【正文】 不足之處，沒有嚴(yán)格意義上的干涉檢驗(yàn)，只能人為設(shè)定變化效果。 因此， 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù) 為泵的結(jié)構(gòu)分析設(shè)計(jì)起到很好的仿真作用。 VRML 在機(jī)械設(shè)計(jì)和裝配方面有著重要的意義，基于 VRML 機(jī)械行業(yè)出現(xiàn)虛擬設(shè)計(jì)和虛擬裝配技術(shù)，大大提高了產(chǎn)品的質(zhì)量和縮短了產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期，帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益，所以研究 VRML 有著及其重要的意義。CG 國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開發(fā)了一套桌面型虛擬建筑環(huán)境實(shí)時(shí)漫游系統(tǒng)；哈爾濱工業(yè)大學(xué)算機(jī)系已經(jīng)成功地合成了人的高級(jí)行為中的特定人臉圖像，解決了表情的合成和唇動(dòng)合成技術(shù)問題，并正在研究人說話時(shí)手勢(shì)和頭勢(shì)的動(dòng)作、語音和語調(diào)的同步等。 國內(nèi)最早開展此項(xiàng)技術(shù)試驗(yàn)的是西安虛擬現(xiàn)實(shí)工程技術(shù)研究中心。此技術(shù)也不僅為采煤機(jī)的設(shè)計(jì) 起到很好的輔助作用，也是為現(xiàn)有產(chǎn)品的展示和宣傳的提供了很大的方便。人們通過計(jì)算機(jī)運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對(duì)復(fù)雜數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化操作與交互，與傳統(tǒng)的人機(jī)界面以及流行的視窗操作相比，虛擬現(xiàn)實(shí)在技術(shù)思想上有了質(zhì)的飛躍。 虛擬現(xiàn) 實(shí)造型語言 （ Virtual Reality Modeling Language） VRML 是虛擬現(xiàn)實(shí)造型語言（ Virtual Reality Modeling Language）的簡稱，本質(zhì)上是一種面向 WEB，面向?qū)ο蟮娜S造型語言，而且它是一種解 釋性語言。 設(shè)計(jì)出不同類型和不同結(jié)構(gòu)尺寸的泵 以及合理的布置泵站房，才能更好的使礦井的涌水及時(shí)、安全、經(jīng)濟(jì)地排出， 因此設(shè)計(jì)工作也較繁重，在設(shè)計(jì)過程中，對(duì)設(shè)華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 5 頁 共 100 頁 計(jì)結(jié)果的有效模擬和檢驗(yàn)是提高設(shè)計(jì)工作效率的重要途徑。因此，排水設(shè)備是煤礦建設(shè)和生產(chǎn)中不可缺少的，它對(duì)保證礦井正常生產(chǎn)起著非常重要的作用。 1． 2 礦用泵排水 的 研究背景與 重要性 眾所周知，礦井有它一定的局 限性，那便是地下作業(yè)。 (3)由于葉輪進(jìn)口不可能形成絕對(duì)真空，因此離心泵吸水高度不能超過 10 米，加上水流經(jīng)吸水管路帶來的沿程損失，實(shí)際允許安裝高度 (水泵軸線距吸入水面的高度 )遠(yuǎn)小于 10 米。 。另外，根據(jù)用途也可進(jìn)行分類，如油泵、水泵、凝結(jié)水泵、排灰泵、循環(huán)水泵等 。根據(jù)其它結(jié)構(gòu)特征，它又有可能是臥式泵、垂直結(jié)合面泵、導(dǎo)葉式泵、高壓泵、單面進(jìn)水式泵等。 導(dǎo)葉泵：水從葉輪出來后，進(jìn)入它外面設(shè)置的導(dǎo)葉，之后進(jìn)入下一級(jí)或流入出口管。 立式泵：泵軸位于垂直位置。 垂直結(jié)合面泵：即結(jié)合面與軸心線相垂直。它的流量比單吸式泵大一倍，可以近似看作是二個(gè)單吸泵葉輪背靠背地放在了一起。 二、按工作壓力來分類 低壓泵：壓力低于 100 米水柱； 中壓泵：壓力在 100~650 米水柱之間； 高壓泵：壓力高于 650 米 水柱。 離心泵的分類 離心泵有根據(jù)不同結(jié)構(gòu)和方式有多種分類： 一 、按工作葉輪數(shù)目來分類 單級(jí)泵：即在泵軸上只有一個(gè)葉輪。葉輪不停旋轉(zhuǎn)，液體也連續(xù)不斷的被吸入和壓出。當(dāng)液體進(jìn)入泵殼后，液體以較高的壓強(qiáng)沿排出口流出。 