【正文】 一個擴(kuò)壓管組成，位于葉輪出口之后，作用是收集從葉輪中高速流出的液體，使其速度降低，轉(zhuǎn)變速度動能為壓能，并且把液體按一定要求送入下級葉輪進(jìn)口或送入排出管路。 直錐形吸入室設(shè)計直錐形吸入室結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，液流的流速分布均勻，流動阻力損失亦小，所以多用在單級單吸離心泵上。根據(jù)離心泵類型，容量的大小，使用場合的不同，吸入室主要類型有直錐形、彎管形、螺旋形。因此，在葉輪之前設(shè)置吸入室以調(diào)整液流是重要的。液體流過吸入室后，才進(jìn)入葉輪。 吸入室 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。若太小，葉片堵塞嚴(yán)重，并且也會帶來鑄造和清砂的困難[6]。通過N、M、P各點作一根光滑的曲線，此曲線就是葉片的進(jìn)口邊，將來做平面投影圖時還要進(jìn)一步修正。～45176。當(dāng)葉片進(jìn)口邊伸入葉輪喉部太多時，葉片扭曲的厲害，容易造成液體的堵塞，另外對鑄造也帶來一定的困難。進(jìn)口邊伸入葉輪喉部，不但增加了葉片面積減少了葉片負(fù)荷，并且又能使葉輪進(jìn)口的圓周速度和相對速度都能降低，這樣改善了汽蝕性能。葉片進(jìn)口邊的位置對汽蝕、效率和特性曲線的形狀都有一定的影響。在KL線上以M為圓心，為直徑作一個與葉輪后蓋板相切的圓。以適當(dāng)?shù)膔2作圓弧并與AB和EG線相切，即可作出葉輪后蓋板的輪廓線。大或雙進(jìn)口泵的值一般取3176。大小與比轉(zhuǎn)速和葉輪的結(jié)構(gòu)型式有關(guān)。～5176。圖5—1 平面投影圖的繪制 軸面投影圖畫法距軸心和作兩根平行于軸心O—O的直線AB和CD（圖5—2）。由此可得相應(yīng)處流道面積。在平面投影圖上，距軸心線作一系列相切于葉片流道的內(nèi)切圓，其葉片高度為，而相應(yīng)點的葉片寬度為。再以和分別為半徑，為圓心作圓弧，則得厚度為S的葉片。通過點在線左邊作∠,使之等于。自點作角，交直徑為的葉輪內(nèi)圓與點。這里，我們用單圓弧法作圖。單圓弧法作圖比較簡單，逐點法比較精確，能保證葉輪流道內(nèi)的流速平穩(wěn)變化，但作圖比較復(fù)雜。平面投影圖能夠看到葉片的形狀和流道的變化規(guī)律[6]。本泵采用圓柱形葉輪繪法對葉輪軸面投影和平面投影的繪制?！?50176。葉輪進(jìn)出口結(jié)構(gòu)參數(shù)確定后，參考比轉(zhuǎn)速相等或相接近，且性能良好的模型作為繪制葉輪圖的依據(jù)。5 葉輪的選擇及繪型 葉輪選擇離心泵內(nèi)廣泛采用圓柱形葉輪()，其優(yōu)點是工藝簡便，但效率和性能都比較差，在大流量、高壓頭、汽蝕性能要求高的情況下必須采用扭曲葉片的葉輪。本設(shè)計中取28176。對高比轉(zhuǎn)速的泵，可以取得小些，對低比轉(zhuǎn)速的泵，可取得大些?！?0176?！?0176。 葉輪外徑葉輪外徑是決定泵性能的最主要水力參數(shù)之一。包角確定后，在繪型時還有根據(jù)具體情況作適當(dāng)?shù)男薷??！?50176。 葉片包角的確定包角就是葉片入口邊與圓心的連線和出口邊與圓心連線間的夾角。 葉片排擠系數(shù)校核葉片排擠系數(shù)是葉片厚度對流道入口過流斷面面積影響的系數(shù)，等于流道入口考慮葉片厚度的過流面積與不考慮葉片厚度過流面積之比值。大泵應(yīng)適當(dāng)增加葉片厚度，以便使葉片有足夠的剛度。=176。176。本設(shè)計中，取176。葉片入口安裝角176。葉片入口安裝角： （4—12）一般沖角取176。假定液體是無旋流入葉輪內(nèi)，則由速度三角形可知： tan （4—11）式中，——液體進(jìn)入葉輪相對速度的液流角。本設(shè)計中。設(shè)計離心泵時，先選取排擠系數(shù)進(jìn)行計算，待葉片厚度和葉片入口安裝角確定后，再來校核值。表41 葉片數(shù)的選擇比轉(zhuǎn)速ns50～6060～180180～350350～580葉片數(shù)Z8765本設(shè)計葉片數(shù)取為8。 葉片入口處圓周速度 （4—9） 葉片數(shù)Z目前尚無準(zhǔn)確的方法確定葉片數(shù)，對～250的泵，一般取6片；對低比轉(zhuǎn)速的泵可取9片，但應(yīng)注意勿使入口流道堵塞；對高比轉(zhuǎn)速的泵可取4片～5片。 