【正文】 體積小、密封效果比較顯著；缺點是密封碗內(nèi)孔尺寸容易超差。因此，將軸壓得太緊，造成消耗功率太大。這種密封結(jié)構(gòu)安裝要求較嚴，壽命比較短，所以在小泵上用得還比較多，在大泵上很少采用。2. 填料密封填料密封：是一般離心泵中最常用的密封結(jié)構(gòu)，一般由填料套、填料環(huán)、填料、填料壓蓋、長扣雙頭螺栓和螺母組成，靠填料和軸（或軸套）的外圓表面接觸來實現(xiàn)密封的。軸封的嚴密性可以用松緊填料壓蓋的方法來調(diào)節(jié)。填料密封的合理泄漏量是液體從填料函中滲漏出來，成滴狀，每分鐘泄漏量為60滴左右。根據(jù)計算和資料我采用了此密封。3. 機械密封機械密封：主要密封原件、輔助密封原件、壓緊原件和其他輔助原件組成。優(yōu)點是密封性好、壽命長、泄漏少、功率消耗少，在運轉(zhuǎn)中可以達到幾乎不泄漏的程度，所以廣泛應(yīng)用于輸送高溫、高壓和強腐蝕性的液體的離心泵。缺點是制造復雜、價格較貴、損壞時不易更換，另外主要密封原件和其他輔助密封原件的材料不好選擇。4. 浮動環(huán)密封浮動環(huán)密封：浮動密封是籍浮動環(huán)端面和浮動套端面的接觸來實現(xiàn)軸向密封的，徑向密封是籍軸套外圓表面與浮動環(huán)內(nèi)圓表面形成的狹窄縫隙以產(chǎn)生節(jié)流來密封的。浮動密封的優(yōu)缺點是結(jié)構(gòu)簡單、泄漏量介于機械密封和填料密封之間，運轉(zhuǎn)可靠，但爭購向尺寸略大于其他密封機構(gòu)。 軸向力平衡機構(gòu)及其結(jié)構(gòu)型式多級泵一般用平衡鼓或平衡盤平衡軸向力。因為，泵在運行中由于作用在轉(zhuǎn)子上的力不對稱就產(chǎn)生了軸向力。由于軸向力的存在，泵的轉(zhuǎn)動部分必然在軸向力的推動下發(fā)生串動，轉(zhuǎn)子與泵體發(fā)生研磨，使泵不能正常工作。 其它零部件離心泵除上述主要零部件以外，還有泵軸、中段、軸承體、托架、支架、聯(lián)軸器等零部件。第4章 離心泵結(jié)構(gòu)設(shè)計設(shè)計題目：多級離心式清水泵結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算設(shè)計參數(shù)： 流量Q=280 m3/h揚程H=260 m 效率η=70% 轉(zhuǎn)速n= 1470 r/min液體重度γ=1000 kg/m3選擇原電機時應(yīng)該綜合考慮動力來源、價格、投資和維護管理費用等。由于電源比較方便，一般均采用電機驅(qū)動。所以本設(shè)計采用電機直接驅(qū)動。離心泵軸功率的計算： 4—1式中：Ne——泵的有效功率 KWη——離心泵的效率γ——清水的重度 =1000kg/m3Q——離心泵的流量 Q=280m3/hH——離心泵的揚程 H=260m查“離心泵總效率”圖41取 =則： 圖41 多級離心泵總效率則計算功率： Nc=== 42查“機械設(shè)計手冊”選電機型號為Y355L12型、比轉(zhuǎn)數(shù)ns和級數(shù)i由于本泵是采用電機直接驅(qū)動的形式，所以電機轉(zhuǎn)數(shù)確定，滿載轉(zhuǎn)數(shù)n=1470r/min 。