【正文】 截面Ⅲ上的扭矩T為 T= 截面上的彎曲應(yīng)力 =M/W=92534/16637= 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 =T/ W=960000/33250=28..2Mpa 軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。經(jīng)插值得 ， =軸按磨削加工，得表面質(zhì)量系數(shù)為 ==軸未經(jīng)表面強化處理，即=1，得 K= K=計算安全系數(shù)S值， S=S*S/=＞＞S= 故可知其安全。通常，用于葉輪的材料有鑄鐵，青銅鑄件，不銹鋼，鉻鋼等。]2535MP2 葉輪結(jié)構(gòu)型式的確定本設(shè)計選用半閉式葉輪。葉輪主要尺寸的確定有三種方法：相似換算法、速度系數(shù)法、葉輪外徑或葉片出口角的理論計算。圖333 葉輪輪轂直徑的計算葉輪輪轂直徑必須保證軸孔在開鍵槽之后有一定的厚度，使輪轂具有足夠的強度，通常，在滿足輪轂結(jié)構(gòu)強度的條件下，盡量減小，則有利于改善流動條件。取4 葉輪進(jìn)口直徑的計算因為有的葉輪有輪轂（穿軸葉輪），有的葉輪沒有輪轂（懸臂式葉輪），為從研究問題中排除輪轂的影響，即考慮一般情況，引入葉輪進(jìn)口當(dāng)量直徑的概念。按下式確定 式中：——泵流量（m3/s）對雙吸泵??；——泵轉(zhuǎn)速（）——系數(shù)，根據(jù)統(tǒng)計資料選取主要考慮效率 兼顧效率和汽蝕 主要考慮汽蝕 取5 葉輪外徑的計算 取6 葉輪出口寬度的計算因為兩個葉輪設(shè)計在一起，所以葉輪出口寬度7 葉片數(shù)的計算和選擇葉片數(shù)對泵的揚程、效率、汽蝕性能都有一定的影響。葉輪葉片數(shù)：對于低比轉(zhuǎn)數(shù)離心泵葉輪，則式中： ——葉輪進(jìn)口直徑——葉片進(jìn)口直徑——葉輪外徑——葉片進(jìn)口角 取——葉片出口角 取低比轉(zhuǎn)數(shù)葉輪取大值通常采用葉片數(shù)，取該葉輪葉片數(shù)為68 精算葉輪外徑（1）.葉片出口排擠系數(shù)（2）.出口軸面速度（3）.出口圓周速度（4）.葉輪外徑與假定值接近，不再進(jìn)行計算9 葉輪出口速度（1）.出口軸面速度（由上述計算得） （2）. 出口圓周速度（3）. 出口圓周分速度（4）. 無窮葉片數(shù)出口圓周分速度10 葉輪進(jìn)口速度（1）.葉輪進(jìn)口圓周速度進(jìn)口分點半徑為式中: ——所分的流道數(shù) ——從軸線側(cè)算起欲求的流線序號如圖所示,中間的流線序號為,所分的流道 圖34則:（2）.葉片進(jìn)口軸面液流過水?dāng)嗝婷娣e（3）.C流線處葉片進(jìn)口角(假定)（4）.校核由軸面投影圖假設(shè),與假設(shè)相近.11 葉輪強度計算(1） 蓋板強度計算蓋板中的應(yīng)力主要由離心力造成的，半徑越小的地方應(yīng)力越大，葉輪簡圖如下： 圖35葉輪外徑：材料密度：葉輪簡圖： 葉輪出口圓周速度的值按下式計算：式中：——出口圓周速度系數(shù) 根據(jù)比轉(zhuǎn)數(shù)查《葉片泵設(shè)計手冊》圖53得按等強度設(shè)計蓋板，蓋板任意直徑處的厚度按下式計算式中：——材料密度（） ——許用應(yīng)力 對鋼，對鑄鐵——材料的屈服強度——材料的抗拉強度該蓋板符合要求(2) 葉片厚度計算根據(jù)葉片工作面和背面的壓力差，可近似得出下面計算葉片厚度的公式：式中：——泵的揚程——葉片數(shù)——葉輪外徑A——系數(shù)，與比轉(zhuǎn)數(shù)和材料有關(guān)，查【《現(xiàn)代泵技術(shù)手冊》關(guān)醒凡編著，宇航出版社。（3) 輪轂強度計算熱裝葉輪輪轂和軸配合的選擇對一般離心泵，葉輪和軸是間隙配合，但鍋爐給水水泵等有時采用過盈配合，為了使輪轂和軸的配合不松動，運轉(zhuǎn)時離心力產(chǎn)生的變形應(yīng)小于軸與輪轂配合的最小公盈。（2）電動機軸與葉輪軸相連處的鍵 圖38鍵尺寸：軸徑：扭矩：工作面的擠壓應(yīng)力：a—a斷面的剪切應(yīng)力：則該鍵符合要求。在次泵的設(shè)計中，機械密封的作用主要是防止高壓液體從泵中漏出和防止空氣進(jìn)入泵內(nèi)。機械密封是靠一對或數(shù)對垂直于軸作相對滑動的端面在流體壓力和補償機構(gòu)的彈力（或磁力）作用下保持貼合并配以輔助密封而達(dá)到阻漏的軸封裝置。旋轉(zhuǎn)環(huán)和靜止環(huán)往往還可根據(jù)它們是否具有軸向補償能力而稱為補償環(huán)或非補償還。C、D泄漏通道分別是靜止環(huán)與壓蓋、壓蓋與殼體之間的密封，二者均屬靜密封。因此，這些泄漏通道相對來說比較容易封堵。