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，對泵的抗汽蝕性能影響很大。 葉片入口處絕對速度 一般取或略大于，對抗汽蝕性能要求較高的泵，可取（～）。40～100，則(一般入口邊平行于軸心線；對流量較小的泵，可??；對流量較大的泵，也可將入口邊伸向吸入口，但是應(yīng)注意鑄造造型的工藝性)：100～200，則(1～)；200～300，則(～)；300～500，則(～)；500，則(軸流泵)?？捎上率接嬎悖? （4—7）式中，——泵容積效率，由文獻(xiàn)[8, 8—1]可知；；。輪轂直徑dh對泵的吸入性能沒有什么影響，本設(shè)計中取32mm。安裝葉輪處的軸直徑d2的尺寸希望盡量粗一點，粗剛性好，d2太粗浪費材料，同時軸肩不能高于滾動軸承內(nèi)圈，否則影響軸承拆卸和潤滑油的流動，本設(shè)計取24mm。由式（4—2）和式（4—3）式得： mm考慮鍵削弱作用，聯(lián)軸器軸孔直徑為標(biāo)準(zhǔn)化，取24mm。本設(shè)計泵軸選用45鋼材料，調(diào)質(zhì)處理～286，需用切應(yīng)力為49MPa～ MPa。4 離心泵泵軸及葉輪水力設(shè)計計算 泵軸及其結(jié)構(gòu)設(shè)計 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。單位重量流體在泵過流部分流動中損失的能量稱為流動損失，用h來表示，其大小用流動效率來衡量。一般情況下，在所有比轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，容積損失等于所有圓盤摩擦損失的一半。所以對于小流量高壓頭的泵，應(yīng)盡量減少泄露量，提高容積效率。對于多級泵來說還有級間泄露。這樣，通過葉輪的流量(理論流量)并沒有完全輸送到出口，其中泄露量這部分液體把從葉輪中獲得的能量消耗與泄露的流動過程中，把由泄露造成的損失稱為容積損失，其大小用容積效率來衡量。 容積損失和容積效率輸入水力功率用來對通過葉輪的流體做功，因而葉輪出口處流體的壓力高于進(jìn)口壓力。在上述三種損失中，圓盤摩擦損失占的比重最大，而軸承和軸封的損失一般認(rèn)為與泵的尺寸無關(guān)，只與零件表面加工質(zhì)量、軸封結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)，約占軸功率的1％～4％。目前，離心泵的總效率視其大小、～（經(jīng)驗公式或曲線）或類似的實際產(chǎn)品大致確定欲設(shè)計泵的效率，待設(shè)計完之后，可以近似估算所設(shè)計泵的效率，只有在泵制造完成之后，通過試驗才能精確地確定其效率[5]。 泵的效率 泵總效率泵的總效率就等于其機(jī)械效率、容積效率和水力效率三者之乘積。① 在～250的范圍，泵的效率最好，當(dāng)60 時，泵的效率顯著下降；② 采用單吸葉輪過大時，可考慮改用雙吸，反之采用雙吸過小時，可考慮改用單吸葉輪； ③ 泵的特性曲線形狀也和有關(guān)。多級泵揚程可達(dá)300m以上，工作壓力一般10105Pa；④ 功率范圍很大，一般在500kw以內(nèi)，最大可達(dá)1000kw以上；⑤ 效率較高，～，在額定流量下效率最高，隨著流量變化效率降⑥ 單級揚程一般為5～7m，最大可達(dá)8m以上。離心泵基本工作性能特點[5]：① 轉(zhuǎn)速高，通常為1500r/m～3000r/m或更高，流量均勻；② 流量隨揚程而變化，流量范圍大，通常10～350 m3/h，最大流量可達(dá)10000 m3/h以上；③ 揚程隨流量而變化，在一定流量下只能供給一定揚程。多級泵則用于主輸泵的并聯(lián)操作，根據(jù)需要的揚程選擇多級泵的級數(shù)。在構(gòu)造上，水利管道所用離心泵一般為單級雙吸，兩級雙吸，多級單吸幾種。 泵水力機(jī)構(gòu)及方案水利管道上的主要用泵從用途上可分為給水泵和主輸泵兩種。3415r/m。按汽蝕要求確定比轉(zhuǎn)速時： （3—2） 式中，C——汽蝕比轉(zhuǎn)數(shù)。設(shè)計體積流量。對于一定的值，假設(shè)提高轉(zhuǎn)速，則增加，當(dāng)該值大于裝置提供的裝置汽蝕余量時，泵便發(fā)生汽蝕。因，取80mm。按照標(biāo)準(zhǔn)管徑mm。 （3—1） 式中，Ds——泵吸入口徑mm。而要提高泵的抗汽蝕性能，應(yīng)減少吸入流速[3]。泵吸入口的流速一般設(shè)為/s左右。表2—1 三相異步電動機(jī)具體參數(shù)型號Y160M1功率15kw防護(hù)等級—電壓380v電流—功率因數(shù)接法—轉(zhuǎn)速2950r/m絕緣等級—頻率50Hz重量—工作方法—3 泵主要設(shè)計參數(shù)和結(jié)構(gòu)方案確定 設(shè)計參數(shù)輸送介質(zhì)：清水； 工作溫度：80℃；介質(zhì)密度：1000kg/m3；體積流量：50m3/h；泵揚程：50m；泵效率：72%； 泵必需汽蝕余量：。 原動機(jī)選擇 泵有效功率 （2—1）式中，——重力加速度，m/s2；——流體密度，kg/m3；——設(shè)計流量，m3/s；——泵的揚程，m；——有效功率，kw； 泵軸功率 （2—2）式中：——設(shè)計工況下的軸功率，kw； ——泵效率。電動機(jī)分為異步和同步兩種：異步電動機(jī)：構(gòu)造簡單，工作可靠，價格較低，在水利管道上應(yīng)用最為廣泛。2 原動機(jī)的選擇 原動機(jī)概述選擇水泵原動機(jī)要根據(jù)水泵的性能參數(shù)，管道輸送工藝，自控的要求及能源供應(yīng)條件等因素而定。保證泵在所處的環(huán)境中能正常使用。在選材上泵體、葉輪等零部件選用灰鑄鐵。設(shè)計內(nèi)容分為四部分計算，即材料選擇、水力計算、結(jié)構(gòu)設(shè)計和強(qiáng)度校核。為了平衡泵的軸向力，大多數(shù)葉輪前、后均設(shè)有密封環(huán)，并在葉輪后蓋板上設(shè)有平衡孔。離心泵工作時，液體一方面和葉輪一起旋轉(zhuǎn)作旋轉(zhuǎn)運動，同時又從葉輪的流道中向外流動，液體在葉輪中所作的是一種復(fù)合運動。從上述工作原理可知，離心泵工作時，最怕泵內(nèi)有氣體，因為氣體的密度小，旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的離心力就很小，葉輪內(nèi)不能造成必要的真空度，也就無法將密度較大的液體吸入泵中，因此在開泵前必須使泵的吸入系統(tǒng)充滿液體，工作中吸入系統(tǒng)也不能漏氣，這是離心泵正常工作必須具備的條件。介質(zhì)離開葉輪進(jìn)入泵殼后，因蝸殼內(nèi)流道逐漸擴(kuò)大而使介質(zhì)減速，部分動能轉(zhuǎn)換成靜壓能。通過試驗測得的效率下降和出力變化的情況，來估計泵在長期運行中因汽化、磨損和內(nèi)部不正常的泄露等因素所造成的內(nèi)部損壞程度，以便及時檢測并合理確定檢修期限。例如，通過試驗了解整個泵裝置及管路系統(tǒng)的實際性能，據(jù)此來考察其選型是否合理，并以此為依據(jù)，制定經(jīng)濟(jì)運行方案，使其在負(fù)荷變動時也能隨之按最經(jīng)濟(jì)合理的方式進(jìn)行。其主要目的是：確定泵的工作性能曲線，確定它的工作范圍，可以更好的向用戶提供經(jīng)濟(jì)、合理地使用和選擇的可靠數(shù)據(jù)；通過實驗得到的性能曲線來校核設(shè)計參數(shù)，檢驗是否達(dá)到了設(shè)計所要求的技術(shù)指標(biāo)，以便修改設(shè)計或改進(jìn)制造質(zhì)量。根據(jù)試驗條件和目的的不同，性能試驗可分為試驗臺試驗和現(xiàn)場式試驗兩種。利用相似理論推導(dǎo)出葉輪及蝸形壓出室線性尺寸計算公式，再以當(dāng)代國產(chǎn)泵優(yōu)秀水力模型為統(tǒng)計源，用數(shù)值分析的方法將擬合成方程式進(jìn)行計算，是離心泵水力設(shè)計行之有效而簡潔的方法。泵的設(shè)計具有不同的方法，其基于流道理論的一元分析常用于離心式機(jī)械，將流道橫截面上的參數(shù)用其平均值來表示的一種簡化分析方法。礦井下需要用泵排水；在選礦、冶煉和軋制過程中，需要用泵來供水等。我國農(nóng)用泵占泵總量的一半以上。 The choice of key and bearing目 錄1 緒論 12 電動機(jī)的選擇 2 原動機(jī)概述 3 原動機(jī)選擇 3 泵有效功率 3 泵軸功率 3 泵計算功率 3 選擇電動機(jī) 43 泵主要設(shè)計參數(shù)和結(jié)構(gòu)方案確定 5 設(shè)計參數(shù) 5 泵進(jìn)出口直徑 5 泵