【正文】 力效率和容積效率，最后由已知的總效率推算出機(jī)械效率。可見影響泵的揚(yáng)程的幾個(gè)參數(shù)之間互為影響。葉輪主要幾何參數(shù)有葉輪進(jìn)口直徑、進(jìn)口當(dāng)量直徑、葉輪輪轂直徑、葉片進(jìn)口安放角、葉輪出口直徑、葉輪出口寬度、葉片出口角和葉片數(shù)Z?！∑g驗(yàn)算汽蝕比轉(zhuǎn)數(shù)可知，轉(zhuǎn)速、汽蝕基本參數(shù)和這三個(gè)參數(shù)之間有確定的關(guān)系，如得不到滿足，將產(chǎn)生汽蝕。近年來，在農(nóng)田水利建設(shè)和石油化學(xué)等工業(yè)部門的迅猛發(fā)展中，對離心泵的需求越來越大。利用數(shù)字積分法，根據(jù)蝸殼內(nèi)速度矩守恒，確定出蝸殼八個(gè)斷面參數(shù)，并進(jìn)行繪形?！〗o定的數(shù)據(jù)和要求（1）泵的型號：IS200—150—250（2）流量： （3）效率：?！∮?jì)算比轉(zhuǎn)速，確定泵的水力方案比轉(zhuǎn)速公式為 取186在范圍，泵的效率最高，當(dāng)時(shí)，泵的效率將顯著下降。這樣從減小進(jìn)口相對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?！∪~輪出口寬度的計(jì)算與選擇由于制造關(guān)系，這里取　葉片數(shù)的選擇葉片數(shù)對泵的揚(yáng)程、效率、汽蝕性能都有一定的影響。因而葉輪進(jìn)口密封間隙處的這一泄漏量代表了離心泵中典型的主要的容積損失。（2） 求葉片出口排擠系數(shù)，需要確定葉片厚度，軸面截線與軸面流線的夾角取。畫圖時(shí)，最好選擇相近，性能良好的葉輪圖作為參考，考慮泵的設(shè)計(jì)的具體情況加以改進(jìn)。前蓋板以一段圓弧過渡兩直線，該圓弧應(yīng)于兩直線相切。將這些內(nèi)切圓圓心用光滑的曲線連接起來，便是葉輪流道中心線?！∽髦虚g流線圖 一元理論假設(shè)流動(dòng)是對稱的，即每個(gè)軸面上的流動(dòng)是相同的。當(dāng)過流斷面形成線被分成幾部分后，這些小段曲線與直線相近，檢查時(shí)可以近似的取每一小段弧線的中心點(diǎn)作為該小段的形心。進(jìn)口邊各點(diǎn)葉片安放角相差不大，實(shí)際葉片進(jìn)口邊都置于同一軸面內(nèi)。 ③用正沖角,能改善在大流量的工作條件。但是也可以不在一個(gè)軸面投影圖上，在葉輪的軸面投影上作葉片的進(jìn)口邊，應(yīng)盡量使葉片進(jìn)口邊之間的幾條流線趨于相等。采用正沖角，還能改善在大流量下的工作條件，即泵在大流量下運(yùn)轉(zhuǎn)，則應(yīng)選擇較大正沖角。流面上的小扇形從進(jìn)口到出口逐漸增大。①沿軸面流線分點(diǎn)分點(diǎn)的實(shí)質(zhì)就是在流面上畫特征線，組成扇形格網(wǎng)。b)作圖分點(diǎn)法：在軸面投影圖旁，畫兩條夾角等于的射線。而后在其上繪制流線，通常先畫中間流線。用軸面（相當(dāng)于方格網(wǎng)中的豎線）去截這三條流線，相當(dāng)于用軸面去截葉片，所截三點(diǎn)的連線，時(shí)一條軸面截線，把方格網(wǎng)中的每隔一定的角度的豎線和三條流線的交點(diǎn)，對應(yīng)于編號4…… 的位置，用插入法分別插到軸面投影圖相應(yīng)的三條流線上，把所得 的點(diǎn)連成光滑的曲線，就得到葉片的軸面截線。我們就把葉片工作面的木模截線畫在平面投影圖的右側(cè)，把背面的木模截線畫在投影圖的左側(cè)。在平面投影圖上以0為圓心，以、為半徑畫弧交于0、Ⅰ、Ⅱ軸面投影線于a、b、c三點(diǎn)，將a、b、c三點(diǎn)光滑連接，就可以得到割面11截葉片背面的模型截線。壓水室是泵不可缺少的重要過流部件，其設(shè)計(jì)、制造水平高低，對泵的性能，特別是泵的效率指標(biāo)和HQ曲線形態(tài)，有十分明顯的影響。（2）保證流出葉輪的流動(dòng)是軸對稱的，從而使葉輪內(nèi)具有穩(wěn)定的相對運(yùn)動(dòng)，以減小葉輪內(nèi)的水力損失?！÷菪蛪核业淖饔眉霸?液體從葉輪流出后，進(jìn)入兩個(gè)平行的平板之間當(dāng)忽略液體的粘性摩擦力時(shí)，液體不受任何外力作用，應(yīng)遵從速度矩保持定理，即。