资源目录
压缩包内文档预览：
编号：95395719
类型：共享资源
大小：23.26MB
格式：ZIP
上传时间：2020-09-16
上传人：QQ14****9609
认证信息
个人认证
郭**（实名认证）
陕西
IP属地：陕西
50
积分
- 关 键 词：
-
剪切
均质机
设计
SW
三维
18
CAD
- 资源描述：
-
高剪切均质机设计含SW三维及18张CAD图,剪切,均质机,设计,SW,三维,18,CAD
- 内容简介：
-
2 摘要摘要均质机主要用于生物技术领域的组织分散、医药领域的样品准备、食品工业的酶处理,，食品中农药残留以及兽药残留检测以及在制药工业、化妆品工业、油漆工业和石油化工等方面。均质机采用不锈钢系统，可有效的分离护体样品表面和被包含在内的微生物均一样品，样品装在一次性无菌均质袋中，不与仪器接触，满足快速、结果准确、重复性好的要求。目前，高剪切均质机主要具备结构紧凑、操作简便、性能稳定可靠、均质效果显著等优点。为了更好的满足实际工作要求，设计者们还应努力尝试设计出能应对多种介质、实现最大自动化生产的机械设备。近年来出现各种功能独特的食品机械，在这方面我国与国外先进水平的差距确实存在，但是正在不断缩小。国内在设计制造特种食品机械的过程中也积累了大量的实际经验。本次毕业设计是关于高剪切均质机的设计。首先对高剪切均质机作了简单的概述；接着分析了各部分元件、零件的选型原则及计算方法；然后根据这些设计准则与计算选型方法按照给定参数要求进行选型设计；接着对所选择的各主要零部件进行了校核。本次设计主要由动力输出电机、联轴器、主轴、筒体、均质轮、端盖、轴承、密封件、紧固件、底座等部件组成。最后简单的说明了安装与维护。本次设计代表了设计的一般过程, 难免存在各种纰漏、失误。权当一次难得的实践过程，希望对今后的选型设计工作有一定的参考和借鉴价值。关键词：高剪切均质机；选型设计；主要部件；养护维修。AbstractHomogeneous machine is mainly used for decentralized organization in the field of biotechnology and medical field sample preparation, food industry of enzyme treatment, food pesticide residues and detection of veterinary drug residues as well as in the pharmaceutical industry, cosmetics industry, paint industry, petrochemical industry, etc. Homogeneous machine uses the stainless steel system, which can effectively separation barrier on the surface of the sample and is contained, microbe homogenous samples, samples were packed in disposable sterile homogeneous bag, and instrument contact meet the requirements of fast, accurate and reproducible.At present, the high shear homogenization machine has the advantages of compact structure, simple operation, stable and reliable performance, and homogeneous effect. In order to better meet the actual work requirements, designers should also try to design can deal with a variety of media, to achieve maximum automated production machinery and equipment. In recent years, a variety of features unique food machinery, the gap between China and foreign advanced level do exist in this area, but is shrinking. Domestic design and manufacturing of special food machinery in the process has accumulated a lot of practical experience.This graduation design is about the design of high shear homogeneous machine. First of high shearing homogenizer made brief overview; followed by analysis of the components and parts selection principles and calculation methods; then calculated based on these design criteria and selection method in accordance with the given parameters requires selection of design; then to choose the main parts are checked. This design is mainly composed of the power output of the motor, the shaft coupling, the main shaft, the cylinder body, the homogeneous wheel, end cover, bearings, seals, fasteners, base etc. parts. Finally, simply explain the installation and maintenance.This design represents the general design process, there are many flaws, mistakes. Right when a rare practical process, I hope to have a reference value for future design work.Keywords: high shear homogeneous machine; type selection