【正文】 essed out of the spiralshaped pressure chamber。 The choice of key and bearing目 錄目錄中字體格式字號(hào)不對(duì)摘要 IAbtract II第1章 緒論 1 選此課題的意義 1 本課題的研究現(xiàn)狀 1 本課題研究的主要內(nèi)容 1第2章 泵的基本知識(shí) 3 泵的功能 3 泵的概述 3 離心泵的主要部件 3 離心泵的工作原理 4 泵的分類 4第3章 離心泵的水力設(shè)計(jì) 5 泵的基本設(shè)計(jì)參數(shù) 5 泵的比轉(zhuǎn)速計(jì)算 5 泵進(jìn)口及出口直徑的計(jì)算 5 計(jì)算空化比轉(zhuǎn)速 6 泵的效率計(jì)算 6 水力效率 6 容積效率 6 機(jī)械效率 6 離心泵的總效率 6 軸功率的計(jì)算和原動(dòng)機(jī)的選擇 7 計(jì)算軸功率 7 確定泵的計(jì)算功率 7 原動(dòng)機(jī)的選擇 7 軸徑與輪轂直徑的初步計(jì)算 8 軸的最小直徑 8 輪轂直徑的計(jì)算 9 泵的結(jié)構(gòu)型式的選擇 9第4章 葉輪的水力設(shè)計(jì) 10 確定葉輪進(jìn)口速度 10 計(jì)算葉輪進(jìn)口直徑 10 先求葉輪進(jìn)口的有效直徑D0 10 葉輪進(jìn)口直徑 11 確定葉輪出口直徑 11 確定葉片厚度 11 葉片出口角的確定 12 葉片數(shù)Z的選擇與葉片包角 12 葉輪出口寬度 12 葉輪出口直徑及葉片出口安放角的精確計(jì)算 13 葉輪軸面投影圖的繪制 13 葉片繪型 14第5章 壓水室的水力設(shè)計(jì) 17 壓水室的作用 17 蝸型體的計(jì)算 17 基圓直徑的確定 17 蝸型體進(jìn)口寬度計(jì)算 18 舌角 18 隔舌起始角 18 蝸形體各斷面面積的計(jì)算 18 擴(kuò)散管的計(jì)算 19 蝸形體的繪型 19第6章 吸水室的設(shè)計(jì) 21 吸水室尺寸確定 21第7章 徑向力軸向力及其平衡 22 徑向力及平衡 22 徑向力的產(chǎn)生 22 徑向力的計(jì)算 22 徑向力的平衡 22 軸向力及平衡 23 軸向力的產(chǎn)生 23 軸向力計(jì)算 23 軸向力的平衡 24第8章 泵零件選擇及強(qiáng)度計(jì)算 25 葉輪蓋板的強(qiáng)度計(jì)算 25 葉輪輪轂的強(qiáng)度計(jì)算 25 葉輪配合的選擇 26 輪轂熱裝溫度計(jì)算 27 軸的強(qiáng)度校核 27 鍵的強(qiáng)度計(jì)算 29 工作面上的擠壓應(yīng)力 29 切應(yīng)力 30 軸承和聯(lián)軸器的選擇 30第9章 泵體的厚度計(jì)算 33 蝸殼厚度的計(jì)算 33 中段壁厚的計(jì)算 33第10章 泵的軸封 34 常用的軸封種類及設(shè)計(jì)要求 34 填料密封的工作原理 34 傳統(tǒng)填料密封結(jié)構(gòu)及其缺陷 35 傳統(tǒng)填料密封結(jié)構(gòu) 35 傳統(tǒng)填料密封的不足 35 填料密封的結(jié)構(gòu)改造 35結(jié)論 37參考文獻(xiàn) 38致謝 40第一章 緒論此處格式應(yīng)為“第一章”以下同 水泵作為一種通用機(jī)械，在社會(huì)各行各業(yè)中發(fā)揮著重要作用?，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)是指，泵安裝到使用單位后，在實(shí)際的使用條件下進(jìn)行的試驗(yàn)，其主要目的是為泵的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供可靠的依據(jù)。（2）使填料密封結(jié)構(gòu)中的填料具有補(bǔ)償能力、足夠的潤(rùn)滑性和彈性。 