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1、湖南長(zhǎng)一泵業(yè)公司最大的節(jié)能水泵專(zhuān)家 目 錄 1 設(shè)計(jì)參數(shù)…………………………………………………………………………2 1.1 性能參數(shù)………………………………………………………………………2 1.2 設(shè)計(jì)要求………………………………………………………………………2 1.3 設(shè)計(jì)成果………………………………………………………………………2 2 結(jié)構(gòu)方案的設(shè)計(jì)…………………………………………………………………2 2.1 確定泵比轉(zhuǎn)速…………………………………………………………………2 2.2 確定泵進(jìn)、出口直徑…………………………………………………………3 2.3

2、 確定效率和功率以及電動(dòng)機(jī)的選擇…………………………………………3 2.4 聯(lián)軸器處軸徑的初步確定及軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)…………………………………4 3 葉輪的水力設(shè)計(jì)…………………………………………………………………5 3.1 葉輪進(jìn)口直徑D0的確定………………………………………………………5 3.2 確定葉片入口邊直徑………………………………………………………5 3.3 確定葉片入口處絕對(duì)速度和入口寬度…………………………………5 3.4 確定葉片入口處圓周速度…………………………………………………6 3.5 確定葉片數(shù)Z ……………………………………………………………

3、……6 3.6 確定葉片入口軸面速度和入口安放角………………………………6 3.7 確定葉片出口安放角和葉輪外徑 ……………………………………6 3.8 確定葉片厚度………………………………………………………………6 3.9 計(jì)算排擠系數(shù)………………………………………………………………6 3.10 確定葉片包角……………………………………………………………7 3.11 確定葉片出口寬度………………………………………………………7 3.12 計(jì)算有限葉片時(shí)，液體出口絕對(duì)速度以及與的夾角…………7 3.13 葉輪的軸面投影圖以及葉片的繪型 …………………………………

4、……8 4 壓水室的設(shè)計(jì)……………………………………………………………………8 4.1 基圓直徑的確定……………………………………………………………8 4.2 壓水室的進(jìn)口寬度……………………………………………………………9 4.3 隔舌安放角…………………………………………………………………9 4.4 泵舌安放角…………………………………………………………………9 4.5 斷面面積F ……………………………………………………………………9 4.6 當(dāng)量擴(kuò)散角……………………………………………………………………9 4.7 各斷面形狀的確定………………………………

5、……………………………9 5 參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………………10 1 設(shè)計(jì)參數(shù) 1.1 性能參數(shù) 流量Q=100，揚(yáng)程H=35 m ，轉(zhuǎn)速n=2980。 1.2 設(shè)計(jì)要求 泵使用條件：用于工業(yè)或農(nóng)業(yè)給排水。溫度：-20℃～80℃，允許進(jìn)口壓力為0.6MPa 要求: 用速度系數(shù)法設(shè)計(jì)葉輪，并用合適的方法設(shè)計(jì)其它過(guò)水流道。 1.3 設(shè)計(jì)成果 1）計(jì)算書(shū)一份 2）圖紙 （1）水力畫(huà)法圖（包括葉輪、吸水室及壓水室）. （2）葉輪零件圖. （3）泵體零件圖 (進(jìn)口為水平方向、出口為垂直方向) . 2 結(jié)構(gòu)方案的設(shè)計(jì)

6、2.1 確定泵比轉(zhuǎn)速的 確定比轉(zhuǎn)數(shù)時(shí)應(yīng)考慮下列因素： (1) ns=120~210泵的效率最高，ns<60的效率顯著下降； (2)采用單吸葉輪ns過(guò)大時(shí)可考慮采用雙吸式，反之，采用雙吸 ns過(guò)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， ns越大。 比轉(zhuǎn)速由以下公式算得： ==126 2.2 確定泵進(jìn)、出口直徑 進(jìn)口直徑由合理的進(jìn)口流速vs確定。泵的進(jìn)口流速一般為 不超過(guò)5 m/s，最常用的流速為3 m/s，從制造經(jīng)濟(jì)性考慮，大型泵的流速取大些，以減 小泵的體積；從提高抗汽蝕性能考慮，應(yīng)取較大的進(jìn)口直徑， 以減小流速。 進(jìn)口流速按=3.53

7、m/s計(jì)算， 泵進(jìn)口直徑== =100mm 對(duì)于低壓小流量泵，取泵出口直徑100mm 2.3 確定效率和功率以及電動(dòng)機(jī)的選擇 1）估算容積效率： ===0.96 2）估算機(jī)械效率： 3) 總效率：查《泵產(chǎn)品設(shè)計(jì)規(guī)程》圖1-1-11得總效率 4）估算水力效率： 軸功率： 配套電機(jī)功率 選用電機(jī)查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表12-1，選用Y160L-2 電動(dòng)機(jī). 其參數(shù)為同步轉(zhuǎn)速3000r/min 滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速n=2930r/min ，額定功率P=18.5Kw ，質(zhì)量147kg。 2.4 聯(lián)軸器處軸徑的初步確定及軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1）軸徑計(jì)算 泵軸的直徑應(yīng)按其承受的