design; main components; maintenance and maintenance.64毕业设计论文 目录目录一、 摘要1二、 Abstract2三、 目录3四、 绪论5（一） 原始参数6（二） 设计解决的问题6五、 高剪切均质机设计概述7（一） 高剪切均质机的工作原理71 动力输出电机72 联轴器83 轴84 筒体85 均质轮86 端盖87 轴承98 密封件99 底座9（二） 高剪切均质机的工艺原理9六、 高剪切均质机的设计计算10（一） 已知原始数据及工作条件10（二） 初始数据的计算101 电动机的确定102 设备排量的计算103 介质流速的确定104 设备最小通径的计算105 电机功率初略确定106 联轴器的选择107 主轴轴径初略确定118 密封形式的确定119 底座的形式11（三） 具体计算及校核111 三相异步电机112 轴的作用及类型143 轴的计算及校核184 弹性柱销联轴器235 圆锥滚子轴承266 密封件的选用287 均质轮的设计计算318 筒体的设计33（四） 设备安装、调试与操作34（五） 制动装置34七、 电气及安全保护装置35八、 结论36九、 致谢37十、 参考文献386毕业设计论文 绪论1、 绪论顾名思义，高剪切均质机是在定子和转子相对转动的作用下，在合理狭窄的间隙中形成强烈、往复的液力剪切、摩擦、离心挤压、液流碰撞等综合效应；使物料在容器中循环往复以上工作过程，最终获得产品的机械设备。合理选择均质机是保证产品质量，提高经济效益的重要途径。一般来说，应密切联系生产实际，尽量选择质量好、效率高、结构简单、使用维修方便、体积小、重量轻的均质机。宏观来讲应以满足生产工艺为主要原则。首先应根据介质原料的性质选择适宜的均质机，以满足生产工艺要求。其次，应使均质机的生产能力和前后工序的生产能力相匹配。以下是选择时需要仔细考虑的部分：（1） 最小流量：越小越好，可以节约物料。目前某些药品的原料达到几千元/克，用户当然是希望用最少物料就能完成一次均质实验。而且实验是一个多次反复的过程，最少试样量越大，浪费的物料就越多。（2） 均质压力：并不是压力越高越好。对于一般的物料，首先：从某种意义上来讲，压力越高，物料的的粒径就可以处理到越小;其次，压力越高，可以处理的物料种类就更多，例如，某些液体乳剂只需要在15000psi就可以均质到100nm以下，而一些药品、食品，尤其是液体中带有一定量固体颗粒的混悬液，那么则至少要26,000psi以上的压力下才能做到纳米级。但是不排除一些物料在高压力下产生凝聚。（3） 处理效果：用户当然是希望做出来的物料，一是能够达到纳米级的程度，二是纳米级的同时，分布很均匀，而不是有的颗粒已经是几十个纳米，而有的还是微米级的。（4） 清洗和灭菌：进口的高压均质机，在清洗和灭菌时很方便，建议最好考虑可以在线清洗和灭菌的。通过上述几个方面的考察，可以对高压均质机设备的多方面进行比较，从而可以决定自己最需要哪一款设备。为了使产品在使用操作、精度误差、装机调整、设备清洗、维护保养等方面更加简单方便，均质机的设计应紧凑合理、外形简洁美观，工作速度调节方便。均质机的工艺范围是指其适应不同生产要求的能力。工艺范围越宽，越能提高设备的利用率，实现一机多用，即利用同一设备可以剥壳多种原料和规格。因此为了适应食品加工行业多品种、多规格的生产要求，应选择工艺范围尽可能宽的均质机。选择高剪切均质机的设计作为毕业设计的选题，能培养我们独立解决工程实际问题的能力。通过这次毕业设计是对所学基本理论和专业知识的一次综合运用，也使我们的设计、计算和绘图能力都得到了全面的训练。（1） 原始参数1. 工作环境：正常状态下的室内厂房。2. 流量：500L/h3. 压力：0-20MPa4. 外形尺寸：583mm（长）x280mm（宽）x360（高）（2） 设计解决的问题熟悉高剪切均质机各部分的功能与作用，对主要部件进行选型设计与计算，解决在实际使用中容易出现的问题，并大胆地进行创新设计。7毕业设计论文 高剪切均质机部件概述579 高剪切均质机的概述2、 高剪切均质机设计概述（1） 高剪切均质机的工作原理高剪切均质机主要是由动力输出电机、联轴器、主轴、筒体、均质轮、端盖、轴承、密封件、底座等部分组成。其外形布置及工作原理如图5-1-1所示。 图5-1-1 外形布置及原理简图1-电机 2-联轴器 3-轴 4-筒体 5-均质轮 6-端盖 7-轴承 8-密封件 9-底座1 动力输出电机动力源是由普通四级三相异步电机所提供。此种电动机具有结构简单、制造、使用和维护方便、运行可靠以及质量较小、成本较低等优点。异步电动机主要广泛应用于驱动机床、水泵、鼓风机、压缩机、起重卷扬设备、矿山机械、轻工机械、农副产品加工机械等大多数工农生产机械以及家用电器和医疗器械等。此装置是整个设备的动力输出源泉。为正台设备的正常运转提供了先决条件。此结构的特点为：稳定性高、造价低廉、控制简单明了。2 联轴器联轴器用来联接不同机构中的两根轴（主动轴和从动轴）使之共同旋转以传递扭矩的机械零件。在高速重载的动力传动中，有些联轴器还有缓冲、减振和提高轴系动态性能的作用。联轴器由两半部分组成，分别与主动轴和从动轴联接。一般动力机大都借助于联轴器与工作机相联接。本次设计所选用的是弹性套柱销联轴器。其特点为结构简单，安装方便，更换容易，尺寸小，重量轻。由于弹性套工作时受到挤压发生的变形量不大，且弹性套与销孔的配合间隙不宜过大，因此弹性柱销联轴器的缓冲和减震性不高，补偿两轴之间的相对位移量较小。3 轴轴作为整个设备的骨骼和脉络是整个装置能够完好、精确运行的前提和根本。其强度及加工精度直接影响设备的性能与寿命。本次设计所用轴为外径30mm，长度268mm的45#实心轴。轴向通过轴端的止口圆锥棍子轴承相配合实现轴向定位；径向通过平键限制其自由度。其优点为强度可靠、制造简单、加工性好；另外45#钢在市面上应用广泛，价格低廉。如果想进一步提高轴的强度和硬度，可以对轴进行调质和表面淬火。4 筒体筒体作为整个设备的外壳起到保护和支持内部元件的作用，本次设计的筒体为45#钢铸造后机械加工而成。先铸造毛坯再精细加工的有点是节省人力及物力成本。ZG45#其优越的强度及加工性是其余金属不可比拟的，另外在同等要求之下ZG45#的价格也相对低廉的。5 均质轮均质轮作为整个设备的核心部件，其作用不容小觑。壳体上的栅格轮作为定子，均质轮作为转子。依靠定子、转子之间的相互运动从而达到均匀介质的目的。均质轮的材质采用不锈钢制成，以达到耐腐蚀的目的。6 端盖端盖是与筒体相配合的零件，起到支撑主轴及密封整个系统的作用。其材质为不锈钢。7 轴承轴承采用圆锥滚子轴承。由于圆锥滚子轴承外圈的角度以及外滚道直径尺寸已与外形尺寸相同被标准化规定了。不允许在设计制造时更改。以致圆锥滚子轴承的外圈与内组件之间可在世界范围内通用互换。圆锥滚子轴承主要用于承受以径向载荷为主的径向与轴向联合载荷。与角接触球轴承相比、承载能力大，极限转速低。圆锥滚子轴承能够承受一个方向的轴向载荷，能够限制轴或外壳一个方向的轴向位移。8 密封件由于本次设计所针对的介质主要为液体，并且最大压力达到20MPa；故此设备的密封性是重中之重。