600S-75型雙吸單級離心泵設(shè)計說明書

1、word文檔下載后可任意復(fù)制編輯600S-75型雙吸單級離心泵設(shè)計摘要：本文主要介紹了 600S-75型雙吸單級離心泵的設(shè)計計算過程。 主要包括離 心泵的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計、水力設(shè)計計算、壓水室的設(shè)計計算、吸水室的設(shè)計計算及 主要零部件的校核。本設(shè)計中的離心泵是具有一個葉輪的雙支撐中開式離心泵。 該離心泵具有經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計的雙吸式葉輪，從而使離心泵所受軸向力大為減小。 葉輪葉片的葉型具有良好的水力性能，具有較好的抗汽蝕性能和較高的工作效 率。該離心泵采用了螺旋形壓水室，泵腔中的水流量軸對稱，水力性能良好，具 有相對較小的水力損失。吸水室采用了半螺旋形結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)吸水室的截面均分 布，葉輪進(jìn)口流速均勻。

2、該離心泵具有結(jié)構(gòu)簡單，穩(wěn)定性良好，便于安裝及拆卸 檢修等一系列優(yōu)點，并且加裝有自吸裝置，可以在不安裝底閥，沒有真空泵，不 倒灌的情況下，實現(xiàn)自動吸水，自行啟動。關(guān)鍵詞：雙吸單級離心泵、葉輪、壓水室、吸水室The design of 600S-75 Single-stage double-suction Centrifugal pumpsAbstract: This paper describes the design and calculation process of 600S-75 single-stagedouble-suction centrifugal pump. Mainly in

3、cludes the design calculations of overall structural, hydraulic, pressurized water chamber, suction chamber and the checking of the main components .The pump in this paper is a pump with double support structure and only has one impeller. The centrifugal pump has the double suction impeller which ha

4、s been optimization designed, so that the centrifugal pump axial force is greatly reduced. The hydraulic performance of the blade profile is good, .so the anti-cavitation performance and work efficiency of the pump are high. The centrifugal pump adopts the spiral pressurized water chamber, the water

5、 flow axisymmetric cavity of the pump, hydraulic performance is good and the hydraulic loss is relatively small. The Suction chamber adopts the semi spiral structure, the cross section of the structure of suction chamber are distributed, the impeller inlet velocity uniformity. The centrifugal pump h

6、as the advantages of simple structure, good stability, a series of advantages such as convenient installation and disassemblyand maintenance.The self-suction device can start the pump without the valve, vacuum pump and situation.Keywords: single-stagedouble-suction centrifugal pump, impeller, pressu

7、rized water chamber, Suction chamber.目錄引言錯誤！未定義書簽。1 . 600S-75型雙吸單級離心泵的主要設(shè)計參數(shù) 32 600S-75型單級雙吸離心泵的結(jié)構(gòu)設(shè)計 42. 1泵整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計 42. 2泵主要部件的設(shè)計 43 600S-75型雙吸單級離心泵的水力設(shè)計計算 63. 1確定泵的進(jìn)出口直徑 63. 2汽蝕計算 73. 3確定比轉(zhuǎn)速 73. 4確定效率 73. 5確定功率 83. 6最小軸徑的確定及軸結(jié)構(gòu)草圖的繪制 83. 7初定葉輪主要尺寸 103. 8第一次精算葉輪外徑 123. 9第二次精確計算葉輪外徑 133. 10葉輪出口速度 133.

8、11葉片進(jìn)口安放角 143. 12軸面流道圖的繪制 153. 13葉輪葉片繪 184600S-75型雙吸單級離心泵壓水室設(shè)計214. 1壓水室概述 215. 2壓水室的水利設(shè)計 215 600S-75型雙吸單級離心泵吸水室設(shè)計276. 1吸水室概述 275. 2半螺旋形吸水室的水力設(shè)計 276 600S-75型雙吸單級離心泵主要零件的強度計算 296. 1泵軸的強度計算 296. 2鍵的強度計算 386. 3聯(lián)軸器的強度計算 391. 4蓋板強度的計算 396. 5泵體的強度計算 407. 6泵臨界轉(zhuǎn)速的計算 41結(jié)論42參考文獻(xiàn)43謝辭44附錄 46眾所周知，泵在世界范圍內(nèi)得到非常廣泛的應(yīng)用

9、，它涉及到國民生產(chǎn)的各個 領(lǐng)域?？梢赃@樣說，只要有液體流動的地方就會有泵的出現(xiàn)。 在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中， 泵是主要的灌溉機械。我國的農(nóng)村每年都需要大量的泵，據(jù)不完全統(tǒng)計，在我國， 農(nóng)業(yè)用泵占到泵總產(chǎn)量的一半以上。 在電力部門當(dāng)中，火力發(fā)電站需要大量的鍋 爐給水泵、循環(huán)水泵、灰渣泵、和冷凝水泵，核電站不僅有核王泵，還有一級泵、 三級泵等。在國防工業(yè)當(dāng)中，飛機的機翼、座艙和起落架的調(diào)節(jié)、各種步戰(zhàn)車炮 塔的轉(zhuǎn)動、潛艇的上升和下潛等都需要用到泵?；瘜W(xué)化工行業(yè)中，很多的原材料、 成品都是液體，將原材料料制成品，都需要經(jīng)過十分復(fù)雜繁復(fù)的工藝過程， 泵在 這些生產(chǎn)加工過程當(dāng)中起到了輸送液體與提供化學(xué)反應(yīng)的壓力流

