【正文】 ） N/m2徑向間隙兩側(cè)壓差為：P=（P）（） N/m2平衡盤的泄漏量按下式計(jì)算： 4—49代入數(shù)值可得： = m3/s所以： m3/h由于泵的總流量為38 m3/h, m3/h，占總流量的百分比為%左右，實(shí)踐證明，平衡盤工作是可靠的。為保證運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)平衡盤不被研磨，軸向間隙寬度應(yīng)大于平衡盤端面跳動(dòng)之和。第二級(jí)密封環(huán)直徑為：=則第二級(jí)葉輪的軸向力為：級(jí)數(shù)最少時(shí)泵的總軸向力F為： N令平衡力A等于軸向力3. 采用專門平衡裝置，例如平衡鼓或平衡盤裝置。平衡軸向力的辦法主要有：1. 利用對(duì)稱性平衡軸向力，此方法廣泛應(yīng)用在單吸兩級(jí)懸臂泵、渦殼式多級(jí)泵以及筒袋泵、立式多級(jí)泵等產(chǎn)品上。對(duì)一般入口壓力較低的泵來說，只要計(jì)算由葉輪兩側(cè)壓力分布不對(duì)稱所引起的軸向力就可以。 平衡裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算由于作用在葉輪兩側(cè)的壓力不等，故軸向力存在。當(dāng)泵的工作狀態(tài)變化時(shí)，葉輪出口處液體的絕對(duì)速度的方向也發(fā)生變化，而導(dǎo)葉中流道的形狀確是不變的，這就增加了撞擊損失，降低了泵的效率，所以盡可能泵在設(shè)計(jì)條件下工作。取 導(dǎo)葉中液體流道的形狀，是按泵在額定工作狀態(tài)下設(shè)計(jì)的。但是也可以根據(jù)具體情況有所增減。 確定導(dǎo)葉擴(kuò)散段長度L 液體離開導(dǎo)葉擴(kuò)散段時(shí)的速度，一般為葉輪出口速度的15～30%所以： m/s取 m/s擴(kuò)散段出口的面積可由下式計(jì)算： 4—40式中，Q—泵的計(jì)算流量z—導(dǎo)葉葉片數(shù)，取z=5—液體離開導(dǎo)葉擴(kuò)散段時(shí)的速度則： m2導(dǎo)葉擴(kuò)散段長度可按下式計(jì)算： 4—41式中：—導(dǎo)葉擴(kuò)散角—導(dǎo)葉喉部尺寸—導(dǎo)葉擴(kuò)散段出口的面積取 L=107mm根據(jù)結(jié)構(gòu)和繪型的需要，取導(dǎo)葉外徑可按公式，則： mm 確定反導(dǎo)葉入口角液體離開導(dǎo)葉擴(kuò)散段后，經(jīng)一環(huán)形空間進(jìn)入反導(dǎo)葉，反導(dǎo)葉的入口角一般等于液體離開擴(kuò)散段時(shí)的出口角或有增大50左右的沖角。擴(kuò)散段一般取直壁擴(kuò)散，有時(shí)為了減少泵的外型尺寸，也可以略微彎曲。 L, 取整數(shù)46mm. 導(dǎo)葉外徑。ii. 導(dǎo)葉擴(kuò)散段長度L. L 式中 為擴(kuò)散角。 Z 為導(dǎo)葉片數(shù)， 選擇7 片。導(dǎo)葉喉部速度 4—37式中： —導(dǎo)葉喉部速度系數(shù)，按圖4—11選取=H —水泵的單級(jí)揚(yáng)程。取 = 確定導(dǎo)葉入口寬度b3確定入口寬度不但要考慮到應(yīng)有的間隙和制造誤差，而且要考慮到運(yùn)轉(zhuǎn)中轉(zhuǎn)子可能的軸向串動(dòng)。 —葉片出口安放角。H—多級(jí)泵的單級(jí)揚(yáng)程。因此，若葉片寬度過窄，則葉片單位面積上的負(fù)荷增加，滑移系數(shù)增大而使葉輪的理論揚(yáng)程減小，同時(shí)葉輪的相對(duì)速度增大，液流與葉片表面的摩擦損失增加，從而造成泵效率的下降。葉片出口安放角對(duì)性能曲線的形狀，葉輪流道形狀和泵的揚(yáng)程影響都較大。通常選用200~300。