密封性的好坏决定了本设备设计的成败。故而本设备所选取的密封件均为高压橡胶密封件；可承受超过100MPa的压力。9 底座钢结构底座作为整个装置的骨架为其他各部分元件提供可依靠，安装的平台。底座为普通型材、钢板焊接、加工而成，成本低廉，强度可靠；若应对酸、碱、高温等情况时酌情采用特殊材质金属制作，本设计不予考虑。主体的钢结构的强度足以应付300kg以下的负载，在运料及承重方面性能卓越。另外，为提高传动装置的稳定性及可靠性可以从以下方面考虑：(1) 严格执行图纸尺寸，配合表面确保润滑条件；(2) 安装之后反复调试，确保万无一失，如果存在问题早发现早解决；(3) 养护工作及时、到位，增加使用寿命及年限。（2） 高剪切均质机的工艺原理(1) 介质由进料口进入筒体内；(2) 运行减速机，为整个设备提供动力输出；(3) 均质轮由电机的带动下强烈转动；(4) 介质均匀融合后由出口排出。52毕业设计论文 高剪切均质机的设计计算3、 高剪切均质机的设计计算（1） 已知原始数据及工作条件高剪切均质机的设计计算，应满足下列原始数据及工作条件资料1. 工作环境：正常状态下的室内厂房2. 流量：500L/h3. 压力：0-20MPa4. 外形尺寸：583mm（长）x280mm（宽）x360（高）（2） 初始数据的计算1 电动机的确定 由于普通四级电机应用最为普遍，故选择三相异步四级电机；其转速为1400r/min；2 设备排量的计算根据电机转速确定此设备排量：排量=流量/转速=500L/h/1400r/min=0.006L/r。3 介质流速的确定流速的确定：查表得中等粘度的流体，在DN50-DN300的管径中流动的速度约为0.5-1.0m/s；故取极限低值V=0.5m/s进行计算。4 设备最小通径的计算根据公式：“通径截面积S=流量/流速” （6-4-1）得S=0.5m/3600s/0.5m/s=2.8cm；根据S=R 确定最小通径大于30mm。5 电机功率初略确定根据：“功率P=流量x压力” （6-4-5）得P=0.5m/3600s*20000000Pa=2780w；故电机选择型号为：Y100L2-4(3kw)。6 联轴器的选择 查样本得到Y100L2-4电机轴径为28mm 故选择联轴器为GB4323-TL5型弹性套柱销联轴器。7 主轴轴径初略确定根据电机轴径（d=28mm）拟定主轴为30mm（有待校核）；8 密封形式的确定根据本设备的压力要求（0-20MPa）；轴端采用GB10708-Y型橡胶密封圈进行密封。9 底座的形式考虑到加工及成本的原因该设备底座确定为Q235型材及板材焊接而成。（3） 具体计算及校核1 三相异步电机三相异步电机(Triple-phase asynchronous motor)是靠同时接入380V三相交流电源（相位差120度）供电的一类电动机，由于三相异步电机的转子与定子旋转磁场以相同的方向、不同的转速成旋转，存在转差率，所以叫三相异步电机。当电动机的三相定子绕组 通入三相对称交流电后，将产生一个旋转磁场，该旋转磁场切割转子绕组，从而在转子绕组中产生感应电流（转子绕组是闭合通路），载流的转子导体在定子旋转磁场作用下将产生电磁力，从而在电机转轴上形成电磁转矩，驱动电动机旋转，并且电机旋转方向与旋转磁场方向相同。三相异步电机工作原理图当导体在磁场内切割磁力线时，在导体内产生感应电流，“感应电机”的名称由此而来。感应电流和磁场的联合作用向电机转子施加驱动力。我们让闭合线圈ABCD在磁场B内围绕轴xy旋转。如果沿顺时针方向转动磁场，闭合线圈经受可变磁通量，产生感应电动势，该电动势会产生感应电流(法拉第定律)。根据楞次定律，电流的方向为:感应电流产生的效果总是要阻碍引起感应电流的原因。因此，每个导体承受相对于感应磁场的运动方向相反的洛仑兹力F。确定每个导体力F方向的一个简单的方法是采用右手三手指定则(磁场对电流作用将拇指置于感应磁场的方向，食指为力的方向。将中指置于感应电流的方向。这样一来，闭合线圈承受一定的转矩，从而沿与感应子磁场相同方向旋转，该磁场称为旋转磁场。闭合线圈旋转所产生的电动转矩平衡了负载转矩。三组绕组间彼此相差120度，每一组绕组都由三相交流电源中的一相供电.绕组与具有相同电相位移的交流电流相互交叉，每组产生一个交流正弦波磁场。此磁场总是沿相同的轴，当绕组的电流位于峰值时，磁场也位于峰值。每组绕组产生的磁场是两个磁场以相反方向旋转的结果，这两个磁场值都是恒定的，相当于峰值磁场的一半。此磁场.在供电期内完成旋转。其速度取决于电源频率(f)和磁极对数(P)。这称作“同步转速”只有当闭合线圈有感应电流时，才存在驱动转矩。转矩由闭合线圈的电流确定，且只有当环内的磁通量发生变化时才存在。因此，闭合线圈和旋转磁场之间必须有速度差。因而，遵照上述原理工作的电机被称作“异步电机”。同步转速(ns)和闭合线圈速度(n)之间的差值称作“转差”，用同步转速的百分比表示。s=(ns-n)/ ns x 100% （s为下标）运行过程中，转子电流频率为电源频率乘以转差率。当电动机起动时，转子电流频率处于最大值，等于定子电流频率。转子电流频率随着电机转速的增加而逐步降低。处于恒稳态的转差率与电机负载有关系。它受电源电压的影响，如果负载较低，则转差率较小，如果电机供电电压低于额定值，则转差率增大。同步转速 三相异步电动机的同步转速与电源频率成正比，与定子的对数成反比。例如:ns=60 f/p式中ns同步转速，单位为r/lmin f-频率，单位为Hz, P磁极对数给出了在50Hz, 60Hz以及100Hz工业频率下，对应于不同磁极数的旋转磁场转速或同步转速。实际上，即使电压.正确无误，如果供电频率高于异步电机的额定频率，一也未必能够提高电机转速。必须首先确定其机械和电气容量。由于存在转差率，带负载的异步电机的转速稍稍低于表格中给出的同步转速。改变电动机的旋转方向,改变电源的相序即可实现,即交换通入到电机的三相电压接到电机端子中任意两相就行。因为三相异步电机转子线圈中的感应电流是由于转子导体与磁场有相对运动而产生的。三相异步电机的转子转速不会与旋转磁场同步，更不会超过旋转磁场的速度。如果三相异步电机转子的转速与旋转磁场的转速成大小相等，那么，磁场与转子之间就没有相对运动，导体不能切割磁力线，因此转子线圈中也就不会产生感应电势和电流，三相异步电机转子导体在磁场中也就不会受到电磁力的作用而使转子转动。因而三相异步电机的转子旋转速度不可能与旋转磁场相同，总是小于旋转磁场的同步转速。但在特殊运行方式下（如发电制动），三相异步电机转子转速可以大于同步转速。综上所述，确定电机型号为：Y100L2-4(3kw)。其外形尺寸如下图：2 轴的作用及类型轴是穿在轴承中间或车轮中间或齿轮中间的圆柱形物件，但也有少部分是方型的。轴是支承转动零件并与之一起回转以传递运动、扭矩或弯矩的机械零件。一般为金属圆杆状，各段可以有不同的直径。机器中作回转运动的零件就装在轴上。材料使用：1、碳素钢35、45、50等优质碳素结构钢因具有较高的综合力学性能，应用较多，其中以45钢用得最为广泛。为了改善其力学性能，应进行正火或调质处理。