【正文】 rAC ??，查表 51， 在表中介于 ～ 之間，對應的 e 值為 ～ ， Y值為 ～ 。由軸的結(jié)構(gòu)及軸向力的方向可知，全部軸向力全部由靠近葉輪的那一個軸承承擔，即所受的軸向力為 ? ，根據(jù)分析可知，靠近葉輪的那一個軸承受的軸向力和徑向力都 36 西華大學畢業(yè)設計說明書 比離葉輪遠的那個軸承大，所以離葉輪較近的那個軸承更容易被破壞，即只需校核離葉輪近的軸承壽命。 葉輪前后蓋板不對稱，前蓋板在吸入眼部分沒有蓋板，另一方面，葉輪前后蓋板像轉(zhuǎn)盤一樣帶動前后腔內(nèi)液體旋轉(zhuǎn)，前后蓋板側(cè)腔內(nèi) 的液體壓力按照拋物線規(guī)律分布，且口環(huán)以上部分呈軸對稱分布，作用在后蓋板上的壓力，除口環(huán)以上部分與前蓋板對稱作用的壓力相抵消外，口環(huán)下部壓力減去吸入壓力所余壓力即為軸向力 A，方向指向葉輪入口。 最小軸徑一般發(fā)生在聯(lián)軸器或者裝配葉輪處。填料函的 作用主要是為了封閉泵殼與泵軸之間的空隙，不讓泵內(nèi)的水流流到外面來，也不讓外面的空氣進入到泵內(nèi)，始終保持泵內(nèi)的真空。在泵運行過程中軸承最高溫度在 85176。由于 IS泵的泵蓋位于泵體后端，只要卸開連接泵體和泵蓋的螺栓，葉輪即與泵蓋和懸架部件一起從泵體內(nèi)拆出。 5 離心泵結(jié)構(gòu)設計及部分零件的強度校核 離心泵結(jié)構(gòu)特點 本次設計的 IS125100250 離心泵為一臺單級單吸橫軸離心泵，它的葉輪由葉輪螺母、止動墊圈和平鍵固定在泵軸的左端。這七段圓弧應滿足如下條件：由于不在同一直線上的三個點決定一個圓， 0、Ⅰ 、Ⅱ三個 30 西華大學畢業(yè)設計說明書 點形成第一段圓弧。的斷面，即用 8個軸面切割渦室。 通常 ： 3 2 18 26031b b Dmm??? ? ?? 根據(jù)文獻 [2]的提法， 在進行適當加寬并參考相應的水力模型，取渦室進口寬度為 32mm。 低比轉(zhuǎn)速泵所用的壓水室主要為螺旋型壓水室 ,它由螺旋管 (蝸殼 )和擴散管組 成。 22001r vwN PSH gg???? 式中： 0v?? 葉片進口稍前 液體 的絕對 平均 速度 ms（ ） ； 0??? 葉片進口稍前 液體 的相對 平均 速度 ms（ ） ； 1??? 絕對速度 壓降系數(shù) ，通常 1 ~? ? ； ??? 相對速度壓降系數(shù)，通常 ~ ? ? 。 其它兩個 進口速度三角形同理。 出口絕對速度 2v 在圓周方向的投影 2uv 可以通過歐拉方程求得 ,即 ? ? gvuvuH uuT 1122 ?? ，在單吸泵中 01?uv ，因此， 22 ugHv Tu ? 。 ) cosβ cosm ss ?? 24 西華大學畢業(yè)設計說明書 軸面 Ⅺ Ⅻ b流線 S(mm) β (176。 型線的形狀極為重要，不理想時應堅決修改，必要時可以適當改變進口安放角、葉片進口邊位置、葉片包角、葉片進口邊不布置在同一軸面上等，重新繪制。之間范圍很大，葉片安放角很快就會收斂，所以可以看出我的編程僅僅是為了方便計算，計算的情況還是比較特殊，在以后的工作中看能不能進行改進。 1115 .3 9 0 .3 6 7 71 4 .6 6mBBBvtg u? ? ?β 39。 11 1 8 . 3 6 /60 AA Dnu m s? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?? ? ??? 11 1 4 . 6 6 /60 BB Dnu m s? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ??? 11 9 . 6 4 /60 CC Dnu m s? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ??? ⑵葉片進口軸面液流過水斷面面積 葉片進口邊有時和過水斷面形成線重合，有時不重合。 FL 曲線 0 2021 4000 6000 8000 10000 12021 14000 16000 L 0 21 34 71 89 109 ` 46 58 16 西華大學畢業(yè)設計說明書 檢查同一過水斷面上兩流道間小過水斷面面積是否相等，不相等，修改至相等或滿足下面公式： 121AAA? ????? 