【正文】 入口寬度，mm；r3——壓水室基圓半徑，mm；i=Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ Ⅶ Ⅷ；——過渡圓弧半徑，mm。 擴散管為減少壓力管路中的水力損失，須進一步降低壓水室中的流動速度，這一任務通常由在第Ⅷ斷面后設置的擴散管來實現(xiàn)。擴散管末端為泵的吐出口，與吐出管路相連接，所以吐出直徑應按照國家標準規(guī)定的管徑選取，其流速符合經(jīng)濟流速?！?2176?！?，否則，由于邊界層厚度增加，液流會脫流，惡化擴散管的工作性能。吐出口直徑為76 mm。 徑向力的平衡由于徑向力是和葉輪的出口直徑、葉輪的出口寬度成正比。本次設計的是單級單吸離心泵，單機蝸殼泵的徑向力平衡，可以采用雙蝸殼或加導葉來實現(xiàn)，在雙蝸殼中，每一蝸室雖然沒有完全消除徑向力，但兩個蝸室相隔對稱布置，作用于葉輪上的徑向力是互相平衡的。通過計算可得，徑向力不是很大，可以不設置徑向力平衡裝置。這個力相當大，特別是多級離心泵。2）流體流入流出葉輪的方向和速度不同而產(chǎn)生動反力F2，其方向與F1相反。對于立式離心泵，其轉(zhuǎn)子的部分重量也是軸向力[4]。2）液體作用與葉輪入口的動反力可按式259[4]計算N (73)式中 ——葉輪的質(zhì)量流量(m3/s)； v0——葉輪進口處的速度（m/s）。滾動軸承是現(xiàn)代機器中廣泛應用的部件之一，它是依靠主要元件間的滾動接觸來支承轉(zhuǎn)動零件的，具有摩擦（阻力）系數(shù)小，功率消耗小，起動容易（阻力?。┑葍?yōu)點，而且它以標準化，選用、潤滑、維護都很方便。本泵葉輪采用平衡孔平衡70%～90%軸向力，剩余軸向力由止推軸承來承擔。標記：滾動軸承6207 GB/T 276—1994。 N （8—2）式中：——徑向動載荷系數(shù)，； ——徑向載荷，N； ——軸向動載荷系數(shù)，0； ——軸向載荷，N。軸承常用的潤滑方式有油潤滑和脂潤滑。一般用滾動軸承dn值來定（d代表軸承內(nèi)徑，mm；n代表軸承套圈的轉(zhuǎn)速，r/s，）表示軸承速度的大小，具體潤滑方式按表8—1選取。r/min＞60本泵采用油霧潤滑。密封裝置可分為接觸式密封和非接觸式密封。常用的軟材料有毛氈、橡膠、皮革、軟木等，或者放置減摩性好的硬質(zhì)材料（如加強石墨、青銅、耐磨鑄鐵）與轉(zhuǎn)動軸直接接觸以進行密封。 鍵的選擇與校核 鍵的選擇鍵是一種標準零件，通常用來實現(xiàn)軸與輪轂之間的周向固定以傳遞扭矩，有的還能實現(xiàn)軸上零件的軸向固定或軸向滑動導向。平鍵連接為最普通的結構形式，鍵的兩側面是工作面。鍵的上表面和輪轂的鍵槽底面間則留有間隙。這種鍵連接不能承受軸向力，因而對軸上的零件不能起到軸向固定的作用。其中前兩者為靜連接，后兩者為動連接。圓頭平鍵宜放在軸上用鍵槽銑刀銑出的鍵槽中，鍵在鍵槽中軸向固定良好。本泵選用圓頭平鍵。鍵的類型應根據(jù)鍵連接的結構特點、使用要求和工作條件來選擇；鍵的尺寸則按符合標準規(guī)格和強度要求來取定。鍵的長度一般可按輪轂的長度而定，即鍵長等于或略短于輪轂的長度。所選定的鍵長亦符合標準規(guī)定的長度系列。聯(lián)軸器與軸配合鍵選擇：圓頭普通平鍵（A型）mm，mm，mm。除非有嚴重過載，一般不會出現(xiàn)鍵的剪斷。假定載荷在鍵的工作面上均勻分布，普通平鍵連接的強度條件為： （8—3）式中：——傳遞的轉(zhuǎn)矩,；——鍵與輪轂鍵槽的接觸高度，mm, h為鍵的高度，mm。表8—2 鍵連接的許用擠壓應力、許用應力許用擠壓應力許用應力連接工作方式鍵或轂、軸的材料載荷靜載荷輕微沖擊沖擊靜連接鋼120～150100～12060～90鑄鐵70～8050～6030～45葉輪與軸配合鍵校核： 120～150 MPa，（合適）聯(lián)軸器與軸配合鍵校核： 70～80 MPa（合適） 聯(lián)軸器選擇 聯(lián)軸器在水泵中，聯(lián)軸器是聯(lián)接兩軸，傳遞扭矩，使它們一起旋轉(zhuǎn)的重要部件，也是水泵運行與檢修中需要經(jīng)常維護檢查、檢修校正的重點部位。如在聯(lián)接兩軸時不能補償這些偏斜，會產(chǎn)生附加應力和變形，引起劇烈振動，使軸、軸承、軸上零件的工作情況惡化。聯(lián)軸器可分為普通聯(lián)軸器、安全聯(lián)軸器、特殊聯(lián)軸器三類。本泵選用凸緣聯(lián)軸器。標記：從動端：J型軸孔，A型鍵槽，mm，mm。 許用轉(zhuǎn)速n=9500r/min泵轉(zhuǎn)速n=2950r/min9500 r/min 故合理。 滿足傳遞轉(zhuǎn)矩所需的螺栓預緊力F： （8—4） 式中： ——聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩； ——聯(lián)軸器的外徑，100 ； ——聯(lián)軸器凸緣接觸處的內(nèi)徑，80； ——螺栓數(shù)量，4； ——摩擦系數(shù)。第九章 泵軸的校核軸的設計包括結構設計和工作能力計算兩方面的內(nèi)容。軸的結構設計不合理，會影響軸的工作能力和軸上零件的工作可靠性，還會增加軸的制造成本和軸上零件裝配的困難等。2）軸的工作能力計算指的是軸的強度、剛度和振動穩(wěn)定性等方面的計算。這時只需對軸進行強度校核，以防止斷裂或塑性變形，而對剛度要求高的軸（如車床主軸）和受力大的細長軸，還應進行剛度計算，以防止工作時產(chǎn)生過大彈性變形。工作過程中，離心泵軸受各種外力作用，使軸變形和破壞，而軸靠自身的尺寸和材料性能來抵抗變形和破壞。