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1、 JIANGSU UNIVERSITY毕业设计说明书题目:LC 立式长轴泵设计学院名称：专业班级：姓 名： 学 号：指导老师：目录一 摘要.1二 概述.1三 设计方案和原理. .2四水力设计和部分零件的强度校核.3第一章 叶轮和结构参数的确定.3第 2 章 空间导叶的水利设计.19第二章 其他零件设计与强度校核.25五 小结.28六 参考文献.29一 摘要LC 立式长轴泵属于离心泵，广泛运用于工业、农业、手工业等领域，其的使用温度一般控制在-20120左右。关键词：空间导叶；水力设计；长轴泵；叶轮。Vertical long-axle pump is a single-stage and si
2、ngle-suction centrifugal pump and be applicable to the station, food of the chemical engineering, petroleum, metallurgy, electricity and make sections, such as medicine and synthetic fiber.etc. to transport temperature at-20 causticities with 120 lie quality or physics, chemistry function similar in
3、 water of lie quality. This time design mainly comes to professor Guan xingfan according to the pass of modern pump design manual carry on structure and water power to design, all diagram papers all adopt CAXA and CAD software to draw.Key words：long-axle pump；hydraulic design.；impeller；Space guide v
4、ane二 概述一 设计内容1设计参数：扬程 H=24m流量 Q=150m/h转速 n=2950r/min2. 结构要求A 结构设计须简单、可靠，稳定，能满足使用要求B 结构设计不拘泥于参考图，要有创新性二 设计思路1调研工作：只有结合优秀企业好的产品，才可以对 LC 立式长轴泵有进一步的认知。2水力设计：由关醒凡的现代泵设计手册对空间导叶和叶轮进行水力设计并且绘制木模图。3画零件图：画空间导叶、叶轮、零件图等时一定要知道材料的强度条件和加工工艺性能。 4. 画装配图：绘制装配图时要参照 LC 立式长轴泵的结构。选择键、联轴器、轴承、轴套等型号并对轴、键进行强度校核。5画其他零件图：绘制非标准零
5、件图。6. 整理设计说明书。三 设计意义1了解 LC 立式长轴泵 的设计过程，知道怎么选择相关参数、参数的意思和其对叶轮外形、效率的影响。2了解材料标准，轴承、键标准和类型。对相关画图软件更加熟悉了，画图越来越快了，也知道了很多画图方法。第三部分 设计方案和原理说明1、参照关醒凡的现代泵设计手册 。2、部分零件的过渡地方都需要使用圆角过渡。3、画木模图时需要使用方格网保角变换法。4、参照 LC 立式长轴泵的结构画其他零件图。5、计算轴和键时要准确,选择恰当得安全系数来确保不过多浪费材料。 四 部分零件的校核和水力设计第一章 叶轮参数的确定与结构方案一、提供设计的数据和要求（1）泵的型号：150
6、LC-24（2）流量：Q=150m/h（3）效率：=80.5%（4）扬程：H=24m（5）转速：n=2950r/min（6）介质的性质：化学性质与水相似并且温度不超过 100的流体（7）对特性曲线的要求：平坦并无驼峰现象二、确定泵的进出口管径1、进口管径 sD确定过程：首先确定 ，再确定 ，选择sVsDsmVs/3133mm标准直径：10，15，20，25，40，50，65，80，100，125，150，200，250，300，400此处选标准直径 mDs1502、出口管径（出口法兰处直径） dD过程：首先参考入口管径的选择，然后依据标准直径进行相应的修改原则：低扬程泵： ；sdD高扬程泵：
7、s；d7.01一般比 低 12 个档次。ds此处选 mDd150三、计算 ，确定水力方案和泵的型号sn确定原则：1、当 时，210snmax当 ，6s2、当双吸 过小时，可考虑用单吸sn反之，可以使用双吸的；3、当单级叶轮 过小时，可考虑用多级；snssvQD/4 反之，当多级 过大时，可考虑减少级数。sn通常卧式泵不会超过 16 级,而立式泵却可以达到数百级。4、 与泵性能曲线形状有关。sn采用单级单吸 =2034365.HQns四、估算泵的效率(1) 水力效率LC 立式长轴泵的水力效率可以参考类似型号的泵进行选择0.8653/lg085.1nQh(2) 机械效率 0.969%107.6sm
