2087-D型150-100X10多级泵设计(含全套毕业说明书和机械CAD图纸)1.docx
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河南理工大学万方科技学院本科毕业论文
摘
要
本次毕业设计是关于
D150-100X10多级泵的设计。
多级泵是
输送能力最大的连续输送机械之一。
其结构简单、运行平稳、运
转可靠、能耗低、对环境污染小、便于集中控制和实现自动化、
管理维护方便，在连续装载条件下可实现连续运输。
首先对多级泵作了简单的概述；接着分析了多级泵的选型原则及
计算方法；然后根据这些设计准则与计算选型方法按照给定参数
要求进行选型设计；接着对所选择的多级泵各主要零部件进行了
校核多级泵采用计算机设计和优化处理。
目前，多级泵正朝着长
距离，低消耗，微小的方向发展，从而可以提高泵使用寿命和
降低机组噪音，近年来出现的医学多级泵就是其中的一个。
在
多级泵的设计、制造以及应用方面,目前我国与国外先进水平相
比仍有较大差距,国内在设计多级泵过程中存在着很多不足。
本次多级泵设计代表了设计的一般过程,
对今后的选型设
计工作有一定的参考价值。
关键词：
多级泵 设计准则 校核
I
Abstract
ThisgraduationprojectisabouttheD150-100X10designofmultistagepump.Multistagepumpisthetransmissioncapacityofthelargestcontinuousconveyingmachinery.Ithastheadvantagesofsimplestructure,stableoperation,reliableoperation,lowenergyconsumption,littlepollutiontotheenvironment,andisconvenientforcentralizedcontrolandautomation,convenientmanagementandmaintenance,inthecontinuousloadingconditioncanrealizecontinuoustransportation.
Themultistagepumpissummarized;andthenanalyzesthemultistagepumptypeselectionandcalculationmethods;andthenaccordingtothesedesigncriteriaandthecalculationandselectionmethodsaccordingtothegivenparametersselectionofdesign;thenthechoiceofmultistagepumpofmainpartsandcomponentsoftheschoolnucleus.Atpresent,themulti-stagepumparemovingtowardslongdistance,lowconsumption,smalldirection,whichcanincreasepumplifeandreducethenoiseoftheunitpumpbycomputerdesignandoptimizetreatment,inrecentyearsthemedicalpumpisoneofthe.Inpumpdesign,manufactureandapplication,atpresentourcountrycomparedwithforeignadvancedlevelstillhasbiggerdifference,thedomesticinthedesignofmultistagepumpprocessexistsmanyshortcomings.
Themultistagepumpdesignrepresentsthegeneraldesignprocess,thefutureselectionofthedesignworkhasacertainreferencev
Keywords:
multistagepumpS designrule check
II
目
录
1绪论 1
1.1多级泵的历史 1
1.2多级泵的分类 2
1.3多级泵的组成 2
2吸入与压出口径的确定 4
2.1泵的主要参数 4
3部分参数的估算与确定 5
3.1计算比转数 5
3.2估算泵的效率 5
3.3求泵轴功率和电机的选择 6
3.4轴径和轮毂直径的计算：
6
4水力设计 8
4.1叶轮 8
4.1.2叶轮出口部分尺寸 12
4.1.3叶片绘型：
14
4.2导叶 26
4.3.平衡盘 30
5.强度校核 34
5.1转子零件的强度计算 34
5.1.1叶轮的强度计算：