不重要或受力较小的轴，则可采用Q235、Q275等碳素结构钢。2、合金钢合金钢具有较高的力学性能，但价格较贵，多用于有特殊要求的轴。例如采用滑动轴承的高速轴，常用20Cr、20CrMnTi等低碳合金结构钢，经渗碳淬火后可提高轴颈耐磨性；汽轮发电机转子轴在高温、高速和重载条件下工作，必须具有良好的高温力学性能，常采用40CrNi、38CrMoAlA等合金结构钢。轴的毛坯以锻件优先、其次是圆钢；尺寸较大或结构复杂者可考虑铸钢或球墨铸铁。例如，用球墨铸铁制造曲轴、凸轮轴，具有成本低廉、吸振性较好，对应力集中的敏感性较低、强度较好等优点。轴的力学模型是梁、多数要转动，因此其应力通常是对称循环。其可能的失效形式有：疲劳断裂、过载断裂、弹性变形过大等。轴上通常要安装一些带轮毂的零件，因此大多数轴应作成阶梯轴，切削加工量大。结构设计：轴的结构设计是确定轴的合理外形和全部结构尺寸，为轴设计的重要步骤。它由轴上安装零件类型、尺寸及其位置、零件的固定方式，载荷的性质、方向、大小及分布情况，轴承的类型与尺寸，轴的毛坯、制造和装配工艺、安装及运输，对轴的变形等因素有关。设计者可根据轴的具体要求进行设计，必要时可做几个方案进行比较，以便选出最佳设计方案，以下是一般轴结构设计原则：1、节约材料，减轻重量，尽量采用等强度外形尺寸或大的截面系数的截面形状；2、易于轴上零件精确定位、稳固、装配、拆卸和调整；3、采用各种减少应力集中和提高强度的结构措施；4、便于加工制造和保证精度。技术要求1、加工精度尺寸精度 轴类零件的尺寸精度主要指轴的直径尺寸精度和轴长尺寸精度。按使用要求，主要轴颈直径尺寸精度通常为IT6-IT9级，精密的轴颈也可达IT5级。轴长尺寸通常规定为公称尺寸，对于阶梯轴的各台阶长度按使用要求可相应给定公差。几何精度 轴类零件一般是用两个轴颈支撑在轴承上，这两个轴颈称为支撑轴颈，也是轴的装配基准。除了尺寸精度外，一般还对支撑轴颈的几何精度（圆度、圆柱度）提出要求。对于一般精度的轴颈，几何形状误差应限制在直径公差范围内，要求高时，应在零件图样上另行规定其允许的公差值。相互位置精度 轴类零件中的配合轴颈（装配传动件的轴颈）相对于支撑轴颈间的同轴度是其相互位置精度的普遍要求。通常普通精度的轴，配合精度对支撑轴颈的径向圆跳动一般为0.01-0.03mm，高精度轴为0.001-0.005mm。此外，相互位置精度还有内外圆柱面的同轴度，轴向定位端面与轴心线的垂直度要求等。2、表面粗糙度根据机械的精密程度，运转速度的高低，轴类零件表面粗糙度要求也不相同。一般情况下，支撑轴颈的表面粗糙度 Ra值为0.63-0.16 m ；配合轴颈的表面粗糙度Ra值为2.5-0.63 m加工工艺1、轴类零件的材料轴类零件材料的选取，主要根据轴的强度、刚度、耐磨性以及制造工艺性而决定，力求经济合理。常用的轴类零件材料有 35、45、50优质碳素钢，以45钢应用最为广泛。对于受载荷较小或不太重要的轴也可用Q235、Q255等普通碳素钢。对于受力较大，轴向尺寸、重量受限制或者某些有特殊要求的可采用合金钢。如40Cr合金钢可用于中等精度，转速较高的工作场合，该材料经调质处理后具有较好的综合力学性能；选用Cr15、65Mn等合金钢可用于精度较高，工作条件较差的情况，这些材料经调质和表面淬火后其耐磨性、耐疲劳强度性能都较好；若是在高速、重载条件下工作的轴类零件，选用20Cr、20CrMnTi、20Mn2B等低碳钢或38CrMoA1A渗碳钢，这些钢经渗碳淬火或渗氮处理后，不仅有很高的表面硬度，而且其心部强度也大大提高，因此具有良好的耐磨性、抗冲击韧性和耐疲劳强度的性能。球墨铸铁、高强度铸铁由于铸造性能好，且具有减振性能，常在制造外形结构复杂的轴中采用。特别是我国研制的稀土镁球墨铸铁，抗冲击韧性好，同时还具有减摩、吸振，对应力集中敏感性小等优点，已被应用于制造汽车、拖拉机、机床上的重要轴类零件。2、轴类零件的毛坯轴类零件的毛坯常见的有型材（圆棒料）和锻件。大型的，外形结构复杂的轴也可采用铸件。内燃机中的曲轴一般均采用铸件毛坯。型材毛坯分热轧或冷拉棒料，均适合于光滑轴或直径相差不大的阶梯轴。锻件毛坯经加热锻打后，金属内部纤维组织沿表面分布，因而有较高的抗拉、抗弯及抗扭转强度，一般用于重要的轴。加工方法1、外圆表面的加工方法及加工精度轴类、套类和盘类零件是具有外圆表面的典型零件。外圆表面常用的机械加工方法有车削、磨削和各种光整加工方法。车削加工是外圆表面最经济有效的加工方法，但就其经济精度来说，一般适于作为外圆表面粗加工和半精加工方法；磨削加工是外圆表面主要精加工方法，特别适用于各种高硬度和淬火后的 零件精加工；光整加工是精加工后进行的超精密加工方法（如滚压、抛光、研磨等），适用于某些精度和表面质量要求很高的零件。由于各种加工方法所能达到的经济加工精度、表面粗糙度、生产率和生产成本各不相同，因此必须根据具体情况，选用合理的加工方法，从而加工出满足零件图纸上要求的合格零件。序号 加工方法 经济精度 （公差等级） 经济粗糙度 Ra值/ m 适用范围1 .粗车 IT13-IT11 50-12.5 适用于淬火钢以外的各种金属2 .粗车 -半精车 IT10-IT8 6.3-3.23 .粗车 -半精车-精车 IT8-IT7 1.6-0.84 .粗车 -半精车-精车-滚压 IT8-IT7 0.2-0.0255 .粗车 -半精车-磨削 IT8-IT7 0.8-0.4 主要用于淬火钢，也可用于未淬火钢，但不适用于有色金属6 .粗车 -半精车-粗磨-精磨 IT7-IT6 0.4-0.17 .粗车 -半精车-粗磨-精磨-超精加工（或轮式超精磨） IT5 0.1-0.012（或 Rz 0.1）8 .粗车 -半精车-精车-精细车（金刚车） IT7-IT6 0.4-0.025 主要用于要求较高的有色金属9 .粗车 -半精车-粗磨-精磨-超精磨（或镜面磨） IT5以上 0.025-0.006（或 Rz 0.1） 极高精度的外圆加工10. 粗车 -半精车-粗磨-精磨-研磨 IT5以上 012 （或 Rz 0.1）2、外圆表面的车削加工轴类零件外圆表面的主要加工方法是车削加工。主要的加工形式有：荒车 自由锻件和大型铸件的毛坯，加工余量很大，为了减少毛坯外圆形状误差和位置偏差，使后续工序加工余量均匀，以去除外表面的氧化皮为主的外圆加工，一般切除余量为单面1-3mm。粗车 中小型锻、铸件毛坯一般直接进行粗车。粗车主要切去毛坯大部分余量（一般车出阶梯轮廓），在工艺系统刚度容许的情况下，应选用较大的切削用量以提高生产效率。半精车 一般作为中等精度表面的最终加工工序，也可作为磨削和其它加工工序的预加工。对于精度较高的毛坯，可不经粗车，直接半精车。精车 外圆表面加工的最终加工工序和光整加工前的预加工。精细车 高精度、细粗糙度表面的最终加工工序。适用于有色金属零件的外圆表面加工，但由于有色金属不宜磨削，所以可采用精细车代替磨削加工。但是，精细车要求机床精度高，刚性好，传动平稳，能微量进给，无爬行现象。车削中采用金刚石或硬质合金刀具，刀具主偏角选大些（ 45 o -90 o ）,刀具的刀尖圆弧半径小于0.1-1.0mm， 以减少工艺系统中弹性变形及振动。