The pumping station structure analysis華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 3 頁 共 100 頁 1 緒論 離心泵概述 離心泵工作 原理 在啟動(dòng)泵前，泵體及吸入管路內(nèi)充滿液體。 VRML。并對(duì)泵房 的布置的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，制作出一個(gè)三維的泵房，展示了一個(gè)真實(shí)的泵房結(jié)構(gòu)。通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)掌握 VRML 語言的使用規(guī)律，并創(chuàng)建出礦用多級(jí)泵三維實(shí)體模型，以及其主要部件的三維實(shí)體模型，并通過編寫程序?qū)崿F(xiàn)模擬礦用多級(jí)泵的拆裝過程，制作礦用多級(jí)泵拆裝動(dòng)畫。華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 1 頁 共 100 頁 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 礦用 D 型泵結(jié)構(gòu)分析與水泵房布置論述 摘要： 本設(shè)計(jì)論文是礦用多級(jí)泵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 與水泵房布置論述 ，利用 VRML 語言構(gòu)建可視性的礦用多級(jí)泵模型是一個(gè)有較大獨(dú)創(chuàng)性研究項(xiàng)目。其建模過程即是對(duì)礦用多級(jí)泵的數(shù)字仿真，又是對(duì)礦用多級(jí)泵的工作原理和設(shè)計(jì)制造工藝的全面了解。最終完成后，制作出一個(gè)三維的、交互式、可視化的礦用多級(jí)泵拆裝。 關(guān)鍵詞： 礦用多級(jí)泵； VRML；虛擬現(xiàn)實(shí)；泵房結(jié)構(gòu) 礦用 D型泵結(jié)構(gòu)分析與水泵房布置論述 第 2 頁 共 100 頁 Abstract： This paper is designed for mine multistage pumps water seal structure design and structure analysis, the use of VRML language construct visibility for multistage pumps model is a large original research project. The modeling process is for mine multistage pumps is the digital simulation for mine multistage pumps and, and, and, and the work principle and design manufacturing process fully understand. Through the graduation design master VRML language use law, and create mine multistage pumps threedimensional entity model, and the main ponents of the threedimensional entity model, and through the program for simulating the multistage pumps, tear open outfit process, make mine multistage pumps disassembling animation. After the pletion of the final, produce a three dimensional, interactive and visualization of mine multistage pumps, tear open outfit. And the structure of the pumping station on the analysis, produce a three dimensional pumping station the paper discusses packing seal. Show a real pumping station structure. KeyWords： Mine multistage pumps。 Virtual reality。當(dāng)葉輪高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，葉輪帶動(dòng) 葉片間的液體一起旋轉(zhuǎn)，由于離心力的作用，液體從葉輪中心被甩向葉輪外緣，動(dòng)能也隨之增加。與此同時(shí)，葉輪中心處由于液體被甩出而形成一定的真空，而液面處的壓強(qiáng)比葉輪 中心處要高，因此，吸入管路的液體在壓差 作用下進(jìn)入泵內(nèi)。 