第一：壓水室布置在葉輪出口外周，能夠把從葉輪流出的液體收集起來。（3）壓水室隔舌安放角隔舌位于壓水室螺旋線部分的始端，將螺旋線與擴(kuò)散管隔開，習(xí)慣稱頭部的端面為0斷面，隔舌與第Ⅷ斷面的夾角為隔舌安放角，的大小應(yīng)保證螺旋線部分與擴(kuò)散管光滑連接，并盡量減少徑向尺寸，高比轉(zhuǎn)數(shù)泵大，大。參考[3]查，利用公式計(jì)算： 參考[3]P148，查取得計(jì)算Ⅷ斷面的過流量，參考[1]，利用以下公式計(jì)算：則其它斷面面積可利用公式同理：；；；；；；。擴(kuò)散管的主要幾何參數(shù)有：1)排出口直徑由于泵出口通常直接和管路連接，故它的出口的尺寸應(yīng)參照標(biāo)準(zhǔn)尺寸決定，由IS200150250出口直徑。泵軸的具體型式見附錄圖紙04。在完成了上述基本設(shè)計(jì)計(jì)算后，把所選擇的零件畫到相應(yīng)位置上，盡量選用標(biāo)準(zhǔn)件，以減少制造成本，提高設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)便于制造、組裝。　泵軸的強(qiáng)度校核泵軸的自重和套在軸上的葉輪，軸套等零件的重量，轉(zhuǎn)子的徑向力，葉輪平衡后的剩余不平衡所引起的離心力都會(huì)使泵軸彎曲。 圖52 前蓋板圓環(huán)c)計(jì)算后蓋板質(zhì)量根據(jù)裝配圖相關(guān)尺寸，并將后蓋板簡化為一個(gè)圓環(huán)和一個(gè)套筒，計(jì)算后蓋板質(zhì)量如下：查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊選擇凸緣聯(lián)軸器型號為GYD6(GB584386)重量，公稱轉(zhuǎn)矩為。圖53 泵軸的強(qiáng)度計(jì)算根據(jù)上述計(jì)算數(shù)據(jù)，將泵軸簡化為一簡支梁，并考慮其最危險(xiǎn)情況，降所有力移至左右兩端。對于無鍵槽的實(shí)心軸：按第四強(qiáng)度理論，折算應(yīng)力為： 軸材料的安全系數(shù)為：式中：——軸材料的屈服極限；——軸材料的許用安全系數(shù)。由上可以看出，即該處的鍵滿足強(qiáng)度要求。軸承壽命計(jì)算：基本額定壽命：按一組軸承中的軸承發(fā)生點(diǎn)蝕破壞，而的軸承不發(fā)生點(diǎn)蝕破壞前的轉(zhuǎn)數(shù)（以轉(zhuǎn)為單位）或工作小時(shí)數(shù)作為軸承基本額定壽命。 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判斷系數(shù)名稱代號XYXY深溝球軸承6000010（4），為載荷系數(shù)，水泵取計(jì)算得：（5）小時(shí)使用壽命時(shí)間超過一萬小時(shí)，符合要求，因此軸承選擇是合理的。從基礎(chǔ)的水力設(shè)計(jì)到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、強(qiáng)度、汽蝕、效率估算等，完成了一個(gè)專業(yè)泵的產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)過程。參考文獻(xiàn)[1] [M].北京：宇航出版社，1995[2] [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011[3] [M].蘭州：甘肅工業(yè)大學(xué)出版社，1981[4] [M].重慶：重慶大學(xué)出版社，2005[5] [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002[6] (上、下冊) [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000 [7] [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003[8] [J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2004(3)：6567[9] [J].