34
5.1.2平衡盘的强度与变形量的计算：
34
5.1.3键的强度计算：
36
5.1.4联轴器的强度计算 37
5.2泵体的强度计算 38
5.3螺栓联接部分的强度计算 38
III
5.3.1密封凸缘宽度及拉紧螺栓的强度计算：
38
5.3.2螺母的强度计算：
42
5.3.3拉紧螺栓法兰的厚度计算：
43
5.4轴的强度计算 43
5.5轴的临界转速计算 45
结
论 487
感言 498
参
考
文
献 49
IV
绪论
1
1.1多级泵的历史
最早的泵是在大约于公元前300年左右出现的，阿基米德发
明了一种泵，称为阿基米德式螺旋抽水机，至今仍有厂家在生产。
中国历史上南北朝时期出现的方板链泵作为一种链泵（Chain
pump）是泵类机械的一项重要发明。
1475年，意大利文艺复兴
时期的工程师弗朗西斯科·迪
·乔
治·马
丁尼（FrancescoDi
GiorgioMartini
）在论文中提出了离心泵原始模型。
大约在
1590-1600
年，齿轮泵被发明。
1650年，德国马德堡市市长奥
托·冯·格里克发明第一台空气泵，不断改进后于
1654年设计
出真空泵。
1680
年，约旦出现简单的离心泵。
1720年，在伦敦
城市的供水系统中开始使用柱塞泵。
1870
年，英国人威廉·汤
姆森提出了射流泵的设计。
1880年，英国
Frizzle
设计气举泵。
1890年，美国麻省
Warren
公司制造了第一台双螺杆泵。
1900
年，哈里斯（Harris
）制造出空气压力泵。
1960年，美国拜伦·
杰
克逊公司制造了于地下液化石油气存储设施中应用潜水式电机
泵。
19
世纪
70年代，Kobe公司制造出商用旋喷泵.2000
年，
美国
HMD公司制造出屏蔽磁力驱动泵，是一种无泄漏泵。
2000
年，台湾羿辰科技设计出微型电磁轴驱动泵原型，是一种类磁浮
等压式泵。
世界主要泵公司。
AITT公司属下的瑞典Flight
公司
B日本EBARA公司C
丹麦
Granados
公司D
美国
Flowserve
公司
E瑞士SULZE公R司F
英国WEIR公司G
德国KSB公司H
德国WILO
1
公司I
美国
ROPERINDUSTR公IE司SJ
德国
PUTZMEIST公ER司
K11.台湾LOOPE公K司
1.2多级泵的分类
按泵的结构可分为单级泵和多级泵；动力式泵分为离心泵和
漩涡泵两种，输送型式为低压大流量；在临床医学上有胰岛素泵、
尾气泵；依对流体施加压力的方式，可将泵分为容积式泵、动力
式泵、电磁泵三类；按泵的用途可分为热泵、计量泵、化工流程
泵、试压泵、真空泵、钛升华泵等；按所输送流体的性质可分为
水泵、油泵、气泵、酸泵、碱泵、清水泵、污水泵、泥浆泵、硫
磺泵、磷酸泵等；按泵的驱动方法可分为手动泵、蒸汽泵、电动
泵、气动泵、水轮泵、电磁泵、汽轮机泵、柴油机泵等；按泵工
作的机械部分命名可分为齿轮泵、螺杆泵、柱塞泵、隔膜泵等。
除此之外，还有利用辅助液体（气体）与被输送的流体间的摩擦
力运输的喷水抽气泵、蒸汽喷射泵、扩散泵、分子泵。
以及用不
同材料制造的钛泵，塑料泵，氟塑料泵，玻璃泵，有机玻璃泵等。
1.3多级泵的组成
多级泵主要由定子、转子、轴承和轴封四大部分组成：
（1）多级泵定子部分主要由吸入段、中段、吐出段和导叶等组成，有拉紧螺栓将各段夹紧，构成工作室。
D型泵一般水平吸入，垂直向上吐出；用于是油田注水时，泵进出口
均垂直向上。
DG型多级泵出、入口均垂直向上。
2
（2）多级泵转子部分主要由轴、叶轮、平衡盘和轴套等组
成。
轴向力由平衡盘平衡。
（3）多级泵轴承主要由轴承体、轴承和轴承压盖等组成，轴承用油脂或稀油润滑。
（4）多级泵轴封采用软填料密封，主要由进水段和尾盖上的密封函体、填料、挡水圈等组成。
D型泵水封水来源于
泵内的压力水。
DG型泵水封水来源于外部供水。
3
吸入与压出口径的确定
2
2.1泵的主要参数
流量
单级扬程
级数
转速
效率
必需气蚀余
量
150m/h
100m
10级
2950rmin
70%
4.8m
取吸入口速度vs=（0.5~0.8）v0≈
3ms则吸入口径为Ds：
D
s
=
Q
.0.785v
=
150/3600=0.133m
s
0.785´3
取离心泵系列中的标准口径Ds=0.15m=150
㎜，此时泵吸入口流
速为vs：
v
s
=
Q
0.785D2
s
=150/3600
0.785´0.152
=2.36 m/s
对于多级泵，取泵出口直径与进口直径相同，则压出口径为Dy：
Dy=Ds=0.15m
4
部分参数的估算与确定
3
3.1计算比转数
ns=
3.65nQ
H34
=
3.65´2950´1503600
1003
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