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（优秀毕业全套设计）多段式离心泵清水泵设计（整套下载）

结构设计设计题目多级离心式清水泵结构设计与计算设计参数流量扬程效率η转速液体重度.离心泵结构方案的选择原电机的选择选择原电机时应该综合考虑动力来源价格投资和维护管理费用等。由于电源比较方便，般均采用电机驱动。所以本设计采用电机直接驱动。离心泵轴功率的计算式中泵的有效功率η离心泵的效率清水的重度离心泵的流量离心泵的扬程查“离心泵总效率”图取.则图多级离心泵总效率则计算功率查“机械设计手册”选电机型号为型确定电机转数比转数和级数由于本泵是采用电机直接驱动的形式，所以电机转数确定，满载转数。根据比转数计算公式式中比转数泵的转数泵的流量泵的扬程多级泵的级数将上述数值带入上式可得如下关.分别带入级数级，分别求出相应的比转数的值，见表级数与比转数关系表表级数与比转数关系表级数比转数由上表以及查阅了“离心泵总效率”图，综合考虑，确定级数为级，比转数。在确定比转数时应考虑下列因素的区间，泵的效率最高，泵效率显著下降采用单吸叶轮，过大时可考虑采用双吸式，反之，采用双吸过小时，应改为单吸式比转数和泵的级数有关，级数越多，越大。卧式泵般不超过级，立式深井泵和潜水泵级数多达几十至几百级。但目前的趋势是尽量提高转速，减小级数，以提高泵运行的可靠性。初步确定吸入口直径流速和吐出口直径泵吸入口径的确定主要看吸入管内的流速，根据国内资料看外管路经济流速分析和有关规定，吸入管内最大流速般不超过米秒，最常用的流速为米秒左右，管径大时，流速可适当慢些，但流速慢了管径就要大些，又不经济。因此，必须根据具体情况作综合分析比较。常用的泵吸入口径流量和流速的关系见表。表泵吸入口径流量和流速的关系吸入口径多级泵流速流量.对汽蚀性能要求较高的泵汽蚀比转数，在吸入口径小于毫米时，建议取吸入口流速在吸入口径大于毫米时，建议取吸入口流速。根据上述分析取吸入口流速.，则由公式式中，流量，吸入口流速，.则，.由上表可圆整为，.由吸入口流速公式可得.由吐出口流速公式确定泵的最小汽蚀余量和汽蚀比转数泵的允许吸上真空度是随泵使用地点的大气压，吸入管路中的阻力和流速，以及所抽送液体的性质和温度的不同而变化的。所以使用时不太方便，故引入了个表示泵汽蚀性能的参数，这就是汽蚀余量。在设计离心泵时，需要有个能表示泵的汽蚀性能，而又与泵的设计参数有联系的综合性参数，作为比较泵汽蚀性能和选择模型泵的依据。故引入个汽蚀比转数来表示离心泵的最小汽蚀余量与泵设计参数间的关系。取，由“清水的汽化压力与温度的关系曲线”在泵的设计手册上第四章第四小节可查得，常温下清水的汽化压力.根据计算公式式中标准大气压温下清水的汽化压力.最小汽余量.吸入口流速.将上述数值带入上式可得根据汽蚀比转数计算公式式中.将上述数值带入上式可得汽蚀比转速是在入口几何相似，运动相似和动力相似的条件下推导出来的，所以对组入口相似的泵，在相似的工况下，他们的值相同。因此，值可以作为叶轮入口和吸入室几何相似的判别数。泵的最小汽蚀余量越小，汽蚀比转速越大，所以值可以作为在考虑汽蚀性能时选取模型泵的个参数。允许吸上真空度为为了安全，最大吸入口真空度常减去.