根據(jù)比轉(zhuǎn)數(shù)計算公式： 4—3式中： n s——比轉(zhuǎn)數(shù) n——泵的轉(zhuǎn)數(shù) n=1470r/min Q——泵的流量 Q=280m3/h H——泵的揚程 H=260mi——多級泵的級數(shù)將上述數(shù)值帶入上式可得如下關(guān) n== 分別帶入級數(shù)i=8級，分別求出相應(yīng)的比轉(zhuǎn)數(shù)ns的值，見表4—2級數(shù)i與比轉(zhuǎn)數(shù)ns關(guān)系表表4—2級數(shù)i與比轉(zhuǎn)數(shù)ns關(guān)系表級數(shù)i345678比轉(zhuǎn)數(shù)ns135167197226256283由上表以及查閱了“離心泵總效率”圖41，綜合考慮，確定級數(shù)為i=6級，比轉(zhuǎn)數(shù) ns=226。在確定比轉(zhuǎn)數(shù)時應(yīng)考慮下列因素：（1）的區(qū)間，泵的效率最高，泵效率顯著下降；（2）采用單吸葉輪，過大時可考慮采用雙吸式，反之，采用雙吸過小時，應(yīng)改為單吸式；（3）比轉(zhuǎn)數(shù)和泵的級數(shù)有關(guān)，級數(shù)越多，越大。臥式泵一般不超過10級，立式深井泵和潛水泵級數(shù)多達幾十至幾百級。但目前的趨勢是盡量提高轉(zhuǎn)速，減小級數(shù)，以提高泵運行的可靠性。、流速Vs和吐出口直徑泵吸入口徑的確定主要看吸入管內(nèi)的流速，根據(jù)國內(nèi)資料看外管路經(jīng)濟流速分析和有關(guān)規(guī)定，吸入管內(nèi)最大流速一般不超過5米/秒，最常用的流速為3米/秒左右，管徑大時，流速可適當慢些，但流速慢了管徑就要大些，又不經(jīng)濟。因此，必須根據(jù)具體情況作綜合分析比較。常用的泵吸入口徑、流量和流速的關(guān)系見表4—3。表4—3 泵吸入口徑、流量和流速的關(guān)系吸入口徑（mm）506580100150200250300400多級泵流速m/s3流量m3/s2546851552804507201500 對汽蝕性能要求較高的泵（汽蝕比轉(zhuǎn)數(shù)C1000），在吸入口徑小于250毫米時，建議取吸入口流速Vs=~ m/s；在吸入口徑大于250毫米時，建議取吸入口流速Vs=~ m/s。根據(jù)上述分析取吸入口流速 Vs= m/s，則由公式： D= 4—4式中， Q—流量， Q=280m3/sVs—吸入口流速， Vs= m/s則， D= m由上表可圓整為，D= m=200 mm由吸入口流速公式： Vs= 4—5可得： Vs==由吐出口流速公式： =D=200 4—6泵的允許吸上真空度是隨泵使用地點的大氣壓，吸入管路中的阻力和流速，以及所抽送液體的性質(zhì)和溫度的不同而變化的。所以使用時不太方便，故引入了一個表示泵汽蝕性能的參數(shù)，這就是汽蝕余量。在設(shè)計離心泵時，需要有一個能表示泵的汽蝕性能，而又與泵的設(shè)計參數(shù)有聯(lián)系的綜合性參數(shù)，作為比較泵汽蝕性能和選擇模型泵的依據(jù)。故引入一個汽蝕比轉(zhuǎn)數(shù)C來表示離心泵的最小汽蝕余量與泵設(shè)計參數(shù)間的關(guān)系。取， C=680 n=1470 r/min Q=280 /h=(n247。