離心泵的工作原理 離心其實(shí)是物體慣性的表現(xiàn)比如雨傘上的水滴當(dāng)雨傘緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)水滴會(huì)跟隨雨傘轉(zhuǎn)動(dòng)這是因?yàn)橛陚闩c水滴的摩擦力做為給水滴的向心力使然。在蝸殼中，液體由于流道的逐漸擴(kuò)大而減速，又將部分動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能，最后以較高的壓力流入排出管道，送至需要場(chǎng)所。葉輪按液體流出的方向分為三類：（1）徑流式葉輪（離心式葉輪）液體是沿著與軸線垂直的方向流出葉輪。其中封閉式葉輪應(yīng)用很廣泛，前述的單吸葉輪雙吸葉輪均屬于這種形式。4)軸承離心泵軸承按摩擦性質(zhì)不同，軸承分為滾動(dòng)軸承和滑動(dòng)軸承。 （3—1） 式中，Ds——泵吸入口徑mm。 c=根據(jù)對(duì)，等參數(shù)的要求以及考慮結(jié)構(gòu)，制造，動(dòng)力等因素確定合適轉(zhuǎn)速。單級(jí)泵用作給水泵或串聯(lián)操作的主輸泵。目前，離心泵的總效率視其大小、～（經(jīng)驗(yàn)公式或曲線）或類似的實(shí)際產(chǎn)品大致確定欲設(shè)計(jì)泵的效率，待設(shè)計(jì)完之后，可以近似估算所設(shè)計(jì)泵的效率，只有在泵制造完成之后，通過(guò)試驗(yàn)才能精確地確定其效率[5]。對(duì)于多級(jí)泵來(lái)說(shuō)還有級(jí)間泄露。第四章 離心泵泵軸及葉輪水力設(shè)計(jì)計(jì)算 泵軸及其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 泵軸傳遞扭矩 （4—1） 式中：Me——泵軸傳遞扭矩； 泵軸材料選擇根據(jù)泵軸工作特點(diǎn)和承受的應(yīng)力，在材料選擇上應(yīng)考慮使用耐疲勞強(qiáng)度比較好的碳素鋼，合金鋼，這些材料的綜合性能都比較好。輪轂直徑dh對(duì)泵的吸入性能沒(méi)有什么影響，本設(shè)計(jì)中取32mm。 葉片入口寬度 （4—8）離心泵葉輪入口尺寸，和除影響泵的性能和效率外，對(duì)泵的抗汽蝕性能影響很大。本設(shè)計(jì)中。本設(shè)計(jì)中，取176。低比轉(zhuǎn)速葉輪取大值，高比轉(zhuǎn)速葉輪取小值。范圍內(nèi)。葉輪按液體流出的方向分為三類：（1）徑流式葉輪（離心式葉輪）液體是沿著與軸線垂直的方向流出葉輪。其中封閉式葉輪應(yīng)用很廣泛，前述的單吸葉輪雙吸葉輪均屬于這種形式。由于這種斷面是等寬的，所以徑向尺寸比梯形斷面要略大一些。另外，為了減小擴(kuò)散損失，擴(kuò)散角應(yīng)在的范圍內(nèi)。蝸型體平面圖見圖5第六章 離心泵的過(guò)流設(shè)計(jì) 泵能達(dá)到較高效率，必須使葉輪、能量轉(zhuǎn)換裝置和吸入室三者之間有良好的匹配，如果匹配不當(dāng)，不能保證流體在吸入室和能量轉(zhuǎn)換裝置中有良好的流動(dòng)，那么即使葉輪設(shè)計(jì)得再完善，仍會(huì)導(dǎo)致泵的效率下降，達(dá)不到預(yù)期的性能要求，因此三者應(yīng)作為一個(gè)整體考慮。因此，在葉輪之前設(shè)置吸入室以調(diào)整液流是重要的。蝸室斷面面積的大小，由所選取的蝸室流速?zèng)Q定。擴(kuò)散管末端為泵的吐出口，與吐出管路相連接，所以吐出直徑應(yīng)按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的管徑選取，其流速符合經(jīng)濟(jì)流速。 徑向力的平衡由于徑向力是和葉輪的出口直徑、葉輪的出口寬度成正比。2）流體流入流出葉輪的方向和速度不同而產(chǎn)生動(dòng)反力F2，其方向與F1相反。