【正文】 ，將電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩傳給葉輪，所以它是傳遞機(jī)械能的主要部件。一般運(yùn)行在 65176。間隙過小，會造成泵殼摩擦產(chǎn)生損失。當(dāng)泵軸與填料摩擦產(chǎn)生熱量就要靠水封管注水到填料環(huán)內(nèi)使填料冷卻，保持泵的正常運(yùn)行。 葉輪、軸套等都在套在軸上，并同軸一起等速旋轉(zhuǎn)。 ⑴最小軸徑的校核 見前面的計(jì)算，我選擇的是通用軸，特選了 40 軸。 鍵只按照工作面上的擠壓應(yīng)力進(jìn)行強(qiáng)度校核計(jì)算： 32 10 /p T Kl d? ?? 33 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 l?? 鍵工作長度，單位 mm；圓頭平鍵 l L b??， L指公稱長度， mm； b 為鍵寬； K?? 鍵與輪轂鍵槽的接觸高度， /2Kh? ， h 為鍵高， mm d?? 軸直徑， mm T?? 鍵傳遞扭矩 (Nm? )， max /T P w? ， maxP 為最大輸入功率，單位 w， w為軸的旋轉(zhuǎn)角速度 (rad/s)， / 30 2900 / 30 ( / )w n rad s?? ? ? ? 鍵工作面上的擠壓應(yīng)力必須小于 []p? （軸、輪轂中弱者的許用擠壓應(yīng)力），軸、輪轂中弱者的許用擠壓應(yīng)力 []pMPa? ，按表 51選取。 軸向力可按下式計(jì)算： 34 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 422220 2002 ( ) ( )8 4 2p R RA H R R N? ? ???? ? ? 0R?? 葉輪進(jìn)口半徑（ m）； ??? 水的重度（ 3/Nm）； ??? 水的密度（ 3/kgm ） ??? 軸的旋轉(zhuǎn)角速度（ rad/s） PH?? 水泵勢揚(yáng)程， 222/ ( 2 )P T TH H gH u?? ， 2u 為葉輪出口處的圓周速度， TH 為理論揚(yáng)程。 軸承壽命計(jì)算： 基本額定壽命：按一組軸承中 10%的軸承發(fā)生點(diǎn)蝕破壞，而 90%的軸承不發(fā)生點(diǎn)蝕破壞前的轉(zhuǎn)數(shù)（以 106轉(zhuǎn)為單位）或工作小時數(shù)作為軸承基本額定壽命。 ⑵ 計(jì)算 1/AR，考查它與 e 的關(guān)系， 1/ 577 / 224 07A R e? ? ?。 ? ? ? ?1 . 4 1 . 2 0 . 2 5 0 0 . 1 8 1 71 . 2 1 . 3 1 40 . 2 5 0 0 . 1 3 0Y ? ? ?? ? ?? 表 51 徑向載荷系數(shù) X和軸向載荷系數(shù) Y 軸承類型 相對軸向載荷 0/ rAC /A R e? /A R e? 判斷系數(shù) e 名稱 代號 X Y X Y 深溝球 軸承 60000 1 0 ⑷ ()npP f XR YA??， pf 為載荷系數(shù)，水泵取 計(jì)算得： ? ?() 6 224 14 577 npP f X R Y AN??? ? ? ?? ⑸ 66 31 0 1 0 5 2 8 0 0( ) ( ) 1 2 1 9 . 46 0 6 0 2 9 0 0 8 8 5 2 . 6 7 3 5rh nCL nP ?? ? ??小時 顯然壽命偏短，究其原因，是因?yàn)楫?dāng)時選擇軸承的時候，過于隨便，應(yīng)該把外尺寸 D 選的更大一些，選擇 0。 ⑶ 計(jì) 算 0/ rAC ，由此判定系數(shù) e，用線性插值法求出 Y 值。 深溝球軸承壽命的計(jì)算公式 : 610 ()60 rh nCL nP?? 式中： n— 軸承工作轉(zhuǎn)速， r/min rC — 軸承基本額定動載荷，查機(jī)械手冊， KN? ,基本額定靜載荷0 KN? （ GB/T 2761994） nP — 軸承工作時當(dāng)量動載荷， N hL — 軸承壽命，小時 ε — 球軸承為 3 深溝球軸承當(dāng)量動載荷 P的求解過程： ⑴確定軸承承受的徑向載荷 R，軸向載荷 A 圖 51 軸承受力圖 由軸承受力圖有：① 1( 244 .8 176 ) 176FR? ? ? ? ② 2244 .8 176FR? ? ? 已知 ? ，于是得到 1 ? ， 2 ? 。