【正文】 P —— 軸傳遞的功率（ Kw） d —— 計(jì)算截面處軸的直徑（ mm） 查 45 號鋼的許用應(yīng)力 [? ]R=30Mpa 則 T? =TWT = 1480?? = Mpa 30Mpa,所以泵軸滿足扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度的要 求。為了提高泵的使用性能和壽命，應(yīng)該盡量使這些尺寸大些，但另一方面，在實(shí)際中，又希望泵的零件盡可能的小，而且成本低，所以在設(shè)計(jì)的過程中， 要滿足這兩方面的矛盾，合理的確定離心泵的零件的尺寸和材料，這樣既滿足要求，又可以合理的使用材料的。著兩種方法都會(huì)增加容積損失。 分析泵內(nèi)的流體運(yùn)動(dòng)，應(yīng)在流體力學(xué)一般原理的基礎(chǔ)上進(jìn)行，并考慮有關(guān)技術(shù)科學(xué)的部門，如水輪機(jī)、航空、壓縮機(jī)以及其他學(xué)科的實(shí)驗(yàn)研究成果，葉片泵的理論基礎(chǔ)是直接由流體力學(xué)的基本原理推演出來的規(guī)律。因此，螺旋形渦室是在一定的設(shè)計(jì)流量下，為了配合一定的葉輪而設(shè)計(jì)的，在設(shè)計(jì)流量下，渦室可以基本上保證流體在葉輪的周圍做等速運(yùn)動(dòng)，因此葉輪周圍壓力大體上是均勻分布的，在葉輪上也不產(chǎn)生徑向力，葉輪和渦室是一致工作的。另外，護(hù)板裝入護(hù)套后應(yīng)該有一定的伸出量，這樣自葉輪流出的渣漿不會(huì)直接沖刷間隙，就可以有效的降低間隙的磨損。低比轉(zhuǎn)數(shù)的泵可取為正方形。背葉片出口附近的線速度及濃度較高，為了減小該處與對應(yīng)的前后護(hù)板處的磨損，背葉片出口附近有一定的傾斜度，傾斜范 圍又葉輪半徑的 32 到葉輪外圓，出口處背葉片的高度為總高度的 21到 32 。 葉輪出口直徑 D2 ： 葉輪出口直徑 D2的大小不但直接影響泵的揚(yáng)程，而且對泵的效率也有很大的影響，因?yàn)閴毫κ业乃p失大小直接與葉輪出口的絕對速度有關(guān)。 （ 2）轉(zhuǎn)子泵：轉(zhuǎn)子泵是由旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行排送液體液體的泵。s slice for this designing slurry pump, also increased bines over the thickness that flow the parts the high degree of hardness in adoption bears to whet the material to e to let up the wear and tear, and empressed an entrance covers plank design as to bulge and smooth hubcap head . Adopted the filler which is sealed pletely to prevent the high pressure liquid to leak from the pump with keep air from entering to pump the inside counteract to carry on the back leaf39。出城市和工業(yè)供水外，泵還用于灌溉、水力蓄能、給水、運(yùn)輸。主要由以下幾種：旋渦泵、空氣揚(yáng)水泵、射流泵、粘性泵、電磁泵 . 第 2 章 泵的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算 泵吸入口和排除口的確定 設(shè)計(jì)給定的基本參數(shù)是轉(zhuǎn)速 n=63m3/h 泵吸入口和排除口的確定 泵吸入口的確定主要取決于吸入管內(nèi)的流速 V0 。 kc=Cv+(1 Cv)fsVV? =+() ? = b2=?( ? )61 ? 3 1480360063? =36mm b1=?36=44mm 葉片進(jìn)口安放角 1? ? 1=? ′ + ?? 式中 ? ′ —— 入口液流角 ?? —— 沖角，一般取 5o— 10o,主要考慮提高泵的吸入性能和通過性能。 （ 6）背葉片的磨損：由于葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)，背葉片的區(qū)域內(nèi)不會(huì) 出現(xiàn)大顆粒固體，但細(xì)小的顆粒濃度隨半徑增大而增加，所以背葉片的厚度由小半徑到大半徑遞增，背葉片的磨損比葉片磨損輕，可較薄，葉輪前端間隙磨損后，泄露量會(huì)增加，前背葉片區(qū)域也會(huì)出現(xiàn)大顆粒固體，加快背葉片的磨損，所以所設(shè)計(jì)前背葉片的厚度比厚背葉片的厚度大。 