【正文】 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書150S50雙吸離心泵水力及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文目 錄摘 要 41 前言 5 畢業(yè)設(shè)計(jì)主要內(nèi)容 5 畢業(yè)設(shè)計(jì)預(yù)期目標(biāo) 5 設(shè)計(jì)的目的和意義 5 設(shè)計(jì)的主要任務(wù) 52 葉輪的水力設(shè)計(jì) 6 泵在設(shè)計(jì)點(diǎn)的運(yùn)行參數(shù) 6 6 9 葉輪的繪型 13 20 2出口速度三角形 253壓水室的水力設(shè)計(jì) 26 26 284 吸入室的水力設(shè)計(jì) 33 33 335 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 37 37 376泵軸的強(qiáng)度校核 38 38 40 40 41 41 427 結(jié)論 43總結(jié)與體會(huì) 44謝辭 45參考文獻(xiàn) 46 畢業(yè)設(shè)計(jì)主要內(nèi)容本次畢業(yè)設(shè)計(jì)為根據(jù)給定設(shè)計(jì)參數(shù)完成雙吸離心泵150S50水力及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（主要包括葉輪、壓水室、吸水室的水力設(shè)計(jì)計(jì)算），并完成雙吸泵總裝圖的繪制。該雙吸泵在設(shè)計(jì)點(diǎn)運(yùn)行參數(shù)如下：揚(yáng)程，流量,轉(zhuǎn)速，效率。必需空蝕余量；抽送介質(zhì)為溫度小于80176。C 的清水或物理、化學(xué)性質(zhì)類似于水的其他液體。 畢業(yè)設(shè)計(jì)預(yù)期目標(biāo)完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書要求的內(nèi)容，達(dá)到畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求。說明書不少于10000字，應(yīng)包括目錄、中文關(guān)鍵詞、正文、參考文獻(xiàn)。完成葉輪、壓水室水力設(shè)計(jì)圖、吸水室水力設(shè)計(jì)圖各一張，泵裝配圖一張。完成3000字專業(yè)文獻(xiàn)英譯漢。 設(shè)計(jì)的目的和意義畢業(yè)設(shè)計(jì)是本科四年的最后一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，也是相當(dāng)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。它是為我們?cè)趯碜龊霉ぷ鞯於ɑA(chǔ)。我們?cè)诋厴I(yè)設(shè)計(jì)過程中將應(yīng)用自己所學(xué)的知識(shí)，培養(yǎng)解決問題和分析問題的能力，使理論知識(shí)與實(shí)際問題聯(lián)系起來。這一過程不僅鍛煉我們的創(chuàng)新能力，也要求我們了解并及時(shí)掌握本行業(yè)發(fā)展新動(dòng)態(tài)、新方法和新理論。 設(shè)計(jì)的主要任務(wù)（1）葉輪水力設(shè)計(jì)，進(jìn)行葉片繪型；（2）壓水室水力設(shè)計(jì)，進(jìn)行壓水室繪型；（3）吸水室水力設(shè)計(jì)，進(jìn)行吸水室繪型；（4）完成總裝圖的繪制；（5）軸的強(qiáng)度計(jì)算；（6）在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下完成設(shè)計(jì)說明書及3000字專業(yè)文獻(xiàn)英譯漢。2 葉輪的水力設(shè)計(jì)葉輪是離心泵的重要過流部件，水流在進(jìn)入葉輪之前，其流動(dòng)方向大體平行于葉輪軸心線，水流在葉輪中能量增加后，以大體垂直于葉輪軸心線的方向離開葉輪。離心式葉輪通常由前蓋板、后蓋板，以及它們之間的葉片組成。兩相鄰葉片和前后蓋板的內(nèi)表面形成了若干個(gè)葉片流道，也就是水流流經(jīng)葉輪的通道。