10、的作用。總之， 無論是在航天飛機、大炮、火箭還是鉆采礦、火車、汽車，或者是日常的生活當(dāng) 中，到處都需要用到泵，到處都有泵在運行。泵作為一種通用機械，它是機械工 業(yè)中的一類非常重要的產(chǎn)品。泵的種類繁多，按照泵的工作原理可以非為三類：一'、葉片式泵葉片式泵又叫動力式泵，這種泵是通過高速旋轉(zhuǎn)的葉片將能量傳遞給液體， 使液體的能量增加，從而達(dá)到輸送液體的目的。葉片式泵又分為離心泵、混流泵、 和軸流泵。2、 容積式泵容積式泵是通過密閉的，充滿液體的工作強溶劑的周期變化， 非連續(xù)的給液 體施加能量，從而達(dá)到輸送液體的目的。容積式泵按工作腔變化方式有份為往復(fù) 式泵和回轉(zhuǎn)式泵。3、 其他類型其他類型的

11、泵的工作原理各異，有射流泵、氣升泵、螺旋泵、水錘泵等。螺 旋泵利用的是螺旋推進(jìn)原理來提高液體的位能， 其余幾種泵，都是通過液體本身 來傳遞能量，從而達(dá)到輸送液體的目的的。離心泵是各種類型的泵當(dāng)中用量最大的一種泵。 離心泵的結(jié)構(gòu)緊湊、流量與 揚程的范圍比較寬；適用于腐蝕性較低的液體；流量比較均勻、穩(wěn)定性良好、振 動比較小，不需要加裝特殊的減震裝置；設(shè)備安裝和維護(hù)檢修費用比較低。離心泵的主要部件有葉輪、泵殼、密封機構(gòu)、軸與軸承。葉輪式泵的最為主 要的部件，動力機要依靠葉輪將能量傳遞給液體。它的設(shè)計制造關(guān)系到泵的性能， 因此在設(shè)計過程中一定要認(rèn)真仔細(xì)。葉輪的形式主要有單吸閉式、單吸半開式、 單吸開式

12、和雙吸式。單級雙吸泵的葉輪都是閉式的。離心泵的泵殼主要由葉輪工 作室、吸水室、和壓水室組成。單級雙吸泵一般采用中開式泵殼。由于在水泵中 有許多間隙，間隙兩側(cè)存在壓力差，因此會造成泄漏，從而是泵的效率降低。故 需要采用密封機構(gòu)，防止不應(yīng)該出現(xiàn)的泄漏。離心泵的密封機構(gòu)主要有葉輪密封、 軸封。單級雙吸離心泵多采用填料密封。泵軸的主要作用是通過聯(lián)軸器將動力機 的能量傳遞給葉輪，從而達(dá)到輸送也提的密度。泵軸需要有足夠的剛度，其材料 同廠為不能低于35鋼的材料。離心泵常采用的軸承油圓錐棍子軸承和生夠球軸 承。單級雙吸泵由于軸向力很小，一般采用深溝球軸承。單級雙吸離心泵是一種有一個葉輪、兩個吸入口的離心泵。

13、離心泵中的液體 在葉輪離心力的作用下，沿和軸線垂直的徑向平面流出葉輪。 這種類型的離心泵 采用雙支撐形式。這種形式中軸承分局葉輪的兩側(cè)，并且軸承靠近軸的兩端。雙 吸葉輪是一個單獨的裝配部件，它利用軸套，軸套螺母和鍵將葉輪固定在泵軸上 形成轉(zhuǎn)子部件。雙吸葉輪的位置不是固定的，它的位置可以通過軸套螺母進(jìn)行調(diào) 節(jié)。由于雙吸泵采用的是雙吸式葉輪， 因此泵軸所受軸向力非常小，泵軸所受的 力主要為徑向力。單級雙吸泵通過側(cè)面吸入和壓出液體，它的吸入口和壓入口與泵體鑄為一 體。泵殼采用了沿軸心線的水平面分成上下兩部分的泵蓋和泵體的水平中開式結(jié) 構(gòu)。泵改的頂端和底端都開有螺紋孔， 分別用來抽氣和放水。葉輪吸入口

14、的兩有 填料式的軸封。壓水室采用的是螺旋形結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的壓水室使泵體內(nèi)的液流 呈軸對稱流動，減少了泵體內(nèi)的水力損失。吸水室采用的是半螺旋形結(jié)構(gòu)，這種 結(jié)構(gòu)的吸水室各個截面的流速是均勻分布的，減少了泵內(nèi)的水力損失。1. 600S-75型單級雙吸離心泵的主要設(shè)計參數(shù)s型雙吸單級離心泵的吸入口與壓出口均在水泵軸心線的下方，與軸線垂直 呈水平方向，檢測時無需拆卸進(jìn)出口水管和電動機。泵的旋轉(zhuǎn)方向：自電機端向泵看S型號為順時針方向旋轉(zhuǎn)，即吸入口在右，吐出口在左；S型號為逆時針旋轉(zhuǎn)時，即吸入口在左，吐出口在右。泵的主要零件有：泵體、泵蓋、葉輪、軸、 雙吸密封環(huán)、軸套等。除軸的材料為優(yōu)質(zhì)碳鋼外，其余主要零部