车削方法的应用普通车削 适用于各种批量的轴类零件外圆加工，应用十分广泛。单件小批量常采用卧室车床完成车削加工；中批、大批生产则采用自动、半自动车床和专用车床完成车削加工。数控车削 适用于单件小批和中批生产。应用愈来愈普遍，其主要优点为柔性好，更换加工零件时设备调整和准备时间短；加工时辅助时间少，可通过优化切削参数和适应控制等提高效率；加工质量好，专用工夹具少，相应生产准备成本低；机床操作技术要求低，不受操作工人的技能、视觉、精神、体力等因素的影响。对于轴类零件，具有以下特征适宜选用数控车削。结构或形状复杂，普通加工操作难度大，工时长，加工效率低的零件。加工精度一致性要求较高的零件。切削条件多变的零件，如零件由于形状特点需要切槽，车孔，车螺纹等，加工中要多次改变切削用量。批量不大，但每批品种多变并有一定复杂程度的零件。对带有键槽，径向孔（含螺钉孔）、端面有分布的孔（含螺钉孔）系的轴类零件，如带法兰的轴，带键槽或方头的轴，还可以在车削加工中心上加工，除了能进行普通数控车削外，零件上的各种槽、孔（含螺钉孔）、面等加工表面也可一并能加工完毕。工序高度集中，其加工效率较普通数控车削更高，加工精度也更为稳定可靠。外圆表面的磨削加工用磨具以较高的线速度对工件表面进行加工的方法称为磨削。磨削加工是一种多刀多刃的高速切削方法，它使用于零件精加工和硬表面的加工。磨削的工艺范围很广，可以划分为粗磨、精磨、细磨及镜面磨。磨削加工采用的磨具（或磨料）具有颗粒小，硬度高，耐热性好等特点，因此可以加工较硬的金属材料和非金属材料，如淬硬钢、硬质合金刀具、陶瓷等；加工过程中同时参与切削运动的颗粒多，能切除极薄极细的切屑，因而加工精度高，表面粗糙度值小。磨削加工作为一种精加工方法，在生产中得到广泛的应用。由于强力磨削的发展，也可直接将毛坯磨削到所需要的尺寸和精度，从而获得了较高的生产率。3 轴的计算及校核轴与轴承及联轴器的配合如下图：图6-3-3 外形布置及原理简图1-轴承座 2-圆锥滚子轴承 3-轴 4-平键 5-均质轮 6-联轴器 轴的强度计算的步骤为：一、轴的强度计算1、按扭转强度条件初步估算轴的直径 机器的运动简图确定后，各轴传递的P和n为已知，在轴的结构具体化之前，只能计算出轴所传递的扭矩，而所受的弯矩是未知的。这时只能按扭矩初步估算轴的直径，作为轴受转矩作用段最细处的直径dmin，一般是轴端直径。 根据扭转强度条件确定的最小直径为： （mm） （6.3.1）式中：P为轴所传递的功率（KW）n为轴的转速（r/min）Ao为计算系数 若计算的轴段有键槽，则会削弱轴的强度，此时应将计算所得的直径适当增大，若有一个键槽，将dmin增大5，若同一剖面有两个键槽，则增大10。以dmin为基础，考虑轴上零件的装拆、定位、轴的加工、整体布局、作出轴的结构设计。在轴的结构具体化之后进行以下计算。图6-3-1轴的受力简图2、按弯扭合成强度计算轴的直径l）绘出轴的结构图2）绘出轴的空间受力图3）绘出轴的水平面的弯矩图4）绘出轴的垂直面的弯矩图5）绘出轴的合成弯矩图6）绘出轴的扭矩图7）绘出轴的计算弯矩图 图6-3-2轴的弯矩和成图8）按第三强度理论计算当量弯矩： （6.3.2）式中：为将扭矩折合为当量弯矩的折合系数，按扭切应力的循环特性取值:a）扭切应力理论上为静应力时，取=0.3。b）考虑到运转不均匀、振动、启动、停车等影响因素，假定为脉动循环应力，取 =0.59。c）对于经常正、反转的轴，把扭剪应力视为对称循环应力，取 =1（因为在弯矩作用下，转轴产生的弯曲应力属于对称循环应力）。9）校核危险断面的当量弯曲应力（计算应力）： （6.3.3）式中：W为抗扭截面摸量（mm3）。为对称循环变应力时轴的许用弯曲应力，查表1。如计算应力超出许用值，应增大轴危险断面的直径。如计算应力比许用值小很多，一般不改小轴的直径。因为轴的直径还受结构因素的影响。一般的转轴，强度计算到此为止。对于重要的转轴还应按疲劳强度进行精确校核。此外，对于瞬时过载很大或应力循环不对称性较为严重的轴，还应按峰尖载荷校核其静强度，以免产生过量的塑性变形。二、按疲劳强度精确校核按当量弯矩计算轴的强度中没有考虑轴的应力集中、轴径尺寸和表面品质等因素对轴的疲劳强度的影响，因此，对于重要的轴，还需要进行轴危险截面处的疲劳安全系数的精确计算，评定轴的安全裕度。即建立轴在危险截面的安全系数的校核条件。 图6-3-3轴的扭矩图安全系数条件为： （6.3.4）1.31.5用于材料均匀，载荷与应力计算精确时； 1.51.8用于材料不够均匀，载荷与应力计算精确度较低时； 1.82.5用于材料均匀性及载荷与应力计算精确度很低时或轴径200mm时。 三、按静强度条件进行校核静强度校核的目的在于评定轴对塑性变形的抵抗能力。这对那些瞬时过载很大，或应力循环的不对称性较为严重的的轴是很有必要的。轴的静强度是根据轴上作用的最大瞬时载荷来校核的。静强度校核时的强度条件是： （6.3.5）式中：危险截面静强度的计算安全系数；按屈服强度的设计安全系数；1.21.4，用于高塑性材料（0.6）制成的钢轴；1.41.8，用于中等塑性材料（0.60.8）制成的钢轴；1.82，用于低塑性材料制成的钢轴；23，用于铸造轴；只考虑安全弯曲时的安全系数；只考虑安全扭转时的安全系数； （6.3.6）式中：、材料的抗弯和抗扭屈服极限，MPa；其中(0.550.62)；Mmax、Tmax轴的危险截面上所受的最大弯矩和最大扭矩，N.mm；Famax轴的危险截面上所受的最大轴向力，N；A轴的危险截面的面积，m；W、WT分别为危险截面的抗弯和抗扭截面系数，m。四、轴的设计用表材料牌号毛坯直径（mm）硬度(HBS)屈服强度极限s许用弯曲应力-1备注Q235A10022540用于不重要及受载荷不大的轴100250215451017021729555应用最广泛1003001622172852002172553556040Cr10010030024128654049070用于载荷较大，而无很大冲击的重要轴40CrNi10010030027030024027073557075用于很重要的轴38SiMnMo10010030022928621726959054070用于重要的轴，性能近于40CrNi38CrMoAlA606010010016029332127730224127778568559075用于要求高耐磨性，高强度且热处理（氮化）变形很小的轴20Cr60渗碳5662HRC39060用于要求强度及韧性均较高的轴3Cr1310024163575用于腐蚀条件下的轴1Cr18Ni9Ti10019219545用于高低温及腐蚀条件下的轴100200QT600-3190270370用于制造复杂外形的轴QT800-2 245335480零件倒角C与圆角半径R的推荐值直径d610101818303050508080120120180C或R0.50.60.81.01.21.62.02.53.0轴常用几种材料的和A0值轴的材料Q2351Cr18Ni9Ti354540Cr,35SiMn,2Cr13,20CrMnTi12201225203030404052A016013514812513511811810710798综上所述本轴的强度和硬度均符合设计要求。