表 23 分軸面流線計算表 過水斷面號 流道 ib? ciR ci iRb?? ci iRb??? ()2ci i avci iRbRb?? ???? 誤差率 1 01 12 2 01 12 3 01 12 4 01 12 5 01 12 6 01 12 7 01 12 8 01 12 參考文獻 [3]P149，在葉輪軸面投影圖上繪制葉片進口邊時，應注意： 進口邊前后蓋板輪廓線夾角不要太小， A、 B兩點的高度差不要太大，在使用圓柱形葉片時，這是防止前蓋板處葉片沖角過大的重要措施。 其中在入口邊 時 ， 2FR?? ，出口 邊時 22F bR?? 。 ⑹葉片出口排擠系數(shù) 由經(jīng)驗公式， 2? 需要經(jīng)過計算得到， K值鑄鐵取 ，鑄鋼取 ?？梢娪绊懕脫P程的幾個參數(shù)之間互相影響。 決定葉輪水力損失的是相對速度的大小和變化，所以應該考慮泵進口相對速度的影響，通常在葉輪流道 中相對速度是擴散的，即 12ww＞ 。 根據(jù)本次設計給定泵的型號，確定： 125sD mm? ⑵泵出口直徑 ( 0 .7 1 .0 ) 0 .8 1 0 0t s sD D D m m? ? ? ? ⑶泵進口速度 224 4 2 0 0 4 .5 3 ( / )0 .1 2 5 3 6 0 0s sQV m sD ?? ? ?? ? ? ? ⑷泵出口速度 224 4 2 0 0 7 . 0 8 ( / )0 . 1 3 6 0 0t tQV m sD ?? ? ?? ? ? ? 汽蝕計算 (1)泵 汽蝕余 量 NPSH K m? ? ? ? ??? ? ??? 8 西華大學畢業(yè)設計說明書 (2)泵汽蝕轉(zhuǎn)數(shù) 3 / 4 3 / 45 . 6 2 5 . 6 2 2 0 0 / 3 6 0 0 14393 . 7rnQC N P S H ? ? ? ? ?? ? ? 泵的比轉(zhuǎn)速本來指在最高效率處的性能參數(shù)的一個組合值。 2 葉輪的設計 離心泵葉輪設計的第一階段工作，是根據(jù)提出的泵設計點 的性能參數(shù)，主要指流量、揚程和轉(zhuǎn)速，確定葉輪全部幾何參數(shù)：葉輪直徑 D2和出 口寬度 b2，葉片出口安放角 β 2，葉片數(shù) Z，葉輪吸入口直徑 D2及葉片出口排擠系數(shù) ψ 2。它與其它教學環(huán)節(jié)緊密配合相輔相成 ,是前面各個教學環(huán)節(jié)的繼續(xù)、深入和發(fā)展。 作為一個水泵設計人員，設計一臺高質(zhì)量的泵，無論從節(jié)能還是從企業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟性角度考慮，都會帶來巨大的經(jīng)濟效益。自動變頻供水裝置設計，繪制了變頻供水裝置的管路布置圖，水泵機組安裝圖以及自動供水的主電路圖、控制圖。它是除電動機以外使用范圍最廣泛的機械，幾乎沒有一個國民經(jīng)濟部門不使用水泵。 光有理論知識是不能做好泵的設計的，此次設計正好為我們提供了一次時間的機會，有助于理解、鞏固理論知識和為以后的工作打下基礎 。 完成泵的總體結(jié)構(gòu)設計，繪制總裝圖及葉輪、泵軸的零件圖。 泵排出口徑。 本設 計選 材料 45＃鋼，故 [τ ]的范圍在 (343～ 441) 105 3 3 52 3 0 . 4 3 2 ( )0 . 2 0 . 2 1 0nMd m m? ? ???? ? ? ? ? ? 10 西華大學畢業(yè)設計說明書 初步確定葉輪的主要尺寸 ⑴葉輪進口直徑 0D 葉輪進口直徑 0D 與進口速度有關，進口速度 0V 一般不超過 3~4m/s。這次設計兼顧泵效率和汽蝕， 取 0k ? 。選擇葉片數(shù)時，一方面考慮減少葉片的排擠和表面摩擦；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)定性和葉片對液體的的充分作用。 14 西華大學畢業(yè)設計說明書 葉輪軸面投影圖繪制中的相關計算 葉輪出口速度 ⑴進口軸面速度 由前面計算可得： 2 /mV m s? ⑵出口圓周速度 22 0 .2 6 0 2 9 0 0 3 9 .4 6 /6 0 6 0Dnu m s? ???? ? ? ⑶出口圓周分速度 2 2 9 . 