則最大徑向力： 3223 1 10 1 6 80 60 128 10rF K H D BN??? ? ? ? ? ?? 35 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 軸承壽命的計(jì)算 由于水泵轉(zhuǎn)速較高，且同時受軸向力和徑向力，所以本次設(shè)計(jì)采用深溝球軸承，它的作用是支持旋轉(zhuǎn)及承受軸上的載荷，代號為 6309。 軸向力的計(jì)算 泵在運(yùn)轉(zhuǎn)中，轉(zhuǎn)子上作用在軸向力，產(chǎn)生軸向力的原因有很多，主要是液流作用在葉輪上的力不平衡引起的。 鍵的計(jì)算及強(qiáng)度校核 ⑴確定鍵長度及截面尺寸 本次設(shè)計(jì)中用到一個鍵，在軸與葉輪配合處，所采用的鍵為單圓頭普通平鍵，鍵的截面 尺寸 bh? 按軸的直徑 d 在標(biāo)準(zhǔn)中選取，鍵長等于或略小于輪轂長。 泵軸是在彎矩和扭矩聯(lián)合作用下工作的，通常以彎矩和扭矩聯(lián)合作用來校核軸的強(qiáng)度。由于泵軸上所裝的零件不同就決定了泵的不同軸徑系列，同時考慮到泵軸的加工工藝，又需要設(shè)計(jì)各種退刀槽、倒角、倒圓等，同時，軸的軸向尺寸是由零件裝配尺寸，以及零部件之間所需尺寸所決定的。 填料函 填料函主要由填料、填料環(huán)、填料壓蓋、水封管等組成。 密封環(huán) 密封環(huán)又稱減漏環(huán)。加油時應(yīng)注意，太多油 要沿泵軸滲出并且飄濺，太少軸承又要過熱，燒壞造成事故。 31 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 葉輪 葉輪在泵體內(nèi)懸臂安裝在主軸的一端，與軸采用鍵連接方式。 IS型泵的泵殼屬端蓋式泵殼，即它的泵殼由泵體和位于泵體一端的泵蓋組成，且泵體與泵蓋間沿與泵軸心線垂直的剖分面剖分。離心泵采用的是填料式軸封，它由軸 套、填料、填料環(huán)和填料壓蓋等組成。 擴(kuò)散管的繪制參考文獻(xiàn) [2]P774 頁有關(guān)尺寸標(biāo)注進(jìn)行繪制。 建立平面直角坐標(biāo)系，在此坐標(biāo)系下， 0，Ⅰ，Ⅱ……Ⅷ九個點(diǎn)可以根據(jù)表 33數(shù)據(jù)找出，利用這些點(diǎn)，可以確定 0— Ⅰ，Ⅰ — Ⅱ，Ⅱ — Ⅲ……Ⅶ — Ⅷ八條線段的中垂線，線段 0— Ⅰ和Ⅰ — Ⅱ的中垂線的交點(diǎn)，就是第一段圓弧圓心。 渦室繪型步驟 參考 IS125100250 型離心泵的渦殼的水力模型，具體數(shù)據(jù)詳見如下： 表 41 渦殼斷面相關(guān)數(shù)據(jù) R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 表 42 渦殼頂端到基圓的距離 H1 H2 H3 H4 H5 H6 H7 H8 可以用七段圓弧連接這九點(diǎn)，在平面上形成光滑連續(xù)的蝸殼輪廓線。 本設(shè)計(jì) 選用的是梯形斷面。為便于計(jì)算和繪型，渦室通常取 8個彼此成 45176。或近似認(rèn)為為隔舌螺旋角是隔舌處內(nèi)壁與圓周方向的夾角。另外可適應(yīng)不同寬度的葉輪，提高產(chǎn)品的通用性。這一間隙太小。 因此，壓水室應(yīng)該在水力損失最小的條件下，實(shí)現(xiàn)其基本功能。 4 壓水室的計(jì)算及繪型 獲得能量的水流沿葉輪圓周流出后，將進(jìn)入泵的壓水室。泵汽蝕余量用rNPSH 表示。 176。? 可以通過這點(diǎn)的葉片安放角減去對應(yīng)的沖角得到 ,至此， A 點(diǎn)處的 進(jìn)口速度三角形可以確定。 表 27 出口速度三角形數(shù)據(jù) 2u (m/s) 2uv (m/s) 2mv (m/s) ?2? (176。 由于 2 2 2 22mv R b??? 正好等于通過葉輪的流量 TQ ， 則2 2 2 22mvv Q R b? ? ?? 。 ) cosβ cosm ss ?? ⑸畫葉片剪裁圖 詳細(xì)見文獻(xiàn) [2]P221 頁，其中木模截線徑向坐標(biāo)見 CAD第一張?jiān)O(shè)計(jì)圖。 ) cosβ cosm ss ?? 表 26 b 流線厚度計(jì)算表 軸面 0 Ⅱ Ⅳ Ⅴ Ⅶ Ⅷ Ⅹ b流線 S(mm) 3 β (176。取的軸面截線，然后按照相應(yīng)的比例反投 射到軸面投影圖上。 