做允许吸上真空度。汽蚀比转速是在入口几何相似，运动相似和动力相似的条件下推导出来的，所以对组入口相似的泵，在相似的工况下，他们的值相同。因此，值可以作为叶轮入口和吸入室几何相似的判别数。泵的最小汽蚀余量越小，汽蚀比转速越大，所以值可以作为在考虑汽蚀性能时选取模型泵的个参数。.轴径的初步设计从机械零件书中可知，可按下式计算泵轴所传递的扭力矩式中泵轴所传递的扭力矩•计算功率.泵转数将上述数值带入公式得.•按扭矩初步计算的最小轴径为式中材料的许用应力最小轴径机械手册上查“泵轴常用材料的许用切应力”，本泵选择调质处理则则最小轴径由于电机与泵轴之间采用凸缘联轴器，这种联轴器结构简单，工作可靠，装拆方便，刚性好，传递转矩大。但当两轴对中精度较低时，将引起较大的附加载荷，适用于对中精度良好的般传动。所以选用该类型联轴器。选择型联轴器，根据联轴器将最小轴径圆整为。固定转子的零件螺纹直径为安装轴承和叶轮处的直径为由于叶轮和轴通常是用键联结的，因此，轮毂要有定强度，轮毂的直径可按下列经验公式计算。确定轮毂处的直径式中经验系数，般取,这里去.安装叶轮处的轴的直径则.泵轴在运行中，除了承受扭矩外，还承受由皮带传动所引起的径向力转子自重及由不平衡所引起的离心力等，这些力都会使轴产生弯曲而轴向力会使轴产生拉伸或压缩。在轴径初步计算中，合理选择许用应力，除可节省材料外，对泵来说还有其特殊意义如果轴的许用应力取得小，轴就粗，叶轮入口尺寸就要加大，这就恶化了吸入条件，降低了离心泵效率反之，如果许用应力取得大，轴就细，对泵的吸程和效率都有好处，但必须保证轴的安全可靠。因此，必须合理选择许用应力，充分发挥材料的效能。.离心泵叶轮的设计叶轮是将来自原动机的能量传递给液体的零件，液体流经叶轮能量增加。叶轮般由前盖板后盖板叶片和轮毂组成。如果叶轮没有前盖板，就是半开式叶轮，没有前盖板也没有后盖板的叶轮叫开式叶轮，开式叶轮在般情况下很少应用。叶轮主要几何参数有叶轮进口直径叶片进口直径叶轮轮毂直径叶片进口宽度叶片进口角η叶轮出口直径叶轮出口宽度叶片出口角η叶片数叶片包角等。叶轮进口几何参数对汽蚀性能有重要的影响，叶轮出口几何参数对性能具有重要影响，两者对泵的效率均有影响。分段式多级泵的第级叶轮，因为要考虑到泵的汽蚀性能，需要特殊设计，故以次级叶轮为例，设计设计算步骤如下确定叶轮入口直径由于泵要求效率比较高，而多级泵的次级叶轮入口已有定压力，故可将泵入口速度系数尽可能取得高些。先确定叶轮入口速度，可用公式式中叶轮入口速度系数泵的单级扬程由图“离心泵叶轮的速度系数”表图离心泵叶轮的速度系数由上图可以查到叶轮入口速度系数.，泵的单级扬程.所以通过叶轮的流量ˊ可用公式式中泵的容积效率查图离心泵的设计基础可得流量等于的容积效率，根据比转数可查得.则则叶轮入口的直径可根据公式取确定叶片入口边直径在叶轮流道入口边上取圆心，做流道的内切圆，内切圆圆心到轴心线距离的两倍即为叶轮入口边直径。确定叶片入口边直径，般与比转数有关，由于本设计的比转数在之间，所以,般入口边平行于轴心线对流量较小的泵，可取对流量较大的泵，也可将入口边伸入吸入口，但是应注意铸造造型的工艺性。取确定叶片入口处绝对速度般取，对汽蚀性能要求高的泵，取这里取.确定叶片入口宽度离心泵叶轮入口尺寸，入口宽度和入口边直径除影响泵的抗汽蚀性能影响很大。