的几个问题（ 1）与内圈一起旋转的轴，一般采用过渡配合， js6 ，k6。（ 2）安装时预热轴承内圈不允许超过 120。（ 3）装轴承处的轴面最好淬火处理，以免拆卸时将轴擦伤。（ 4）与外圈配合的轴承体可采用过渡配合或间隙配合。- 19 -湘潭大学兴湘学院毕业设计第 7 章 离心泵主要零部件的强度计算离心泵的主要零部件在设计的时候需要进行强度计算以满足运行和安全要求。在螺旋离心泵中，需要进行强度计算的零部件主要有：泵体，泵轴和轴承。7.1 泵体的强度计算涡室是离心泵中较大的零件， 并承受高压液体作用。 所以，涡室应有足够的强度和刚

36、度，本次设计的螺旋离心泵的泵体强度计算是校核涡室的壁厚，计算公式如下：QHSScgH式中： S涡室厚度 cm 许用应力（kg / cm2 ），铸铁100 150 kg / cm2 ，铸钢200250 kg / cm 2 。Scg 涡室当量壁厚，Scg =15457.20.0084nsns=1545115.2447.20.0084115.244=21.57S= 21.5780 / 36001313200=0.58cm所以设计时选用MT-4，壁厚为 8cm，满足强度要求。7.2泵轴的校核校核过程如下：受力简图如下：YBXG280ABBY- 20 -湘潭大学兴湘学院毕业设计图 7-1 受力简图已知：

37、FG 叶轮自重，经估计FG =180NFL V 带泵轴的拉力，FL =1012.2NT 泵轴传递的扭矩， T=49.7 N.m计算支撑反力：水平面反力： FAX180260234N200FBX234180414N垂直面反力： FAY1012.2120607.3N200FBY607.31012.2 1619.5N画弯矩图：水平面弯矩图：.mAB图 7-2 水平面弯矩图垂直面弯矩图：46800.mAB图 7-3 垂直面弯矩图合成弯矩图：.m46800.mAB图 7-4 合成弯矩图画转矩图：T=49700Nmm转矩图：- 21 -湘潭大学兴湘学院毕业设计49700.mmAB图 7-5 转矩图许用应力

38、：许用应力值：用插值法由表得 0 b 102.5MPa , 1b 60MPa .应力校正系数：1b 600.590b 102.5画当量弯矩图：当量弯矩：在 A 点：MM 2( T ) 2=910982293232=95701 N.mmA 点处轴径 :50 mm轴径 :3M395701=25.250 mmd A0.10.1 60轴钢度校核 :由实践经验公式 , 单级悬臂泵比 t/l 1.0 1.5 就不会有问题 . t/l=260/200=1.3 1.5, 故钢度可满足要求 .7.3轴承的校核查表得 30210 轴承的主要性能参数如下：Cr75.2103 N , Cor 92103 N , e0.42Y1.4,Y00.8, N 04300r / minFrAF 2AXF 2AY1467.7 223421486.2NFrBF 2BXF 2BY45524142615NBrBr图 7-6 受力分析图- 22 -湘潭大学兴湘学院毕业设计寿命计算：附加轴向力：FrA1486.2FSA531N2Y2.8FrB615.2FSB219.7N2Y2.8轴承轴向力：F2350NFFSB2540.7NFSA故轴承 A被压紧，FF1FSA531N2FSBF