【正文】 圖9—3 軸扭矩圖 軸彎扭矩合成圖，見圖9—4：圖9—4 彎扭矩合成圖由圖9—4可見，b面最危險，其當量彎矩為： Meb＝= （9—6） Mec＝= （9—7）計算危險截面處直徑： db=mm （9—8） mm （9—9） 考慮到軸上鍵槽對軸的削弱故增大軸徑5％db＝≤35 mmdc＝ mm≤40 mm軸強度校核安全。 臨界轉速校核當軸轉速達到或接近某一定值時，將會發(fā)生共振現(xiàn)象，嚴重的會使軸，軸承，軸上的零件甚至整個機器遭到破壞。發(fā)生共振現(xiàn)象時軸的轉速叫做軸的臨界轉速。臨界轉速的大小取決于材料的彈性特性，軸的形狀，尺寸，支撐形式和軸上的零件的重量等，而與軸的空間位置無關。本泵的主要零件是葉輪，其他零件相對于葉輪來說可以忽略。當量直徑 （9—10）式中：ξ——經驗修正系數(shù)。若階梯軸最粗一段或幾段軸段長度超過軸全長的 50%，可取ξ=1；小于15%時，次段當作軸環(huán)，另按次粗軸段來考慮。一般的壓縮機，離心機，鼓風機轉子可取ξ= li――為第i段軸的長度按當量直徑計算軸自重： （9—11）式中：dv――軸的當量直徑； l――軸的總長； 一端外伸軸系數(shù)λ1μ＝＝查參考文獻[8]λ1= 10第一界臨界轉速 （9—12）式中：l――軸長mm lo――兩支撐間距離mmWi――兩支撐間第i個圓盤的質量（Kg）ai bi ―― 支撐間第i個圓盤至左及右支撐間的距離mmGj ――外伸端第i個圓盤的重量Kg cj――外伸端第j個圓盤至支撐間的距離mm 泵軸為鋼性軸由于是懸臂軸，所以應滿足下式：上述計算表明，本設計泵軸滿足強度，剛度，臨界轉速要求，符合工作狀況。 第十章 泵體及其部件的密封設計密封件是設備中的附件，但密封的好壞對整臺設備的效率和性能都有很大的影響，它在一定程度上反映出產品的質量水平。個別密封的失效，所造成的損失可能是密封件本身價格的千萬倍。對密封的基本要求是密封性好，安全可靠，壽命長，并應力求結構緊湊，系統(tǒng)簡單，制造維修方便，成本低廉。大多數(shù)密封件是易損件，應保證互換性強，實現(xiàn)標準化，系列化[9]。 葉輪蓋板的強度計算蓋板中的應力主要是由離心力引起的，如應力的前后蓋板是等厚的，半徑越小的地方圓周應力越大，在D0和Dx處的應力近似由式1042[5]計算，葉輪材料采用ZG1Cr13,許用應力[]=98~130MpaMPa (101)式中 ——蓋板中D0和Dx處得圓周應力（Pa）； ——材料密度（kg/m3）； u2——蓋板外徑的圓周速度（m/s）。 []——許用應力（Pa）。 計算結果說明葉輪安全。按等強度設計蓋板時，蓋板直徑Dx=，首先得計算出角速度角速度 rad/s (102)蓋板直徑Dx=，可按式1043[5]計算 mm (103)式中 ——蓋板直徑Dx=； ——葉輪最大直徑處蓋板的厚度，參考其他葉輪尺寸，綜合考慮取4mm； 葉輪輪轂的強度計算葉輪旋轉時，葉輪的質量能夠產生離心力。離心力使輪轂內孔處產生的圓周方向應力可用如下近似公式1045[5]進行計算MPa (104)葉輪材料為ZG1Cr13，362Mpa安全系數(shù) (105)根據(jù)計算結果，葉輪強度滿足要求式中 ——輪轂內孔處的圓周方向應力（Pa） ——材料密度（kg/m3）。 ——葉輪外徑的圓周速度（m/s）。按上述工作參數(shù)和介質特性選定的往往只是一個初步方案，最終確定還必須考慮主機的特性和對密封的某些特殊要求。密封環(huán)端面采用軟硬兩種不同材料配對。窄環(huán)常用軟材料，寬環(huán)常用硬材料，這樣可避免磨損后硬環(huán)嵌入軟環(huán)。在強度、剛度允許前提下，端面寬度，應盡量選取較小值，過大則冷卻、潤滑效果不好。但也不宜過小，否則會使端面壓力增加，溫度升高，磨損加劇。此外，選擇時也應考慮密封工作的條件。硬環(huán)端面寬度應比軟環(huán)大1～3mm。