范圍內(nèi)，通常選用20176。 確定葉片出口安放角葉片出口安放角一般在16176。取=由公式： 4—26式中，—葉輪出口圓周速度，m/s，可按下式計(jì)算： = 4—27式中，—葉輪出口圓周速度系數(shù)，由圖4—3選取 。如葉片包角太大，則葉片與液體的摩擦損失增加，鑄造工藝性差，所以包角大小應(yīng)適當(dāng)選取。它等于流道入口葉片厚度的過流面積與考慮葉片厚度過流面積之比值： 4—22式中 —葉片節(jié)矩，如圖45，可按 ： =， 4—23—葉片在圓周方向上的厚度，如圖45按公式：= 4—24—入口處的葉片實(shí)際厚度（嚴(yán)格的說是液面上的厚度）將上述4—24—24—24三個(gè)式子聯(lián)立可得： 4—25式中， D1—葉片入口邊直徑S1—葉片厚度Z—葉片數(shù)目—葉片入口安放角則， 葉片包角的確定葉片包角就是入口邊與圓心的連線和出口邊與圓心連線間的夾角。對(duì)大泵應(yīng)適當(dāng)增加葉片厚度，以使葉片有足夠的剛度。而從強(qiáng)度方面的要求考慮，則葉片應(yīng)有一定的厚度。沖角對(duì)泵抗汽蝕性能有一定的影響。 、前面已經(jīng)計(jì)算過。則： = 4—19 == m/s 確定葉片入口安放角葉片入口安放角就在葉片入口處，葉片工作面的切線與圓周切線間的夾角，如圖45示。取z=6片 確定葉片入口軸面速度葉片入口軸面速度Vm1可按下式確定 = 4—18式中 為葉片入口排擠系數(shù),在設(shè)計(jì)離心泵時(shí)先選取排擠系數(shù)進(jìn)行試算，待葉片厚度和葉片入口安放角確定后，在來校核值。對(duì) 的泵，取6片；對(duì)低比轉(zhuǎn)速的泵可以取9片，但應(yīng)注意勿使入口流道堵塞；對(duì)高比轉(zhuǎn)數(shù)的泵可以去4—5片。 4—16計(jì)算用公式： 4—17則： 確定葉片數(shù)Z泵的效率跟葉片數(shù)的多少有直接關(guān)系。對(duì)流量較大的泵，也可將入口邊伸入吸入口，但是應(yīng)注意鑄造造型的工藝性。先確定葉輪入口速度，可用公式 4—12式中：——葉輪入口速度系數(shù) H ——泵的單級(jí)揚(yáng)程由圖4—3“離心泵葉輪的速度系數(shù)”表圖4—3 離心泵葉輪的速度系數(shù)由上圖可以查到葉輪入口速度系數(shù)=，泵的單級(jí)揚(yáng)程Hi=260/6=所以：m/s通過葉輪的流量Qˊ可用公式： 4—13式中： ——泵的容積效率查圖《離心泵的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》4—4可得流量等于38m3/h的容積效率，根據(jù)比轉(zhuǎn)數(shù)可查得=則： m3則葉輪入口的直徑可根據(jù)公式： 4—14取 D0=70mm 確定葉片入口邊直徑D1在葉輪流道入口邊上取圓心，做流道的內(nèi)切圓，內(nèi)切圓圓心到軸心線距離的兩倍即為葉輪入口邊直徑。葉輪進(jìn)口幾何參數(shù)對(duì)汽蝕性能有重要的影響，葉輪出口幾何參數(shù)對(duì)性能具有重要影響，兩者對(duì)泵的效率均有影響。如果葉輪沒有前蓋板，就是半開式葉輪，沒有前蓋板、也沒有后蓋板的葉輪叫開式葉輪，開式葉輪在一般情況下很少應(yīng)用。葉輪是將來自原動(dòng)機(jī)的能量傳遞給液體的零件，液體流經(jīng)葉輪能量增加。在軸徑初步計(jì)算中，合理選擇許用應(yīng)力，除可節(jié)省材料外，對(duì)泵來說還有其特殊意義：如果軸的許用應(yīng)力取得小，軸就粗，葉輪入口尺寸就要加大，這就惡化了吸入條件，降低了離心泵效率；反之，如果許用應(yīng)力取得大，軸就細(xì)，對(duì)泵的吸程和效率都有好處，但必須保證軸的安全可靠。 