本泵葉輪采用平衡孔平衡70%～90%軸向力，剩余軸向力由止推軸承來(lái)承擔(dān)。一般用滾動(dòng)軸承dn值來(lái)定（d代表軸承內(nèi)徑，mm；n代表軸承套圈的轉(zhuǎn)速，r/s，）表示軸承速度的大小，具體潤(rùn)滑方式按表8—1選取。 鍵的選擇與校核 鍵的選擇鍵是一種標(biāo)準(zhǔn)零件，通常用來(lái)實(shí)現(xiàn)軸與輪轂之間的周向固定以傳遞扭矩，有的還能實(shí)現(xiàn)軸上零件的軸向固定或軸向滑動(dòng)導(dǎo)向。其中前兩者為靜連接，后兩者為動(dòng)連接。鍵的長(zhǎng)度一般可按輪轂的長(zhǎng)度而定，即鍵長(zhǎng)等于或略短于輪轂的長(zhǎng)度。假定載荷在鍵的工作面上均勻分布，普通平鍵連接的強(qiáng)度條件為： （8—3）式中：——傳遞的轉(zhuǎn)矩,；——鍵與輪轂鍵槽的接觸高度，mm, h為鍵的高度，mm。本泵選用凸緣聯(lián)軸器。第九章 泵軸的校核軸的設(shè)計(jì)包括結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工作能力計(jì)算兩方面的內(nèi)容。工作過(guò)程中，離心泵軸受各種外力作用，使軸變形和破壞，而軸靠自身的尺寸和材料性能來(lái)抵抗變形和破壞。發(fā)生共振現(xiàn)象時(shí)軸的轉(zhuǎn)速叫做軸的臨界轉(zhuǎn)速。對(duì)密封的基本要求是密封性好，安全可靠，壽命長(zhǎng)，并應(yīng)力求結(jié)構(gòu)緊湊，系統(tǒng)簡(jiǎn)單，制造維修方便，成本低廉。按上述工作參數(shù)和介質(zhì)特性選定的往往只是一個(gè)初步方案，最終確定還必須考慮主機(jī)的特性和對(duì)密封的某些特殊要求。石墨、填充聚四氟乙烯、青銅等可取3mm；碳化鎢可取2mm。機(jī)械密封系統(tǒng)的最重要的單元流程。 本次設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)合理，在極大程度上減少了材料的浪費(fèi)，減少加工時(shí)間，使其經(jīng)濟(jì)性合理適中?？紤]輸送介質(zhì)是清水，軸封采用普通型機(jī)械密封,其性能可靠，泄露量少，使用壽命大，功耗低，不需經(jīng)常維修，且能適應(yīng)于生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化和高溫、低溫、高壓、真空、高速以及各種強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)等苛刻工況的密封要求。另外，本設(shè)計(jì)中的存在許多不足之處，特別是在部分零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，過(guò)分依賴現(xiàn)有的設(shè)計(jì)成果，完全拘泥于已經(jīng)成熟的結(jié)構(gòu)，雖然自己也產(chǎn)生了一些好的想法，但都沒(méi)有運(yùn)用到設(shè)計(jì)當(dāng)中，這些都是有與缺乏設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，有待于參加工作以后提高。 公式后面的序號(hào)注意排序；如第二章的公式序號(hào)應(yīng)依次為(21)(22)等，并且注意非漢字的字符應(yīng)使用英文輸入法。值此論文完成之際，謹(jǐn)向各位老師致以最衷心的感謝和最誠(chéng)摯的敬意；在此也衷心感謝在畢業(yè)設(shè)計(jì)開展過(guò)程中給予我?guī)椭?、提出的寶貴意見和建議的各位同學(xué)。本次設(shè)計(jì)的清水用離心泵結(jié)構(gòu)合理設(shè)計(jì)強(qiáng)度，剛度均符合要求，故本設(shè)計(jì)合格，滿足要求。