15、件為鑄鐵、鑄鋼、 不銹鋼等材質(zhì)制成。經(jīng)過靜平衡檢驗的葉輪，用軸套和兩邊的軸套螺母固定在軸 上，其軸向位置可通過軸套螺母進(jìn)行調(diào)整，葉輪的軸向力利用其葉片對稱布置， 兩面進(jìn)水達(dá)到平衡。雙吸單級離心泵可使用多種介質(zhì)的傳輸，廣泛用于工業(yè)、城市給排水、農(nóng)田灌溉及各種水利工程、電站、工業(yè)流程系統(tǒng)的取水、加壓、石油 工程等。600S-75型雙吸單級離心泵設(shè)計主要參數(shù)：流量：Q=3170m3 h =0. 8806m3. s揚程：H=75m轉(zhuǎn)速：n=970r/min,泵效率：4=85%泵必需汽蝕余量：NPSH r =7. 7m泵進(jìn)出口直徑：600/ 400mm （參考）。word文檔下載后可任意復(fù)制編輯2 60

16、0S-75型單級雙吸離心泵的結(jié)構(gòu)設(shè)計2.1 泵整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計本設(shè)計中泵的型號為600S75型雙吸單級離心泵，這種泵一般采用雙支撐結(jié) 構(gòu)，即支撐轉(zhuǎn)子的軸承應(yīng)位于葉輪兩側(cè)， 且靠近軸的兩端。本設(shè)計中泵的整體結(jié) 構(gòu)采用下圖所示的形式。在這種形式的雙吸泵中，雙吸葉輪靠鍵、軸套和軸套螺 母固定在軸上形成轉(zhuǎn)子，是一個單獨裝配的部件。其位置可以用軸套螺母進(jìn)行調(diào) 節(jié)。泵轉(zhuǎn)子由兩軸承實現(xiàn)雙支撐。 此型離心泵是側(cè)向吸入和壓出的， 泵的吸入口 和壓出口與泵體鑄為一體，并采用水平中開式泵殼。這種結(jié)構(gòu)的離心泵，檢修時 只需揭開泵蓋而無需拆卸，十分方便。圖2.1單級雙吸橫軸雙支撐泵（S型）2例i 3Wat6糙I IM*I

17、WIlM1il靜m2. 2泵主要部件的設(shè)計泵的主要部件有：葉輪、泵殼、密封裝置等。葉輪是水泵中最為主要的部件，因為葉輪是把動力機的能量傳遞給液流的，因此它的設(shè)計制造水平直接關(guān)系到泵的效率和性能。葉輪一般為鑄鐵整體鑄 成。在此次設(shè)計中的葉輪為閉式雙吸葉輪。 這種葉輪兩側(cè)均有吸入口，同時進(jìn)水， 葉輪左右兩側(cè)對稱。葉輪前后兩側(cè)均有蓋板。兩蓋板間夾著若干扭曲的葉片，蓋 板的內(nèi)表面和葉片表面構(gòu)成彎曲的葉輪流道。2. 2. 2泵殼由于此次設(shè)計中的泵為單級雙吸泵， 故采用中開始式殼。它的吸水室、壓水 室，葉輪工作室和填料箱等都是有泵體和泵蓋對合而成。兩個半螺旋形吸水室對 稱的布置在螺旋形壓水室和葉輪工作室的

18、兩側(cè)。2. 2. 3密封機構(gòu)在水泵中，有許多間隙的兩端有壓力差，從而造成泄漏。為了防止泄漏，需 在這些間隙處這只密封裝置。本設(shè)計中將采用填料密封。填料密封由填料箱，填 料、填料壓蓋、水封環(huán)和鑄與泵蓋內(nèi)的水封管組成。word文檔下載后可任意復(fù)制編輯3. 600S-75型雙吸單級離心泵的水力設(shè)計計算3.1 確定泵的進(jìn)出口直徑 3. 1. 1泵的進(jìn)口直徑泵的進(jìn)口直徑由合理的進(jìn)口流速確定，流速一般為3m/s左右，考慮到經(jīng)濟性和泵的用途，取泵的進(jìn)口流速為 vs=3.2m/s,則泵的進(jìn)口直徑由以下公式 得：J 4-31703600 =0.5919m=591.9mm,.3.2 二按法蘭標(biāo)準(zhǔn)，取Dj =600

19、mm3. 1.2泵的出口直徑對于壓力較高、大流量泵，泵的出口直徑 Dd按下列經(jīng)驗公式確定Dd = 1 0.7 DjDd =0.7Dj = 0.7父600 = 420mm ；按法蘭標(biāo)準(zhǔn)，取Dd =400mm3. 1.3泵的進(jìn)口速度Vj =4Q52Dj 二4 0.8806=2-二 0.6=3.11m /s3. 1.4泵的出口速度Vj與假設(shè)的進(jìn)口流速Vs相近。word文檔下載后可任意復(fù)制編輯4Q4 0.8806c ,2二 0.4= 7.01m/s3. 2汽蝕計算3. 2. 1裝置汽蝕余量泵裝置汽蝕余量可由公式NPSHr=SHa來確定，取NPSH產(chǎn)世SHa ,則1.11.31.1NPSHa=1.1 N