C) = m由“清水的汽化壓力與溫度的關(guān)系曲線”在泵的設(shè)計手冊上第四章第四小節(jié)可查得，常溫下清水的汽化壓力Pv=根據(jù)計算公式： 4—7式中：Pa—標準大氣壓Pa=1 kg/cm2Pv—溫下清水的汽化壓力Pv= kg/cm2—最小汽余量= mVs—吸入口流速 Vs= m/s將上述數(shù)值帶入上式可得： m根據(jù)汽蝕比轉(zhuǎn)數(shù)計算公式： 4—8式中： Q=280 m3/hn=2950 r/min= m將上述數(shù)值帶入上式可得：=802汽蝕比轉(zhuǎn)速是在入口幾何相似，運動相似和動力相似的條件下推導出來的，所以對一組入口相似的泵，在相似的工況下，他們的C值相同。因此，C值可以作為葉輪入口和吸入室?guī)缀蜗嗨频呐袆e數(shù)。泵的最小汽蝕余量越小，汽蝕比轉(zhuǎn)速越大，所以C值可以作為在考慮汽蝕性能時選取模型泵的一個參數(shù)。允許吸上真空度為：為了安全。m汽蝕比轉(zhuǎn)速是在入口幾何相似，運動相似和動力相似的條件下推導出來的，所以對一組入口相似的泵，在相似的工況下，他們的C值相同。因此，C值可以作為葉輪入口和吸入室?guī)缀蜗嗨频呐袆e數(shù)。泵的最小汽蝕余量越小，汽蝕比轉(zhuǎn)速越大，所以C值可以作為在考慮汽蝕性能時選取模型泵的一個參數(shù)。從《機械零件》書中可知，可按下式計算泵軸所傳遞的扭力矩M M= 4—9式中：M—泵軸所傳遞的扭力矩 Nm Nc—計算功率 Nc= KW n—泵轉(zhuǎn)數(shù) n=1470 r/min將上述數(shù)值帶入公式4—9得：M== Nm按扭矩初步計算的最小軸徑d為： d= 4—10式中 []——材料的許用應(yīng)力（Pa）d ——最小軸徑（m）《機械手冊》上查“泵軸常用材料的許用切應(yīng)力”， 本泵選擇45調(diào)質(zhì)處理HB=500600 則[]=550Pa 則最小軸徑d： d== m=60 mm由于電機與泵軸之間采用凸緣聯(lián)軸器，這種聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，裝拆方便，剛性好，傳遞轉(zhuǎn)矩大。但當兩軸對中精度較低時，將引起較大的附加載荷，適用于對中精度良好的一般傳動。所以選用該類型聯(lián)軸器。選擇YL1型聯(lián)軸器，根據(jù)聯(lián)軸器將最小軸徑圓整為d=60mm。 固定轉(zhuǎn)子的零件螺紋直徑為： d=72 mm 安裝軸承和葉輪處的直徑為： d1=75 mm 由于葉輪和軸通常是用鍵聯(lián)結(jié)的，因此，輪轂要有一定強度，輪轂的直徑dh可按下列經(jīng)驗公式計算。確定輪轂處的直徑： 、 4—11式中： k—經(jīng)驗系數(shù)，一般取k=—,這里去k=d1—安裝葉輪處的軸的直徑 d1=75 mm則： dh=kd1 ==105 mm泵軸在運行中，除了承受扭矩外，還承受由皮帶傳動所引起的徑向力、轉(zhuǎn)子自重及由不平衡所引起的離心力等，這些力都會使軸產(chǎn)生彎曲；而軸向力會使軸產(chǎn)生拉伸或壓縮。在軸徑初步計算中，合理選擇許用應(yīng)力，除可節(jié)省材料外，對泵來說還有其特殊意義：如果軸的許用應(yīng)力取得小，軸就粗，葉輪入口尺寸就要加大，這就惡化了吸入條件，降低了離心泵效率；反之，如果許用應(yīng)力取得大，軸就細，對泵的吸程和效率都有好處，但必須保證軸的安全可靠。