設計離心泵軸，具有足夠的強度和剛度，以提高泵運行的可靠性和壽命，這樣就要盡量使軸尺寸做得大些，材料用得好些；另一方面，又希望軸的重量輕、成本低，這些要求是相互矛盾的，在設計計算時要正確處理這種矛盾，合理地確定離心泵軸尺寸和材料，以便滿足軸的剛度和強度要求，又要物盡其用，合理使用材料。 強度校核軸的自重： (91)式中：v——軸總體積，以軸的平均直徑35mm為軸徑計算的軸的體積，m3；ρ——軸材料的密度，kg/m3。作軸受力簡圖如圖9—1：圖9—1 軸受力簡圖求支座反力R1 ，R2， （9—3）由式（9—3）得：式中：——徑向力，； （9—4）由式（9—4）得： （9—5）求得得b點,d點彎矩： 作軸的彎矩圖9—2：圖9—2 軸彎矩圖軸扭矩圖9—3 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。發(fā)生共振現(xiàn)象時軸的轉(zhuǎn)速叫做軸的臨界轉(zhuǎn)速。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。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。 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(chǎn)品的質(zhì)量水平。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。 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）。 計算結果說明葉輪安全。離心力使輪轂內(nèi)孔處產(chǎn)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(nèi)孔處的圓周方向應力（Pa） ——材料密度（kg/m3）。按上述工作參數(shù)和介質(zhì)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。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)。但也不宜過小，否則會使端面壓力增加，溫度升高，磨損加劇。硬環(huán)端面寬度應比軟環(huán)大1～3mm。石墨、填充聚四氟乙烯、青銅等可取3mm；碳化鎢可取2mm。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(nèi)徑：非平衡式：（1～5）； （10—6）端面外直徑：。對于旋轉(zhuǎn)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。 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。機械密封系統(tǒng)的最重要的單元流程。利用被密封介質(zhì)本身來實現(xiàn)對密封的沖洗稱為自沖洗，適用于密封腔內(nèi)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?jīng)_洗，正向旁通式?jīng)_洗，反向旁通式?jīng)_洗。 第十一章 經(jīng)濟性分析設備的經(jīng)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。在設計中，主要采用以下措施提高設計和制造經(jīng)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(jīng)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。 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(jīng)濟性合理適中。以及進行軸向力及徑向力的平衡，最后要進行強度校核。本設計吸入室采用直錐形吸入室，其結構簡單，制造方便。離心泵運行時，產(chǎn)生軸向力徑向力。考慮輸送介質(zhì)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(jīng)常維修，且能適應于生產(chǎn)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(zhì)等苛刻工況的密封要求。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。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。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。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(jīng)成熟的結構，雖然自己也產(chǎn)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(jīng)驗，有待于參加工作以后提高。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。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。批注：全文段落行距均為固定值22磅，正文字號為小四號字。 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