20、PSHr=8.47m3. 2. 2泵的安裝高度hg =s喘- NPSHa=(10.33-0.5 -0.24 -8.47)m = 1.12m常溫清水情況下液體汽化壓力水頭2=0.24m,吸水管路損失hs = 0.5m :g3. 2. 3汽蝕比轉(zhuǎn)速5.62nQC 2NPSHr5.62 970 * 0.44037.734=782.63. 3確定比轉(zhuǎn)速3.65 970 ,0.4403= 92.2753. 4確定效率3. 4. 1水力效率萬 =1 +0.08351g 32 =1 +0.08351g J0.4403 =0.915v n 9703. 4. 2容積效率11 0.68ns'311 0.6

21、8 92.213= 0.9533.4.3圓盤損失效率m =1-0.0710 100)76=1 -0.071(92.2 100)76=0.9233. 4.4機械效率假定軸承、填料損失為2% m = 0.953. 4. 5總效率=m v h =0.915 0.953 0.95 = 0.833. 5確定功率3. 5. 1軸功率3c : gQH 9.8 100.8806 7510001000 0.847= 764.2kW3. 5. 2計算配套功率K =1.2； P' = KP =1.2x764.2=917kW其中K配套功率系數(shù)通過機械設(shè)計手冊選擇電機的型號為：3. 6最小軸徑的確定及軸結(jié)構(gòu)草圖

22、的繪制3. 6. 1轉(zhuǎn)矩3P'3 917M -9.55 1039.55 1039028.2N *mnn9703. 6. 2軸徑計算泵軸應(yīng)滿足軸的強度或剛度及臨界轉(zhuǎn)速條件。因扭矩是泵軸最主要的載荷，開始設(shè)計時首先按扭矩確定泵軸的最小軸徑， 通常是聯(lián)軸器處的軸徑。初算軸的直徑并將其圓整為標(biāo)準(zhǔn)直徑。最后再對軸的強度、剛度和臨界轉(zhuǎn)速進(jìn)行詳細(xì)的校dmin: 39028：0.2 400 105m = 0.1041m=104.1mm泵軸選用45鋼，調(diào)制處理。其中用為泵軸材料的許用切應(yīng)力。查表f=25MPa-45MPa,取f=40MPa?？紤]到軸上有鍵槽，將其直徑增大 5%則dmin =104.1 1

23、+0.05 =109.3mm為了使所選軸的最小直徑 錯誤！未找到引用源。與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng), 故同時選取聯(lián)軸器的型號，查詢機械設(shè)計課程設(shè)計選擇彈性套柱銷聯(lián)軸器， 聯(lián)軸器的型號為HL9,公稱轉(zhuǎn)矩16000N,m,許用轉(zhuǎn)速1250r/min。最終取dmin = 130mm 03. 6. 3軸的結(jié)構(gòu)草圖繪制根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)工藝要求，考慮軸上零件的定位于固定，一級裝配順序，最 小軸徑為聯(lián)軸器段，軸的結(jié)構(gòu)草圖如下：X IX VIII VIIVIvIV III II I11 口 - 二圖3.1軸結(jié)構(gòu)草圖3. 6.4軸封選擇根據(jù)泵的使用要求，輸送介質(zhì)為工業(yè)或農(nóng)業(yè)給排水，采用填料密封。3. 6. 5軸承的選擇查

24、21,選用深溝球軸承，型號 61828 GB/T276-19943. 6.7各段軸徑的確定因為d川和dIX上安裝了軸承，軸承內(nèi)徑為 140mm,故d川和d區(qū)的直徑為 140mm。為了實現(xiàn)個零件的安裝與位，取 dV =dw =152mm, d =蜘二147mm, dVI是安裝葉輪的軸段，取 dVI =158。聯(lián)軸器內(nèi)徑為 130mm,故dI =130mm, dII =134mm。3. 7初定葉輪主要尺寸3. 7. 1進(jìn)口當(dāng)量直徑Q .D0=kdl2=3.54父隋 M103 =272mm系數(shù)k0查參考資料口表4-2,取k0=3. 54。3. 7.2葉輪進(jìn)口直徑輪轂直徑 dh= (1.2 1.4)

25、dvi取dh=1.2dVI=1.2 158=189. 6mm最終取輪轂直徑為dh=190mm。則葉輪進(jìn)口直徑Di = .D。2 dh2 = . 2722 1902 = 331.8mm最終取D1 =332mm。3. 7.3葉輪出口寬度/C Js ：56 ca f92.2 5 6 Kb =0.64 I =0.64父 =0.598b1100，1100 )Q'3 2. 0.4403b2 =KbJ=0.598 30.046m = 46mm，n， 970' 最終取 b2=2Mb2 =2M46 =92mm。3. 7.4葉輪外徑= 9.35192.2 廣100= 9.74Q心舊*03. 7.5

26、葉輪出口角離心泵的葉片出口角P2A 一般小于90° ,當(dāng)P2A取值較大時，H-Qv性能曲2A線會出現(xiàn)駝峰，從而使泵的出現(xiàn)運行不穩(wěn)定的情況。為了得到較高的效率,般取18° 1,25° ,根據(jù)經(jīng)驗取P2A =25立3. 7. 6葉片數(shù)D2 Di, 1A -A 748.5 332. 2520 廣z =6.5sin空=6.5 sin = 6.45D2 Di748.5-332其中取Pia = 20°ons30 45456060 120120300z8107 86 74 6表3.1葉片數(shù)按比轉(zhuǎn)速選擇參照表因為水泵的比轉(zhuǎn)速ns=92. 2,故最終取z=63. 7. 7

