2087d型150100x10多級泵設計含全套畢業(yè)說明書

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本次畢業(yè)設計是關于D150-100X10多級泵的設計。多級泵是輸送能力最大的連續(xù)輸送機械之一。其結構簡單、運行平穩(wěn)、運轉(zhuǎn)可靠、能耗低、對環(huán)境污染小、便于集中控制和實現(xiàn)自動化、管理維護方便，在連續(xù)裝載條件下可實現(xiàn)連續(xù)運輸。</p><p>　　首先對多級泵作了簡單的概述；接著分析了多級泵的選型原則及計算

2、方法；然后根據(jù)這些設計準則與計算選型方法按照給定參數(shù)要求進行選型設計；接著對所選擇的多級泵各主要零部件進行了校核多級泵采用計算機設計和優(yōu)化處理。目前，多級泵正朝著長距離，低消耗，微小的方向發(fā)展，從而可以提高泵使用壽命和降低機組噪音，近年來出現(xiàn)的醫(yī)學多級泵就是其中的一個。在多級泵的設計、制造以及應用方面,目前我國與國外先進水平相比仍有較大差距,國內(nèi)在設計多級泵過程中存在著很多不足。</p><p>　　本次多級泵設

3、計代表了設計的一般過程, 對今后的選型設計工作有一定的參考價值。 </p><p>　　關鍵詞：多級泵 設計準則 校核</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　This graduation project is about the D150-100X10de

4、sign of multistage pump. Multistage pump is the transmission capacity of the largest continuous conveying machinery. It has the advantages of simple structure, stable operation, reliable operation, low energy consumption

5、, little pollution to the environment, and is convenient for centralized control and automation, convenient management and maintenance, in the continuous loading condition can realize continuous transportation.</p>

6、<p>　　The multistage pump is summarized; and then analyzes the multistage pump type selection and calculation methods; and then according to these design criteria and the calculation and selection methods accordin

7、g to the given parameters selection of design; then the choice of multistage pump of main parts and components of the school nucleus. At present, the multi-stage pump are moving towards long distance, low consumption, sm

8、all direction, which can increase pump life and reduce the noise of the u</p><p>　　The multistage pump design represents the general design process, the future selection of the design work has a certain refe

9、rence v</p><p>　　Key words: multistage pumpS design rule check</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1緒論1</b></p><p>　　1.1多級泵的歷史1</p><

10、p>　　1.2多級泵的分類2</p><p>　　1.3多級泵的組成2</p><p>　　2吸入與壓出口徑的確定4</p><p>　　2.1 泵的主要參數(shù)4</p><p>　　3部分參數(shù)的估算與確定5</p><p>　　3.1 計算比轉(zhuǎn)數(shù)5</p><p>　　3.2

11、估算泵的效率5</p><p>　　3.3 求泵軸功率和電機的選擇6</p><p>　　3.4 軸徑和輪轂直徑的計算：6</p><p><b>　　4水力設計8</b></p><p><b>　　4.1 葉輪8</b></p><p>　　4.1.2葉輪出口部

12、分尺寸12</p><p>　　4.1.3葉片繪型：14</p><p><b>　　4.2 導葉26</b></p><p>　　4.3. 平衡盤30</p><p><b>　　5.強度校核34</b></p><p>　　5.1 轉(zhuǎn)子零件的強度計算34<

13、;/p><p>　　5.1.1 葉輪的強度計算：34</p><p>　　5.1.2 平衡盤的強度與變形量的計算：34</p><p>　　5.1.3 鍵的強度計算：36</p><p>　　5.1.4聯(lián)軸器的強度計算37</p><p>　　5.2 泵體的強度計算38</p><p>　

14、　5.3 螺栓聯(lián)接部分的強度計算38</p><p>　　5.3.1密封凸緣寬度及拉緊螺栓的強度計算：38</p><p>　　5.3.2螺母的強度計算：42</p><p>　　5.3.3 拉緊螺栓法蘭的厚度計算：43</p><p>　　5.4 軸的強度計算43</p><p>　　5.5 軸的臨界轉(zhuǎn)速計

15、算45</p><p><b>　　結 論487</b></p><p><b>　　感言498</b></p><p>　　參 考 文 獻49</p><p><b>　　1緒論</b></p><p><b>　　1.1多級泵

16、的歷史</b></p><p>　　最早的泵是在大約于公元前300年左右出現(xiàn)的，阿基米德發(fā)明了一種泵，稱為阿基米德式螺旋抽水機，至今仍有廠家在生產(chǎn)。中國歷史上南北朝時期出現(xiàn)的方板鏈泵作為一種鏈泵（Chain pump）是泵類機械的一項重要發(fā)明。1475年，意大利文藝復興時期的工程師弗朗西斯科·迪·喬治·馬丁尼（Francesco Di Giorgio Martini）在論

17、文中提出了離心泵原始模型。 大約在1590-1600年，齒輪泵被發(fā)明。1650年，德國馬德堡市市長奧托·馮·格里克發(fā)明第一臺空氣泵，不斷改進后于1654年設計出真空泵。 1680年，約旦出現(xiàn)簡單的離心泵。1720年，在倫敦城市的供水系統(tǒng)中開始使用柱塞泵。 1870年，英國人威廉·湯姆森提出了射流泵的設計。1880年，英國Frizzle設計氣舉泵。 1890年，美國麻省Warren公司制造了第一臺雙螺桿泵。1

18、900年，哈里斯（Harris）制造出空氣壓力泵。1960年，美國拜倫·杰克遜公司制造了于地下液化石油氣存儲設施中應用潛水式電機泵。 19世紀70年代，Kobe公司制造出商用旋噴泵.2000年，美國HMD公司制造出屏蔽磁力驅(qū)動泵，是一種無泄漏泵。200</p><p><b>　　1.2多級泵的分類</b></p><p>　　按泵的結構可分為單級泵和多級泵

