级单吸离心泵设计说明书__绝密.doc

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目录

1设计参数…………………………………………………………………………2

1.1性能参数………………………………………………………………………2

1.2设计要求………………………………………………………………………2

1.3设计成果………………………………………………………………………2

2结构方案的设计…………………………………………………………………2

2.1确定泵比转速…………………………………………………………………2

2.2确定泵进、出口直径…………………………………………………………3

2.3确定效率和功率以及电动机的选择…………………………………………3

2.4联轴器处轴径的初步确定及轴的结构设计…………………………………4

3叶轮的水力设计…………………………………………………………………5

3.1叶轮进口直径D0的确定………………………………………………………5

3.2确定叶片入口边直径………………………………………………………5

3.3确定叶片入口处绝对速度和入口宽度…………………………………5

3.4确定叶片入口处圆周速度…………………………………………………6

3.5确定叶片数Z…………………………………………………………………6

3.6确定叶片入口轴面速度和入口安放角………………………………6

3.7确定叶片出口安放角和叶轮外径……………………………………6

3.8确定叶片厚度………………………………………………………………6

3.9计算排挤系数………………………………………………………………6

3.10确定叶片包角……………………………………………………………7

3.11确定叶片出口宽度………………………………………………………7

3.12计算有限叶片时，液体出口绝对速度以及与的夹角…………7

3.13叶轮的轴面投影图以及叶片的绘型………………………………………8

4压水室的设计……………………………………………………………………8

4.1基圆直径的确定……………………………………………………………8

4.2压水室的进口宽度……………………………………………………………9

4.3隔舌安放角…………………………………………………………………9

4.4泵舌安放角…………………………………………………………………9

4.5断面面积F……………………………………………………………………9

4.6当量扩散角……………………………………………………………………9

4.7各断面形状的确定……………………………………………………………9

5参考文献…………………………………………………………………………10

1设计参数

1.1性能参数

流量Q=100，扬程H=35m，转速n=2980。

1.2设计要求

泵使用条件：

用于工业或农业给排水。

温度：

-20℃～80℃，允许进口压力为0.6MPa要求:

用速度系数法设计叶轮，并用合适的方法设计其它过水流道。

1.3设计成果

1）计算书一份

2）图纸

（1）水力画法图（包括叶轮、吸水室及压水室）.

（2）叶轮零件图.

（3）泵体零件图（进口为水平方向、出口为垂直方向）.

2结构方案的设计

2.1确定泵比转速的

确定比转数时应考虑下列因素：

（1）ns=120~210泵的效率最高，ns<60的效率显著下降；

（2）采用单吸叶轮ns过大时可考虑采用双吸式，反之，采用双吸ns过小时应改为单吸式；

（3）比转数和泵的级数有关，级数越多，ns越大。

比转速由以下公式算得：

==126

2.2确定泵进、出口直径

进口直径由合理的进口流速vs确定。

泵的进口流速一般为

不超过5m/s，最常用的流速为3m/s，从制造经济性考虑，大型泵的流速取大些，以减小泵的体积；从提高抗汽蚀性能考虑，应取较大的进口直径，

以减小流速。

进口流速按=3.53m/s计算，

泵进口直径===100mm

对于低压小流量泵，取泵出口直径100mm

2.3确定效率和功率以及电动机的选择

1）估算容积效率：

===0.96

2）估算机械效率：

3）总效率：

查《泵产品设计规程》图1-1-11得总效率

4）估算水力效率：

轴功率：

配套电机功率

选用电机查《机械设计手册》表12-1，选用Y160L-2电动机.