27、確定葉片包角華如果葉片數(shù)Z比較大，中應(yīng)該取的小一些。如果葉片數(shù) Z比較小，中應(yīng)該取的大一些。一般情況下，可取85支110。，少數(shù)可達(dá)150,。中與葉片間距t0 =360，一甲一 .一 .,、的比值一反映了葉柵稠密度，叫做相對稠密度，由表 3.2決定。 tons35_ 5055 7080l 120130 220230 . 280中/t02. 1L 2.31. 9l 2.11. 7l 1.91.5l 1.81.4. 1.6表3.2離心泵葉輪葉柵相對稠密度由前述計算可知，葉輪葉片數(shù)Z=6,則t° = 360=60 ,又因為水泵比轉(zhuǎn)速6nscp=92.2,故一二1.7 1.9,故邛二(1.7

28、 11.9) t0= (1.71.9 )父 60=102114 t0最終取葉片包角 =102word文檔下載后可任意復(fù)制編輯3. 8第一次精算葉輪外徑4. 8. 1理論揚程, H 75H t = = = 90.36m0.835. 8. 2修正系數(shù)1 , i1 =0.75： i1 至=1.066060因為在本設(shè)計中采用蝸殼是壓水室，故取 a =0.753. 8. 3靜矩1 O O因為此泵為中比轉(zhuǎn)速泵，故靜矩可按 S = 5（R22+R12）來計算,故S =1（R22 卡：戶17485）2 （332）2 10'=0.08382 222 J3. 8. 4有限葉片數(shù)修正系數(shù)22P -彳=1.0

29、6 -. =0.295zS6 0.08383. 8. 5無窮葉片理論揚程Ht二=1 P Ht = 1 0.295 90.36 =117m3. 8. 6葉片出口排擠系數(shù)，zg16M67cot25子里2=1.1+2 =1m/1=0.964nD2 n%冗父 748.5 lsin90p62是葉片出口端厚度62=6mm,%是出口端軸面截線和軸面流線間的夾角%=90口。QVm23. 8. 7出口軸面速度= 2.22m/s0.4403二 0.7485 0.092 0.964 0.9533. 8. 8出口圓周速度word文檔下載后可任意復(fù)制編輯u2 =vm2、22tan ：22tanP2 jgHt 二2.22

30、 +2 tan252.222tan259.8 117=36.33m/s3. 8. 9出口直徑二 97060 36.33 =0.715m = 715mm3. 9第二次精確計算葉輪外徑3. 9. 1葉片出口排擠系數(shù)二 D2&tP2.=1【sin % ,6x6/ <cot25° fMJ1 + I ；二 748.5lsin903=0.964&是葉片出口端厚度62=6mm,%是出口端軸面截線和軸面流線間的夾角3. 9. 2出口軸面速度0.4403Vm2二 D2b2 2 v0.715 0.092 0.964 0.953= 2.32m/s3. 9. 3出口圓周速度Vm2U2

31、=2tan 2Vm22 tan P2 ,gHt 二二2.3222.322 tan25 + 2tan259.8 117=36.44m/s3. 9. 4出口直徑60 36.44 ,0.717m -717mm二 970經(jīng)兩次計算取葉輪的出口直徑D2 =720mm 03. 10葉輪出口速度 3. 10. 1葉片出口排擠系數(shù)i2 =15 需I"64昆是葉片出口端厚度62=6mm,池是出口端軸面截線和軸面流線間的夾角2=903. 10.2出口軸面速度Vm2= 2.31m/s2_0.4403二 D2b212 V 一二 0.717 0.092 0.964 0.9533.11葉片進(jìn)口安放角3.11.

32、1葉輪進(jìn)口圓周速度U1a二 D1an二 0.17631 9706060=8.955m/ s3.11.2二 D1bn 二 0.14768 970U1b = 6060=7.5m/su1c二 D1cn二 0.11959 9706060-6.074m/s葉片進(jìn)口軸面液流過水?dāng)嗝婷娣e_ _ 2F1a =2二 Raba =2"00.14737 0.0744 =0.0689m其中 Rca=0. 014737m, ba = 0.0744m3.11. 3a流線葉片進(jìn)口角0.8803vm1a -.- ,2 vF1a1a2 0.953 0.0689 0.95=7.056m/ stg 1a_ m1au1a7

33、.0658.955= 0.7891a =38.27 ia1a = 1a 1a =38.27 0.63 =390.95心一念小臉上-乂何源。0.949由軸面投影圖假定 M=90。，經(jīng)計算得到的結(jié)果與假定的 中伯=0.95相接近3. 11.4 b流線葉片進(jìn)口角 tgP1b=tgP1aua = tg396x8i955= 0.967 經(jīng)計算得 P 1b=44。a Uib7.5»3. 11.5 c流線葉片進(jìn)口角u8 955tg P1c = tg 3a ± =tg39耿=1.195經(jīng)計算得 P1c = 50”ca u1c6.07lc3. 12軸面流道圖的繪制3.1.1 葉輪軸面投影圖的