離心泵之所以能夠輸送液體，主要靠離心力的作用，故稱為離心泵。 多級(jí)泵 .：即在泵軸上有兩個(gè)或兩個(gè)以上的葉輪，這時(shí)泵的總揚(yáng)程為 n個(gè)葉輪產(chǎn)生的揚(yáng)程之和。 三、按葉輪進(jìn)水方式來分類 單側(cè)進(jìn)水式泵：又叫單吸泵，即葉輪上只有一個(gè)進(jìn)水口； 雙側(cè)進(jìn)水式泵：又叫雙吸泵，即葉輪兩側(cè)都有一個(gè)進(jìn)水口。 四、按泵殼結(jié)合縫形式來分類 水平中開式泵：即在通過軸心線的水平面上開有結(jié)合縫。 五、按泵軸位置來分類 臥式泵：泵軸位于水平位置。 礦用 D型泵結(jié)構(gòu)分析與水泵房布置論述 第 4 頁 共 100 頁 六、按葉輪出來的水引向壓出室的方式分類 蝸殼泵：水從葉輪出來后，直接進(jìn)入 具有螺旋線形狀的泵殼。 平時(shí)我們說某臺(tái)水泵屬于多級(jí)泵，是指葉輪多少來講的。所以依據(jù)不同，叫法就不一樣。 離心泵的工作特點(diǎn) (1)水沿離心泵的流經(jīng)方向是沿葉輪的軸向吸入，垂直于軸向流出，即進(jìn)出水流方向互成 90176。 (2)由于離心泵靠葉輪進(jìn)口形成真空吸水，因此在起 動(dòng)前必須相泵內(nèi)和吸水管內(nèi)灌注引水，或用真空泵抽氣，以排出空氣形成真空，而且泵殼和吸水管路必須嚴(yán)格密封，不得漏氣，否則形不成真空，也就吸不上水來。如安裝過高，則不吸水；此外，由于山區(qū)比平原大氣壓力低，因此同一臺(tái)水泵在山區(qū)，特別是在高山區(qū)安裝時(shí)，其安裝高度應(yīng)降低，否則也不能吸上水來 。在礦井建設(shè)和生產(chǎn)過程中，礦井排水設(shè)備不僅要排除各時(shí)期涌入礦井的礦水，而且在遭到突然涌水的襲擊有可能淹沒礦井的情況下，還要搶險(xiǎn)排水。 礦用排水泵多用離心式多級(jí)泵，主要有以下優(yōu)點(diǎn)： 流量、揚(yáng)程的范圍大，并且流量和壓力都很平穩(wěn)，沒有波動(dòng)；效率較高；轉(zhuǎn)數(shù)較高，可以與電動(dòng)機(jī)直接相連；操作方便可靠，故障少，維修容易，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化；于同一指標(biāo)的往復(fù)泵相比，離心泵結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕，零部件少，制造方便，造價(jià)低，占 地面積小 。 本次設(shè)計(jì)主要真對(duì)礦用D型泵進(jìn)行了 結(jié)構(gòu) 分析。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是許多相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域交叉、集成的產(chǎn)物。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一種能對(duì)現(xiàn)實(shí)場景實(shí)現(xiàn)有效模擬的技術(shù)，它是高度發(fā)展的計(jì)算機(jī)技術(shù)在各領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用過程中的結(jié)晶，它不僅僅包括所說的圖形學(xué)、圖像處理、模式識(shí)別、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、并行處理技術(shù)、人工智能等高性能等計(jì)算機(jī)技術(shù)，還涉及了數(shù)學(xué)、物理等學(xué)科領(lǐng)域，甚至與氣象學(xué)、美學(xué)、地理、生物、心理學(xué)及社會(huì)學(xué)科等相關(guān)。 VRML 的應(yīng)用領(lǐng)域相當(dāng)廣泛，大致有以下幾個(gè)領(lǐng)域：娛樂、教臺(tái)、訓(xùn)練、醫(yī)學(xué)、設(shè)計(jì)、商業(yè)、簡報(bào)、軍事、太空、藝術(shù)、監(jiān)控、科學(xué)視覺化、聽覺評(píng)估、刑事調(diào)查和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用等。北京航空航天大學(xué)計(jì)算機(jī)系也是國內(nèi)最早研究 VR 的單位之一，它在 VR 視覺接口方面獲得了一部分研究成果；北京大學(xué)設(shè)計(jì)了基于 PC 機(jī)的 VR 系統(tǒng)；清華大學(xué)國家光盤工程研究中心所作的“布達(dá)拉宮”，采用了 QuickTime 技術(shù)，實(shí) 現(xiàn)大全景 VR 制作；浙江大學(xué)CADamp。