4 弹性柱销联轴器弹性套柱销联轴器利用一端套有弹性套（橡胶材料）的柱销，装在两半联轴器凸缘缘孔以实现两半联轴器的联接。弹性套柱销联轴器曾经是我国应用最广泛的联轴器，早在20世纪50年代末期即已制订为机械部标准：JB 108-60弹性圈柱的销联轴器，是我国第一个部标准联轴器。弹性套柱销联轴器的特点是结构简单，安装方便，更换容易，尺寸小，重量轻。由于弹性套工作时受到挤压发生的变形量不大，且弹性套与销孔的配合间隙不宜过大，因此弹性柱销联轴器的缓冲和减震性不高，补偿两轴之间的相对位移量较小。其广泛应用于冲击载荷不大，由电动机驱动底座刚性好，对中精确的各种中小功率传动轴系中。LT型弹性套柱销联轴器的结构简图：LT型弹性套柱销联轴器基本性能参数和主要尺寸 ：综上所述，本次设计所选联轴器型号为：LT4。5 圆锥滚子轴承轴承与轴承座的配合如下图：图6-3-3 外形布置及原理简图1-轴承压盖 2-圆锥滚子轴承 3-轴承座 4-轴 圆锥滚子轴承属于分离型轴承，轴承的内、外圈均具有锥形滚道。该类轴承按所装滚子的列数分为单列、双列和四列圆锥滚子轴承等不同的结构型式。单列圆锥滚子轴承可以承受径向负荷和单一方向轴向负荷。当轴承承受径向负荷时，将会产生一个轴向分力，所以当需要另一个可承受反方向轴向力的轴承来加以平衡。单列圆锥滚子轴承有一个外圈，其内圈和一组锥形滚子由筐形保持架包罗成的一个内圈组件。外圈可以和内圈组件分离，按照ISO圆锥滚子轴承外形尺寸标准的规定，任何一个标准型号的圆锥滚子轴承外圈或内圈组件应能和同型号外圈或内圈组件实现国际性互换。即同型号的外圈除外部尺寸、公差需符合ISO492（GB307）规定外，内圈组件的圆锥角、组件锥体直径等也必须符合互换的有关规定。通常，单列圆锥滚子轴承外圈滚道的圆锥角在1019之间，能够同时承受轴向载荷和径向载荷的联合作用。锥角愈大，承受轴向载荷的能力也愈大。大圆锥角的轴承，后置代号加B，锥角在2529之间，它可承受较大的轴向载荷。另外，单列圆锥滚子轴承可以在安装过程中调整游隙的大小。双列圆锥滚子轴承的外圈（或内圈）是一个整体。两个内圈（或外圈）小端面相近，中间有隔圈，游隙是靠隔圈的厚薄来调整的， 也可用隔圈的厚薄来调整双列圆锥滚子轴承的预过盈。四列圆锥滚子轴承，此种轴承的性能与双列圆锥滚子轴承基本相同，但比双列圆锥滚子轴承承受的径向载荷更大，极限转速稍低，主要用于重型机械。多密封双、四列圆锥滚子轴承，ZWZ提供长寿命、多密封双、四列圆锥滚子轴承。对轴承进行个性化全新设计，改变全密封轴承传统设计方法，采用密封与防尘相结合的新型密封结构型式，改善密封效果，提高密封性能。多密封双、四列圆锥滚子轴承与开式结构轴承相比，寿命提高20%40%；润滑剂消耗量降低80%。圆锥滚子轴承主要承受以径向为主的径、轴向联合载荷。轴承承载能力取决于外圈的滚道角度，角度越大承 载能力越大。该类轴承属分离型轴承，根据轴承中滚动体的列数分为单列、双列和四列圆锥滚子轴承。单列圆锥滚子轴承游隙需用户在安装时调整；双列和四列圆锥滚子轴承游隙已在产品出厂时依据用户要求给定，不须用户调整。圆锥滚子轴承有圆锥形内圈和外圈滚道，圆锥滚子排列在两者之间。所有圆锥表面的投影线都在轴承轴线的同一点相聚。这种设计使圆锥滚子轴承特别适合承受复合（径向与轴向）负荷。轴承的轴向负荷能力大部分是由接触角决定的；角度越大，轴向负荷能力就越高。角度大小用计算系数e来表示；e值越大，接触角度越大，轴承承受轴向负荷的适用性就越大。圆锥滚子轴承通常是分离型的，即由带滚子与保持架组件的内圈组成的圆锥内圈组件可以与圆锥外圈（外圈）分开安装。圆锥滚子轴承广泛用于汽车、轧机、矿山、冶金、塑料机械等行业。编号型号dDBCTaE17302E1542131114103327203E1740121113123137503E1740161417113147303E1747141215103757603E1747191620103662007904E203712912122972007104E2042151215143287204E2047141215123797504E20471815191235107304E20521513161141117604E205221182211391220079/2222401291212321320071/2222441511151434142007905E2542129121234152007105E2547151115163716300710525471714171038177205E25521513161441187505E2552181619134119300720525522218221340207305256217151811502127305E25621713182844227605E256224202511482320079/2828451291212372420071/28285216121616412530072/2828582419241245综上所述选择GB297-94-30206圆锥滚子轴承作为本机构的支撑轴承。6 密封件的选用密封可以分为静密封和动密封两大类。静密封主要有垫密封、密封胶密封和直接接触密封三大类。动密封可以分为旋转密封和往复密封两种基本类型。目前，常用于旋转轴密封的有机械密封、填充密封和油封。填充密封主要作动密封，它广泛用做离心泵、压缩机、真空泵、搅拌机和船舶螺旋桨的转轴密封等。机械密封又称端面密封，是旋转轴用动密封，被广泛用于石油、化工、冶金、航空、原子能等工业中。油封也可用于旋转轴密封。本图密封结构如下图所示：图6-3-4 密封原理图1-轴承座 2-O型密封圈 3-筒体在总装图中可以看到，机械密封采用了外装形式，其定位依靠甩水环和套筒，均质腔底盘中心有凸缘回转台，以及用来排除液料的涡轮结构防止了大部分的含颗粒料液进入，避免了因介质压力与弹簧力的方向相反而相互县的泄露。但是，当启动时，弹簧力不变，端面受力太大，由于摩擦副尚未形成液面，端面上比压过大容易磨伤密封面。在这里采用机械密封将容易泄露的轴向密封改变为较难泄露的静密封和端面径乡接触的动密封。减少了泄露量，降低了对轴的精度和表面粗糙的要求，由于减少了轴的接触面积，使得轴不易受磨损。机械密封与成型填料密封的比较机械密封与软填料密封相比较，有如下优点：密封可靠，在长期的运行中，密封状态稳定，泄露量很小，按粗略统计，其泄露量一般仅为软填料密封的1/100；使用寿命长，在油、水类介质中一般可达12年或更长时间，在化工介质中通常也能达半年以上；摩擦功率消耗小，机械密封的摩擦功率紧为软填料密封的10%50%；轴或轴套基本上不受磨损；维修周期长，端面磨损后可自动补偿，一般情况下，无须经常的维修；抗振性好，对转轴的振动、偏摆以及轴对密封腔的偏斜不敏感；适用范围广，机械密封用于低温、高温、真空、高压、不同转速，以及各种腐蚀性介质和含磨粒介质等的密封。但其也有一些缺点：结构较复杂，对制造加工要求高；安装与更换比较麻烦，并要求工人有一定的安装技术水平；发生偶然性事故时，处理较困难；一次性投资高。