34、繪制葉輪各部的尺寸(Dh、D0、D1、b2 )確定之后，可畫出葉輪軸面面積投影圖。畫圖時，最好選擇比轉(zhuǎn)數(shù)ns相近，性能良好的葉輪圖作為參考，并考慮所設(shè)計泵的具體情況加以改進(jìn)。軸面投影圖的形狀，十分關(guān)鍵，應(yīng)經(jīng)過反復(fù)修改、力求光滑通暢。同時應(yīng)考慮到：(1)出口前后蓋板保持一段平行或?qū)ΨQ變化；(2)流道彎曲不應(yīng)過急，在軸向結(jié)構(gòu)允許的條件下，宜采用較大的曲率 半徑。軸面投影圖的繪制方法：一 1(1)作dh21(2)作一d22一 1(3)作-d12(4)以適當(dāng)?shù)陌霃絉和適當(dāng)傾角的直線作后蓋板流線(5)以適當(dāng)半徑r和與后蓋板相同傾角的直線作前蓋板流線word文檔下載后可任意復(fù)制編輯圖3.2葉輪軸面投影圖3

35、. 12.2軸面投影圖過流斷面面積檢查途中曲線AEB和各軸面流線應(yīng)相互垂直，是過水截面的母線。其作法為：在軸面投影圖內(nèi)，做流線的內(nèi)切圓，切點為 A和B。將AB與圓心。連成三角 形AOB ,把高OD分成三等份，等分點為E和C。過E點且與軸面流線垂直的 曲線AEB是是過水截面的母線，其長度 b可用軟尺量出。三角形 AOB的重心（C點）與AEB曲線的重心重合，重心的半徑為幾。以過水截面形成圖AEC為 母線繞轉(zhuǎn)軸一周形成過水截面，具面積 F為F 二2二 rcbword文檔下載后可任意復(fù)制編輯圖3.2軸面液流過流斷面面積檢查圖列表計算檢查：表3.3軸面液流過流斷面面積檢查圖項目ribiFiZ li013

36、0.757158328.3801139.1573.2164007.8941.632169.3971.7676374.895.43210.6267.0888771.29143.074248.8361.6896433.27184.125293.2355.12101554.1227.586326.650.5103630.46261.13736046104049.55295.76一般從葉輪的入口處開始檢查，工li的零點取在葉輪入口出，根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)做出Fi -li圖線，F(xiàn)i -li圖線應(yīng)接近于光滑的直線。如下圖所示：圖3.3流道過水截面變化情況3. 13葉輪葉片繪3. 13.1方格網(wǎng)保角變換法葉片繪

37、型的思路和出發(fā)點在前面的設(shè)計計算過程中我們已經(jīng)繪出了葉輪的軸面面積投影圖并且分好 了軸面流線，而每條軸面流線就是一條葉片的軸面型線。在軸面上畫幾條軸面流 線，就會繪出幾條葉片的軸面型線。只要把這些葉片的軸面型線沿過流斷面光滑 的連接起來，就能得到葉片工作面的形狀。為了把葉片的形狀表示出來，把一條軸面流線繞葉輪的軸心線旋轉(zhuǎn)一周， 則可得到一個旋轉(zhuǎn)流面。旋轉(zhuǎn)流面即是這樣一個面，凡在這個面上的流體質(zhì)點， 它只會在這個面上流動，而不會流到這個面的外面。由于在絞線上的流體質(zhì)點， 它既要在流面內(nèi)流動，又要在葉片表面上流動，因此這一條交線肯定是一條流線。 若把每條這樣的流線都確定下來，那么葉片的形狀就能確定

38、下來。為此，我們要 在流面的圓柱展開面上做出方格網(wǎng)。 由于在流面上作圖很不方便，因此我們要把 流面展開成規(guī)則的平面。但流面是喇叭形的花籃曲面，所以只有用保角變換法先 把這個流面保角的變換成圓柱面，并保持葉片的型線的角度和坐標(biāo)位置不變。 然 后把這個圓柱面展開成平面，就得到了平面上的正方形網(wǎng)格的方格網(wǎng)一級其上的 工作免得型線。3.13.2方格網(wǎng)保交變換法葉片繪型的具體過程和步驟（1）在軸面流線上分點在軸面流線上分點相當(dāng)于在流面上作方格網(wǎng)。具體分點的方法以流線bb上的分點為例。如圖4所示，在葉輪軸面投影圖胖作一出之于葉輪軸心線并交于其O點的直線00;再從O點起做兩條對稱的直線 OA和OB,各與中線

39、00成L父 2角，這兩條線代表兩個相鄰的軸面，他們之間的夾角（分點角）為|_1邛=5口|_10設(shè)根據(jù)包角的大小可以確定LI邛的大小。對于包角比較大的葉輪，則LI中可取10。； 包角比較小的葉輪，邛可取為5口或更小，常用葉輪包角通常為 中=90口|_120口。 因為本設(shè)計中葉輪包角中=102,最終取中=6,這樣，將使所做出的軸面截線 數(shù)能夠準(zhǔn)確的反映出葉片的形狀濱海較精確的繪出木模圖。具體步驟： 圖4上以。點圓心，以00 （葉片出口半徑）為半徑，在口中角的兩線之 間作一個圓弧，交中線于0點。 在軸面圖的bb流線離出口不遠(yuǎn)處取一點1,仍以。點為圓心，以1點到 軸心線的垂直距離為半徑，再在分點角L中

