分段式级离心泵的设计设计说明书..doc
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北方民族大学过程装备与控制工程2011届毕业设计
摘要
论述了在高比转速离心式水泵叶轮的设计过程中,利用保角变换法,在保证叶片进出口安放角不变的情况下,将流面展开为平面。
并在此平面流面上设计绘制出流线,以确定中间流道部分叶片空间变化情况,并论述了进行扭曲叶片绘型设计所需要注意和解决的一些较重要问题。
关键字：
离心泵，高比转速，绘型设计
37
前言 0
第一章概述 0
1、离心泵的基本构造是由六部分组成的 0
2、离心泵的过流部件 1
3、离心泵的工作原理 2
4、下面介绍离心泵的几条重要的性能曲线 2
5、合理配置、安全运行、优质供水 3
第二章泵的主要参数 4
第三章吸入口径与压出口径的确定 4
第四章转速的选择与核算 5
第五章泵结构型式的选择 5
5.1．选择泵的比转速并确定泵的级数 5
5.2泵的结构型式 5
5.3泵效率的估算 5
5.4泵轴功率和电机的选择 6
5.5．轴径和轮毂直径的计算 6
5.6轴向力的平衡结构选择 6
第六章水力设计 7
6.1叶轮 7
6.1.1求叶轮进口速度 7
6.1.2.叶轮进口直径 7
6.1.3确定叶轮叶片数 7
6.1.4确定叶片的出口安放角 7
6.1.5确定叶轮外径及叶片厚度 7
6.1.6确定叶轮出口轴面速度 7
6.1.7确定叶轮出口宽度 7
6.1.8绘制叶轮的轴面投影图，检查轴面液流过流断面面积变化并作叶片进口边 7
6.1.9会轴面液流的流线 7
6.1.10在轴面液流流线上分点 7
6.1.11计算流线上叶片的进口安放角 7
6.1.12在方格网上进行叶片绘制 7
6.1.13叶轮叶片的轴面截线图 7
6.1.14在轴面投影图的轴面截线上加叶片厚度 7
6.1.15绘制叶片木模图 7
6.2导叶的设计 7
6.2.1导叶基圆直径 7
6.2.2导叶进口宽度 7
6.2.3导叶进口角度 7
6.2.4导叶的叶片数及喉部高度的计算 7
6.2.5扩散段得计算 7
6.2.6导叶外径的计算 7
6.3反导叶的计算 7
6.3.1反导叶进口宽度的计算 7
6.3.2反导叶进口安放角的计算 7
6.4轴向力平衡机构的计算 7
6.4.1计算转子的轴向力 7
6.4.1.1第一级叶轮的轴向力计算 7
6.4.1.2次级叶轮的轴向力计算 7
6.4.1.3计算转子上的轴向力 7
6.4.2计算平衡机构前后的压力差 7
6.4.3选取压差系数k并确定 7
6.4.4选取平衡盘外径和黑晶的比值：
7
6.4.5选取轴向间隙 7
6.4.6计算10级泵平衡盘的内半径和外半径 7
6.4.7计算10级泵平衡盘得泄漏量 7
6.4.8确定径向间隙及其长度 7
第七章轴的临界转速计算及强度计算 7
7.1用经验公式计算轴的临界转速 7
7.2叶轮轮盘 7
7.3键的强度校核 7
7.3.1联轴器键槽侧面的挤压力计算 7
7.3.2联轴器内键的切应力计算 7
7.3.3叶轮键的选择 7
7.4中段强度的计算 7
7.5密封凸缘宽度与穿杠强度计算 7
7.5.1根据强度条件选择密封凸缘的最小宽度及穿杠最小直径 7
7.5.2泵工作时穿杠上的最大拉力 7
7.5.3穿杠上的最大拉应力 7
7.5.4工作是穿杠的伸长量 7
7.5.5第一季中段密封面上的挤压应力的计算 7
7.5.6装配时穿杠的预紧力，扳手上的力矩，穿杠应力与伸长及螺母转角 7
7.6压出段得强度计算 7
7.6.1压出段穿杠法兰的厚度计算 7
7.6.2压出段的强度计算 7
7.7平衡盘得强度验算。
7
7.7.1应力计算 7
7.7.2挠度计算 7
7.7.3叶轮盖板厚度的计算 7
7.7.4泵吸入段与出口段的壁厚计算 7
第八章其它部件的结构选择 7
