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1、700HLB-17 型立式斜流泵设计计算说明书目录一、水力计算 11、水力模型换算 12、轴向推力计算 3二、零件强度计算 51、轴的强度计算 52、筒体壁厚计算 73、调整盘的强度计算 84、联接卡环的强度计算 85、叶轮螺母的强度计算 96、键的强度计算 107、基础载荷计算 118、刚性联轴器联接螺栓计算 119、泵轴临界转速计算 12一、水力计算1、水力模型换算1.1 确定性能参数根据要求， 700HLB-17 型循环水泵设计参数为：流量Q 二 0.95 m3 ：s,扬程H 二 17m,转速n 二 980rpm。1.2 选择水力模型1734365辽二 3&X 980丽5 二 416.4
2、32H 34耳78.54%，最m max根据n二416.432，选择ns420型泵为模型泵，n二1480rpm，sm高效率点处的n二386.102。1.3 相似工况点的确定(3.65nmI n丿)4；3Q 2/3 二m丫365 X1480、43 Q23 二 30.48Q23mm416.432 丿M 即为所求工况点。作等比转数曲线，其与ns420模型泵的H - Q曲线交于点M,M 点的参数为：Q 二 292.391/ s，H 二 13.427m，耳 二 78.0%。mmm1.4 计算放大系数Q n i 0.951480. 6993=3 m = 3X = 1.69933, Qn 10.29239
3、980mn 万 _ 1480 i 17_ 1 6993n H 98013.427m实取九1.7。1.5确定性能换算关系（九按1.6993 ）(n )2L “c 980 )H九H1.6993 x1 n丿m(1480丿2H 1.2661HmmnQ 九3 Q 1.69933 X nmmm兰0 Q 3.2492Q1480mmPa = 9.81QHn耳二 1 -(1-nm九丿二 1 - 0.8994(1 -n)m1.6 列表计算Q (m3/s)m00.082930.104070.130920.176920.207400.23303Q (m3/s)00.2690.3390.4250.5750.6740.7
4、57H (m)m22.1122.5821.8220.9119.5718.3117.26H (m)27.9928.5927.6326.4724.7823.1821.85n (%)m040.1347.5856.8366.8272.3176.35n (%)046.1552.8561.1770.1675.1078.73Pa (kW)168.4179.1185.8205.2210.2212.3Q (m3/s)m0.249420.265280.278860.291600.303720.320830.33288Q (m3/s)0.8100.8620.9060.9470.9871.0421.082H (m)m
5、16.3815.2914.3913.4912.4610.728.83H (m)20.7419.3618.2217.0815.7813.5711.18n (%)m77.4478.0378.5478.0577.0772.8966.34n (%)79.7180.2480.7080.2579.3875.6269.73Pa (kW)213.0210.1206.7203.7198.3188.9175.31.7绘制性能曲线200100N(kW)T3003/s)2、轴向推力计算水泵的轴向推力由两部分组成：转子部件总重量 W 和作用在叶轮上的轴向水推力 rF 。所有轴向力均由电机承受。12.1计算转子部件重量W
6、r设叶轮重W、轴重W、联轴器部件重W、轴上其它零件重W，则1 2 3 4W = W + W + W + W = 95 + 470 + 200 + 25 = 790（kg） r12342.2 计算轴向水推力 F1方法一（采用经验公式）：叶轮型式为不设置平衡孔的半开式叶轮轴向水推力F计算经验公式：1F = 2兀rd KHy （ kgf）1 1 1式中：r 圆心在叶片进口边上，并与叶轮轮毂相切的圆心半径（0.136m）1d 上述切圆的直径（0.159m）1H叶轮的扬程（17m）1Y海水的重度（按1030kg/m3）K 轴向力系数，与比转数有关，其值查图（叶片泵设计手册）P334）, K二1.15F