40、內(nèi)再作一個圓弧，交中線于1 點。 將中線上的01線段氛圍兩等份，以0點為圓心經(jīng)過這個等分點在做一 個圓弧，如果這個圓弧的長度為s，而軸面路線上的01線段的長度為11 , 如果s¥|J1 ,則需要修改點1的位置，步驟同上，直至使|_s=L|1。如果 圖中l(wèi)_s=L|i,流線上的點1就確定下來。此后，再在離點1不遠(yuǎn)處取一點2,此后步驟同上。以此類推，如此繼 續(xù)做下去，在流線上就能夠確定 3點、4點、，直至葉片進(jìn)口的n點。對于葉片泵來說，子葉輪的進(jìn)口變起到進(jìn)口邊為止，大致作8點到12點左 右。點數(shù)太多貨太少就是L邛取值不當(dāng)，調(diào)整中的值、重新分點，直至滿足要求 為止。 l， b -t:- H

41、ia h n B f I . F7Y圖3.3葉片繪型圖word文檔下載后可任意復(fù)制編輯4 600S-75型單級雙吸離心泵壓水室設(shè)計4.1 壓水室概述壓水室是指葉輪出口到泵出口法蘭（對多級泵是到下一級葉輪進(jìn)口）的過流部件。壓水室的作用是將葉輪流出的液體聚在一起，形成對稱的液流，然后送入泵的下一級葉輪或泵的出口 ； 降低流速，將動能轉(zhuǎn)化為壓力能，從而降低水 力損失；消除流動環(huán)量。壓水室按其結(jié)構(gòu)可分為螺旋形壓水室、環(huán)形壓水室、葉 片式壓水室。本設(shè)計中將采用螺旋形壓水室。設(shè)計壓水室時應(yīng)遵循的原則：1）、壓水室中的水力損失占到整個泵的水力損失的很大一部分，因此應(yīng)盡量降低壓水室的水力損失。2）、應(yīng)盡量使泵

42、中的水流對稱，從而提高泵的穩(wěn)定性。3）、具有足夠的強度，良好的經(jīng)濟性，并考慮到泵布置的要求。4. 2壓水室的水利設(shè)計4. 2. 1基圓直徑D3基圓直徑D3是壓水室的進(jìn)口圓，它的大小決定隔舌與葉輪外徑之間的 距離。如果間隙過大，則會使水力損失過大；如果間隙過小，在流量比較大的 情況下容易產(chǎn)生空化，引起振動和噪聲。通常情況下D3 =：1.031.05 D2取 D3 = 1.05D2 = 1.05 720 = 756mm最終取D3=760mm4. 2. 2進(jìn)口寬度b3一般情況下，壓水室進(jìn)口寬度b3大于葉輪出口外部寬度B2（B2為葉輪出口流道b2與前后蓋板厚度之和），并應(yīng)有一定的間隙，其中葉輪前后蓋板

43、厚度=10mm。word文檔下載后可任意復(fù)制編輯B2 =2b2 2、. =92 2 10 = 112mmb3 = B2 0.05D3 =112 0.05 760 = 150mm4. 2. 3隔舌安放角中。隔舌位于渦室螺旋部分的始端，將螺旋線部分與擴散管隔開。隔舌與第八 斷面的夾角為隔舌安放角。大小應(yīng)保證螺旋線部分與擴散管光滑連接， 并盡量減 少徑向尺寸。高比轉(zhuǎn)速的泵，取較大值。原因是大流量泵擴散管尺寸大，為了是 流道需較大的外角度以利加工。隔舌安放角與比轉(zhuǎn)速的關(guān)系如下表。表4.1隔舌安放角ns308090120140220230360%0口15*15°25°25°

44、 38°38°45°由于 =92.2 ,參照表格最終取% =22°4. 2. 4隔舌螺旋角隔舌螺旋角為隔舌處內(nèi)壁與圓周方向的夾角，為了使液流不沖擊隔舌，一般取,0 = " 2 = arctanVu2其中 Vm2 =2.31m/s , V2u =U2 V2mC0tP2A =36.442.31Mcot25* = 31.49m/s貝 : 0 =1 2 = arctan vm2 = arctan 2.31 =4.2Vu231.49口2為水流在葉輪出口的絕對水流角，取 口0=4.2°。4. 2. 5壓水室面積的計算在螺旋形壓水室設(shè)計中，在其平面

45、上均勻選則8個截面，彼此間隔45%設(shè)計時首先確定第Vffl斷面面積。用速度系數(shù)法計算此面積:由圖，查出速度系數(shù)K3與ns之間的關(guān)系計算速度V3：v3 = K3 2gH = 0.472 9.8 75 =18m/s式中H為單級泵的揚程。此時假設(shè)在壓水室內(nèi)速度均勻分布：v = v3 = 18m / s第Vffl斷面面積Fg：Q 0.880322F8 = = = 0.0489056m2 = 48905.6 mm2V318其他各斷面面積，按渦室各斷面速度相等，根據(jù)軸對稱流動假設(shè)有360F81 452F1F848905.6-6113.2mm23603602 902F2 =- F848905.6 = 122

46、26.4mm22 360 8 36031352F3 =F8 = 48905.6 = 18339.6mm2 360360F4 =- F8 =180 48905.6 = 24452.6mm2 3603605 2252Fs= -F8= 一 48905.6 = 30566mm23603606 2702F6=-F8= 48905.6-36679.2mm2 3603607 3152F7 =- F848905.6 = 42792.4mm2360 8 3604. 2. 6各斷面形狀的確定為了確定各斷面形狀尺寸，首先要確定 為角。一般情況下 = 15, 30,取Ap = 20%則sin , sin 201 si

47、n : 1 sin20= 0.25590-90 20oB = 2 C2 C 1 C cos = 2二 0.2552 0.255 (1 0.255) cos20360360= 0.4256求各斷面高H及半徑r （8個斷面分別求）：也 b； 4BE-0.150.152 4 0.4256 0.0061132Hi 二二2B2 0.4256= 0.03689m=36.9mmsinsin20r1 =H1 = 0.03689 = 0.00941m=9.4mm1+sin . 1+sin 20H2b3 b； 4BF2 _ -0.150.152 4 0.4256 0.01222642B -2 0.4256= 0.