(2):4851 [10] [J].水泵技術(shù)，1994(3):36[11] [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,1993[12] [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1974[13] [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,1987[14] Lobanoff Centrifugal pumps design amp。這次設(shè)計(jì)很好的鍛煉了自己，并使自己對本專業(yè)的知識又加深了一步，也培養(yǎng)了自己獨(dú)立工作的能力，對我以后進(jìn)一步學(xué)習(xí)本專業(yè)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。其中水力設(shè)計(jì)和零件校核部分，很多數(shù)據(jù)都采用編制公式進(jìn)行計(jì)算。深溝球軸承壽命的計(jì)算公式:式中 ——軸承工作轉(zhuǎn)速，；——軸承基本額定動(dòng)載荷，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊，,基本額定靜載荷（GB/T 2761994）；——軸承工作時(shí)當(dāng)量動(dòng)載荷，；——軸承壽命，小時(shí)；——球軸承為。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(dòng)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。安全系數(shù) 則該泵軸滿足強(qiáng)度要求，同時(shí)也滿足疲勞強(qiáng)度要求，是安全的。作出泵軸不同斷面上的扭矩圖、彎矩圖、剪力圖，如圖53所示。徑向力系數(shù)計(jì)算公式如下：式中：——設(shè)計(jì)流量；——實(shí)際流量。軸強(qiáng)度的精確計(jì)算就是軸在扭轉(zhuǎn)、彎曲、拉伸聯(lián)合作用下的強(qiáng)度計(jì)算。一般把零件抵抗變形的能力叫剛度，把零件的抗破壞的能力叫強(qiáng)度。（1）確定葉輪蓋板厚度根據(jù)[9]，由葉輪直徑確定蓋板厚度，如圖表41所示。 對梯形斷面，中間斷面Ⅸ、Ⅹ取在三等分?jǐn)U散管高處。各斷面的連接圓弧半徑的計(jì)算公式如下：第Ⅰ斷面；第Ⅱ斷面；第Ⅲ斷面；第Ⅳ斷面；第Ⅴ斷面；第Ⅵ斷面；第Ⅶ斷面；第Ⅷ斷面。參考[2]，本次設(shè)計(jì)取。第三：壓水室隨著收集流量的增加，半徑逐漸向排出口增加，減小，減小，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)能向壓能的轉(zhuǎn)換。下面用數(shù)學(xué)公式來表示這種流動(dòng)的跡線得到液體流動(dòng)的軌跡后，按此軌道加作此固體壁。（4）消降液體從葉輪的流出的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，以避免由此類造成的水力損失。應(yīng)該指出，由壓水室排出的流量，在設(shè)計(jì)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是用戶給定的設(shè)計(jì)流量，而不是考慮了容積損失后引入的理論流量。這樣就完成了葉片木模圖的繪制（注：在制造葉輪模型時(shí)，常常直接利用葉片木模裁剪圖，因此，應(yīng)在箔尺上量取葉片裁剪圖的尺寸，如果沒有箔尺，鑄鐵葉輪的所有尺寸應(yīng)該加作為收縮量，鋼和銅的葉輪應(yīng)該加作為收縮量），木模截線圖如圖28所示。看設(shè)計(jì)者的需要，葉片扭曲較大處距離式可以取小一些。角太小，蓋板和葉片的真實(shí)夾角過小，就會(huì)帶來鑄造困難、排擠嚴(yán)重和過水?dāng)嗝嫘螤畈涣迹裰茉鲩L）等缺點(diǎn)。進(jìn)出口角度應(yīng)與預(yù)先確定好的值相符，包角大小可以靈活掌握。與逐點(diǎn)計(jì)算分點(diǎn)法相同，一般取。流面就是軸對稱的，一個(gè)流面的全部軸面流