19、；動力式泵分為離心泵和漩渦泵兩種，輸送型式為低壓大流量；在臨床醫(yī)學上有胰島素泵、尾氣泵；依對流體施加壓力的方式，可將泵分為容積式泵、動力式泵、電磁泵三類；按泵的用途可分為熱泵、計量泵、化工流程泵、試壓泵、真空泵、鈦升華泵等；按所輸送流體的性質(zhì)可分為水泵、油泵、氣泵、酸泵、堿泵、清水泵、污水泵、泥漿泵、硫磺泵、磷酸泵等；按泵的驅(qū)動方法可分為手動泵、蒸汽泵、電動泵、氣動泵、水輪泵、電磁泵、汽輪機泵、柴油機泵等；按泵工作的機械部分命名可分為齒

20、輪泵、螺桿泵、柱塞泵、隔膜泵等。除此之外，還有利用輔助液體（氣體）與被輸送的流體間的摩擦力運輸?shù)膰娝闅獗?、蒸汽噴射泵、擴散泵、分子泵。以及用不同材料制造的鈦泵，塑料泵，氟塑料泵，玻璃泵，有機玻璃泵等。</p><p><b>　　1.3多級泵的組成</b></p><p>　　多級泵主要由定子、轉(zhuǎn)子、軸承和軸封四大部分組成： </p><p>

21、;　　(1)多級泵定子部分主要由吸入段、中段、吐出段和導葉等組成，有拉緊螺栓將各段夾緊，構成工作室。 D 型泵一般水平吸入，垂直向上吐出；用于是油田注水時，泵進出口均垂直向上。 DG 型多級泵出、入口均垂直向上。 </p><p>　　(2)多級泵轉(zhuǎn)子部分主要由軸、葉輪、平衡盤和軸套等組成。軸向力由平衡盤平衡。 </p><p>　　(3)多級泵軸承主要由軸承體、軸承和軸承壓蓋等組成，軸承

22、用油脂或稀油潤滑。 </p><p>　　(4)多級泵軸封采用軟填料密封，主要由進水段和尾蓋上的密封函體、填料、擋水圈等組成。 D 型泵水封水來源于泵內(nèi)的壓力水。 DG 型泵水封水來源于外部供水。 </p><p>　　2吸入與壓出口徑的確定</p><p>　　2.1 泵的主要參數(shù)</p><p>　　取吸入口速度≈3則吸入口徑為：<

23、/p><p><b>　　0.133m</b></p><p>　　取離心泵系列中的標準口徑=0.15m=150㎜，此時泵吸入口流速為：</p><p><b>　　=2.36</b></p><p>　　對于多級泵，取泵出口直徑與進口直徑相同，則壓出口徑為：</p><p>&

24、lt;b>　　0.15</b></p><p>　　3部分參數(shù)的估算與確定</p><p><b>　　3.1 計算比轉(zhuǎn)數(shù)</b></p><p><b>　　==69.5</b></p><p><b>　　泵的氣蝕比轉(zhuǎn)數(shù)為</b></p>&

25、lt;p><b>　　=1043</b></p><p>　　計算所得的氣蝕比轉(zhuǎn)數(shù)是可以達到的，因此所確定的轉(zhuǎn)速是合適的。</p><p>　　3.2 估算泵的效率</p><p><b>　　容積效率：</b></p><p><b>　?。?-1）</b></p

26、><p><b>　　水力效率?h：</b></p><p><b>　　機械效率?m：</b></p><p><b>　　總效率?：</b></p><p>　　總效率大于所要求的效率70％。</p><p>　　3.3 求泵軸功率和電機的選擇</

27、p><p>　　泵的單級軸功率Pi為：</p><p><b>　　=58.3KW</b></p><p>　　根據(jù)GB5659－85中規(guī)定，電機的功率N電≥KPP＝KP·i·Pi （其中KP為系數(shù)）。</p><p>　　查閱《泵專業(yè)標準匯編》第268頁圖1，得系數(shù)KP；各級泵的電機選擇如表3－1，選用

28、的電機參照上海電機廠提供的樣本。</p><p>　　表3－1 電機的選用</p><p>　　3.4 軸徑和輪轂直徑的計算：</p><p><b>　　泵的計算功率：</b></p><p><b>　　Pd＝K·</b></p><p>　　取K＝1.2

29、 Pd＝1.2×583 ≈700</p><p><b>　　扭矩Mt：</b></p><p><b>　　裝聯(lián)軸器處軸徑d：</b></p><p>　　泵軸材料采用40Cr，許用剪應力[6]＝6370～7350 N/cm2。</p><p>　　取[6]＝6370

30、 N/cm2＝6.37×107 N/m2，</p><p><b>　　取d＝60㎜</b></p><p>　　根據(jù)結構確定葉輪處軸徑：</p><p><b>　　dy＝70 ㎜</b></p><p>　　確定輪轂直徑 dh：</p><p>　　采用一般平鍵

31、傳遞扭矩，葉輪輪轂直徑dh為：</p><p>　　dh＝(1.20～1.40) dy＝(1.20～1.25)×70＝84～87.5㎜</p><p>　　取 首級葉輪為dh＝85㎜</p><p>　　次級葉輪為dh＝90㎜</p><p><b>　　4水力設計</b></p><p&g

32、t;<b>　　4.1 葉輪</b></p><p>　　4.1.1葉輪進口部分尺寸</p><p><b>　　A.首級葉輪：</b></p><p><b>　　1）頸部當量直徑：</b></p><p><b>　　（4-1）</b></p&g

33、t;<p>　　因為對氣蝕有一定的要求，?。簁0＝4.4，則：</p><p>　　2）葉輪進口直徑Dj：</p><p>　　取 Dj＝140 mm</p><p>　　3）確定葉片入口邊直徑D1：</p><p>　　由于比轉(zhuǎn)數(shù)ns＝69.5，40 < ns < 100</p><p>　