48、06828m=68.3mmsinsin 20r2 =H2 = 0.06828 = 0.01741m=17.4mm1+sin1+sin 20H34BF3-0.15+ . 0.152+4 0.4256 0.01833962B2 0.4256=0.09607m=96.1mmsinr3 = 1+sin H3sin200.09607 = 0.0245m =24.5mm1+sin 20H4-b3 , b； 4BF4-0.15 . 0.152 4 0.4256 0.02445262B2 0.4256= 0.12128m=121.3mmsin -二H41+sinsin201+sin 20-0.12128 =

49、0.03093m=30.9mm o也、應(yīng) 4BF5-0.150.152 4 0.4256 0.030566- 2B -2 0.4256=0.14452m=144.5mmsin . sin 20 八， 八 H5 = 0.14452 = 0.03685m=36.9mm1+sin 1+sin 20H6加3£ 4BF62B-0.150.152 4 04256 003667922 0.4256= 0.17118m=171.2mmH7H8sin1+sin .H6sin 201+sin200.17118 = 0.04365m=43.7mm-b3 .b" 4BF7-0.15 ,0.152

50、4 0.4256 0.0427924=0.18655msin2B2 0.4256H71 sinsin201 sin 200.18655 = 0.04757m =47.6mm4BF8-0.15。商工0.42560.04890562B2 0.4256=0.20583m=205.8mmsinsin 20H8 = 0.20583 = 0.05249m =52.5mm1 sin 1 sin 204. 2.7擴散管擴散管位于螺旋形壓水管的后面，它的作用是降低流速，使液流的部分動。 能轉(zhuǎn)換為壓力能，從而減少水力損失。擴散管的長度 L應(yīng)盡量小一些，但應(yīng)具有合適的擴散角e,日一般取8口12取8=12。壓水室出口

51、斷面當(dāng)量直徑D8 :D8= 0.2495m有前述計算可知，擴散管出口直徑 Dd = 400 mm,由此可計算擴散管長度L：Dd -D8 400 - 249.5e2 tan 一2122tan -2=715.96mm,取 L = 720mm 。4.2.8螺旋形壓水室繪型word文檔下載后可任意復(fù)制編輯圖4.1螺旋形壓水室繪型圖4v 4 2.495 600S-75型單級雙吸離心泵吸水室設(shè)計5. 1吸水室概述泵的吸水室是指泵進(jìn)口法蘭至葉輪進(jìn)口拍前泵體的過流部分。吸水室中的 水力損失要比壓水室中的水力損失要小得多。吸水室的設(shè)計關(guān)系到水泵的空化性能，所以再設(shè)計水泵的吸水室時，應(yīng)盡量保證吸水室的水力損失最小

52、。 吸水室按 結(jié)構(gòu)分為四類：直錐形吸水室、彎管形吸水室、環(huán)形吸水室、半螺旋形吸水室。鑒于此泵為單級雙吸離心泵，故考慮采用半螺旋形吸水室。半螺旋形吸水室的特 點是吸水室截面隨流動的變化而改變，呈螺旋狀，使葉輪進(jìn)口的流速均勻。設(shè)計吸水室時應(yīng)遵循的原則：1) 為了形成在設(shè)計工況下葉輪中穩(wěn)定的流動，沿吸水室所有截面的流 速必需均勻分布；2) 將吸入管路內(nèi)的速度轉(zhuǎn)換為葉輪入口所需的速度。5. 2半螺旋形吸水室的水力設(shè)計流體在半螺旋形吸水室中流動，會在葉輪進(jìn)口處形成速度環(huán)量，使水均勻 進(jìn)入水泵葉輪進(jìn)口。半螺旋形吸水室的進(jìn)口截面是直徑為Do圓，然后光滑的過渡至螺旋形溪水截面。一般會以鼻端隔舌所在截面為吸水室

53、0截面，順時針轉(zhuǎn)180“為截面即。假設(shè)大約有二分之一的流量流過截面即，另外有二分之一流量 從前部流入吸水室，從截面Vffl到 0截面從大逐步變小。5. 2. 1確定各個截面液體的平均流速該速度按下式計算：v = 0.7 0.85 Vj最終取 v =03=0.8 3.11 =2.49m/s其中Vj是葉輪進(jìn)口速度。5. 2. 2確定各截面斷面面積由于本設(shè)計中的泵為雙吸泵，故認(rèn)為通過第Vffl截面的流量為Q ,故4Q 0.880322Fi = = = 0.0880384m =88038.4mm其他各截面面積成比例的減?。?122R = - F80.0880384 = 0.0110048m2 = 11004.8mm2882222Fn= 2F8= £0.0880384= 0