將各個(gè)斷面的徑向尺寸移到平面圖的相應(yīng)斷面上。 摩擦損失常見于葉輪、渦室及管道的彎曲部分。但是，從葉輪出口三角形中可以看出，在小于設(shè)計(jì)流離時(shí)流體流出葉輪的速度不是減小，反而增加了，方向也發(fā)生了變化。葉片對液流的壓力造成了液流的強(qiáng)制旋轉(zhuǎn)及其移動(dòng)，增加了液流的壓力和速度，既增 加了機(jī)械能。很明顯，第一種方法會(huì)使泵的容積損失增加一倍，而在密封環(huán)磨損時(shí)，容積損失還要加大。計(jì)算分析表明，對于旋轉(zhuǎn)圓盤來說，圓周方向的應(yīng)力應(yīng)該是主要的，葉輪圓周方向的速度于圓周方向的應(yīng)力近似的滿足以下的關(guān)系： ? =104 gm? 22? 式中 m? —— 葉輪材料的重度（ MPa），對于鑄鐵葉輪來說m? =.0073（ MPa），對于鑄鋼來說 m? =（ MPa），對于銅葉輪來說 m? =（ MPa）； 2? —— 葉輪圓周速度（米 /秒） g —— 重力加速度，一般取 980（厘米 /秒 2） 2? = 2?k gH2 = ?? =所以 ? =104? ? （ ） 2 = 66 而許用應(yīng)力 [? ]=250～ 350，因此滿足條件，經(jīng)驗(yàn)表明鑄鐵葉輪的圓周速度可以最高可以達(dá)到 60 米 /秒左右，因此，單級揚(yáng)程可以達(dá)到 200 米左右，鑄鋼葉輪的圓周速度可 以達(dá)到 110 米 /秒左右，因此，單級揚(yáng)程可以達(dá)到 650 米 /秒左右。 Mc1= 221 )( TM ?? = N?m M2= 222 )( TM ?? = N?m 校核軸的強(qiáng)度 假設(shè)兩個(gè)軸襯的軸向力相同 1?F+ 2?F =21 ?F = 確定危險(xiǎn)截面為兩個(gè)軸襯所在的位置 有第三強(qiáng)度理論，計(jì)算應(yīng)力為： ??c = 22 )()( WTAFWM ??? ? [ 1?? ]MPa 式中 F —— 軸向力（ N） A —— 的橫截面積（ m2） W —— 軸的抗彎截面系數(shù)， W=（ mm） 查表得 45 鋼 [ 1?? ]=60Mpa 1??c = 2121111 )()( WTAFWM ?? ?? = 60? MPa 2??c = 2222222 )()( WTAFWM ?? ?? = 60? MPa 按疲勞強(qiáng)度條件進(jìn)行精確校核 計(jì)算安全系數(shù)： ?cS =22 ??? ?SS SS ?? ? S 式中 ?S =mK ??????? ??1 對于材料不夠均勻，計(jì)算精度較低時(shí) S=～ 。由于產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化和通用化的提高，改善了工廠了生產(chǎn)管理，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，有力的保證了水泵業(yè)的持續(xù)躍進(jìn)。 在液體溫度超過 105oC 或吸入壓力大于 8 公斤 /厘米 2時(shí)，對填料函體應(yīng)進(jìn)行冷卻，并 采用水冷填料壓蓋。 軸承的壽命在很大的程度上取決于潤滑油的質(zhì)量及安全油面的位置。 在運(yùn)轉(zhuǎn)中應(yīng)定期檢查軸封水的壓力和流量 ，及時(shí)調(diào)節(jié)填料壓蓋或者更換填料。 軸封檢查，用背葉片軸封時(shí)，由于其停車密封結(jié)構(gòu)的不同，故當(dāng)填料箱上裝有油杯時(shí)，則需通過油杯加潤滑脂，潤滑脂推薦用鈣鈉基潤滑脂。安裝前，軸承應(yīng)在熱油加熱到 150oC左右，即可不用任何特殊工具就能裝在軸上。 填料函結(jié)構(gòu)尺寸的確定 填料寬度 S(mm) S=(～ ) d 式中 d—— 軸或軸套直徑 (mm) 計(jì)算得 S=12mm 填料高度 H(mm) 當(dāng)液體壓力 P? 10公斤 /厘米 2 H =(5～ 7)S H =72mm 填料壓蓋高度 h(mm) h=(2～ 3)S 計(jì)算得 h=30mm 壓入填料函體內(nèi)的填料壓蓋長度 b(mm) b=（ ～ 1） S 計(jì)算得 b=6mm 填料壓蓋螺栓長度 l(mm) 應(yīng)保證在填料函體內(nèi)裝滿填料時(shí)不需要加壓就能擰上螺母 填料壓蓋螺栓直徑 d＇ (mm) 表 5— 1 填料壓蓋螺栓直徑 軸或軸套 20～ 25 30～ 35 40～ 75 80～ 100 直徑 螺栓直徑 M6 M8 M10 M12 由軸套為 55 mm,選擇 M10。 對于離心式渣漿泵來說，過流部件占的數(shù)量畢竟還是比較少見的，而其他零件的數(shù)量還是比較多的。 