8.1.联轴器 7
8.2轴承 7
8.3轴封 7
8.4静密封 7
第九章轴和轴承的核算 7
9.1轴的强度核算 7
9.2轴承的校核 7
第十章卧式多级离心泵的维护与检修 7
10.1离心泵的结构与工作原理 7
10.1.1离心泵的结构 7
10.1.2离心泵的工作原理 7
10.2离心泵的常见故障机修理建议 7
10.2.1启动故障 7
10.2.1.1.点击不能正常启动 7
10.2.1.2水泵反向旋转 7
10.2.1.3离心泵转动后部出水 7
10.3运转故障 7
10.3.1流量不足或停止 7
10.3.2声音异常或振动过大 7
10.3.3轴过热 7
10.3.4、泵耗用功率 7
10.4离心泵的日常维护 7
10.4.1离心泵的使用注意事项 7
10.4.1.1开机前的准备 7
10.4.1.2运行中的检查 7
10.4.1.3停机和停机后的注意事项 7
10.4.2离心泵的周期性检查 7
致谢 错误！
未定义书签。
参考文献 7
前言
随着石油化工等工业的不断发展，对离心泵的要求不断增加。
离心泵做为输送物料的一种转动设备，对连续性较强的化工装置生产尤为重要。
因此，需要很多要求输送高温介质及高扬程的离心泵。
而离心泵运转过程中，难免会出现各种各样的故障。
因而，如何提高泵运转的可靠性、寿命及效率，以及对发生的故障及时准确的判断处理，是保证生产平稳运行的重要手段。
泵是一种将能量传递给被输送的液体，使其能量增加，从而达到抽送液体的目的机械。
它包括：
1）把原动机的机械能传递给它所抽送的液体，是液体的机械能（液体的位能、压能及动能）增加，从而使被抽送液体能克服管中的阻力，从低能量（位能及压能较低）的液体源经过高管路流向高能量（未能及压能较高）液体地方。
2）泵把液流甲的能量传递给液流乙，当这两股液流流过泵的时候，使液流甲的能量减小，液流乙的能量增大，两股液流混在一起流出泵，达到抽送液流乙的目的，这钟泵叫做射流泵。
分段式多级泵的优点是：
流道形状较规则，壳体尺寸小，因此铸造容易，工时少；普通设备就能加工；段与段之间的承压面积相对较小，密封面窄，因此前段上穿杠的凸缘尺寸相对较小；密封面很少出现密封不住的情况；密封面窄不易变形；圆筒形受力情况较好，壁厚相对较小。
缺点是：
转子零件与壳体装配要交替进行，并有垂直度要求，装配比较困难；拆卸时，转子零件与壳体也要交替的一件件的拆下；装拆由侧面进行，零件数量较多，装拆工作量大，维修困难，且要拆卸进出水管路。
第一章概述
1、离心泵的基本构造是由六部分组成的
离心泵的基本构造是由六部分组成的分别是叶轮，泵体，泵轴，轴承，密封环，填料函。
1、叶轮是离心泵的核心部分，它转速高出力大，叶轮上的叶片又起到主要作用，叶轮在装配前要通过静平衡实验。
叶轮上的内外表面要求光滑，以减少水流的摩擦损失。
2、泵体也称泵壳，它是水泵的主体。
起到支撑固定作用，并与安装轴承的托架相连接。
3、泵轴的作用是借联轴器和电动机相连接，将电动机的转距传给叶轮，所以它是传递机械能的主要部件。
4、轴承是套在泵轴上支撑泵轴的构件，有滚动轴承和滑动轴承两种。
滚动轴承使用牛油作为润滑剂加油要适当一般为2/3～3/4的体积太多会发热，太少又有响声并发热！
滑动轴承使用的是透明油作润滑剂的,加油到油位线。
太多油要沿泵轴渗出并且漂贱，太少轴承又要过热烧坏造成事故！
在水泵运行过程中轴承的温度最高在85度一般运行在60度左右，如果高了就要查找原因（是否有杂质，油质是否发黑，是否进水）并及时处理！
5、密封环又称减漏环。
叶轮进口与泵壳间的间隙过大会造成泵内高压区的水经此间隙流向低压区，影响泵的出水量，效率降低！
间隙过小会造成叶轮与泵壳摩擦产生磨损。
为了增加回流阻力减少内漏，延缓叶轮和壳的所使用寿命，在泵壳内缘和叶轮外援结合处装有密封环，密封的间隙保持在0.25～1.10mm之间为宜。
