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1、目录第一章 绪论31.1 泵的用途31.2 泵的分类31.3 离心泵主要部件4 第二章 结构方案的确定52.1 确定泵比转速52.2确定泵进、出口直径52.3 确定效率和功率以及电动机的选择52.4 联轴器处轴径的初步确定及轴的结构设计6 第三章 叶轮的水力设计 73.1 叶轮进口直径D0的确定 73.2 确定叶片入口边直径D813.3确定叶片入口处绝对速度V和入口宽度b 8113.4 确定叶片入口处圆周速度U 183.5 确定叶片数 Z 93.6 确定叶片入口轴面速度V 和入口安放角0 9m113.7 确定叶片出口安放角0和叶轮外径D 9223.8确定叶片厚度S 93.9计算排挤系数e 19
2、3.113.123.131011123.10确定叶片包角申10确定叶片出口宽度 2计算有限叶片时，液体出口绝对速度v2以及v2与u2的夹角 2叶轮的轴面投影图以 第四章 压水室的设计 124.1基圆直径马的确定134.2 压水室的进口宽度134.3 隔舌安放角a 3 134.4 泵舌安放角0 134.5 断面面积 F 134.6 当量扩散角144.7 各断面形状的确定14 计算数据汇总 16 结束语 17 参考文献 18第一章 绪论1.1 泵用途农业灌溉和排涝，城市给水排水；动力工业中锅炉给水泵、强制循环泵、循 环水泵、冷凝泵、灰渣泵、疏水泵、燃油泵等；采矿工业的矿山排水泵、水砂充 填泵；石油
3、工业中泥浆泵、注水泵、深井才有泵、输油泵、石油炼制泵等；化学 工业中耐腐蚀泵、比例泵、计量泵。1.2泵的分类泵：通常把提升液体、输送液体和使液体增加压力的机器统称为泵。（1）叶片泵：利用叶片和液体相互作用来输送液体，如离心泵、混流泵、 轴流泵、旋涡泵等。（2）容积泵：利用工作容积周期性变化来输送液体，如活塞泵、柱塞泵、 隔膜泵、齿轮泵、螺杆泵等。（3）其它类型泵：只改变液体位能的泵，如水车；或利用流体能量来输送 液体的泵，如射流泵、水锤泵等。流量在520000 m3 / h ，扬程在82800 m 范围内使用离心泵比较合适。优点：效率高、体积小、重量轻、转速高、流量大、结构简单、性能平稳、 容
4、易操作和维修等。缺点：启动前需要灌泵、液体粘度对泵性能有较大影响，如下图 1-1 所示。图 1-1 离心泵输送清水的粘度极限1.3 离心泵主要部件!叶轮:将原动机能量传递给液体的零件；一般前盖板、后盖板、叶片轮毂组成；分为闭 式、半开式和开式叶轮（很少用）。吸入室使液体以最小损失均匀进入叶轮；锥形、圆环形、半螺旋形吸入式。压出室以最小损失将叶轮中流出的液体收集，均匀的引至吐出口或次级叶轮，顺便将 一部分动能变为压能；螺旋形、环形、径向导叶、流道式导叶和扭曲叶片式导叶。密封环1为减少高压区液体向低压区流动。泵体和叶轮上分别安装了两个密封环一泵 体密封环和叶轮密封环。I轴封机构1泵轴伸出泵体处，旋
5、转泵轴和固定泵体之间有轴封机构，减少压力液体流出 泵外和防止空气进入泵内；有骨架橡胶密封、填料密封、机械密封和浮动环密封。I轴向力平衡机构1作用在转子上的力不平衡产生了轴向力，单级泵用平衡孔或平衡管， 多级泵采用平衡盘或平衡鼓。离心泵还有泵轴、中段、轴承体、托架、支架、联轴器等主要零部件r图 1-2 离心泵的叶轮第二章 结构方案确定2.1 确定比转数计算泵的比转数ns，确定泵的结构方案。公式为(101)3.65n、：Qn =s H 3/4式中 Q单吸叶轮泵的流量，m3/sH单级叶轮泵的扬程，m。则：365x2900x 卩50360。n =s603 4=100.2242.2 确定泵进、出口直径,
6、4Q兀v$泵的进出口直径。吸入口直径D由进口流速v （经济流速）决定,S$初选 v = 235 m/s 试选 v = 3.0 m/s$ $八；4x150/3600D =，-贝 ys 3.1415 x 3.0=132983 mm按标准取 D = 135 mms而出口直径Dt按经验公式Dt=（0.71.0） D确定。 tts对于低压小流量泵，取泵出口直径，则取D = D =135 mm ts23 确定效率和功率以及电动机的选择1）估算容积效率：11 + 0.68n 2311 + 0.68 x 100.2242 3=0.942）估算机械效率：1耳二m 1 + 820 n 2s11 + 820 100