A通道則是旋轉(zhuǎn)環(huán)與靜止環(huán)的端面彼此貼合作相對滑動的動密封，它是機械密封裝置中的主密封，也是決定機械密封性能和壽命的關(guān)鍵。所以，要獲得良好的密封性能又有足夠壽命，在設(shè)計和安裝機械密封時，一定要保證端面單位面積壓力值在最適當(dāng)?shù)姆秶畠?nèi)?；緢D41如下；1密封墊 2靜止環(huán) 3旋轉(zhuǎn)環(huán) 4密封圈 5推環(huán) 6彈簧 7彈簧座 8緊定螺釘 圖41一些基本數(shù)據(jù)d——軸徑，mm； D——密封環(huán)接觸端面內(nèi)徑，mm； D——密封環(huán)接觸端面外徑，mm； P——密封腔介質(zhì)壓力，Mpa； P——彈簧比壓，Mpa； 端面比壓的計算1， 密封環(huán)接觸端面平均壓力p/Mpa P=P= =p==2密封環(huán)接觸端面液膜推開力R/NR=(DD)PD=69mm D=58mmR=（6958）= 3 總的彈簧力F/N F=(DD)P P= F=（6958）=329N 4 密封腔內(nèi)介質(zhì)作用力F/N F= ( D d) P d=35mm F= (6935)2= 5 動環(huán)所受的合力F/N F= F+ FR =329+= 6端面比壓p/Mpa =4F/() =P+P(K) K= P=+()=7 校核Pv值查《機械設(shè)計手冊 潤滑與密封》表10327可知； Pv（Pv） 故符合要求。通過畢業(yè)設(shè)計，使我對離心泵的基本工作原理、設(shè)計步驟的關(guān)鍵環(huán)節(jié)以及機械密封的各種知識等有了一個詳細(xì)的認(rèn)識，了解了它的設(shè)計過程，學(xué)會了查閱相關(guān)資料和各種設(shè)計手冊，翻閱理論課程書。通過這次設(shè)計使我明白了我們無論做什么事情都要使自己有濃厚的興趣，以嚴(yán)謹(jǐn)持之以恒的態(tài)度來面對，這樣才能把一件事情做好。短短的十多年，中國一躍升為全球最大的鞋類生產(chǎn)國和出口國。機械鞋楦機采用的是仿形加工的原理，它實現(xiàn)了鞋楦加工的批量生產(chǎn)，帶來了鞋楦業(yè)的飛速發(fā)展。2 數(shù)控鞋楦機的數(shù)字化逆向工程系統(tǒng)數(shù)控鞋楦機可以避免機械鞋楦機的缺點。同時，所得數(shù)據(jù)文件可以存入電腦，需要時可再調(diào)出來，同一類型的鞋楦只需掃描一次，管理非常方便。數(shù)控鞋楦機的數(shù)字逆向工程流程圖如圖1所示：我們國內(nèi)由于種種原因，起步較晚，所以筆者所在實驗室在參考國外機器的前提下，以實際應(yīng)用作為主要目的，進(jìn)行數(shù)控鞋楦機的研制，為國內(nèi)在該領(lǐng)域的企業(yè)提供一些參考。本文主要討論鞋楦掃描機的控制系統(tǒng)設(shè)計，只有掃描得到的數(shù)據(jù)文件準(zhǔn)確，才能保證加工出來的鞋楦的質(zhì)量，因此鞋楦掃描機是實現(xiàn)鞋楦加工的基礎(chǔ)和前提。鞋楦掃描機采用接觸式測量方式，所用測量工具為掃描輪，它安裝在Y軸方向，掃描輪靠在鞋楦上，其后面由氣泵頂著，掃描輪隨著鞋子的運動而前后移動，掃描輪后面的光柵尺采集鞋楦數(shù)據(jù)。上位機作為掃描機的操作界面，完成數(shù)據(jù)分析、處理以及對執(zhí)行機構(gòu)的控制等任務(wù)。伺服電機接受板卡發(fā)送的脈沖，驅(qū)動各個軸運動，同時，伺服電機編碼器反饋給運動控制。 在掃描系統(tǒng)中，運動控制卡是整個系統(tǒng)的核心，因此選擇合適的運動控制卡是很重要的。 在掃描過程中，運動控制卡需要控制Z軸和X軸的伺服電機，運動控制卡不僅要發(fā)送脈沖給電機驅(qū)動器，同時接受伺服電機編碼器反饋的脈沖數(shù)。由于是采集鞋楦三維的數(shù)據(jù)，采樣點越密集，加工出來的產(chǎn)品越光滑。綜合考慮各種性能以及經(jīng)濟(jì)性等,選擇深圳雷賽公司的DMC3000系列運動控制卡。 本系統(tǒng)的運動控制卡是基于PCI總線的高性能運動控制卡，可控制多達(dá)四軸步進(jìn)或伺服電機。本系統(tǒng)采用脈沖+方向形式，并設(shè)定脈沖為差分輸出方式，在差分輸出模式下，每一個信號可以被差分成一對相異的信號。X軸和Z軸的伺服電機驅(qū)動器接收來自運動控制卡的脈沖和方向信號。每一軸都有一個原點開關(guān)信號，通過機械原點信號輸入來查找該軸的原點，可通過軟件設(shè)定原點開關(guān)模式。在本系統(tǒng)中，X軸和Z軸的伺服電機編碼器反饋的脈沖信號都接入運動控制卡。X軸為旋轉(zhuǎn)方向，不需要正反限位，只采用一個原點信號。通用數(shù)字輸入輸出口也可用來接一些開關(guān)信號。