34、　取：D1＝0.85Dj＝120mm</p><p>　　4）確定葉片入口處絕對速度v1：</p><p>　　由于首級葉輪對汽蝕性能有一定的要求，故取：v1＝0.8v0</p><p><b>　?。?-2）</b></p><p>　　v1＝0.8×4.46≈3.57m/s</p><p

35、>　　定葉片入口寬度b1：</p><p><b>　　= </b></p><p>　　取 b1＝32 mm</p><p>　　定葉片入口處圓周速度u1：</p><p><b>　　定葉片數(shù)z：</b></p><p><b>　　試取 z＝5<

36、/b></p><p>　　定葉片入口處軸面速度vm1：</p><p>　　vm1＝1.18×3.57＝4.21m/s</p><p>　　定葉片入口安放角?1：</p><p>　　先確定液流角?1＇：</p><p><b>　　??。?1＝20°</b></

37、p><p>　　10）葉片厚度s1：</p><p><b>　　試取s1＝4 mm</b></p><p>　　11）計算葉片入口排擠系數(shù)?1：</p><p><b>　　取?1＝1.18，</b></p><p>　　12）確定葉片包角?：</p><p

38、><b>　　試取包角為100</b></p><p><b>　　B.次級葉輪：</b></p><p><b>　　1）頸部當量直徑：</b></p><p>　　取：k0＝3.6，則：</p><p>　　2）葉輪進口直徑Dj：</p><p&g

39、t;　　取 Dj＝127 mm</p><p>　　3）確定葉片入口邊直徑D1：</p><p>　　由于比轉(zhuǎn)數(shù)ns＝69.5，40 < ns < 100</p><p>　　取：D1＝0.95Dj＝120 mm</p><p>　　4）確定葉片入口處絕對速度v1：</p><p>　　?。簐1＝0.9v0

40、</p><p>　　v1＝0.9×6.88≈6.2m/s</p><p><b>　　葉片入口寬度b1：</b></p><p><b>　　取b1＝19 mm</b></p><p>　　定葉片入口處圓周速度u1：</p><p><b>　　定葉片數(shù)

41、z：</b></p><p><b>　　試取 z＝5</b></p><p>　　定葉片入口處軸面速度vm1：</p><p>　　vm1＝1.13×6.2＝7.01 m/s</p><p>　　定葉片入口安放角?：</p><p><b>　　先確定液流角：&l

42、t;/b></p><p><b>　　取安放角9°</b></p><p>　　10）葉片厚度s1：</p><p><b>　　試取s1＝4 mm</b></p><p>　　11）計算葉片入口排擠系數(shù)?：</p><p><b>　　（4-3）

43、</b></p><p>　　12）確定葉片包角?：</p><p><b>　　試取包角為100</b></p><p>　　4.1.2葉輪出口部分尺寸</p><p>　　1）初算葉輪出口直徑D2：</p><p>　　葉輪的出口寬度b2：</p><p>

44、　　由于比轉(zhuǎn)數(shù)在40~80之間，所以</p><p><b>　　(4-2)</b></p><p><b>　　取b2＝16 mm</b></p><p>　　3）葉輪的出口安放角?2b：</p><p>　　初取?2b＝30°，具體在作方格網(wǎng)時修改</p><p&g

45、t;　　4）校核葉輪出口直徑D2：</p><p><b>　?。?-4）</b></p><p><b>　　，</b></p><p>　　y為有限葉片數(shù)修正系數(shù)</p><p>　　由于算得的D2值與初算值相差較大，采用逐次逼近法計算</p><p>　　令D2＝0.2

46、82再次計算：</p><p>　　為保險起見，取：D2＝0.285 m＝285 mm</p><p>　　4.1.3葉片繪型：</p><p>　　采用保角變換繪型法進行葉輪的葉片繪型</p><p>　?。?）軸面投影圖的繪型和檢查：</p><p>　　根據(jù)求出的尺寸D2、b2、Dj和dh，參考相近ns的葉輪圖紙

47、，繪制葉輪的軸面投影圖</p><p>　　圖4-1 葉輪軸面投影圖</p><p>　　檢查軸面液流過流斷面面積的變化,首級葉輪和次級葉輪軸面過流斷面面積變化表分別見表4－1和</p><p>　　表4－2，變化圖見圖4－2和圖4－3</p><p>　　從葉輪軸面液流過流斷面面積變化曲線可知，首級葉輪與次級葉輪的軸面形狀良好，符合要求。作

48、葉片的進口邊。</p><p>　?。?）繪軸面液流的流線：</p><p>　　首級葉輪作中間流線和前后蓋板處的流線共三條，次級葉輪作前后蓋板處的流線兩條。</p><p>　　對于首級葉輪的中間流線，在距離出口不遠處與流道中線重合，對于不重合的部分須列表計算：</p><p>　　式中 R — 形成線上原與分點至軸中線的半徑</p

49、><p><b>　　列表計算如下：</b></p><p>　　（3）.在軸面投影圖上對各條流線進行分點：</p><p><b>　　??均取5°</b></p><p>　　圖4-4 首級流道分點</p><p>　　圖4-5 次級流道分點</p>

50、<p>　?。?.）計算流線上葉片的進口安放角??：</p><p><b>　　1) 首級葉輪：</b></p><p><b>　　出口角為30°</b></p><p>　　設三條流線進口角分別為：</p><p>　　?1a＝1630，?1b＝2030，?1c＝2430&

51、lt;/p><p><b>　　a-a流線：</b></p><p>　　?1a＝1630，s1a＝4 mm</p><p><b>　　由圖4-4中量得：</b></p><p>　　?1a＝51，Rc1＝0.057 m，R1a＝70.62mm</p><p><b>

52、;　　沖角?415</b></p><p><b>　　b-b流線：</b></p><p>　　?1b＝2030，s1b＝4 mm</p><p><b>　　由圖5-4中量得：</b></p><p>　　?1b＝69，Rc1＝0.060m，R1b＝61.37mm</p>