見圖 24 圖 24 軸面流線分點(diǎn) ⑵畫展開流面并在其上繪制流線 具體做法參考文獻(xiàn) [2]，需要指出的是在 CAD圖上做圖的畫應(yīng)該注意幾個問題，首先，保證型線光滑平順，其次，單向彎曲，凹凸均可，但不要出現(xiàn) S形狀，再次，各型線有一定的對稱性。用一組夾角為 △ θ 的軸面和一組垂直軸線的平面去截流面 ，使之在流面上構(gòu)成小扇形的軸面流線長度 △ S ,和圓周上的長度 △ u 相等。 ⑵計(jì)算 b 流線葉片進(jìn)口角 如果不預(yù)先按照文獻(xiàn)說的從大到小進(jìn)行暫定角度，可能會出現(xiàn)以下情況，下面請看運(yùn)行結(jié)果： 可以看出由于沖角范圍在 0 到 15176。1 ??β B流線葉片進(jìn)口 沖 角： 39。 ⑷計(jì)算 B 流線葉片進(jìn)口角 111118 .3 618 .6 914 .6 60. 42 37uABABVtg tgutg???? ??? 1 ? ?? ⑸計(jì)算 C 流線葉片進(jìn)口角 111118 .3 618 .6 99. 640. 64 43uACACVtg tgutg???? ??? 1 ? ?? B流線葉片進(jìn)口排擠系數(shù) : 211112c ot1 1 ( )sin6 c ot 1 ( )121 si n 61AAAZkD?????? ? ? ?? ? ?? ? ? ???? 19 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 21112c o t1 1 ( )sin6 c o t 2 2 .9 61 1 ( )9 6 .6 sin 7 90 .8 3BBBZkD?????? ? ? ?? ? ?? ? ? ???? （由軸面圖上量得 79A? ??，假定 1 3B mm? ? ） C流線葉片進(jìn)口排擠系數(shù) : 21112c o t1 1 ( )sin6 c o t 3 2 .7 91 1 ( )sin 8 00 .8 3CCCZkD?????? ? ? ?? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ?? （由軸面圖上量得 80A? ??，假定 1 3C mm? ? ） B流線進(jìn)口軸面速度： 111k2000. 96 8 0. 01 26 185. 39 /mBv B BQVFms??? ?? ?? ? ?? ?? ? ?? C流線進(jìn)口軸面速度： 111k2000. 96 8 0. 01 27 875. 38 /mCv C CQVFms??? ?? ?? ? ?? ?? ? ?? B流線葉片進(jìn)口液流角： 39。 111arctanmAAaVu? ???? 選擇 1 ?? ? ? ，顯然在 0176。 葉輪進(jìn)口速度 ⑴葉輪進(jìn)口圓周速度 通過在以檢查的中間流線圖上量取 1AD 、 1BD 、 1CD 。 進(jìn)口邊的位置與葉輪汽蝕性能關(guān)系密切，進(jìn)口邊適當(dāng)向葉輪入口延伸，有利于提高葉輪抗汽蝕性能。實(shí)際上在具體實(shí)踐過程 中本設(shè)計(jì) 采用了畫兩個相切圓的辦法，首先采用在前蓋板處采用兩點(diǎn)畫圓的方法，在 CAD 中先通過對象捕捉采用兩點(diǎn)畫圓近似與前蓋板相切，然后，以畫好的第一個圓，采用 circle 命令中的 t命令，與兩點(diǎn)相切，指定半徑的畫法，然后用 list 命令測得前一個圓的半徑，然后，再用 circle 命令中的 t 命令與第二個圓相切，然后在與前蓋 板相切，達(dá)到了兩個圓同時與前蓋板相切和后蓋板相切后，再進(jìn)行面積的比較。 有關(guān)軸面投影圖的相關(guān)尺寸參考水力設(shè)計(jì)圖。表 21 為 FL曲線的 數(shù)據(jù) 表。 13 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 22 1804 .5 0 .2 6 165 .2 7HKDZmm??? ? ? ??δ 取 2 6mm? ? ，取 2 90??? 22222c otk 1 1 ( )sin6 6 c ot 251 1 ( )260 sin 90ZD?????? ? ? ???? ? ? ?? ⑺出口軸面速度 22 2 22000. 96 84. 87 /mvQVD b kms????? ? ?? ?? ? ?? ?? ? ? ?? ?? ? ? ?? ?? ?? ⑻出口圓周速度 22222222 t a n