本設(shè)計(jì)吸入室采用直錐形吸入室，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便。 第十一章 經(jīng)濟(jì)性分析設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性體現(xiàn)在設(shè)計(jì)、制造和使用的全過(guò)程中，設(shè)計(jì)機(jī)器時(shí)就要全面綜合地進(jìn)行綜合考慮。對(duì)于旋轉(zhuǎn)環(huán)，雖然與軸無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，但為了保證具有一定浮動(dòng)性以補(bǔ)償軸與靜止環(huán)的偏斜和軸振動(dòng)等影響，取直徑間隙～1mm。但也不宜過(guò)小，否則會(huì)使端面壓力增加，溫度升高，磨損加劇。 計(jì)算結(jié)果說(shuō)明葉輪安全。若階梯軸最粗一段或幾段軸段長(zhǎng)度超過(guò)軸全長(zhǎng)的 50%，可取ξ=1；小于15%時(shí)，次段當(dāng)作軸環(huán)，另按次粗軸段來(lái)考慮。 強(qiáng)度校核軸的自重： (91)式中：v——軸總體積，以軸的平均直徑35mm為軸徑計(jì)算的軸的體積，m3；ρ——軸材料的密度，kg/m3。2）軸的工作能力計(jì)算指的是軸的強(qiáng)度、剛度和振動(dòng)穩(wěn)定性等方面的計(jì)算。 許用轉(zhuǎn)速n=9500r/min泵轉(zhuǎn)速n=2950r/min9500 r/min 故合理。如在聯(lián)接兩軸時(shí)不能補(bǔ)償這些偏斜，會(huì)產(chǎn)生附加應(yīng)力和變形，引起劇烈振動(dòng)，使軸、軸承、軸上零件的工作情況惡化。聯(lián)軸器與軸配合鍵選擇：圓頭普通平鍵（A型）mm，mm，mm。本泵選用圓頭平鍵。鍵的上表面和輪轂的鍵槽底面間則留有間隙。密封裝置可分為接觸式密封和非接觸式密封。 N （8—2）式中：——徑向動(dòng)載荷系數(shù)，； ——徑向載荷，N； ——軸向動(dòng)載荷系數(shù)，0； ——軸向載荷，N。2）液體作用與葉輪入口的動(dòng)反力可按式259[4]計(jì)算N (73)式中 ——葉輪的質(zhì)量流量(m3/s)； v0——葉輪進(jìn)口處的速度（m/s）。通過(guò)計(jì)算可得，徑向力不是很大，可以不設(shè)置徑向力平衡裝置?！?，否則，由于邊界層厚度增加，液流會(huì)脫流，惡化擴(kuò)散管的工作性能。 （6—4） （6—） （6—7） （6—8） 式中：——斷面?zhèn)缺趦A斜角，；b3——壓水室入口寬度，mm；r3——壓水室基圓半徑，mm；i=Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ Ⅶ Ⅷ；——過(guò)渡圓弧半徑，mm。 直錐形吸入室設(shè)計(jì)直錐形吸入室結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，液流的流速分布均勻，流動(dòng)阻力損失亦小，所以多用在單級(jí)單吸離心泵上。錐管吸水室的進(jìn)口直徑 mm (61) 概述離心泵吸入管路接頭與葉輪進(jìn)口前的空間稱為吸入室。否則會(huì)增大隔舌與葉輪之間的間隙，影響泵的性能。本次設(shè)計(jì)采用蝸形體，斷面形狀為梯形斷面。蝸形體的斷面形狀主要有梯形、矩形和圓形。（2）雙吸葉輪（即葉輪從兩側(cè)吸入液體）。 葉輪出口寬度將泵相似理論推出的表達(dá)式中的線性尺寸和系數(shù)分別以葉輪出口寬度和流量系數(shù)代替，則出口寬度的計(jì)算式為： （4—15）式中，——流量系數(shù)，采用統(tǒng)計(jì)分析離心泵水力模型，數(shù)值擬合出計(jì)算公式： （4—16）