53、<p><b>　　沖角?748</b></p><p>　　計算所得沖角值在一般選用范圍(3～15)內(nèi)。 </p><p><b>　　c-c流線：</b></p><p>　　?1c＝2430，s1c＝4 mm</p><p><b>　　由圖5-4中量得：</b&

54、gt;</p><p>　　?1c＝96，Rc1＝0.060m，R1c＝51.33mm</p><p><b>　　沖角?935</b></p><p><b>　　2)次級葉輪：</b></p><p><b>　　出口角為30</b></p><p>

55、;　　設二條流線進口角分別為：</p><p>　　?1a＝ ?1b＝</p><p><b>　　a-a流線：</b></p><p>　　?1a＝，s1a＝4 mm</p><p><b>　　由圖5-5中量得：</b></p><p>　　?1a＝73，Rc1＝0.0

56、615 m，R1a＝67.2mm</p><p><b>　　沖角?318</b></p><p>　　計算所得沖角值在一般選用范圍(3～15)內(nèi)，假設的? s1b＝2130是可行的。</p><p><b>　　b-b流線：</b></p><p>　　?1b＝2730，s1b＝4 mm</

57、p><p><b>　　由圖4-5中量得：</b></p><p>　　? s1b＝98，Rc1＝0.060m，R1b＝56.42mm</p><p><b>　　沖角?623</b></p><p>　　計算所得沖角值在一般選用范圍(3～15)內(nèi)，假設的?1b＝2730是可行的。</p>

58、<p>　　(5).作流線方格網(wǎng)并在方格網(wǎng)上進行繪型：</p><p>　　首級葉輪葉片在方格網(wǎng)上的展開圖如圖4-6，葉片出口角度為30，a、b、c流線葉片進口角度分別為1630、2030、2430，葉片包角為110</p><p>　　圖4-6 首級葉輪展開圖</p><p>　　次級葉輪葉片在方格網(wǎng)上的展開圖如圖，葉片出口角度為30，a、b流線葉片進

59、口角度分別為2130、2730，葉片包角為100</p><p>　　圖4-7 次級葉輪展開圖</p><p>　　(6).作葉片的軸面截線：</p><p>　　首級葉輪的軸面截線參見圖4-4，次級葉輪的軸面截線參見圖4-5</p><p><b>　　(7).葉片加厚：</b></p><p>

60、;　　葉片的厚度在進口邊為4mm，逐漸變?yōu)?mm, 首級葉輪葉片加厚列表計算，次級葉輪葉片加厚列表計算，在葉片加厚過程中，均沿軸面截線雙面加厚。</p><p>　?。?）. 驗算w－L曲線和vu·r－L曲線：</p><p>　　首級葉輪只驗算b-b流線。</p><p>　　首級葉輪流線b-b的w－L曲線和vu－L曲線驗算，計算值如表所示，曲線如圖所示

61、；次級葉輪流線的w－L曲線和vu－L曲線驗算，計算值如表所示，曲線如圖所示。</p><p>　　在表4－4、表4－6中：</p><p>　　圖4-8 首級w－L和vu－L曲線</p><p>　　圖4-9 次級w－L和vu－L曲線</p><p><b>　　4.2 導葉</b></p><p&g

62、t;　?。?）導葉的基圓直徑D3：</p><p>　　D3＝（1~3）+D2＝(1～3)+285＝286～288 mm</p><p>　　取：D3＝287 mm</p><p>　?。?）導葉進口寬度b3：</p><p>　　b3＝(1.15～1.25) b2＝(1.15～1.25)×16＝18.4～20 mm</p&g

63、t;<p>　　?。篵3＝20 mm</p><p>　　（3）導葉的進口角?3：</p><p>　　首級葉輪與次級葉輪：?2＝30</p><p>　　? </p><p>　　tg?3＝(1.1～1.3)×0.1246≈0.1371～0.1620</

64、p><p>　　?3＝748～912</p><p>　　由算得的?3值的范圍，取：?3＝9</p><p>　?。?）導葉的葉片數(shù)zd及喉部高度a3：</p><p>　　由《葉片泵設計手冊》圖5－33查得：K3＝0.422</p><p>　　取zd＝8，而葉輪的葉片數(shù)z＝5，與之互為質(zhì)數(shù)，故zd＝8可取。</p

65、><p>　　取a3＝0.018 m＝18 mm</p><p><b>　　（5）擴散段：</b></p><p>　　v4＝(0.4～0.5)v3＝(0.4～0.5)×18.68</p><p>　?。?.44～9.3 m/s</p><p>　　?。簐4＝7.5 m/s</p&g

66、t;<p>　　流道采取雙面擴散，出口斷面a4＝b4：</p><p>　　取：a4＝b4＝0.030 m＝30 mm</p><p>　　擴散角??：??7～10</p><p><b>　　擴散段長度：</b></p><p><b>　　?。篖＝90 mm</b></p&g

67、t;<p>　?。?）導葉外徑D4：</p><p>　　D4＝(1.3～1.5)D3＝(1.3～1.5)×287＝373.1～430.5 mm</p><p>　　?。篋4＝420 mm，</p><p>　?。?）反導葉部分設計：</p><p>　　反導葉進口直徑D5：</p><p>　

68、　根據(jù)正導葉繪型結果取：D5＝340 mm</p><p>　　反導葉進口寬度b5：</p><p>　　?。篵5＝27 mm</p><p>　　反導葉進口角?5′：</p><p>　　反導葉進口液流角?5：</p><p><b>　　?。?5＝25</b></p><p

69、><b>　　反導葉出口角?6：</b></p><p><b>　　?6＝60～80</b></p><p><b>　　?。?6＝78</b></p><p><b>　　反導葉葉片數(shù)z：</b></p><p><b>　　?。簔＝z

70、d＝8</b></p><p>　　反導葉出口直徑D6：</p><p>　　?。篋6＝110 mm</p><p>　　反導葉出口寬度b6：</p><p>　　b6＝(0.9～1)b5＝(0.9～1)×27＝24.3～27 mm</p><p>　　試取：b6＝24 mm</p>