6、填料函主要由填料，水封环，填料筒，填料压盖，水封管组成。
填料函的作用主要是为了封闭泵壳与泵轴之间的空隙，不让泵内的水流不流到外面来也不让外面的空气进入到泵内。
始终保持水泵内的真空！
当泵轴与填料摩擦产生热量就要靠水封管住水到水封圈内使填料冷却！
保持水泵的正常运行。
所以在水泵的运行巡回检查过程中对填料函的检查是特别要注意！
在运行600个小时左右就要对填料进行更换。
2、离心泵的过流部件
离心泵的过流部件有：
吸入室，叶轮，压出室三个部分。
叶轮室是泵的核心，也是流部件的核心。
泵通过叶轮对液体的作功，使其能量增加。
叶轮按液体流出的方向分为三类：
（1）径流式叶轮（离心式叶轮）液体是沿着与轴线垂直的方向流出叶轮；
（2）斜流式叶轮（混流式叶轮）液体是沿着轴线倾斜的方向流出叶轮；
（3）轴流式叶轮液体流动的方向与轴线平行的。
叶轮按吸入的方式分为二类：
（1）单吸叶轮（即叶轮从一侧吸入液体）；
（2）双吸叶轮（即叶轮从两侧吸入液体）。
叶轮按盖板形式分为三类：
（1）封闭式叶轮。
（2）敞开式叶轮。
（3）半开式叶轮。
其中封闭式叶轮应用很广泛，前述的单吸叶轮双吸叶轮均属于这种形式。
DL型立式多级离心泵ISG型系列立式管道离心泵SG型管道增压泵
3、离心泵的工作原理
离心泵的工作原理是：
离心泵所以能把水送出去是由于离心力的作用。
水泵在工作前，泵体和进水管必须罐满水行成真空状态，当叶轮快速转动时，叶片促使水很快旋转，旋转着的水在离心力的作用下从叶轮中飞去，泵内的水被抛出后，叶轮的中心部分形成真空区域。
水原的水在大气压力（或水压）的作用下通过管网压到了进水泵内。
这样循环不已，就可以实现连续抽水。
在此值得一提的是：
离心泵启动前一定要向泵壳内充满水以后，方可启动，否则将造成泵体发热，震动，出水量减少，对水泵造成损坏（简称“气蚀”）造成设备事故！
离心泵的种类很多，分类方法常见的有以下几种方式1按叶轮吸入方式分：
单吸式离心泵双吸式离心泵。
2按叶轮数目分：
单级离心泵多级离心泵。
3按叶轮结构分：
敞开式叶轮离心泵半开式叶轮离心泵封闭式叶轮离心泵。
4按工作压力分：
低压离心泵中压离心泵高压离心泵边立式离心泵。
4、下面介绍离心泵的几条重要的性能曲线
水泵的性能参数如流量Q扬程H轴功率N转速n效率η之间存在的一定的关系。
他们之间的量值变化关系用曲线来表示，这种曲线就称为水泵的性能曲线；
水泵的性能参数之间的相互变化关系及相互制约性：
首先以该水泵的额顶转速为先决条件的；
水泵性能曲线主要有三条曲线：
流量—扬程曲线，流量—功率曲线，流量—效率曲线。
A、流量—扬程特性曲线
它是离心泵的基本的性能曲线。
比转速小于80的离心泵具有上升和下降的特点（既中间凸起，两边下弯），称驼峰性能曲线。
比转速在80～150之间的离心泵具有平坦的性能曲线。
比转数在150以上的离心泵具有陡降性能曲线。
一般的说，当流量小时，扬程就高，随着流量的增加扬程就逐渐下降。
B、流量—功率曲线
轴功率是随着流量而增加的，当流量Q=0时，相应的轴功率并不等于零，而为一定值（约正常运行的60%左右）。
这个功率主要消耗于机械损失上。
此时水泵里是充满水的，如果长时间的运行，会导致泵内温度不断升高，泵壳，轴承会发热，严重时可能使泵体热力变形，我们称为“闷水头”，此时扬程为最大值，当出水阀逐渐打开时，流量就会逐渐增加，轴功率亦缓慢的增加。
C、流量—效率曲线
它的曲线象山头形状，当流量为零时，效率也等于零，随着流量的增大，效率也逐渐的增加，但增加到一定数值之后效率就下降了，效率有一个最高值，在最高效率点附近，效率都比较高，这个区域称为高效率区。
5、合理配置、安全运行、优质供水
以上四个方面了解了离心泵构造，工作原理
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