在給定了葉輪的設(shè)計(jì)參數(shù)及設(shè)計(jì)點(diǎn)的流量、揚(yáng)程、轉(zhuǎn)速之后，在設(shè)計(jì)葉輪時(shí)，首先要確定葉輪全部幾何參數(shù)，它們指葉片數(shù)Z,葉輪半徑，出口寬度，葉片出口安放角，葉片出口的排擠系數(shù)，以及葉輪吸入口直徑 。在確定這些幾何參數(shù)時(shí)，常用的辦法有三個(gè)：（1）相似換算法：選一個(gè)性能符合要求，比轉(zhuǎn)速與待設(shè)計(jì)葉輪比轉(zhuǎn)速相等的葉輪，將其放大或縮小。（2）速度系數(shù)法：已有專家在大量統(tǒng)計(jì)基礎(chǔ)上將優(yōu)秀葉輪的上述幾何參數(shù)寫成泵的比轉(zhuǎn)速函數(shù)，這些函數(shù)一般以曲線形式給出，設(shè)計(jì)時(shí)可以根據(jù)待設(shè)計(jì)泵的比轉(zhuǎn)速，通過查曲線，確定待設(shè)計(jì)葉輪的幾何參數(shù)。這一方法的關(guān)鍵在于所用速度系數(shù)資料是否先進(jìn)，如所用速度系數(shù)資料確能反映優(yōu)秀葉輪的幾何參數(shù)與比轉(zhuǎn)速的關(guān)系，就能較快的設(shè)計(jì)出性能良好的葉輪。此方法實(shí)質(zhì)是一種廣義相似計(jì)算。（3）解析計(jì)算法：此方法創(chuàng)新性明顯，所用數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ)較深，因此工作量大，設(shè)計(jì)周期較長，有時(shí)有風(fēng)險(xiǎn)。目前，這一方法的發(fā)展趨勢(shì)為確定一設(shè)計(jì)目標(biāo)，如降低泵的某種損失或使得拖動(dòng)電機(jī)功率最小等等，然后通過編程計(jì)算優(yōu)化全部葉輪幾何參數(shù)。此次設(shè)計(jì)以第二種速度系數(shù)法來確定離心泵葉輪的全部幾何參數(shù)，然后繪制并檢查葉輪軸面投影圖，再以方格網(wǎng)保角變換法繪型扭曲形葉片。 泵在設(shè)計(jì)點(diǎn)的運(yùn)行參數(shù)雙吸離心泵流量, 轉(zhuǎn)速，揚(yáng)程, 效率,必需空蝕余量輸送介質(zhì)為溫度小于80176。C 的清水或物理、化學(xué)性質(zhì)類似于水的其他液體。（1）泵的吸入口直徑：泵的吸入口直徑由合理的進(jìn)口流量確定，泵吸入口的流速一般為3m/s左右，從制造方面考慮，大型泵的流速取大些，以減小泵的體積，提高過流能力；而為提高泵的抗汽蝕性能，應(yīng)減小吸入流速。綜合考慮：初定則吸入口徑考慮到泵進(jìn)口法蘭直徑，圓整反算進(jìn)口流速與初選流速相差不大。（2）泵排除口直徑：對(duì)于低揚(yáng)程泵，可取與吸入口徑相同；對(duì)于高揚(yáng)程泵，為減小泵的體積和排除管直徑，可使排除口徑小于吸入口徑。這次設(shè)計(jì)揚(yáng)程H=50m，故初選出口直徑比吸入口直徑小的標(biāo)準(zhǔn)值。確定泵轉(zhuǎn)速應(yīng)考慮下面因素：（1）泵的轉(zhuǎn)速越高，體積越小，重量越輕。因此，應(yīng)盡量選擇高的轉(zhuǎn)速。（2）轉(zhuǎn)速與比轉(zhuǎn)速有關(guān)，而比轉(zhuǎn)速與效率有關(guān)。因此， 轉(zhuǎn)速與比轉(zhuǎn)速、效率綜合起來考慮。（3）確定轉(zhuǎn)速應(yīng)考慮原動(dòng)機(jī)種類和轉(zhuǎn)動(dòng)裝置。通常優(yōu)先選取電動(dòng)機(jī)直接連接傳動(dòng)，由參考書[2]及泵給定轉(zhuǎn)速, 選取極對(duì)數(shù)P=2，同步轉(zhuǎn)速為3000r/min的異步電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)帶負(fù)載后的轉(zhuǎn)速應(yīng)小于同步轉(zhuǎn)速，通常按2%的轉(zhuǎn)差率確定電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速。因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速比額定轉(zhuǎn)速低，所以電動(dòng)機(jī)需要配一個(gè)增速裝置，可選用變頻調(diào)速器。