近些年來，隨著計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，這些新興技術(shù)沖擊著傳統(tǒng)工業(yè)，并且?guī)?dòng)其技術(shù)的革新。 VRML 還可以建造虛擬實(shí)室，建造虛擬機(jī)械，有利于學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和掌握。 礦用 D型泵結(jié)構(gòu)分析與水泵房布置論述 第 6 頁 共 100 頁 本次設(shè) 計(jì)的目的和主要任務(wù) 本次設(shè)計(jì)采用了 UG 三維建模，通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)仿真， 對(duì)礦用多級(jí)泵進(jìn)行建模、組裝、虛擬場景、動(dòng)作仿真、實(shí)時(shí)控制，從而達(dá)到對(duì)多級(jí)泵設(shè)計(jì) 結(jié)構(gòu) 的進(jìn)一步檢驗(yàn)，以及對(duì)泵房的三維建模，進(jìn)行動(dòng)作仿真，展示一個(gè)真實(shí)的泵房效果。在此對(duì)多級(jí)泵的仿真和演示是在不出現(xiàn)明顯視覺差的情況下盡量精確控制，對(duì)其主要部件的形狀和位置誤差盡可能縮小，從而制作出在虛擬現(xiàn)實(shí)中比較完美的數(shù)字多級(jí)泵。測繪對(duì)機(jī)械零件幾何尺寸的測量的基本內(nèi)容有：長度測量、角度測量、表面粗糙度測量、形位誤差測量、螺紋測量和齒輪測量，測繪是確定被測對(duì)象的量值 的實(shí)驗(yàn)過程。 幾個(gè)測 繪基本概念 1. 測繪對(duì)象和被測量 機(jī)械零件幾何精度測量對(duì)象多種多樣，不同的測量對(duì)象有不同的被測量。 2．測量單位和標(biāo)準(zhǔn)量 幾何測量中常用的長度單位有米（ m）、毫米（ mm）、微米（μ m），常用毫米（ mm），角度單位有度、分、秒。當(dāng)無現(xiàn)成量具或量儀時(shí)，需 自行擬定測量方法，這就要根據(jù)被測對(duì)象和被測量的特點(diǎn)（形體大小、精度要求等）確定標(biāo)準(zhǔn)量，擬定測量方案，工件定位，讀數(shù)和瞄準(zhǔn)方式及測量條件（如溫度和環(huán)境要求）。 測繪 的目的 在生產(chǎn)實(shí)踐中，為了推廣和學(xué)習(xí)先進(jìn)技術(shù)、仿制和改造現(xiàn)有設(shè)備，也常要進(jìn)行裝配體測繪。 — 步培養(yǎng)分析問題和解次問題的能力， 繼續(xù)提高繪圖的技能和技巧。 礦用 D型泵結(jié)構(gòu)分析與水泵房布置論述 第 8 頁 共 100 頁 測 繪的任務(wù) 1．對(duì) D型泵進(jìn)行拆裝與測繪，了解其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和各部件作用 2. D 型多級(jí)泵裝配體繪制 3. 繪制裝配圖 和零件圖 多級(jí) 泵的簡介 多級(jí)泵 的分類 多級(jí)泵是指裝有兩個(gè)或兩個(gè)以上葉輪的泵。通常按采用的泵可形式將常 見的多級(jí)泵分為蝸殼式多級(jí)泵、節(jié)段式多級(jí)泵和雙殼泵等。其主要特點(diǎn)是各中段（及導(dǎo)葉）的形狀尺寸皆相同，可以按需要的揚(yáng)程增減泵的級(jí)數(shù)，結(jié)構(gòu)緊湊，有利于提高標(biāo)準(zhǔn)化、通用化程度，但其檢修拆裝不如中開式泵方便。 D型多級(jí)離心 泵結(jié)構(gòu)型式 為臥式安裝， 除 D1660型泵的吸入口方向垂直向上外，其余泵的吸入口方向?yàn)樗剑?所有 D型泵的吐出口方向垂直向上。 旋轉(zhuǎn)方向?yàn)?從電機(jī)端向泵看為順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。 D 型多級(jí)離心泵參數(shù)范圍：流量 Q 10~500m3/s， 揚(yáng)程 H 33~850m D 型泵在型號(hào)表示方法上有三種，現(xiàn)分述如下： 1） D28043/84 5 “ D”－表示單級(jí)、多吸、節(jié)段式離 心清水泵； “ 280”－表示泵的流量（ m3/h）； “ 43”－表示泵的單級(jí)揚(yáng)程（ m）； “ 84”－表示年號(hào)； 華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 9 頁 共 100 頁 “ 5”－表示級(jí)數(shù)。 這種方法表示的泵只有 D80－ 30。 圖 21節(jié)段式多級(jí)泵 D 型泵的 結(jié)構(gòu)分析 D 型泵是單吸、 多級(jí)、分段式離心泵。目前礦用主排水泵多采用 D 型泵。如圖 22所示為 280 43 3D ??型水泵的結(jié)構(gòu)圖，主要有轉(zhuǎn)動(dòng)部分、