71、<p>　　作圖得：a6＝42 mm</p><p>　　而次級葉輪的入口速度v0＝6.2 m/s</p><p><b>　　v6 < v0</b></p><p>　　故b6＝24 mm可用</p><p><b>　　4.3. 平衡盤</b></p><p

72、>　　平衡盤設計計算部分全部參考《離心泵設計基礎》。</p><p>　?。?）應該以最少的級數(shù)來計算平衡盤尺寸，在泵只有6級時平衡盤兩側(cè)壓差為：</p><p>　　?。簁＝0.6，得：</p><p>　　取平衡盤兩側(cè)壓差為：</p><p><b>　　（2）計算軸向力：</b></p><

73、;p><b>　　取：k＝0.6</b></p><p><b>　　首級葉輪：</b></p><p><b>　　次級葉輪：</b></p><p>　　級數(shù)最少時總軸向力F為：</p><p>　　F＝F1＋3F2＝8086.70＋35972.60＝26004.50

74、N</p><p>　　令平衡力A等于F，取，代入公式，得：</p><p><b>　　?。簉＝88 mm</b></p><p>　?。?）平衡盤的軸向間隙寬度L0和平衡盤外圓直徑r為：</p><p>　　?。篖0＝22 mm</p><p>　　r＝r＋L0＝88＋22＝110mm<

75、/p><p><b>　?。?）取軸向間隙：</b></p><p>　　b0＝0.125 mm</p><p>　　（5）根據(jù)結構安排，?。篵＝0.175 mm</p><p><b>　　由 </b></p><p><b>　　得：</b></p

76、><p>　　?。篖＝100 mm</p><p>　　（6）應該在級數(shù)最多的情況下計算平衡盤的泄漏量q，在10級時，平衡機構兩側(cè)壓差為：</p><p><b>　?。ㄈ。簁＝0.6）</b></p><p>　　泄漏量q約占泵流量的3.1%左右，說明此設計結果可用</p><p><b>

77、;　　5.強度校核</b></p><p>　　校核部分參考了《葉片泵設計手冊》與《離心泵設計基礎》（其中第四、第五部分參考后者），由于這兩書出版較早，書中公式所用單位并非全為國際標準單位，但為使用書中公式，故在以下計算中，使用的單位均與書中一致。</p><p>　　5.1 轉(zhuǎn)子零件的強度計算</p><p>　　5.1.1 葉輪的強度計算：</

78、p><p><b>　　葉輪蓋板強度計算：</b></p><p><b>　　葉輪圓周速度為：</b></p><p>　　經(jīng)驗表明，鑄鐵葉輪的圓周速度u2 最高可達60m/s，此葉輪圓周速度并未超過上述范圍，根據(jù)結構和工藝上的要求，蓋板厚度取6mm是可行的。</p><p>　　5.1.2 平衡盤的

79、強度與變形量的計算：</p><p>　　平衡盤受著兩種力：一是水推力，近似地認為是均布載荷p，一是盤旋轉(zhuǎn)的離心力；均在盤的輪轂處產(chǎn)生最大的應力，在外緣產(chǎn)生最大的撓度?，F(xiàn)分別計算如下：</p><p><b>　　1.應力計算：</b></p><p>　　1）由于水推力產(chǎn)生的彎曲應力：</p><p><b>

80、;　　(5-1)</b></p><p>　　式中：Rw 平衡盤外半徑（110cm）；</p><p>　　h 平衡盤根部厚度（3cm）；</p><p>　　p 液體作用在平衡盤上的壓力，</p><p>　　其中：F 平衡盤所受的軸向力，</p><p>　　F1 首級葉輪所受軸向力（8086.

81、70N＝825.2kg）；</p><p>　　F2 次級葉輪所受軸向力（5972.60N＝609.5kg）；</p><p>　　rh 平衡盤根部半徑（4.5cm）。</p><p>　　K 系數(shù)，查《葉片泵設計手冊》中圖10－18，當rh/Rw＝4.5/11＝0.41時，K＝1.6</p><p>　　2）由于離心力引起圓周方向的應力

82、:</p><p>　　式中： 材料的泊松系數(shù)，對45號鋼，＝0.3；</p><p>　　材料的重度，對45號鋼，＝0.00785kg/cm3；</p><p><b>　　平衡盤的旋轉(zhuǎn)角速度</b></p><p>　　將已知各值代入上式：</p><p>　　對于塑性材料45號鋼，折算應力為

83、：</p><p>　　45號鋼的[]＝2500(kg/cm2)，<[]，安全。</p><p><b>　　2.撓度計算：</b></p><p><b>　　(5-2)</b></p><p>　　式中：K 系數(shù)，查《葉片泵設計手冊》,h/Rw＝4.5/11＝0.41時，K＝0.15；&l

84、t;/p><p>　　E 彈性模量，45號鋼E＝2.1×106 kg/cm2，取E＝2.1×106 kg/cm2。</p><p>　　撓度小于平衡盤間隙（b0＝0.125mm）。</p><p>　　5.1.3 鍵的強度計算：</p><p>　　級數(shù)10級時，葉輪的扭矩Mt＝2266（N·m）≈23122.4（k

85、g·cm）</p><p>　　(1)軸器內(nèi)鍵的強度計算：</p><p><b>　　1）擠壓應力：</b></p><p>　　式中；d 聯(lián)軸器內(nèi)軸徑（6cm）；</p><p>　　h 鍵的高度（1.1cm）；</p><p>　　l 鍵的有效長度（10cm）</p&g

86、t;<p>　　材料為45號鋼，[6j]＝1500～2000 kg/cm2，?j<[6]，強度符合要求。</p><p><b>　　2）切應力：</b></p><p>　　鍵材料為45鋼，[6]＝600～900 kg/cm2，?<[6]，強度符合要求。</p><p><b>　　(2)輪鍵的選擇：<