本均质机在工作中要求密封处基本上无泄露，一旦泄露，会对机内的物料造成污染。综上考虑，在此选用机械密封。对于轴：机械密封处线速度：机械密封结构形式的选择对本均质机调查后可发现 介质为液体，起压力为2公斤，温度在080范围内，轴径为42mm转速为2940r/min。 介质特性介质压力低，无腐蚀性，无固体颗粒及纤维杂质，且不宜汽化和结晶。 主机工作特点与环境条件连续操作；主机安装在室内；周围气氛性质良好，温度变化不大。 几乎不允许有泄露，并且对泄露方向有要求；寿命尽量长些，从而降低更换次数，且可靠性要高些。机械密封的冷却与润滑机械密封的冷却与端面润滑由循环请水系统保证。循环水流量由机体外管道阀门控制。少量泄露的清水被甩水环甩至轴承座支架板，经由排水管排出。油封的选用油封与其它密封装置的比较油封与其它密封装置比较有下列优点：结构简单、容易制造。简单油封一次便可以模压成型，即使最复杂的油封，制造工艺不复杂。金属骨架油封也只需要经过冲压、胶接、镶嵌、模压等工序即可将金属与橡胶组成所需要求的油封。 重量轻、耗材少。每种油封都是薄壁的金属件与橡胶件的组合，其材料耗费极少，因而每个油封的重量很轻。 油封的安装位置小，轴向尺寸小，容易加工，并使机器紧凑。 密封性能好，使用寿命较长。对机器的振动和主轴的偏心都有一定的适应性。 装拆容易、检修方便。 价格便宜。油封对内可封油，对外可防尘。油封的缺点在于不能承受高压，但机械密封处由油所产生的压力在两公斤左右，油封足可以承受。油封的工作范围油封的工作范围如下表所示工作压力0.3Mpa密封面线速度低速型 4m/s高速型 415m/s工作温度-60150（与橡胶种类有关）适用介质油、水及弱腐蚀性液体寿命5002000h在此选择橡胶骨架结构 把冲压好的金属骨架包在橡胶之中，成为内包骨架型，其制造工艺稍微复杂一些。但刚度好，易装配，且钢板材料要求不高。油封材料鉴于油封处于大气和油的环境中，所以要求材料的耐油性、耐大气老化性能良好；同时它常遇灰尘、水，且有很高的转速，因此要求耐磨性和耐热性良好。丁腈橡胶的耐油性能优异。所以选择丁腈橡胶作为油封材料。油封的润滑 安装时对油封唇部涂润滑脂。因为锂基润滑脂的耐热、耐水性能好，温度变化时稠度很少变化，适用温度范围广，遇水也不降低其润滑性能，所以油封的润滑选用锂基润滑脂。密封圈用做油封的旋转轴唇形密封圈选用内包骨架有副唇的密封。对于外部环境多灰尘、雨水及杂质等场合，应采用有副唇的密封圈。综上所述，选用GB987788中的FB型油封。7 均质轮的设计计算均质轮形式如下：图6-3-4 密封原理图1-大均质轮 2-顶丝 3-中均质轮 4-平键 5-小均质轮均质轮在整个生产工序中非常重要，作为整个设备的核心元件其关键程度不言而喻。其结构的优劣对生产产品的质量有非常大的影响。均质轮的材质为不锈钢ZG0Cr13Ni4Mn加工而成；避免了因腐蚀而产生锈迹。豁口总面积大于筒体最小通径。大均质轮的外形如下图所示：根据前文（6-4-1）公式所述，本设备的最小流量通径为“通径截面积S=流量/流速” 得S=0.5m/3600s/0.5m/s=2.8cm；根据S=R 确定最小通径大于30mm。我们知道均质轮与壳体定子上的开槽越致密越精细其均质机本身的均质性能就会更加卓越，由于前文之中我们设定的均质轮最小部分厚度为5mm。泵吸入口的流速一般取为3m/s左右。从制造方便考虑，大型泵的流速取大些，以减小泵的体积，提高过流能力。而从提高泵的抗汽蚀性能考虑，应减小吸入流速；对于高汽蚀性能要求的泵，进口流速可以取到1.0-2.2m/s。比转速计算比转速（数）是从相似理论中引出来的一个综合性参数，它说明着流量、扬程、转数之间的相互关系。同一台水泵，在不同的工况下具有不同的比转数。一般是取最高效率工况时的比转速（数）做为水泵的比转速（数）。第一章第五节中对比转速做了讲解 ，不再赘述。您可以点击：比转速比转速计算公式本教程中设计实例的计算结果：ns=49.8计算比转速时，特别需要注意各参数的单位！流量Q：m3/s(双吸泵取一半)扬程H：m转速n：rpm在150250的范围，泵的效率最好，当60时，泵的效率显著下降采用单吸叶轮过大时，可考虑改用双吸，反之采用双吸过小时，可考虑改用单吸叶轮效率计算泵内能量损失泵在把机械能转化为液体能量过程中，伴有各种损失，这些损失用相应的效率来表示。为了提高泵的效率，必须分析泵功率的平衡情况，弄清其来龙去脉，为减少损失提高效率指明方向。下面按能量在泵内的传递过程，逐一介绍泵内能量能量的损失。机械损失Pm和机械效率m原动机传到泵轴上的功率（轴功率P），首先要花费一部分去克服轴承和密封的摩擦损失Pfd，剩下的用来带动叶轮旋转，但这部分机械能并没有全部作用给液体，其中一部分消耗于克服叶轮前后盖板表面和壳体间液体的摩擦，即为圆盘摩擦损失Pd。所以：Pm=Pfd+Pd（称为输入水力功率） 容积损失Pv和容积效率v输入水力效率用来对通过叶轮的液体作功，因而叶轮出口处液体的压力高于进口压力。正是由于这个压差的存在，会使通过叶轮的一部分液体从泵腔经叶轮口环间隙向叶轮进口逆流，即为口环泄漏。这个泄漏是泵内的主要泄漏，记其泄漏量为q。则：Pv=gqHt 其中：Qt泵的理论流量（即没经过损失直接通叶轮的流量）Qt=Q+qHt泵的理率扬程，它表示叶轮传给单位重量液体的能量。水力损失Ph和水力效率h。通过叶轮的有效液体（除掉泄漏）从叶轮中接收的能量（Ht）, 也没有完全输送出去，因为液体在泵过流部分的流动中伴有水力摩擦损失和冲击、脱流，改向等引起的水力损失，从而要消耗掉一部分能量（用h表示）。所以：Ph=gQh 其中：H单位重量液体经过泵增加的能量 Ht=H+h泵的总效率：泵的机组效率：水力效率=0.848, 取0.85容积效率=0.952， 取 0.95 机械效率圆盘摩擦效率：=0.844考虑轴承，轴封的损失，取0.82泵的总效率=hvm=0.85*0.95*0.82=0.66轴功率计算泵轴的直径应按照强度（拉、压、弯、扭）和刚度（挠度）及临界转速条件确定。扭矩是泵最主要的载荷，开始设计时首先按扭矩确定泵轴的最小直径，通常是联轴器处的轴径。轴功率 得，N=9.17kW配套功率 N=KN = 1.29.1 = 3.43kWK是工况变化系数，取1.11.2扭矩 得 Mn = 36.22 (Nm)最小轴径 得 d= 17, 取20mm 是泵轴材料的许用切应力(单位：),对于普通优质碳钢可取=，对于合金钢=计算叶轮主要外形尺寸叶轮进口几何参数对汽蚀具有重要影响，叶轮出口几何参数对性能（H, Q）具有重要影响，而两者对效率均有影响。下图表示的是穿轴和悬臂叶轮几何参数形状和主要参数尺寸参数。叶轮主要尺寸参数示意图主要几何参数： 叶轮进口直径叶片进口直径叶轮轮毂直径叶轮出口直径叶轮出口宽度叶轮进口直径 因为叶轮分为有轮毂和没有轮毂两种 类型，为此引出叶轮进口当量直径。按以为半径的圆管断面积等于叶轮进口去掉轮毂的有效面积。