7、= 2兀 x 0.136 x 0.159 x 1.15 x 17 x 1030 = 2736（kgf）从性能曲线中可知，最高扬程为H二29m，则最大轴向水推力F二4667kgfmax1 max方法二（现代泵技术手册）：计算数据：流量Q 二 0.95m3；s，扬程H = 17m，转速n = 980rpm，介质密度 p 二 1030kg m3叶轮最大半径R = 0.27715m，叶轮后盖板半径R = 0.22m，2 2 h叶轮轮毂半径R = 0.0487m，叶轮进口最小半径R = 0.05949mh1h水力效率 h =1 + 0.083叫Q =1 + 0.0835叫需=0-9161叶轮理论扬程Ht
8、17=18.56(m) 耳 0.9161h叶轮当量外径 D2：55422+ 时二 0.4977(m)叶轮出口圆周速度u =2诚 980 “ x 04977 二 25.54(m，s)2 6060h gH 1 t(=18.56 xI 2u f 丿V2x 25.542 丿9.81 x 18.56、1叶轮势扬程H = Hpt二 15.97( m)叶轮旋转角速度o =晋=曽=1026(宀)= 6.277152 0.222 )x兀 x 1030x 9.81x 15.97 = 14403(N)A = R 2 R2322 h60A = R 2 R 212h h竺 0 2 R 2p 16g 2hh= 6.222
9、 0.04872)x兀 x 1030x9.81 x 15.97 102.62 6.222 - 0.0487216 x 9.81二 18823( N)A =(R R 爲gH22 h 1hpR + -(R R1h32 h1h3(0-22 - 05949)=(0.22 0.05949) x兀x 1030x9.81 x 15.97xl 0.05949 + -二13548( N)F = A + A A = 14403 +18823 13548 = 19678( N) = 2006kgf 1312综合方法一和方法二，取轴向水推力 F = 2736kgf最大轴向水推力F= 4667kgf1max2.3 计算
10、总轴向推力 F设计点轴向推力 F = F + W = 2736 + 790 = 3526(kgf)1r最大轴向推力 F 二 F + W 二 4667 + 790 二 5457（kgf）max1 maxr二、零件强度计算1、轴的强度计算1.1 最小轴径的选取1.1.1轴所受的最大扭矩T值计算公式:T = 9549(N - m)n式中： Pe泵配套电机额定功率，P二250kWe泵转速，n = 980r /min250T 二 9549 x二 2436(N - m)二 24857kg .cm9801.1.2最小轴径d 的计算公式:mindmin式中：b 材料的许用切应力，轴材质为lCrl3，取t =
11、500（kg/cm2）d = / 24857 = 6.29(cm) min 弋 0.2 X 500实取最小轴径d = 74.2mm （装叶轮处的砂轮越程槽）。min1.2轴的强度校核轴受扭矩和轴向力作用，轴的强度校核需计算两个作用力的合成剪应力t和转矩变 动应力Tr值，t和Tr的合成值在规定的范围内即可。1.2.1合成剪应力t的计算公式：ir )2I F+ 41冗冗1 d 2d 3K 4丿(16丿2式中：F = KF （N）F 泵轴向推力，F 二 9.81 X5457 二 53533(N)K 压力波动引起轴向推力的波动系数，一般取K = 1.0711T = KT(N)2T 轴所受最大转矩，T二
12、2436N mK 配带动力产生的转矩变化，对电动机K = 1.0422d最小轴径，d = 0.0742mminF二 1.07 x 53533 二 57280(N)T二 1.04 x 2436 二 2533(N m)( 2533兀 x 0.07423116=32.27( MPa)I 57280J兀_x0.07422K 4丿1.2.2转矩变动应力十的确定：对立式斜流泵，泵的转矩变动一般在正常运行时的 10%以下，考虑一定余量，取变动应力为：t，二 0.25t (MPa)则 t 二 0.25 x 32.27 二 8.07(MPa)80T w(MPa)、*、p1020 305040302010合成剪应力TT m(MPa)7060,力应动变矩转n1 M一L/一 48 -一 64 -以T为横坐标、十为纵坐标的点落在轴运行时应力使用界限范围以内（轴材为 1Cr13 钢），故轴的强度符合要求。1.3 轴端部分强度校核N 断面剪切应力：S = Kdh = k x 4.8 x 1.6 = 24. l(cm2)NT N = F