固定轉(zhuǎn)子的零件螺紋直徑為： d=72 mm 安裝軸承和葉輪處的直徑為： d1=75 mm 由于葉輪和軸通常是用鍵聯(lián)結(jié)的，因此，輪轂要有一定強(qiáng)度，輪轂的直徑dh可按下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算。所以選用該類型聯(lián)軸器。m按扭矩初步計(jì)算的最小軸徑d為： d= 4—10式中 []——材料的許用應(yīng)力（Pa）d ——最小軸徑（m）《機(jī)械手冊(cè)》上查“泵軸常用材料的許用切應(yīng)力”， 本泵選擇45調(diào)質(zhì)處理HB=500600 則[]=550Pa 則最小軸徑d： d== m=60 mm由于電機(jī)與泵軸之間采用凸緣聯(lián)軸器，這種聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，裝拆方便，剛性好，傳遞轉(zhuǎn)矩大。從《機(jī)械零件》書中可知，可按下式計(jì)算泵軸所傳遞的扭力矩M M= 4—9式中：M—泵軸所傳遞的扭力矩 N因此，C值可以作為葉輪入口和吸入室?guī)缀蜗嗨频呐袆e數(shù)。允許吸上真空度為：為了安全。因此，C值可以作為葉輪入口和吸入室?guī)缀蜗嗨频呐袆e數(shù)。C) = m由“清水的汽化壓力與溫度的關(guān)系曲線”在泵的設(shè)計(jì)手冊(cè)上第四章第四小節(jié)可查得，常溫下清水的汽化壓力Pv=故引入一個(gè)汽蝕比轉(zhuǎn)數(shù)C來表示離心泵的最小汽蝕余量與泵設(shè)計(jì)參數(shù)間的關(guān)系。所以使用時(shí)不太方便，故引入了一個(gè)表示泵汽蝕性能的參數(shù)，這就是汽蝕余量。表4—3 泵吸入口徑、流量和流速的關(guān)系吸入口徑（mm）506580100150200250300400多級(jí)泵流速m/s3流量m3/s2546851552804507201500 對(duì)汽蝕性能要求較高的泵（汽蝕比轉(zhuǎn)數(shù)C1000），在吸入口徑小于250毫米時(shí)，建議取吸入口流速Vs=~ m/s；在吸入口徑大于250毫米時(shí)，建議取吸入口流速Vs=~ m/s。因此，必須根據(jù)具體情況作綜合分析比較。但目前的趨勢(shì)是盡量提高轉(zhuǎn)速，減小級(jí)數(shù)，以提高泵運(yùn)行的可靠性。在確定比轉(zhuǎn)數(shù)時(shí)應(yīng)考慮下列因素：（1）的區(qū)間，泵的效率最高，泵效率顯著下降；（2）采用單吸葉輪，過大時(shí)可考慮采用雙吸式，反之，采用雙吸過小時(shí)，應(yīng)改為單吸式；（3）比轉(zhuǎn)數(shù)和泵的級(jí)數(shù)有關(guān)，級(jí)數(shù)越多，越大。離心泵軸功率的計(jì)算： 4—1式中：Ne——泵的有效功率 KWη——離心泵的效率γ——清水的重度 =1000kg/m3Q——離心泵的流量 Q=280m3/hH——離心泵的揚(yáng)程 H=260m查“離心泵總效率”圖41取 =則： 圖41 多級(jí)離心泵總效率則計(jì)算功率： Nc=== 42查“機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)”選電機(jī)型號(hào)為Y355L12型、比轉(zhuǎn)數(shù)ns和級(jí)數(shù)i由于本泵是采用電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的形式，所以電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)確定，滿載轉(zhuǎn)數(shù)n=1470r/min 。