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1、湖南長(zhǎng)一泵業(yè)公司最大的節(jié)能水泵專家
目 錄
1 設(shè)計(jì)參數(shù)…………………………………………………………………………2
1.1 性能參數(shù)………………………………………………………………………2
1.2 設(shè)計(jì)要求………………………………………………………………………2
1.3 設(shè)計(jì)成果………………………………………………………………………2
2 結(jié)構(gòu)方案的設(shè)計(jì)…………………………………………………………………2
2.1 確定泵比轉(zhuǎn)速…………………………………………………………………2
2.2 確定泵進(jìn)、出口直徑…………………………………………………………3
2.3
2、 確定效率和功率以及電動(dòng)機(jī)的選擇…………………………………………3
2.4 聯(lián)軸器處軸徑的初步確定及軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)…………………………………4
3 葉輪的水力設(shè)計(jì)…………………………………………………………………5
3.1 葉輪進(jìn)口直徑D0的確定………………………………………………………5
3.2 確定葉片入口邊直徑………………………………………………………5
3.3 確定葉片入口處絕對(duì)速度和入口寬度…………………………………5
3.4 確定葉片入口處圓周速度…………………………………………………6
3.5 確定葉片數(shù)Z ……………………………………………………………
3、……6
3.6 確定葉片入口軸面速度和入口安放角………………………………6
3.7 確定葉片出口安放角和葉輪外徑 ……………………………………6
3.8 確定葉片厚度………………………………………………………………6
3.9 計(jì)算排擠系數(shù)………………………………………………………………6
3.10 確定葉片包角……………………………………………………………7
3.11 確定葉片出口寬度………………………………………………………7
3.12 計(jì)算有限葉片時(shí)，液體出口絕對(duì)速度以及與的夾角…………7
3.13 葉輪的軸面投影圖以及葉片的繪型 …………………………………
4、……8
4 壓水室的設(shè)計(jì)……………………………………………………………………8
4.1 基圓直徑的確定……………………………………………………………8
4.2 壓水室的進(jìn)口寬度……………………………………………………………9
4.3 隔舌安放角…………………………………………………………………9
4.4 泵舌安放角…………………………………………………………………9
4.5 斷面面積F ……………………………………………………………………9
4.6 當(dāng)量擴(kuò)散角……………………………………………………………………9
4.7 各斷面形狀的確定………………………………
5、……………………………9
5 參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………………10
1 設(shè)計(jì)參數(shù)
1.1 性能參數(shù)
流量Q=100，揚(yáng)程H=35 m ，轉(zhuǎn)速n=2980。
1.2 設(shè)計(jì)要求
泵使用條件：用于工業(yè)或農(nóng)業(yè)給排水。溫度：-20℃～80℃，允許進(jìn)口壓力為0.6MPa 要求: 用速度系數(shù)法設(shè)計(jì)葉輪，并用合適的方法設(shè)計(jì)其它過(guò)水流道。
1.3 設(shè)計(jì)成果
1）計(jì)算書(shū)一份
2）圖紙
（1）水力畫(huà)法圖（包括葉輪、吸水室及壓水室）.
（2）葉輪零件圖.
（3）泵體零件圖 (進(jìn)口為水平方向、出口為垂直方向) .
2 結(jié)構(gòu)方案的設(shè)計(jì)
6、2.1 確定泵比轉(zhuǎn)速的
確定比轉(zhuǎn)數(shù)時(shí)應(yīng)考慮下列因素：
(1) ns=120~210泵的效率最高，ns<60的效率顯著下降；
(2)采用單吸葉輪ns過(guò)大時(shí)可考慮采用雙吸式，反之，采用雙吸 ns過(guò)小時(shí)應(yīng)改為單吸式；
(3)比轉(zhuǎn)數(shù)和泵的級(jí)數(shù)有關(guān)，級(jí)數(shù)越多， ns越大。
比轉(zhuǎn)速由以下公式算得：
==126
2.2 確定泵進(jìn)、出口直徑
進(jìn)口直徑由合理的進(jìn)口流速vs確定。泵的進(jìn)口流速一般為
不超過(guò)5 m/s，最常用的流速為3 m/s，從制造經(jīng)濟(jì)性考慮，大型泵的流速取大些，以減 小泵的體積；從提高抗汽蝕性能考慮，應(yīng)取較大的進(jìn)口直徑，
以減小流速。
進(jìn)口流速按=3.53
7、m/s計(jì)算，
泵進(jìn)口直徑== =100mm
對(duì)于低壓小流量泵，取泵出口直徑100mm
2.3 確定效率和功率以及電動(dòng)機(jī)的選擇
1）估算容積效率：
===0.96
2）估算機(jī)械效率：
3) 總效率：查《泵產(chǎn)品設(shè)計(jì)規(guī)程》圖1-1-11得總效率
4）估算水力效率：
軸功率：
配套電機(jī)功率
選用電機(jī)查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表12-1，選用Y160L-2 電動(dòng)機(jī).