按照運動速度來分，本運動控制卡有梯形速度運行模式和S曲線運行模式。如下圖4所示:在掃描開始前，為了測量鞋楦的底板直長，需要將鞋楦轉(zhuǎn)過一定角度，這時采用定長運行模式。同時保證這兩根軸以一定的比例速度運動。4．2 伺服電機的選擇及控制由于本控制系統(tǒng)對實時性要求比較高，運動控制卡發(fā)送脈沖給電機驅(qū)動器，要求電機立即發(fā)脈沖，不得延遲，不得有誤。同時伺服電機具有控制精度高，較強的過載能力，速度響應(yīng)性能好，運行性能可靠等一系列優(yōu)點。旋轉(zhuǎn)編碼器為增量型2500P/r，輸入電源為3相220V，額定速度為2000r/m。同時，伺服電機的參數(shù)對掃描質(zhì)量也有一定影響。1．（第一位置環(huán)增益）定義位置控制的響應(yīng)曲線，增益設(shè)定越高，定位時間越快。 2．（第一速度環(huán)增益）。在電機恒速運轉(zhuǎn)時，若將此值設(shè)為100％，位置偏差幾乎為零。 ，可以很方便的與各種頻率的指令脈沖相匹配，以達(dá)到理想的控制分辨率(角度/脈沖)。(即：電子齒輪比)為：1/50電子齒輪比20。結(jié)合實際應(yīng)用情況，考慮精度、可靠性、經(jīng)濟(jì)性等各種因素，我們選用FAGOR MVX225線性光柵尺。5um，分辨率為1um，其輸出信號為差動TTL信號，輸出信號周期“T”為4um，最大速度為60m/min。FAGOR反饋系統(tǒng)提供的電信號是通過鍍刻在直尺上的鉻線柵格，通過光電處理轉(zhuǎn)換成電信號。為在測量中提供一個絕對參考點，在線性光柵尺臨近反饋刻線的某些位置提供參考點標(biāo)記信號。FAGOR線性光柵尺每隔50mm就有一個參考點標(biāo)記Io。實際情況證明，F(xiàn)AGOR MVX225線性光柵尺能夠滿足本系統(tǒng)的控制要求。實際證明，整個控制系統(tǒng)運作非常穩(wěn)定，將掃描得到的數(shù)據(jù)文件用于鞋楦刻楦機加工，加工出來的產(chǎn)品很光滑，完全避免了機械鞋楦機的缺點，能夠滿足市場的需求。 1．許智欽 孫長庫 編著 《3D逆向工程技術(shù)》 中國計量出版社 3．深圳雷賽DMC3000控制板軟件手冊 5．FAGOR光柵尺使用說明Last scanner control system development1 Introduction In the global footwear industry, which has been China39。s largest footwear producer and exporter. The rapid development of the footwear industry was driven by the shoe last industry, more and more shoe styles, and also requires constant renovation shoe last, which led to the shoe last from durable goods bee consumables. Mechanical shoe last copying machine is used for processing principle, it implements the shoe last of the production process, bringing the shoe last, the rapid development of industry. But mechanical shoe last machine also has its inevitable drawbacks: First, from the product perspective, it processed by the upper sides of the shoe last, the more obvious Weijidao longitudinal marks, shoe last very smooth, as this request increasing the shoemaking industry, it is unable to meet the requirements of Secondly, mechanical machines in the shoe last of shoe last zoom, manual adjustment of the workforce to use their experience machines, which require workers relatively high。 Figure 2 shoe last scanners scan schematic As shown below, driven shoe last Xaxis