端面凸臺高度，一般取2～3mm。石墨、填充聚四氟乙烯、青銅等可取3mm；碳化鎢可取2mm。設計時主要考慮低強度材料的耐磨性。在載荷系數(shù)K、面寬度b及平衡直徑db確定后，即可算出端面內徑：非平衡式：（1～5）； （10—6）端面外直徑：。 （10—7）對于密封環(huán)于軸的配合間隙，旋轉環(huán)與靜止環(huán)取值不同。對于旋轉環(huán)，雖然與軸無相對運動，但為了保證具有一定浮動性以補償軸與靜止環(huán)的偏斜和軸振動等影響，取直徑間隙～1mm。對于靜止環(huán)，因為它與軸有相對運動，其間隙值應較大，一般取直徑間隙～2mm。 機械密封輔助措施為使機械密封可靠、穩(wěn)定的工作，除密封本身應設計合理、材料選用適當和制造安裝良好外，選用合適的輔助系統(tǒng)也起著重要的作用。常用的輔助措施包括潤滑、沖洗、冷卻和過濾等，可根據(jù)具體工作條件加以配合選用。機械密封系統(tǒng)的最重要的單元流程。根據(jù)沖洗液的來源和走向，沖洗可分為自沖洗、外沖洗和循環(huán)沖洗。利用被密封介質本身來實現(xiàn)對密封的沖洗稱為自沖洗，適用于密封腔內的壓力小于泵出口壓力，大于泵進口壓力的場合，具有正向直通式沖洗，正向旁通式沖洗，反向旁通式沖洗。本泵采用自沖洗。 第十一章 經濟性分析設備的經濟性體現(xiàn)在設計、制造和使用的全過程中，設計機器時就要全面綜合地進行綜合考慮。設計制造的經濟性表現(xiàn)為機器的成本低；使用經濟性表現(xiàn)為高生產率，高效率，較少地消耗能源，原材料和輔助材料，以及低的管理和維護費用等。在設計中，主要采用以下措施提高設計和制造經濟性指標：1）本設計設計結構合理，采用單級懸臂式，保證其功能的充分實現(xiàn)；2）采用價格經濟的材料，直錐形吸入室、葉輪、螺旋形渦室、泵體密封環(huán)、葉輪密封環(huán)，軸承箱、支座用HT200鑄鐵鑄造。HT200價格合理，鑄造性能及切削加工性能好，應用非常廣泛，鑄造成型后，對其要求進行機械加工部位較少，工藝技術要求低，普通的車床就可加工；3） 設計應用CAD技術，加快了設計速度，降低了設計成本；4）改善零件的結構工藝性，使其用料少（泵體空腔）、易加工（退刀槽）、易裝配，（砂輪越程槽）；5）最大限度地采用聯(lián)軸器、鍵、軸承等標準化、系列化及通用化的零、部件6）零件結構采用標準化結構及尺寸；7）選用高效率的傳動系統(tǒng)，電動機通過聯(lián)軸器直接帶動泵軸旋轉，減少傳動的中間環(huán)節(jié)，降低能耗和生產成本；8）采用潤滑，延長機器的使用壽命；9）采用可靠的密封（機械密封）系統(tǒng)，減少滲漏現(xiàn)象；10）采用先進的現(xiàn)代設計方法（基于流道理論的一元分析方法），使設計參數(shù)最優(yōu)化，達到盡可能精確的設計計算結果，保證機器足夠的可靠性。 本次設計中，結構合理，在極大程度上減少了材料的浪費，減少加工時間，使其經濟性合理適中。 第十二章 結論在此設計中，主要包括單級單吸清水離心泵的方案設計，離心泵基本參數(shù)選擇、離心泵葉片的水力設計、離心泵壓水室的水利設計、離心泵吸水室的水利設計。以及進行軸向力及徑向力的平衡，最后要進行強度校核。本次設計采用閉式葉輪（具有蓋板和輪盤，流道封閉），軸設計為階梯軸，材料采用45鋼。本設計吸入室采用直錐形吸入室，其結構簡單，制造方便。壓出室選擇螺旋形壓出室，其結構簡單，制造比較方便，泵性能曲線高效率區(qū)域比較寬廣，車削葉輪后泵效率變化比較小。離心泵運行時，產生軸向力徑向力。在葉輪后蓋板上開一圈小孔，平衡軸向力，剩余軸向力由止推軸承承受，徑向力不大，無需采用專用平衡措施。考慮輸送介質是清水，軸封采用普通型機械密封,其性能可靠，泄露量少，使用壽命大，功耗低，不需經常維修，且能適應于生產過程自動化和高溫、低溫、高壓、真空、高速以及各種強腐蝕性介質等苛刻工況的密封要求。