8、n考虑填料和轴承的摩擦损失，取 0.949m(3) 容积效率:计算容积效率可以使用如下公式：0.981%1068.13/2svn所以泵的总效率：80.5%hmv因为 LC 立式长轴泵的表面粗糙度的存在，所以可以减小圆盘摩擦损失来增加泵的效率，因此 80.5%是可以实现的。五、功率计算及原动机选型1.轴功率 P 的确定12.2kw（取 ）10gQH102.计算配套功率 gPKtg其中由电动机带动（原动机） 52.1K1t=15.25kwPKtg综上，所以选择电机 P=18.5Kw。3.最小轴径 的确定mind由于多种力作用于轴，因此轴径的选择方案如下：1）参考扭矩来选择最小的轴径 ，其中 是扭矩
9、（Nm）32.0nMdn式中：扭距 ； 为计算功率（kw） ，)*(15.93mNnPMn KPK 为工况变化系数：K=1.11.2， 为轴材料的许用切应力，单位：Pa（ ） ，对于 45钢，2/(441 539) (Pa)5102）由于对临界转速与刚度的影响因素有很多，所以需要对轴径进行合适的放大取整得 mind3）先设计好转子部件之后，然后再对轴的刚度、临界转速及强度适当校核；此处选用 45钢，取 ；)(1045Pa取 K1.2，则 ；kwKP6.计算扭矩 nM=47.4Nm （ =1.2*P）cn950cP计算轴径 d17.5mm32.0nM适当放大轴径，取 20mm六、确定叶轮的主要尺
10、寸1. 叶轮进口直径 的确定0D主要考虑效率 .4530k兼顾效率和汽蚀 .0主要考虑汽蚀 5.0k兼顾考虑汽蚀和效率 取 .40 108.8mm （叶轮进口当量直径）30nQKD取叶轮进口直径=108mm2. 叶轮出口直径 的确定2由叶轮出口速度三角形22nmv把 表示成 （ ）的函数，由基本方程式2v2DuhugHv2可以推算出 的计算公式并且求出具体的值：2D32HQKD6.56-6.74212)0(6.95.(sn159-16332nQKD取 m15923.叶轮出口宽度 b 2 的确定32nQKb1.155-1.263652)10(7.64.(sb27.92-30.53mm32nQKb
11、 取 mb3124. 叶片数 z 的确定叶片数 Z 对性能的影响：如果 Z 减小，那么流体的稳定性就会减小。反之，Z，排挤和表面摩擦。可通过计算得到：2sin5.612rZ在理论设计时，可以选取 Z57，同时也要考虑到包角 得大小；Z 小时，可加大 ；此处，计算后考虑包角，取 Z6。叶片数 z 取 65. 叶片出口安放角 2 的确定对于离心泵，直接选择 。 ：1840，2考虑如下因素：1）低 泵，应适应 ，以sn22D2）如果 增大 ， 并且 Q 相同， 增加,那么压水室的水力损失就会增大,22vLC 立式长轴泵的性能就会有最大值。3） ， ，流道扩散（ w1/w2 ），损失2w4）对中、低比
12、转速的 LC 立式长轴泵，如果轴线和叶轮出口边平行，那么各个流线就可以选择相同的 2对高比转速、有空间导叶的 LC 立式长轴泵，因为出口边倾斜，所以为了让各个流线 H 相同，因此 小的一侧， 取大值，且按 vur=const 计算2D2 这里可以选择 30，之后再进行相应的修改。26. 精算叶轮外径 2D由基本方程式： gvuHT12由出口速度三角形 22tvmu所以整理后得： TmgHtvtg222)(由 可以求得 2unuD260通常离心泵选取合适的 来准确计算 。22第一次计算：)(1)2(1222 utmmvgHtvtgvusbDQvvm/09.322Hht7.0.73830sin61
13、sin12z23.14m/s2u150mm2D第二次计算：将 代入mD1502)(1)2(1222 utmvgHtvtgvu3.28m/s22bDQvvmHht7.0.73830sin61sin21=23.41m/s)()(1222 utmmvgHtvtgvunD156022152mm 与 159mm 相差不大，最终取 mD1592七、叶轮的绘型1. 叶轮轴面投影图的绘制在画低比转速泵的叶轮轴面投影图时，需要考虑如下情况：在轴面投影图上，在叶轮出口部分的是前后盖板内表面的投影，低比转速的泵的叶轮中均是直线。为了保证圆柱形叶片入口冲角不会过大以及增加叶轮的水力效率，因此这两条直线需要对称分布。泵
14、的叶轮流道应该宽一点，这样有利于降低叶轮的流速，减小水力损失，并且也有利于加大叶轮的抗气蚀性能。确保有少许气泡后泵的外形不会变化剧烈。前盖板用一段圆弧连接两条直线，并且圆弧要分别和两条直线都相切。后盖板的流线下面的一半也可以用一段圆弧组成，并且圆弧不仅要和和 1/2 的水平线相切，也要直线都相切。此外，其比值通常保持在 1.22 左右。轴面液流过水断面如下图所示：2. 检验轴面流道过水断面的变化情况流道面积如果变化得没有规律，就可能产生局部涡流。检查步骤如下：（1） 在轴面投影图的流道里需要绘制 8 到 10 个内切圆，如果内切圆的数量越少，检验精确度就会越低。用光滑的曲线将所有内切圆的圆心连起来就是叶轮的流道中心线