其参数为同步转速3000r/min满载转速n=2930r/min，额定功率P=18.5Kw，质量147kg。

2.4联轴器处轴径的初步确定及轴的结构设计

1）轴径计算

泵轴的直径应按其承受的外载荷（拉、压、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

泵轴选用35Q275，正火处理,查表[]=，取

最小轴径：

选

输出轴的最小直径显然是安装半联轴器的直径段。

为了使所选轴的最小直径与联轴器的孔径相适应，故同时选取联轴器的型号。

查手册，选用LT3型弹性套柱销联轴器。

半联轴器的孔径；半联轴器的长度L=42mm，半联轴器与轴配合的毂孔长度L1=30mm。

2）轴的结构设计

1）拟定轴上零件的装配方案。

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：

2）根据轴上定位要求确定轴的各段直径和长度

（1）为了满足半联轴器的轴向定位要求，故d2=25mm。

为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴的端面上，故L1=70mm。

（2）初步选择滚动轴承。

根据工作要求，选用深沟球轴承。

参照工作要求并根据d2，确定选用6005型轴承。

L2=30mm。

（3）根据安装要求，d3=35mm，L3=120mm；。

（4）d4=d2=25mm，L4=50mm。

（5）d5=20mm，L5=100mm

3、水力设计（速度系数法）

3.1叶轮进口直径D0的确定

1）求

查《泵产品设计规程》图1-1-15得=0.20

2）求通过叶轮的流量

3）求叶轮进口直径

3.2确定叶片入口边直径

一般按确定：

=100200取==0.0838m

3.3确定叶片入口处绝对速度和入口宽度

取==5.24，，

为提高气蚀性能可适当增大，取=0.03m,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：

合适。

3.4确定叶片入口处圆周速度

3.5确定叶片数Z

对=126（60250）Z=6

3.6确定叶片入口轴面速度和入口安放角

=取=1.3，则==6.812

设进口无旋，则液流角为：

求得=

取叶片入口安放角为：

3.7确定叶片出口安放角和叶轮外径

一般取，高取小值，低取大值，通常取在这里取，由图1-1-15取=1.00。

3.8确定叶片厚度

叶片厚度S可按下列经验公式计算：

，材料为铸铁。

3.9计算排挤系数

叶片圆周厚度和节距

此处计算的与假设的相符，不需要重算。

3.10确定叶片包角

对=的泵，一般取，低取大值，取

3.11确定叶片出口宽度

由图1-1-15取，叶轮出口轴面速度为：

叶片出口圆周厚度：

叶轮出口宽度：

3.12计算有限叶片时，液体出口绝对速度以及与的夹角：

式中：

（）+（经验系数）取

3.13叶轮的轴面投影图以及叶片的绘型

4压水室的设计

压水室是指叶轮出口到泵出口法兰（对节段式多级泵是到次级叶轮出口前，对水平中开水泵则是到过渡流道之前）的过渡部分。

设计压水室的原则：

1、水力损失最小，并保证液体在压水室中的流动是轴对称的,以保证叶轮中的流动稳定；

2、在能量转换过程中，轴对称流动不被破坏；

3、消除叶轮的出口速度环量，即进入第二级叶轮之前，速度环量等于0。

4、设计工况，流入液体无撞击损失。

5、因流出叶轮的流体速度越大，压出室的损失hf越大，对低ns尤甚，因此对低ns泵，加大过流面积，减小损失hf。

4.1基圆直径的确定

，取

4.2压水室的进口宽度

（取C=10mm）

4.3隔舌安放角

==

4.4泵舌安放角

查手册，取

4.5断面面积F

采用速度系数法，查得，压水室中液流速度：

第8断面的面积：

其他各断面面积：

4.6当量扩散角

扩散角常用范围为，取

4.7各断面形状的确定

确定角：

一般，取

求A、B值:

求断面高H及半径R（8个断面分别求）

参考文献

[1]李香桂等，泵产品设计规程第一册

[2]吴宗泽、罗圣国，机械设计课程设计手册，高等教育出版社

[3]关醒凡，现代泵技术手册.宇航出版社

[4]张克危，流体机械原理，机械工业出版社

[5]斯捷潘洛夫（苏），离心泵与轴流泵，机械工业出版社

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