87、;/b></p><p>　　傳遞單級葉輪功率最小軸徑d1為：</p><p>　　d1＝0.55d＝0.55×60＝33 mm</p><p>　　選d1>30～38范圍內(nèi)的鍵為葉輪用的鍵，即葉輪鍵尺寸b×h＝10×8.6</p><p>　　5.1.4聯(lián)軸器的強度計算</p><

88、;p>　　由于在此設計方案中，選用的聯(lián)軸器為廠用標準件，故在此處不作校核計算。</p><p>　　5.2 泵體的強度計算</p><p>　　倒數(shù)第二級的中段受著最大的內(nèi)壓力：</p><p>　　把中段當作受內(nèi)壓力p的圓筒，中段的材料選用QT500-7。</p><p>　　中段的壁厚按薄壁容器考慮，壁厚為：</p>

89、<p>　　式中：p 中段所受的內(nèi)壓力(91.84kg/cm2)；</p><p>　　D 中段的內(nèi)徑(42cm)；</p><p>　　[6] 材料的許用拉應力，對QT500-7，?b＝5000kg/cm2，因此[6]＝5000/5＝1000kg/cm2</p><p>　　考慮中段在加工時有足夠的剛性而不至于發(fā)生變形，取中段外徑Dy＝480mm,&

90、lt;/p><p><b>　　這時壁厚＝30mm</b></p><p>　　5.3 螺栓聯(lián)接部分的強度計算</p><p>　　5.3.1密封凸緣寬度及拉緊螺栓的強度計算：</p><p>　?。?）根據(jù)強度條件選擇密封凸緣的最小寬度b及拉緊螺栓最小直徑d1：</p><p><b>　

91、　選擇b：</b></p><p>　　式中：D 密封凸緣內(nèi)徑（42cm）；</p><p>　　pmax 泵最大工作壓力（100kg/cm2）；</p><p>　　[6j] 許用擠壓應力，對QT500-7，[6j]＝900～1500 kg/cm2，取[6j]＝900kg/cm2； </p><p>　　m 密封墊的墊料

92、系數(shù)，查《葉片泵設計手冊》中表10－15，密封墊為青殼紙，m＝1.4。</p><p><b>　　代入上式得：</b></p><p>　　考慮到結構方面的需要，取b＝1.5cm，這時密封凸緣外徑D2＝45cm。</p><p>　　選擇拉緊螺栓直徑d1：</p><p>　　拉緊螺栓數(shù)z＝8根，當b＝1.5cm＝15

93、mm時，</p><p>　　式中：[6] 許用應力，拉緊螺栓材料為45鋼，[6]＝2500kg/cm2。</p><p>　　取拉緊螺栓直徑d1＝4.8 cm，螺栓兩端螺紋為M48×3。</p><p>　　(2)泵工作時拉緊螺栓上的最大拉力：</p><p>　　泵工作時，液體作用于拉緊螺栓的拉力:</p>&l

94、t;p>　　最大密封力，即出水段與中段密封面上的密封力:</p><p>　　式中：Dm 密封墊的平均直徑，Dm＝D2-bd；</p><p>　　bd 密封墊的有效寬度，當b>1cm時，；</p><p>　　由于泵的工作介質(zhì)溫度為常溫，中段和拉緊螺栓的溫差可以忽略不計：Ft≈0。</p><p>　　拉緊螺栓的最大拉力:&l

95、t;/p><p>　　F＝Fy＋Fm＋Ft＝138544＋23564＋0＝162108kg</p><p>　　(3)拉緊螺栓上的最大拉應力：</p><p><b>　　最大拉應力：</b></p><p>　　對45鋼，[6]＝2500kg/cm2，??<[6]，安全。</p><p>　　

96、(4)第一級中段密封面上的擠壓應力：</p><p>　　對中段材料QT500-7，許用擠壓應力[6j]＝900～1500 kg/cm2，?j <[6j]，安全。 </p><p>　　(5)裝配時拉緊螺栓的預緊力、搬手上的力矩、拉緊螺栓應力及螺母轉(zhuǎn)角：</p><p><b>　　1）預緊力：</b></p><p&

97、gt;　　式中：K 安全系數(shù)，K＝1.0～1.4，取K＝1.1；</p><p>　　1 ?拉緊螺栓的柔度系數(shù)，； </p><p>　　?2 ?中段的柔度系數(shù)，；</p><p>　　l1 ??拉緊螺栓的有效長度（132.1cm）；</p><p>　　l ??拉緊螺栓和中段組的平均長度，l＝(l1＋l2)/2；</p>

98、<p>　　l2 ?中段組的有效長度（94.5cm）；</p><p>　　E1 ?拉緊螺栓材料的彈性模量（2.1×106kg/cm2）；</p><p>　　E2 ?中段材料的彈性模量（2.02×106kg/cm2）；</p><p>　　A1?拉緊螺栓斷面面積</p><p><b>　　A2 中段

99、斷面面積</b></p><p><b>　　預緊力： </b></p><p><b>　　2）搬手上的力矩：</b></p><p><b>　　（5-1）</b></p><p>　　式中：k 螺母墊圈表面情況系數(shù)，取k＝0.2；</p>&l

100、t;p>　　d 拉緊螺栓螺母的直徑（4.8cm）。</p><p><b>　　3）拉緊螺栓應力：</b></p><p>　　裝配時拉緊螺栓上的拉應力：</p><p>　　裝配時拉緊螺栓上的扭矩：</p><p>　　式中：dm 拉緊螺栓螺紋中徑，dm＝46.051mm＝4.6051cm；</p>

101、;<p>　　t 螺距，t＝2mm＝0.2cm；</p><p>　　f 螺紋摩擦系數(shù)，取f＝0.3。</p><p>　　扭矩在拉緊螺栓中引起的切應力：</p><p>　　拉緊螺栓中的當量應力：</p><p>　　拉緊螺栓材料為45鋼，?s＝3000，安全系數(shù)：</p><p><b>