其參數(shù)為同步轉(zhuǎn)速3000r/min 滿載轉(zhuǎn)速n=2930r/min ，額定功率P=18.5Kw ，質(zhì)量147kg。
2.4 聯(lián)軸器處軸徑的初步確定及軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
1）軸徑計(jì)算
泵軸的直徑應(yīng)按其承受的
8、外載荷（拉、壓、彎、扭）和剛度及臨界轉(zhuǎn)速條件確定。因?yàn)榕ぞ厥潜幂S最主要的載荷，所以在開(kāi)始設(shè)計(jì)時(shí)，可按扭矩確定泵軸的最小直徑（通常是聯(lián)軸器處的軸徑）。
扭矩
泵軸選用35 Q275，正火處理,查表[]=，取
最小軸徑：
選
輸出軸的最小直徑顯然是安裝半聯(lián)軸器的直徑段。為了使所選軸的最小直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故同時(shí)選取聯(lián)軸器的型號(hào)。查手冊(cè)，選用LT3型彈性套柱銷聯(lián)軸器。半聯(lián)軸器的孔徑；半聯(lián)軸器的長(zhǎng)度L=42mm，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度L1=30mm。
2） 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
1）擬定軸上零件的裝配方案。
考慮軸上零件的固定和定位，以及裝配順序，選用下圖裝配方案：
9、2）根據(jù)軸上定位要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度
(1) 為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，故d2=25mm。為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故L1=70mm。
(2) 初步選擇滾動(dòng)軸承。根據(jù)工作要求，選用深溝球軸承。參照工作要求并根據(jù)d2，確定選用6005型軸承。L2=30mm。
(3) 根據(jù)安裝要求，d3=35mm，L3=120mm；。
(4) d4=d2=25mm，L4=50mm。
（5）d5=20mm，L5=100mm
3、水力設(shè)計(jì)（速度系數(shù)法）
3.1 葉輪進(jìn)口直徑D0的確定
1)求
,查《泵產(chǎn)品設(shè)計(jì)規(guī)程》圖1-1-15得=0.20
2）求
10、通過(guò)葉輪的流量
3）求葉輪進(jìn)口直徑
3.2確定葉片入口邊直徑
一般按確定：=100200 取==0.0838m
3.3確定葉片入口處絕對(duì)速度和入口寬度
取==5.24 ， ，
為提高氣蝕性能可適當(dāng)增大，取=0.03m,經(jīng)驗(yàn)表明，葉片入口過(guò)流斷面積和葉輪入口面積之比，在下列范圍內(nèi)較好：
合適。
3.4確定葉片入口處圓周速度
3.5確定葉片數(shù)Z
對(duì)=126（60250） Z=6
3.6確定葉片入口軸面速度和入口安放角
= 取=1.3 ， 則==6.812
設(shè)進(jìn)口無(wú)旋，則液流角
11、為：
求得=
取葉片入口安放角為：
3.7確定葉片出口安放角和葉輪外徑
一般取 ，高 取小值，低取大值，通常取 在這里取 ，由圖1-1-15取=1.00 。
3.8確定葉片厚度
葉片厚度S可按下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：
， 材料為鑄鐵。
3.9計(jì)算排擠系數(shù)
葉片圓周厚度和節(jié)距
此處計(jì)算的與假設(shè)的相符，不需要重算。
3.10確定葉片包角
對(duì)=的泵，一般取 ，低取大值，取
3.11確定葉片出口寬度
由圖1-1-15取 ，葉輪出口軸面速度為：
葉片出口圓周厚度：
葉輪出口寬度：
12、3.12計(jì)算有限葉片時(shí)，液體出口絕對(duì)速度以及與的夾角：
式中：（）+（經(jīng)驗(yàn)系數(shù)）取
3.13 葉輪的軸面投影圖以及葉片的繪型
4 壓水室的設(shè)計(jì)
壓水室是指葉輪出口到泵出口法蘭（對(duì)節(jié)段式多級(jí)泵是到次級(jí)葉輪出口前，對(duì)水平中開(kāi)水泵則是到過(guò)渡流道之前）的過(guò)渡部分。設(shè)計(jì)壓水室的原則：
1、水力損失最小，并保證液體在壓水室中的流動(dòng)是軸對(duì)稱的,以保證葉輪中的流動(dòng)穩(wěn)定；
2、在能量轉(zhuǎn)換過(guò)程中，軸對(duì)稱流動(dòng)不被破壞；
3、消除葉輪的出口速度環(huán)量，即進(jìn)入第二級(jí)葉輪之前，速度環(huán)量等于0。
4、設(shè)計(jì)工況，流入液體無(wú)撞擊損失。
5、因流出葉輪的流體速度越大，壓出室的損失h
13、f越大，對(duì)低ns尤甚，因此對(duì)低ns泵，加大過(guò)流面積，減小損失hf。
4.1 基圓直徑的確定
，取
4.2 壓水室的進(jìn)口寬度
（取C=10mm）
4.3 隔舌安放角
==
4.4泵舌安放角
查手冊(cè)，取
4.5 斷面面積F
采用速度系數(shù)法，查得 ，壓水室中液流速度：
第8斷面的面積：
其他各斷面面積：
4.6 當(dāng)量擴(kuò)散角
擴(kuò)散角常用范圍為，取
4.7各斷面形狀的確定
確定角：
一般，取
求A、B值:
求斷面高H及半徑R（8個(gè)斷面分別求）
參考文獻(xiàn)
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[2]吳宗澤、羅圣國(guó)，機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)，高等教育出版社
[3]關(guān)醒凡，現(xiàn)代泵技術(shù)手冊(cè).宇航出版社
[4]張克危，流體機(jī)械原理，機(jī)械工業(yè)出版社
[5]斯捷潘洛夫（蘇），離心泵與軸流泵，機(jī)械工業(yè)出版社
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長(zhǎng)沙水泵廠單級(jí)單吸離心泵設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