電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)方式：通過聯(lián)軸器直接與泵軸連接傳動(dòng)。（4）提高泵轉(zhuǎn)速受汽蝕性能條件的限制。 計(jì)算得： =85必需空蝕余量由[1]P表3—2查得C=780所以：汽蝕允許轉(zhuǎn)速：3345選定的轉(zhuǎn)速低于汽蝕允許轉(zhuǎn)速，滿足要求。、功率由于水力效率很難精確計(jì)算，以及給出了設(shè)計(jì)的總效率,所以先分別計(jì)算或估算機(jī)械效率，容積效率，最后由總效率計(jì)算出水力效率。（1） 機(jī)械效率 （2）容積效率 （3）水力效率 考慮到采用提高泵的表面光潔度來減小圓盤摩擦損失以提高效率，因此可以在制造過程中對(duì)泵的表面質(zhì)量進(jìn)行控制。(4)軸功率 計(jì)算功率 （工況變化系數(shù)K=～）由此確定選用Y200L22電動(dòng)機(jī),功率37KW,轉(zhuǎn)速2950轉(zhuǎn)/分,工作電壓380V,。因?yàn)榕ぞ厥潜米钪饕妮d荷。開始設(shè)計(jì)時(shí)首先按扭矩確定泵軸的最小直徑。同時(shí)根據(jù)所設(shè)計(jì)泵的具體情況，考慮影響和臨界轉(zhuǎn)速的大概的因素?？勺龃致孕薷?，并圓整取為標(biāo)準(zhǔn)值。按鈕矩計(jì)算軸徑的公式為： 取聯(lián)軸器處輪轂處軸徑（注：泵軸材料選用普通優(yōu)質(zhì)碳鋼。選）。葉輪進(jìn)口直徑與進(jìn)口速度有關(guān)，從前限制進(jìn)口速度一般不超過3～4m/。實(shí)踐證明：泵在相應(yīng)增加進(jìn)口很廣的范圍內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，能保持水力效率不變，所以如果所設(shè)計(jì)的泵對(duì)抗汽蝕性能要求不變，可以選較小的以減小葉輪密封環(huán)的泄露量，以提高容積效率。決定葉輪內(nèi)水力損失的是相對(duì)速度的大小和變化，所以應(yīng)該考慮泵進(jìn)口相對(duì)速度的影響，通常在葉輪流道中相對(duì)速度擴(kuò)散的，即。這樣從減小進(jìn)口相對(duì)撞擊損失的流道中的擴(kuò)散損失考慮。都希望減小，若假定最小，可推出計(jì)算葉輪進(jìn)口直徑的公式 進(jìn)口當(dāng)量直徑：（=～）輪轂直徑： 取所以葉輪進(jìn)口直徑：取葉輪外徑和葉片出口角等出口幾何參數(shù)，是影響泵揚(yáng)程的最重要的因素。另外，是影響泵揚(yáng)程的有限葉片數(shù)修正系數(shù)也與和及葉片數(shù)等參數(shù)有關(guān)?？梢娪绊憮P(yáng)程的幾個(gè)參數(shù)之間有互為影響，因此，必須假定某些參數(shù)為定值的條件下，求解葉輪外徑。 因?yàn)閴核业乃p失和葉輪出口的絕對(duì)速度的平方成正比。為了減小壓水室的水力損失，應(yīng)當(dāng)減小葉輪出口的絕對(duì)速度。因此，在滿足設(shè)計(jì)參數(shù)下使葉輪出口絕對(duì)速度最小作為確定的出發(fā)點(diǎn)。由此可推出的計(jì)算公式為： 取取葉片數(shù)對(duì)泵的揚(yáng)程、效率、汽蝕性能都有一定的影響。選擇葉片數(shù)時(shí)，一方面考慮質(zhì)量減少葉片的排擠和表面的摩擦；另一方面又要使葉輪流道有足夠的長度，以保證液流的穩(wěn)定性和葉片對(duì)液體的充分作用。根據(jù)以往優(yōu)秀葉輪的葉片數(shù)我取Z=6。葉輪外徑是葉輪最主要的尺寸，故需要精確計(jì)算。方法是以基本方程式為基礎(chǔ)，從理論上講是比較嚴(yán)格的，但選其中有用的水力效率，有限葉片修正系數(shù)，也只能用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，實(shí)踐證明：精確計(jì)算的數(shù)值基本可靠的。 由基本方程式：由出口速度三角形所以整理后得：解上面的一元二次方程得：由可以求得離心泵一般是選擇適當(dāng)?shù)慕?，精算。?）葉片出口安放角一般在范圍內(nèi)，通常選用。對(duì)高比轉(zhuǎn)速泵可以取小些，低比轉(zhuǎn)速