102、;　　，安全。</b></p><p>　　4）裝配時螺母的轉(zhuǎn)角：</p><p>　　5.3.2螺母的強度計算：</p><p>　　由于是標準螺母，只要螺栓滿足了強度要求，就可以不進行螺母的強度校核。</p><p>　　5.3.3 拉緊螺栓法蘭的厚度計算：</p><p>　　拉緊螺栓的法蘭在進水段和

103、出水段各一個，由于兩個法蘭是通過拉緊螺栓聯(lián)接在一起，作用在其上的力是拉緊螺栓的總拉力。</p><p>　　拉緊螺栓法蘭的厚度：</p><p><b>　?。?-2）</b></p><p>　　式中：F 拉緊螺栓總拉力，162108kg；</p><p>　　D1 拉緊螺栓孔中心直徑，550cm；</p&g

104、t;<p>　　Dm 密封墊平均直徑，43.7 cm；</p><p>　　[6] 出水段材料的許用彎曲應力，對于QT500-7， [6]＝5000/5＝1000kg/cm2。</p><p>　　實際進水段拉緊螺栓法蘭厚度為15cm，出水段拉緊螺栓法蘭厚度為17.5cm，可見拉緊螺栓法蘭厚度足夠，因此是安全的。</p><p>　　5.4 軸的強度

105、計算</p><p>　　(1)取級數(shù)最多時的軸校核，軸的受力情況如圖5－1所示，圖6－1中各代號的數(shù)值見表5－1。</p><p>　　圖5－1 軸的受力圖</p><p><b>　　1)校核強度：</b></p><p>　　求支點A的支反力RA：</p><p>　　多級泵在兩支承中間

106、處的彎矩最大，取第6個葉輪處，彎矩為：</p><p><b>　　當量彎矩Mdx為：</b></p><p>　　式中：M 彎矩（－5720kg?cm）；</p><p>　　@ 考慮到彎曲應力和扭轉(zhuǎn)應力情況差異的校正系數(shù)，對離心泵的軸，</p><p>　　?@0.57～0.61，取?＝0.61；</p>

107、;<p>　　Mt 計算斷面的扭矩（2266N?m≈23122.4kg?cm）；</p><p><b>　　彎曲應力?6b：</b></p><p>　　對40Cr：[6b]＝850 kg/cm2</p><p>　　?b< [6b]，軸的強度足夠。</p><p><b>　　2)校核

108、剛度：</b></p><p><b>　　計算軸的細長比：</b></p><p>　　細長比滿足對多級泵的要求：≥0.035～0.04</p><p>　　故泵軸是可以采用的。</p><p>　　5.5 軸的臨界轉(zhuǎn)速計算</p><p>　　采用行業(yè)中常用的經(jīng)驗公式估算軸的臨界轉(zhuǎn)

109、速</p><p><b>　　經(jīng)驗公式：</b></p><p><b>　　第一臨界轉(zhuǎn)速：</b></p><p><b>　?。?-3）</b></p><p><b>　　第二臨界轉(zhuǎn)速：</b></p><p><b&

110、gt;　?。?-4）</b></p><p>　　式中：K1— 無階梯軸的第一轉(zhuǎn)速系數(shù)；</p><p>　　K2— 無階梯軸的第二轉(zhuǎn)速系數(shù)；</p><p>　　Q1— 有階梯軸的第一轉(zhuǎn)速修正系數(shù)；</p><p>　　Q2— 有階梯軸的第二轉(zhuǎn)速修正系數(shù)；</p><p>　　E— 軸材料的彈性模量（kg

111、/cm2）；</p><p>　　Jm— 圓盤部分軸斷面的慣性矩（cm4）；</p><p>　　G— 轉(zhuǎn)子的總重量（kg）；</p><p>　　l — 軸承跨距（cm）。</p><p>　　系數(shù)K1、K2可按《葉片泵設計手冊》中圖10－6上給出的曲線，根據(jù)和的數(shù)值查得。</p><p>　　修正系數(shù)Q1、Q2可按

112、《葉片泵設計手冊》中圖10－7上給出的曲線，根據(jù)、和的數(shù)值查得。</p><p>　　其中各符號的意義和單位是：</p><p>　　Jm— 軸徑為dm的軸斷面的慣性矩（cm4），；</p><p>　　Jp— 軸徑為dp的軸斷面的慣性矩（cm4），；</p><p>　　dm— 圓盤部分的軸徑（cm）；</p><p&g

113、t;　　dp— 階梯部分的軸徑（cm）；</p><p>　　GZ— 軸承間的軸重量（kg）；</p><p>　　Gy— 圓盤的總重量（kg）；</p><p>　　l1 — 最外端兩圓盤重心之間的距離（cm）；</p><p>　　l2 — 階梯段軸的平均長度（cm），兩段階梯段長度不相等時，取其平均值；</p><p

114、>　　這兩個經(jīng)驗公式適用于五個以下等重量均布圓盤的兩支點轉(zhuǎn)子，對于多于五個圓盤的轉(zhuǎn)子，可以近似按五個圓盤的曲線進行計算。</p><p>　　在本方案中，軸為近似為等直徑的無階梯軸，故Q1＝1，Q2＝1。</p><p>　　由于本方案級數(shù)為10級，因此對各級的臨界轉(zhuǎn)速分別計算，并列表</p><p><b>　　結 論</b></

115、p><p>　　多級泵是最常用的液體連續(xù)輸送機，廣泛應用于國民經(jīng)濟的各行各業(yè)中。</p><p>　　本設計的內(nèi)容包括：多級泵的歷史、分類、發(fā)展狀況、工作原理、結構、布置方式、及；多級泵的主要定子、轉(zhuǎn)子、軸承和軸封。零部件的常規(guī)設計計算和主要零部件的強度校核，主要包括泵軸的計算和校核；泵體的選用；等等。</p><p>　　本設計以經(jīng)典的基本理論和設計方法為基礎，充分吸