K0=3.54, D0=54mm的选择(对大多数泵取3.5-4.0)主要考虑效率3.5-4.0兼顾效率和汽蚀4.0-5.0主要考虑汽蚀5.0-5.5然后计算叶轮进口直径本设计方案中，dh = 0, D0 = 54mm叶片数 叶片数一般根据比转速来选取，见下表。一般为5-7枚。理论计算可以参考现代泵技术手册。叶片数选取表30-4545-6060-120120-300Z8-107-86-74-6本设计取Z=6。出口安放角出口安放角的选取范围一般为15-40度。理论计算可以参考现代泵技术手册。出口安放角的取值需要综合考虑其他参数，因为各个参数是互相影响的，也需要考虑性能曲线的要求。下图是不同叶片数和出口安放角组合对关死点影响的 经验曲线，可供大家参考！叶轮出口宽度 根据统计资料，出口宽度可以根据下式进行初步计算。第一种经验方法 第二种经验方法本设计中b2取7mm。对于低比速泵考虑到铸造工艺，一般都在计算值上适当加大。叶轮外径D2第一种计算方法：第二种计算方法：根据统计资料，叶轮外径可以根据下面两种计算方法进行初步计算。叶轮进口直径与外径的比值推荐相似换算这种方法很简单，也很可靠，其作法是选一台与要设计泵相似的泵，对过流部分的全部尺寸进行放大和缩小。这里仅介绍叶轮部分。其步骤为：（一）按设计泵的参数计算比转数();（二）选择模型泵，对模型泵的要求是：模型泵的与设计泵的相等或相近； 模型泵的效率高（高效范围广），抗汽蚀性能好，特性曲线形状符合要求； 模型泵的技术资料齐全可靠； 为了不失去相似性，希望实型和模型雷诺数之比=1.01.5的范围内 式中 叶轮外径（m）；叶轮出口圆周速度（m/s）；输送液体的运动粘性系数（）（三）求尺寸系数 由相似定律，假定模型泵和实型泵的容积效率、水力效率相等，则有，or，用上面两式计算的值可能稍有不同，在此情况下可取较大的值或者两者的平均值作为换算用的值。（四）计算设计泵的尺寸把模型泵过流部分的各种尺寸乘以尺寸系数，则得到设计泵过流部分的相应尺寸。设计泵的叶片角度应等于模型泵的相应角度，即叶片厚度和某些间隙，有时不能采用相似换算值，课根据具体情况确定。（五）换算设计泵的性能曲线在模型泵性能曲线上取若干个点，按相似条件换算成设计泵相应点的参数，并绘出相应的性能曲线。（六）绘制设计泵的图纸按换算得到的尺寸和角度，考虑具体情况对叶片厚度、密封间隙等作适当修改，绘出设计泵的图纸。叶片剪裁图也可在保证换算得到的主要尺寸下，重新绘制（详见叶片绘型部分）。相似设计法应注意的问题效率修正问题通常，在相似设计中认为模型泵和实行泵的效率相等，实际上由于大泵和小泵（相似泵）流道相对粗糙度、相对间隙和叶片相对厚度等不同、大泵的水力效率、容积效率比小泵高，机械效率也稍高些。所以，当相似泵的尺寸相差较大时，应考虑尺寸效应的修正。考虑尺寸效应的尺寸系数可按下式计算式中 未考虑尺寸效应的尺寸系数；实行泵系数；模型泵系数； 式中 ,模型和实型叶轮入口直径(cm)也可按下式计算式中 Q泵流量（）；泵转速（）。下面列出常用的模型和实型泵效率的换算公式：普费莱德尔公式（水力效率），其中苏尔泰公司公式 ，修改模型问题如现有的模型很好，但与设计泵的不同，当相差不多时，可以对模型泵加以修改，从而改变模型泵的性能参数，使模型泵的设计泵的相等。然后按修改的模型尺寸和性能进行相似的换算。为此，可按下述两种情况对模型进行修改。保持不变,改变流道宽度保持和叶片的形状不变，均匀移动前盖板的位置，当流道宽度变化时，假设流量变化后轴面速度保持不变。因为当宽度增加时，进口直径增加，前盖板流线的进口速度三角形如图所示，进口冲角和相对速度增加，即，。因为增加，抗汽蚀性能可能有所下降。假定均匀分布，流量的变化为因为、不变，而扬程可写为所以扬程保持不变，功率的变化为比转数的变化为,改变出口直径改变后，认为，则,关于汽蚀相似两台泵相似，从理论上讲或值相等，由此可求得设计泵的汽蚀余量。实际上泵要做到进口相似是很困难的。而且泵进口几何参数对汽蚀的影响十分敏感，所以当尺寸和转速相差较大时，换算汽蚀性能的误差增加。和越大，泵实际的值比换算值高。故小泵或转速低的泵换算为转速高的泵，大泵或转速高的泵的实际是抗汽蚀性能比换算的值高。反之，从大泵或转速高的泵，换算为小泵或转速低的泵，其抗汽蚀性比换算值低，因而是不可靠的。相似换算是以相似理论为基础，本身是一种近似方法，从保证性能的角度，、这些参数是起主导作用的参数。因而相似设计有两种途径：1）过流部分，包括剪裁图完全按相似换算结果绘图；2）保证主要参数相似，在绘型是对次要参数加以适当修改。第一次精算叶轮外径叶片出口排挤系数 K2=0.941,选=4mm，假定=90, 已知 Z=6，D2 = 202mm理论扬程 Ht = 60/0.85 = 70.59m有限叶片数修正系数Stodola滑移系数或者通过下面的统计曲线查取。（From John Tuzson, 2002）WeisnerPfleiderer为了计算方便，此处计算采用Pfleiderer公式，此处取：P=0.353无穷叶片数理论扬程 =70.59(1+0.353)=95.54m出口轴面速度vm2 =2.59m/s出口圆周速度u2 =32.18m出口直径 D2 =212mm与假设值相差较大，所以需要进行第二次精算（要求误差2%）第二次精算叶轮外径叶片出口排挤系数 K2=0.944,选=4mm，假定=90, 已知 Z=6，取D2 = 212mm出口轴面速度vm2 =2.46m/s出口圆周速度u2 =32.06m（假设P不变）出口直径 D2 =211mm与假设值相差很小，不再重新计算。定子的材料为ZG0Cr13Ni4Mn,其结构与尺寸如图2-8及表2-2所示， 图2-8 定子结构图 表2-2 定子结构主要尺寸名称定子直径定子高齿高齿圈槽深齿圈距齿间距齿厚数值（mm）1984029.530736此定子装拆方便，且盘上开了一个键槽，利用键来防止其在剪切过程中转动。 2.6.1.2 转子的设计 转子的材料也是ZG0Cr13Ni4Mn，其结构与尺寸如图2-9及表2-3所示， 图2-9 转子结构图 表 2-3 转子结构主要尺寸名称转子直径转子高齿高齿圈槽深齿圈距齿间距齿厚数值（mm）1374529.530736转子与叶片做成分离式，便于装拆。 2.6.2 叶片的设计 叶片的材料也是ZG0Cr13Ni4Mn，叶片的设计参考离心泵叶片的设计，考虑到处理的是含固体颗粒的固-液相的液料，因此将叶片设计成开启式后弯叶片涡轮，这种涡轮直径小，叶片宽，转速高，具有高剪切力和较强的循环能力，同时，由于中间无圆盘，上下液体流动通畅，排除性能好，且叶片不易磨损，并且要求叶片弯曲公式：，t值范围为0-38%，其结构与尺寸如图2-10及表2-4所示， 图2-10 叶片结构图 表2-4 叶片结构主要尺寸名称叶片直径叶片总高叶片高叶片数目数值（mm）8548305 2.6.3 叶片和转子的装配关系 叶片和转子均做成分离式，其装配非常方便，其装配关系如图2-11所示 图2-11 叶片和转子装配8 筒体的设计注意的一些问题有由于铸铁的铸造性能好、
- 温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。
川公网安备: 51019002004831号