8 1 2 2 . 6 5 /3 9 . 4 6tu gHv m su ? ? ? ?? ?? ? ? ⑷無窮葉片數(shù)出口圓周分速度 2 2 9 . 8 1 2 9 . 1 0 /3 9 . 4 6tu gHv m su ?? ? ? ? ? ?? ?? ? ? 流道中線檢查 根據(jù)所求處的葉輪尺寸 2D ， 2b ， 0D 參照比轉(zhuǎn)速相近的水力模型，繪 制葉輪的軸面投影圖，在投影圖上，做很多內(nèi)切圓，并將個內(nèi)切圓的圓心用光滑的曲線連接起來，即得到流道中線。 在已經(jīng)確定葉輪 軸面投影圖上，前后蓋板內(nèi)表面是兩條平面曲線，繞葉輪軸心線旋轉(zhuǎn)一周，得到兩個回轉(zhuǎn)面，就是葉輪前后蓋板面，它們是兩張流面。 本設計 通過 對 具體實施方案 進行 比較，確定了進口邊直線 ABC。范圍以內(nèi)， ∴39。1 1 1 32 .79 29 .17C C C? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ??? ?? 編程計算 A、 B、 C三點的葉片安放角 值得 指出的是，我的編程僅僅限于提供計算，由 于安放角在有的文獻中提到應該成逐漸增大的趨勢，所以參考文獻可以看出，先暫定 1 20A? ??， 1 23B? ??， 1 33C? ??。流面上的小扇形從進口到出口逐漸增大。 表 25 a 流線厚度計算表 軸面 0 Ⅱ Ⅳ Ⅴ Ⅶ Ⅷ Ⅹ a流線 S(mm) 3 β (176。離心 葉輪出口為一柱面 ， 如果沒有葉片排擠，這一柱面面積為 222 bR? ，考慮葉片 25 西華大學畢業(yè)設計說明書 出口排擠后，有效過水斷面面積為 2222 ?? bR ,不同流面的排擠系數(shù)取常數(shù)。 1v 矢量在圓周方向的投影 1uv 為 0, 1v 與 1mv 重合 ,進口速度三角形變成一個直角三角形。 速度三角形見設計圖紙第一頁。 根據(jù)泵的用途不同，泵的壓水室有不同的結(jié)構(gòu)形成，但 它們 的基本功能則是相同的：收集從葉輪流出的水流，將水送到泵出口或下一級葉輪入口；水流在葉輪處絕對速度比較大，水流在壓水室出口的平均速度顯著下降，這種將水流的部分動能轉(zhuǎn)化為壓能的結(jié)果，將使水流在泵出口管路中的水力損失減小。 可?。? 32(1. 03 1. 08 )1. 03 26 026 7. 8DDmm????? 根據(jù)經(jīng)驗 取 3 268D mm? ⑵渦室進口寬度 3b 渦室進口寬度 3b 通常大于包括前后蓋板的葉輪出口寬度 2b ，至少應有一定的間隙，以補償轉(zhuǎn)子的串動和制造誤差。 202arctanmuvv????α ⑸渦室斷面形狀和斷面面積 渦殼斷面形狀有矩 形、梨形、梯形和圓形等。擴散管的進口可認為是渦室的第Ⅷ個斷面，出口是泵的排出口，擴散管的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)是： ⒈排出口徑 dD ，應符合經(jīng)濟流速和標準直徑，見葉輪設計部分 ⒉擴散管高度 L，在保證擴散管和加工及螺栓連接的條件下，應盡量取小值，以減少泵的尺寸； ⒊擴散角 θ ，常用范圍是 8176。第一段圓弧確定后，過Ⅱ點和第一段圓弧的圓心的直線與Ⅱ — Ⅲ線段中垂線的交點，就是第二段圓弧的圓心，圓心到Ⅱ點或Ⅲ點的距離就是第二段 圓弧半徑。 IS 泵的泵腳與泵體鑄為一體，軸承置于懸臂安裝在泵體上的懸架內(nèi)。 泵軸 泵軸的作用是借聯(lián)軸器和電動機相連接，將電動機的轉(zhuǎn)矩傳給葉輪，所以它是傳遞機械能的主要部件。間隙過小，會造成泵殼摩擦產(chǎn)生損失。 葉輪、軸套等都在套在軸上，并同軸一起等速旋轉(zhuǎn)。 鍵只按照工作面上的擠壓應力進行強度校核計算： 32 10 /p T Kl d? ?? 33 西華大學畢業(yè)設計說明書 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力必須小于 []p? （軸、輪轂中弱者的許用擠壓應力），軸、輪轂中弱者的許用擠壓應力 []pMPa? ，按表 51選取。 軸承壽命計算：