因此，必須合理選擇許用應(yīng)力，充分發(fā)揮材料的效能。葉輪是將來自原動機的能量傳遞給液體的零件，液體流經(jīng)葉輪能量增加。葉輪一般由前蓋板、后蓋板、葉片和輪轂組成。如果葉輪沒有前蓋板，就是半開式葉輪，沒有前蓋板、也沒有后蓋板的葉輪叫開式葉輪，開式葉輪在一般情況下很少應(yīng)用。葉輪主要幾何參數(shù)有葉輪進口直徑D0、葉片進口直徑D葉輪輪轂直徑dk、葉片進口寬度b葉片進口角η葉輪出口直徑D葉輪出口寬度b葉片出口角η葉片數(shù)、葉片包角等。葉輪進口幾何參數(shù)對汽蝕性能有重要的影響，葉輪出口幾何參數(shù)對性能具有重要影響，兩者對泵的效率均有影響。分段式多級泵的第一級葉輪，因為要考慮到泵的汽蝕性能，需要特殊設(shè)計，故以次級葉輪為例，設(shè)計設(shè)計算步驟如下：由于泵要求效率比較高，而多級泵的次級葉輪入口已有一定壓力，故可將泵入口速度系數(shù)盡可能取得高些。先確定葉輪入口速度，可用公式 4—12式中：——葉輪入口速度系數(shù) H ——泵的單級揚程由圖4—3“離心泵葉輪的速度系數(shù)”表圖4—3 離心泵葉輪的速度系數(shù)由上圖可以查到葉輪入口速度系數(shù)=，泵的單級揚程Hi=260/6=所以：m/s通過葉輪的流量Qˊ可用公式： 4—13式中： ——泵的容積效率查圖《離心泵的設(shè)計基礎(chǔ)》4—4可得流量等于38m3/h的容積效率，根據(jù)比轉(zhuǎn)數(shù)可查得=則： m3則葉輪入口的直徑可根據(jù)公式： 4—14取 D0=70mm 確定葉片入口邊直徑D1在葉輪流道入口邊上取圓心，做流道的內(nèi)切圓，內(nèi)切圓圓心到軸心線距離的兩倍即為葉輪入口邊直徑。確定葉片入口邊直徑，一般與比轉(zhuǎn)數(shù)有關(guān)，由于本設(shè)計的比轉(zhuǎn)數(shù)ns=167在100～200之間，所以D1≥D0,一般入口邊平行于軸心線；對流量較小的泵，可取D1D0。對流量較大的泵，也可將入口邊伸入吸入口，但是應(yīng)注意鑄造造型的工藝性。取D1=(1～)D0=150 mm= m 確定葉片入口處絕對速度V1一般取=，對汽蝕性能要求高的泵，取=(～) 這里取 = 4—15=== m/s 確定葉片入口寬度b1離心泵葉輪入口尺寸，入口寬度和入口邊直徑除影響泵的抗汽蝕性能影響很大。 4—16計算用公式： 4—17則： 確定葉片數(shù)Z泵的效率跟葉片數(shù)的多少有直接關(guān)系。葉片數(shù)多，泵的效率就能得到提高，這是因為葉片數(shù)增加后，葉片間流道的擴散程度減弱，液流的擴散損失減小，泵的效率上升，但葉片數(shù)過多的時候，葉片與液流的摩擦損失增加，結(jié)果反而導致泵的效率下降。對 的泵，取6片；對低比轉(zhuǎn)速的泵可以取9片，但應(yīng)注意勿使入口流道堵塞；對高比轉(zhuǎn)數(shù)的泵可以去4—5片。在一般情況下，增加葉片數(shù)可以改善液體流動情況，適當提高泵的揚程，但葉片數(shù)增加后將增加葉片摩擦損失，減少流道過流面積。取z=6片 確定葉片入口軸面速度葉片入口軸面速度Vm1可按下式確定 = 4—18式中 為葉片入口排擠系數(shù),在設(shè)計離心泵時先選取排擠系數(shù)進行試算，待葉片厚度和葉片入口安放角確定后，在來校核值。在估算時一般取，這里取=。則： =