8、外載荷（拉、壓、彎、扭）和剛度及臨界轉(zhuǎn)速條件確定。因?yàn)榕ぞ厥潜幂S最主要的載荷，所以在開(kāi)始設(shè)計(jì)時(shí)，可按扭矩確定泵軸的最小直徑（通常是聯(lián)軸器處的軸徑）。 扭矩 泵軸選用35 Q275，正火處理,查表[]=，取 最小軸徑： 選 輸出軸的最小直徑顯然是安裝半聯(lián)軸器的直徑段。為了使所選軸的最小直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故同時(shí)選取聯(lián)軸器的型號(hào)。查手冊(cè)，選用LT3型彈性套柱銷(xiāo)聯(lián)軸器。半聯(lián)軸器的孔徑；半聯(lián)軸器的長(zhǎng)度L=42mm，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度L1=30mm。 2） 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1）擬定軸上零件的裝配方案。 考慮軸上零件的固定和定位，以及裝配順序，選用下圖裝配方案：

9、2）根據(jù)軸上定位要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 (1) 為了滿(mǎn)足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，故d2=25mm。為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故L1=70mm。 (2) 初步選擇滾動(dòng)軸承。根據(jù)工作要求，選用深溝球軸承。參照工作要求并根據(jù)d2，確定選用6005型軸承。L2=30mm。 (3) 根據(jù)安裝要求，d3=35mm，L3=120mm；。 (4) d4=d2=25mm，L4=50mm。 （5）d5=20mm，L5=100mm 3、水力設(shè)計(jì)（速度系數(shù)法） 3.1 葉輪進(jìn)口直徑D0的確定 1)求 ,查《泵產(chǎn)品設(shè)計(jì)規(guī)程》圖1-1-15得=0.20 2）求

10、通過(guò)葉輪的流量 3）求葉輪進(jìn)口直徑 3.2確定葉片入口邊直徑 一般按確定：=100200 取==0.0838m 3.3確定葉片入口處絕對(duì)速度和入口寬度 取==5.24 ， ， 為提高氣蝕性能可適當(dāng)增大，取=0.03m,經(jīng)驗(yàn)表明，葉片入口過(guò)流斷面積和葉輪入口面積之比，在下列范圍內(nèi)較好： 合適。 3.4確定葉片入口處圓周速度 3.5確定葉片數(shù)Z 對(duì)=126（60250） Z=6 3.6確定葉片入口軸面速度和入口安放角 = 取=1.3 ， 則==6.812 設(shè)進(jìn)口無(wú)旋，則液流角

11、為： 求得= 取葉片入口安放角為： 3.7確定葉片出口安放角和葉輪外徑 一般取 ，高 取小值，低取大值，通常取 在這里取 ，由圖1-1-15取=1.00 。 3.8確定葉片厚度 葉片厚度S可按下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算： ， 材料為鑄鐵。 3.9計(jì)算排擠系數(shù) 葉片圓周厚度和節(jié)距 此處計(jì)算的與假設(shè)的相符，不需要重算。 3.10確定葉片包角 對(duì)=的泵，一般取 ，低取大值，取 3.11確定葉片出口寬度 由圖1-1-15取 ，葉輪出口軸面速度為： 葉片出口圓周厚度： 葉輪出口寬度：

12、3.12計(jì)算有限葉片時(shí)，液體出口絕對(duì)速度以及與的夾角： 式中：（）+（經(jīng)驗(yàn)系數(shù)）取 3.13 葉輪的軸面投影圖以及葉片的繪型 4 壓水室的設(shè)計(jì) 壓水室是指葉輪出口到泵出口法蘭（對(duì)節(jié)段式多級(jí)泵是到次級(jí)葉輪出口前，對(duì)水平中開(kāi)水泵則是到過(guò)渡流道之前）的過(guò)渡部分。設(shè)計(jì)壓水室的原則： 1、水力損失最小，并保證液體在壓水室中的流動(dòng)是軸對(duì)稱(chēng)的,以保證葉輪中的流動(dòng)穩(wěn)定； 2、在能量轉(zhuǎn)換過(guò)程中，軸對(duì)稱(chēng)流動(dòng)不被破壞； 3、消除葉輪的出口速度環(huán)量，即進(jìn)入第二級(jí)葉輪之前，速度環(huán)量等于0。 4、設(shè)計(jì)工況，流入液體無(wú)撞擊損失。 5、因流出葉輪的流體速度越大，壓出室的損失h

13、f越大，對(duì)低ns尤甚，因此對(duì)低ns泵，加大過(guò)流面積，減小損失hf。 4.1 基圓直徑的確定 ，取 4.2 壓水室的進(jìn)口寬度 （取C=10mm） 4.3 隔舌安放角 == 4.4泵舌安放角 查手冊(cè)，取 4.5 斷面面積F 采用速度系數(shù)法，查得 ，壓水室中液流速度： 第8斷面的面積： 其他各斷面面積： 4.6 當(dāng)量擴(kuò)散角 擴(kuò)散角常用范圍為，取 4.7各斷面形狀的確定 確定角： 一般，取 求A、B值: 求斷面高H及半徑R（8個(gè)斷面分別求） 參考文獻(xiàn) [1]李香桂等，泵產(chǎn)品設(shè)計(jì)規(guī)程第一冊(cè) [2]吳宗澤、羅圣國(guó)，機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)，高等教育出版社 [3]關(guān)醒凡，現(xiàn)代泵技術(shù)手冊(cè).宇航出版社 [4]張克危，流體機(jī)械原理，機(jī)械工業(yè)出版社 [5]斯捷潘洛夫（蘇），離心泵與軸流泵，機(jī)械工業(yè)出版社 第 10 頁(yè)