确定叶片入口处圆周速度计算用公式则确定叶片数泵的效率跟叶片数的多少有直接关系。叶片数多，泵的效率就能得到提高，这是因为叶片数增加后，叶片间流道的扩散程度减弱，液流的扩散损失减小，泵的效率上升，但叶片数过多的时候，叶片与液流的摩擦损失增加，结果反而导致泵的效率下降。对的泵，取片对低比转速的泵可以取片，但应注意勿使入口流道堵塞对高比转数的泵可以去片。在般情况下，增加叶片数可以改善液体流动情况，适当提高泵的扬程，但叶片数增加后将增加叶片摩擦损失，减少流道过流面积。取片确定叶片入口轴面速度叶片入口轴面速度可按下式确定式中为叶片入口排挤系数,在设计离心泵时先选取排挤系数进行试算，待叶片厚度和叶片入口安放角确定后，在来校核值。在估算时般取，这里取.。则.确定叶片入口安放角叶片入口安放角就在叶片入口处，叶片工作面的切线与圆周切线间的夹角，如图示。假设液体是无旋流入叶轮内，则由速度三角形知式中液体进入叶轮相对速度的液流角。前面已经计算过。则叶轮入口安放角比相对速度角增大了个角度，这个角度叫冲角，用表示，叶片入口安放角为般冲角取，叶片入口安放角则叶片入口安放角。选择个冲角的原因是液体在进入叶轮前，已受吸入室轴或叶轮的影响而旋转运动，增加冲角就是考虑了预选的影响，以减少液体冲击损失取正冲角后，叶片入口处排挤系数减小了，几增大叶片入口积，改善了液体流动情况，可以提高泵的汽蚀性能。冲角对泵抗汽蚀性能有定的影响。确定叶片厚度从水力性能的角度考虑，叶片应尽量薄，这样方面可以减少叶片对液流的排挤，提高泵的扬程，同时还可以减小叶片前缘处的尾流损失，提高效率。而从强度方面的要求考虑，则叶片应有定的厚度。在确定叶片厚度时应注意对较小的泵，要考虑到铸造的可能性，对铸铁叶轮，叶片最小厚度为毫米对铸钢叶轮，叶片最小厚度为毫米。对大泵应适当增加叶片厚度，以使叶片有足够的刚度。我选用了铸钢材料的叶轮，故叶片厚度。确定叶片排挤系数叶片排挤系数是叶片厚度对流道入口过流断面面积影响的系数。它等于流道入口叶片厚度的过流面积与考虑叶片厚度过流面积之比值式中叶片节矩，如图，可按，叶片在圆周方向上的厚度，如图按公式入口处的叶片实际厚度严格的说是液面上的厚度将上述三个式子联立可得式中，叶片入口边直径叶片厚度叶片数目叶片入口安放角则，叶片包角的确定叶片包角就是入口边与圆心的连线和出口边与圆心连线间的夹角。包角越大叶片间流道越广，则叶片单位长度负荷小，流道扩散程度越小，有利于叶片与液流的能量交换。如叶片包角太大，则叶片与液体的摩擦损失增加，铸造工艺性差，所以包角大小应适当选取。对的泵，般取。取确定叶轮外径由公式式中，叶轮出口圆周速度可按下式计算式中，叶轮出口圆周速度系数，由图选取为.。多级泵的单级扬程则，.则，根据公式，则取系数为.，片取片与前面假设相似。确定叶片出口安放角叶片出口安放角般在范围内，通常选用，通常选用。对高转速的泵，安放角可以取得小些，低比转速的泵可取得大些。叶片出口安放角对性能曲线的形状，叶轮流道形状和泵的扬程影响都较大。取确定叶轮出口宽度实测表明，当叶片宽度改变时，通过叶轮的流量变化不大。因此，若叶片宽度过窄，则叶片单位面积上的负荷增加，滑移系数增大而使叶轮的理论扬程减小，同时叶轮的相对速度增大，液