7、.2242二 0.933）总效率：耳二0.774）估算水力效率：0.77= 0.93 x 0.94 =0,88轴功率：p =QHa i000n9.8 x103 x150x 60 =31.818 kw1000 x 0.77 x 3600配套电机功率P 二 KP =1.2x 31.818=38.182 kw ca选用电动机查机械设计课程设计附表9-1,选用Y225M-2型电动机。其参数为同步转数为3 0 0 0 r/min ，满载转数为2 9 70 r/min,额定功率为45 kw。错误!未找到引用源。2.4 联轴器处轴径的初步确定及轴的结构设计1）轴径的确定泵轴的直径应按其承受的外载荷（拉、压、
8、弯、扭）和刚度及临界转速条件确定。因为扭矩是泵轴最主要的载荷，所以在开始设计时，可按扭矩确定泵轴的最小直径（通常是联轴器处的轴径）。扭矩M =97360Pc97360x38182 =1281.862 kg- cm2900泵轴选用35 Q275 ,正火处理，查表错误！未找到引用 源。=（400500）kg / cm2，取工=450kg / cm2错误!未找到引用源。最小轴径：d 二minM环0.2 口1281.862=3 =24.24 mm3 0.2 x 4502）轴的结构设计考虑轴上零件的固定和定位，以及装配顺序，选用下图装配方案：图 1-3 轴上零件装备图第三章 水利设计（速度系数法）3.1
9、叶轮进口直径D0的确定1）求 V0V二K v2gH，查泵产品设计规程图1-1-15得K =0.200V0V0V = 0.2 2 x 9.8 x 60 = 6.859 m/s 02）求通过叶轮的流量Q0.94X3600 = 0-047 m3/s3）求叶轮进口直径D0：4Q :市 1 0:4 x 0.047V 3.1415 x 6.859=93.407 mm3.2确定叶片入口边直径d1D 一般按 n 确定：n =100“ 200取 D = D =93.407 mm1 s s 1 03.3确定叶片入口处绝对速度v和入口宽度b11取 V = V =6.859 m / s10Q“ DV113.1415
10、x 0.093 x 6.859 =23.454 mm为提高气蚀性能可适当增大牛，取b1 =30 mm，经验表明，叶片入口过流断面积和叶轮入口面积之比，在下列范围内较好：1.1 V 兀 D1b1 V 2.54兀DbI兀D 2043.1415 x 0.093 x 0.0233.1415 x 0.0932=1.012合适。3.4确定叶片入口处圆周速度u兀D nu = i1 60 3.1415x0.093x2900=14.121 m/s603.5确定叶片数Z对n =100 (60250)Z=6s3.6确定叶片入口轴面速度v和入口安放角0m11V =e V 取8 =1.3 ,贝y V 二 1.3X 6.
11、859 二 8.917 m/s m11 1 1m1设进口无旋，贝液流角 01为：V 8.917tan 0 = mi =解得 0 = 32.27i u 14.121i1取叶片入口安放角为：01= 333.7确定叶片出口安放角0和叶轮外径D2230。一般取0 = 16。40。，高n 取小值，低n取大值，通常取0 =2 s s 2 在这里取0 = 30。，由图1-1-15取K =1.00。2u 2u = K、：2gH = 1.002x 9.8 x 60 =34.293 m/s2u60u兀n60 x 34.2933.1415 x 2900=225.851 mm3.8确定叶片厚度s叶片厚度S可按下列经验
12、公式计算：S = KD+1 = 5X0.226X60 +1 = 5 mm， 材料为铸铁。 2i z 63. 9计算排挤系数81叶片圆周厚度5和节距t11S55 = 二 =9 mm1 sin 卩sin 331兀 D3.1415 x 93.047t 二 1 二二 48.718 mm1zt兀D8 二 1 *匕1 t -5_ Sz11 兀 D-1 sin 卩148.718x=1.348718 - 9 3.1415 x 0.093 - 05 5 6sin 333.1415x0.093此处计算的81与假设的81相符，不需要重算。3.10确定叶片包角申对n = 60 220的泵，一般取申=75 150。，低n取大值，取申=135 ss3.11确定叶片出口宽度b2由图1-1-15取K = 0.14，叶轮出口轴面速度为:Vm2V = K m2Vm2叶片出口圆周厚度：2gH = 0.14心2x9.8x60 =4. 801 m/sS55 =10 mm2 sin 卩 sin 302叶轮出口宽度b2：=彳0047、=15.061 mm(3.1415 x 0.226 6 x 0.01丿x 4.8013.12计算有限叶片时，液体出口绝对速度v2以及v2与u 2的夹 角：a ；V umu2 2 tan2= 34.2934,801 =25.977 m/stan30式