116、收參考書中的基本理論及設計方法；收集了具有代表性的設計用圖和設計用表。</p><p>　　本設計基本上達到了設計目的。通過本次設計，我的知識領域得到進一步擴展，專業(yè)技能得到進一步提高，同時增強了分析和解決工程實際的綜合能力。另外，也培養(yǎng)了自己嚴肅認真的科學態(tài)度和嚴謹求實的工作作風。。</p><p><b>　　感言</b></p><p>

117、　　天下沒有不散的宴席，雖然大四的生活多半時間還是呆在學校里，但是論文致謝語寫就的那一刻也真正標志著我與這所學校就此別離了，沒有傷感，更多的是遺憾，但是總歸不如意事十有八九，過去的不能挽回，人應該大膽向前看，所以這段文字應該像它的標題一樣充滿感恩和致謝，感謝四年來在我的成長道路上扶持過我，指點過我的人。</p><p>　　這篇論文所涉及的議題是和我的指導老師交流后定下的，在前期的實習積累經(jīng)驗，到中期的修改和討論

118、，及最后的反復斟酌，我希望能盡自己最大的努力，寫出一篇具有現(xiàn)實意義的論文。但是在具體實施的過程中，我還是遇到了相當多當初沒有預料的困難，也曾經(jīng)令我迷茫和彷徨，論文最終的定稿，也沒有我當初設想的那么完美，但是總歸是自己盡力完成的著作，和我的每一篇球評一樣都是我心血的累積。</p><p>　　論文得以順利完成，要感謝的人實在太多了。首先要衷心地感謝我的指導老師杜老師，您嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度，開闊的思維，循循善誘的指導一直

119、給我很大的幫助。當我對論文的思路感到迷茫時，您為我理清思路，指導我往一條比較清晰的思路上進行修改。在論文的不斷修改中，我也努力做到及時積極地跟胡老師交流，因為我覺得這樣可以使得我的論文更加完善。在這里還要深深的對您說上一句抱歉，因為我的懶散和懈怠，令您費盡苦心并且?guī)捉?。論文的最終完成，也是一波三折。在不斷完善和修改的過程中，也讓我更加懂得“一分耕耘才有一分收獲”的道理。再次對您表示感謝，師恩偉大，無以回報。</p>&

120、lt;p>　　然后還要感謝所有在大學期間傳授我知識的老師，每一位老師的悉心教導都是我完成這篇論文的基礎。特別是何老師一直以來對我的鼓勵和支持，跟我一起討論我們共同的興趣愛好，并在我陷入困境的時候給予我最中肯的指點，大學里有這兩位恩師的存在讓我少走了很多彎路。何老師，雖然學生沒有能力和膽量去實踐自己心中的夢想，但是您對我的寄語會一直在我的腦海里永存，有理想就有希望，有希望就能看到理想實現(xiàn)的那一天。人生是那么的不確定，學生絕對不會甘于

121、平庸和妥協(xié)。</p><p>　　讓我的生活充滿陽光，讓我每天醒來都感覺渾身充滿力量，這樣一份真摯的感情讓我在面對任何逆境時都有了充足的勇氣和自信，不管遠方的旅途多么的未知，我都會堅定的牽著她一直走過漫漫的人生路程。</p><p>　　最后要感謝的是我的父母和家人，我永遠都不會忘記你們的良苦用心和一如既往的支持與鼓勵。四年來，快樂的事情因為有你們的分享而更快樂，失意的日子因為有你們的關懷

122、能忘卻傷痛，堅強前行。無論我成功與否，你們總以鼓勵的言語告訴我很棒，謝謝你們，我會繼續(xù)努力。</p><p>　　現(xiàn)在的自己已經(jīng)不再是剛進大學時的那個小男生了，四年的磨礪讓我的肩頭多了一份責任和承擔，已經(jīng)踏入社會開始工作的我，面臨的抉擇和困難也非常之多，但是不管前途多么的未知和艱難，我會毫無畏懼地前行，因為身為基督徒的我相信在我身邊必有上帝的指引和幫助，“你不要害怕，因為我與你同在；不要驚惶，因為我是你的神。我必

123、堅固你，我必幫助你，我必用我公義的右手扶持你?！薄妒ソ?jīng)》以賽亞書第41章第十節(jié)作為致謝語的結尾，也是我給予自己最大的勸勉。</p><p>　　參 考 文 獻</p><p>　　[1]離心泵設計基礎》編寫組 編。 離心泵設計基礎（修訂第一版）。 機械工業(yè)出版社，1974年。</p><p>　　[2]查森 編。《葉片泵原理及水力設計》。 江蘇工學院，19

124、87年。</p><p>　　[3]沈陽水泵研究所、中國農(nóng)業(yè)機械化科學研究所 主編。《葉片泵設計手冊》 機械工業(yè)出版社，1983年。</p><p>　　[4]關醒凡 編?！?現(xiàn)代泵技術手冊》 宇航出版社，1995年。</p><p>　　[5]中國泵業(yè)協(xié)會。《 泵專業(yè)標準匯編》1987年。</p><p>　　[6]徐灝 主編?！稒C械

125、設計手冊》機械工業(yè)出版社，1991年。</p><p>　　[7]JB/T1051-93《多級清水離心泵型式與基本參數(shù)》</p><p>　　[8]Design of centrifugal pumpS sed on [1]"" writing group coding. Centrifugal pump design ( Revised Edition ). Mach

126、inery Industry Press,1974.</p><p>　　[9] Chasen. Vane pump and hydraulic design of" principle". Jiangsu Institute of technology,1987.</p><p>　　[10] Shenyang pump Institute, Chinese Acad

127、emy of Agricultural Mechanization Sciences editor. " Vane pump design handbook" Machinery Industry Press,1983.</p><p>　　[11] Guan Xingfan. " Modern technical manual pump" Aerospace Press,