由于電源比較方便，一般均采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)。 其它零部件離心泵除上述主要零部件以外，還有泵軸、中段、軸承體、托架、支架、聯(lián)軸器等零部件。因?yàn)?，泵在運(yùn)行中由于作用在轉(zhuǎn)子上的力不對(duì)稱就產(chǎn)生了軸向力。浮動(dòng)密封的優(yōu)缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、泄漏量介于機(jī)械密封和填料密封之間，運(yùn)轉(zhuǎn)可靠，但爭(zhēng)購向尺寸略大于其他密封機(jī)構(gòu)。缺點(diǎn)是制造復(fù)雜、價(jià)格較貴、損壞時(shí)不易更換，另外主要密封原件和其他輔助密封原件的材料不好選擇。3. 機(jī)械密封機(jī)械密封：主要密封原件、輔助密封原件、壓緊原件和其他輔助原件組成。填料密封的合理泄漏量是液體從填料函中滲漏出來，成滴狀，每分鐘泄漏量為60滴左右。2. 填料密封填料密封：是一般離心泵中最常用的密封結(jié)構(gòu)，一般由填料套、填料環(huán)、填料、填料壓蓋、長扣雙頭螺栓和螺母組成，靠填料和軸（或軸套）的外圓表面接觸來實(shí)現(xiàn)密封的。因此，將軸壓得太緊，造成消耗功率太大。1. 有骨架的橡膠密封有骨架的橡膠密封：在這種密封中，密封碗是主要密封元件，它利用橡膠的彈力和彈簧壓力將密封碗緊壓在軸（軸套）上。離心泵的軸封機(jī)構(gòu)有兩個(gè)作用：減少有壓力的液體流出泵外和防止空氣進(jìn)入泵內(nèi)。扭曲葉片式導(dǎo)葉收集液體和能量轉(zhuǎn)換工作全部在導(dǎo)葉流道內(nèi)進(jìn)行。符合設(shè)計(jì)要求，壓出室我選擇扭曲徑向?qū)~。4. 流道式導(dǎo)葉流道式導(dǎo)葉：流道式導(dǎo)葉的特點(diǎn)是液體叢導(dǎo)葉入口到反導(dǎo)葉出口都在導(dǎo)葉流道內(nèi)流動(dòng)，所以速度變化比較均勻。3. 徑向?qū)~徑向?qū)~：導(dǎo)葉與渦室的作用相似，可以把導(dǎo)葉看作在葉輪周圍安放的幾個(gè)渦室（也可以把渦室看作是只有一個(gè)葉片的導(dǎo)葉）。2. 環(huán)形壓出室由于環(huán)形壓出室內(nèi)的各個(gè)斷面面積相等，所以，各處的流速不相等，因此，無論是否在設(shè)計(jì)工況下工作，在環(huán)形壓出室中總是有沖擊損失的。 壓出室及其結(jié)構(gòu)型式壓出室的作用是以最小的損失，將從葉輪中流出的液體收集起來，均勻地引至泵的吐出口或次級(jí)葉輪，在這個(gè)過程中，還將液體的一部分動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ?。而大型給水泵和凝結(jié)水泵則一般采用不銹鋼。葉輪一般由前蓋板、葉片、后蓋板和輪轂所組成。 葉輪及其結(jié)構(gòu)型式葉輪的功用是將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能傳遞給液體，使液體的壓力能和動(dòng)能均有所提高的零件。我國的中開式泵都采用半螺旋形吸入室，也有個(gè)別懸臂泵采用這種形式。符合設(shè)計(jì)要求。但是，由于多級(jí)泵的揚(yáng)程、吸入室中的水力損失所占比重不大，故在多級(jí)泵中廣泛使用。所以并不是我所選的吸入室。1. 錐形管吸入室 錐形管吸入室，這種型式的吸入室的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，能在葉輪入口前產(chǎn)生不大的加速度，使葉輪前流速均勻，液體在錐形管吸入室中損失很小。吸入室對(duì)液體進(jìn)入葉輪的流動(dòng)情況有很大的影響，所以吸入室形狀的好壞能影響離心泵的