由于渦室的形狀不規(guī)則，很難的計(jì)算渦室的內(nèi)應(yīng)力，現(xiàn)推薦下列 公式： S=ScqHQ ? ][?H 式中 S —— 渦室壁厚（厘米） [? ] —— 許用應(yīng)力 （ MPa），在上式中，鑄鐵的使用應(yīng)力100～ 150 MPa，鑄鋼的許用應(yīng)力 200～ 250 MPa,比轉(zhuǎn)數(shù)小時(shí)取大值。一般，把零件抵抗 變形的能力叫剛度，把零件抵抗破壞的能力叫做強(qiáng)度。采用卸荷管的方法在結(jié)構(gòu)上比采用平衡 孔的方法要好，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，采用平衡孔后流經(jīng)后蓋板上的平衡孔的液體流動(dòng) 方向與葉輪入口處液流的方向相反，破壞了葉輪入口處的液流分布。 長期以來，離心泵的軸向力一直是泵的行業(yè)內(nèi)人士十分關(guān)注的問題，然而人們對離心泵軸向力認(rèn)識(shí)的現(xiàn)狀正象一些專著中所指的那樣，“軸向力既難準(zhǔn)確計(jì)算又難準(zhǔn)確測量”，目前，對于離心泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)所產(chǎn)生的軸向力的原因，認(rèn)識(shí)幾乎是一致的，但是按照不同的計(jì)算出的軸向力的值，有時(shí)還是相差很大的，在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上實(shí)測的軸向力甚至比最大計(jì)算值還要大很多，由于軸向力對離心泵的設(shè)計(jì)和運(yùn)行質(zhì)量影響很大，因此，定量的了解軸向力的大小并盡可能的減小它，是 一個(gè)十分重要的問題。 第 3 章 徑向力與軸向力的平衡 在設(shè)計(jì)螺旋形泵時(shí)，通常認(rèn)為流體從葉輪均勻流出，并在渦室中做等速運(yùn)動(dòng)。 （ 7） 護(hù)套與隔板的間隙 護(hù)套與護(hù)板間隙處經(jīng)常受到渣漿的嚴(yán)重磨損，該間隙傾斜的角度越小，間隙值越小，間隙 長度越大越抗磨。梯形兩邊的延長線的夾角不大于 60o，一般取 30o到 40o,比轉(zhuǎn)數(shù)大，此角可取大些，反之，取得小些。 （ 3）背葉片高度：通常為了保證泵的性能，將前端間隙調(diào)至最小，這樣，后背葉片與后蓋板的間隙增大，為了使后背葉片有較好的密封效果，其高度應(yīng)較前背葉片大，一般為前葉片的高度的兩 片以上。 葉片數(shù) N 一般取取 N=3— 5，從實(shí)際經(jīng)驗(yàn)來看，為改善渣漿泵的通過性能， 應(yīng)盡量取 N=5。其類型有：活塞泵、柱塞泵和隔膜泵。s number to reduce the single abrasion of leaf39?，F(xiàn)在有熱電廠用泵、船用泵、化工、石油、造紙、泥煤以及其它工業(yè)用特殊型式的泵。如果 V0 選取過小，則泵的體積增大，并可能影響泵的效率以及造成吸入管堵塞，而 V0選取過大則會(huì)影響泵的的吸入性能并使磨損增加。 ? ′ 可由下式進(jìn)行計(jì)算： tg? ′ = 111muVuV? 式中 u1 —— 計(jì)算點(diǎn)液體的圓周速度 (m/s) Vu1 —— 計(jì)算點(diǎn)液體絕對速度的圓周分量 (m/s) Vm1—— 計(jì)算點(diǎn)液體的軸面速度 (m/s) 對于直錐形吸入室 Vu1=0 u1= 160Dn? = 4 14 148060?? = m/s Vm1=0111 ??? bDQ 式中 0? — 容積效率，一般取 — ，這里取 1? — 排擠系數(shù)，取 1? = N= 所以 Vm1 = 63 ????? =tg? ′ = = 所以 ? ′ =10o 1? =? ′ + ?? =10o+15o = 25o 葉片出口安放角 2? 在確定葉片出口角時(shí)應(yīng)考慮泵的比轉(zhuǎn)數(shù)、對特性曲線形狀的要求以及流道的擴(kuò)散程度等。 （ 1） 基圓直徑 D3 D3=（ — ） D2 故取 D3=330mm （ 2） 進(jìn)口寬度 b3： b3 =（ b2+1? + 2? ） +C1 = (36+8+8+14)+20 = 86mm 式中 1? ， 2? —— 葉輪前后板的厚度，包括前后背葉片的厚度。 將各斷面的頂點(diǎn)用圓弧光滑連接，然后逐點(diǎn)用圓弧光 滑連接各斷面頂點(diǎn)，成為螺旋行渦室輪廓線。 Roco 對輸送兩相流體的固體顆粒的磨損機(jī)理進(jìn)行了研究，提出了三種模型。一方面渦室里流動(dòng)的速度減慢，另一方面葉輪出口處流動(dòng)的速度增加，兩方面就發(fā) 生了矛盾，從葉輪里流出的液體，再不能平