輔助設計機械密封的潤滑、沖洗、冷卻，沖洗冷卻的方式為自沖洗，留出沖洗道。葉輪與泵體密封采用4個密封環(huán)（葉輪前密封環(huán)，泵體前密封環(huán)，葉輪后密封環(huán)，泵體后密封環(huán)）予以實現(xiàn)，密封環(huán)材料采用HT200，一方面達到了密封要求，而且避免了葉輪與泵體的磨損。另外，設計中對鍵、聯(lián)軸器、軸承等標準件進行了選擇并校核，使其滿足工況。本次設計的清水用離心泵結構合理設計強度，剛度均符合要求，故本設計合格，滿足要求。參考文獻[1] .（第五版）[M] .北京：[2] ：.[3] [M].蘭州：甘肅工業(yè)大學出版社,1981.[4] 關醒凡，[M].北京：機械工業(yè)出版社,1982.[5] 沙毅，[M].合肥：中國科學技術大學出版社，2005.王平山，韓建勇．離心清水泵填料密封設計改進[J]．, 2: 4446[6] 朱保林,張淑佳,林鋒,胡清波. 離心泵葉輪設計方法現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]. 水泵技術, 2005, (02) ：21254 .[7] 丁成偉．離心泵與軸流泵[M]．北京：機械工業(yè)出版社，1981．[8] 關醒凡．現(xiàn)代泵技術手冊[M]．北京：宇航出版社，1995．[9] 沈陽水泵研究所．葉片泵設計手冊[M]．北京：機械工業(yè)出版社，198.[10] 王世剛，林景凡，李世桓．互換性與質量控制基礎[M]．北京：中國科學技術出版社，1999． [11] 查森．葉片泵原理及水力設計[M]．北京：機械工業(yè)出版社，1998.[12] [M].北京：石油工業(yè)出版社，2006.[13] （第四版[M].北京：高等教育出版社,2004.[14] [M] .北京：機械工業(yè)出版社,1984.[15] [M] .北京：中國石化出版社，2007.[16] （第二版）[M].北京：化學工業(yè)出版社，2006.[17]《離心泵設計基礎》 [M].北京：機械工業(yè)出版社，1974. 致 謝在老師、同學的幫助和關心以及自己不懈的努力之下，終于完成了本次設計，其中傾注了老師和同學們的心血，在此向他們表示衷心的感謝。此次畢業(yè)設計是在以前做過機械設計和課程設計的基礎上要求更高的一次任務，無論是在設計難度，還是工作量都是較大的。通過此次設計，我認識到掌握充分的資料對我們設計的重要性，不做任何參考只能是閉門造車，不可能做出完美的設計。另外，本設計中的存在許多不足之處，特別是在部分零件結構設計中，過分依賴現(xiàn)有的設計成果，完全拘泥于已經成熟的結構，雖然自己也產生了一些好的想法，但都沒有運用到設計當中，這些都是有與缺乏設計經驗，有待于參加工作以后提高。本次的畢業(yè)設計是在老師的細心指導下完成的。從課題的選題、設計任務部署、具體工作指導等各個方面都給予了我很大的幫助。尤其是整個設計的開展過程中，各位老師嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度和認真的學術風格督促我嚴格認真的做好每一步，對于我畢業(yè)設計的順利完成甚至對我今后的工作都將產生深遠的影響。值此論文完成之際，謹向各位老師致以最衷心的感謝和最誠摯的敬意；在此也衷心感謝在畢業(yè)設計開展過程中給予我?guī)椭?、提出的寶貴意見和建議的各位同學。最后，再次感謝各位老師同學們的大力幫助。批注：全文段落行距均為固定值22磅，正文字號為小四號字。 各級標題的格式應一致，如一級標題居中三號宋體加粗；二級標題四號宋體加粗；三級標題小四號宋體加粗。 公式后面的序號注意排序；如第二章的公式序號應依次為(21)(22)等，并且注意非漢字的字符應使用英文輸入法。