1、 2毕业设计（论文）IS125-100-250型单级单吸离心泵的设计3目 录摘 要 .41前言 .51.1毕业设计的目的和意义 .61.2设计的主要任务 .62叶轮的设计 .62.1叶轮主要参数的确定和结构方案的确定 .72.1.1确定泵进出口直径 .72.1.2汽蚀计算 .72.1.3比转速的计算 .82.1.4确定效率 .82.1.5确定功率 .92.1.6初步确定叶轮的主要尺寸 .102.1.7精算叶轮外径 .122.2叶轮轴面投影图绘制中的相关计算 .142.2.1叶轮出口速度 .142.2.2流道中线检查 .142.2.3中间流线的划分 .152.2.4叶片进口边的确定 .162.2
2、.5叶轮进口速度 .172.2.6编程计算 A、B、C 三点的叶片安放角 .202.3叶片绘型 .222.3.1绘型原理 .222.3.2绘型步骤 .222.3.3绘制叶片进出口三角形 .243汽蚀验算 .263.1计算清水中的必需汽蚀余量 .264压水室的计算及绘型 .264.1涡室的主要结构参数 .274.2涡室绘型步骤 .295离心泵结构设计及部分零件的强度校核 .305.1离心泵结构特点 .305.1.1叶轮 .315.1.2泵体 .315.1.3泵轴 .315.1.4轴承 .315.1.5密封环 .315.1.6填料函 .315.2部分零件的强度计算与校核 .325.2.1最小轴径的
3、计算 .3245.2.2键的计算及强度校核 .325.2.3轴向力的计算 .335.2.5轴承寿命的计算 .355.2.6填料的计算 .37结论 .38总结与体会 .38谢辞 .38参考文献 .395摘 要本次设计是进行 IS125-100-250 型单级单吸离心泵的设计，根据给定的主要设计参数，主要完成了叶轮、泵壳的水力设计，以及泵的总体结构设计，并验算泵的抗汽蚀性能，绘制泵的总装图及叶轮、泵壳、泵轴等零件图，对叶轮、泵体、泵轴、轴承、键、法兰盘和联结螺栓等泵的主要零部件进行强度校核。自动变频供水装置设计，绘制了变频供水装置的管路布置图，水泵机组安装图以及自动供水的主电路图、控制图。【关键词
4、】离心泵、水力设计、强度校核、恒压供水 AbstractThis program is a design for the single-stage and single-suction centrifugal pump, IS100-65-315 pump. This design completes the struct-ural design of the pump and hydraulic design of the impeller, pump bo-dy. Check the hydraulic design to prevent cavitaion. This design al
5、so carries on intensity and rigidity calculation of the impeller, casing,shaft, bearings, key, ring flange, coupling bolt and other parts. This disign applies combined constant pressure water supplying, automatic start and stop system. This design carries on variable frequecy water supplying, automa
6、tic start and stop system. This design carries on va-riale frequency water supply drawing, pipe arrangement drawing of variable frequeny water supply equipment, main circuit diagram and control chart. 【Key words】 Centrifugal pump; Hydraulic design; Strength calculation and check; Constant pressure w
7、ater supply61前言水泵作为一种通用机械，在社会各行各业中发挥着重要作用。它是除电动机以外使用范围最广泛的机械，几乎没有一个国民经济部门不使用水泵。泵对发展生产、保证人民的正常生活和保障人民的生命财产安全具有至关重要的作用。在农业方面，水泵及排灌站在抵御洪涝、干旱灾害，改善农业生产条件等方面更是功不可没。作为一个水泵设计人员，设计一台高质量的泵，无论从节能还是从企业生产的经济性角度考虑，都会带来巨大的经济效益。尤其是在深化改革、市场经济运作的今天，围绕价值工程学，以最低的生产投入，设计一种经济、安全、优质高效的泵，无疑是摆在我们面前的一项艰巨任务。经验无疑是一项影响设计优劣的重要因素
8、。在今天，相当多的设计环节仍然是靠经验确定的，很多的计算公式也是根据经验总结出来的，所以，设计精度仍然局限在一定范围内。为了提高设计的准确性，在设计工程中必须要有认真、严谨的科学态度，同时尽量采用适合资深设计情况的公式。光有理论知识是不能做好泵的设计的，此次设计正好为我们提供了一次时间的机会，有助于理解、巩固理论知识和为以后的工作打下基础。因此我们必须端正设计态度，以严肃的眼光看待设计，以严谨的工作作风对待设计，同时在实践过程中多想、多问、多动手，使我们能够在以后的工作中迅速进入角色，完成从学生到工程技术人员的转变。71.1毕业设计的目的和意义毕业设计是本科学生必须经历的一项重要教学环节,是培
9、养学生综合运用所学的基本理论、基本知识和基本技能,分析解决实际工程问题的重要一环。它与其它教学环节紧密配合相辅相成,是前面各个教学环节的继续、深入和发展。这一阶段的学习重要性决定了学生必须严肃认真地完成设计内容，奉献高水平的设计成果。泵是量大面广的通用机械产品,各类泵是城市与工业的一个重要组成部分,它广泛地应用于国民经济的各行各业。因此,正确设计泵具有重大的社会意义和经济意义。1.2设计的主要任务1、完成叶轮、泵壳的水力设计并验算泵的抗汽蚀性能。2、完成泵的总体结构设计，绘制总装图及叶轮、泵轴的零件图。3、进行泵的主要零件的强度校核。4、完成自动变频调速供水装置设计。2叶轮的设计离心泵叶轮设计
10、的第一阶段工作，是根据提出的泵设计点的性能参数，主要指流量、扬程和转速，确定叶轮全部几何参数：叶轮直径 D2和出口宽度 b2，叶片出口安放角 2，叶片数 Z，叶轮吸入口直径 D2及叶片出口排挤系数 2。这些结构参数不仅决定了叶片的基本几何形态，也基本决定了泵的水力特征、泵的能量和汽蚀性能指标。已知设计参数为：流量 Q=200m 3/h 扬程 H=80m转速 n=2900r/min 效率 76.0%必需空蚀余量 (NPSH)r=4.0m2.1叶轮主要参数的确定和结构方案的确定82.1.1确定泵进出口直径泵吸入口径。泵吸入口直径由合理流速确定。泵吸入口流速一般为 3m/s左右，但从制造方法考虑，大
11、型泵的流速取大一些，以减少泵的体积，提高过流能力；但为了提高泵的抗汽蚀性能，应减少吸入流速。泵排出口径。对于低扬程泵，可取与吸入口径相同，而对于高扬程泵，为减少泵的体积和排出口直径，可使排出口径小于吸入口径，一般取(0.71)t sD式中： 泵排出口直径；tD泵吸入口直径；s泵吸入口直径 Ds按下式确定 4ssQV式中： 泵吸入口的平均流速。sV最终确定的泵的吸入口和排出口直径，应该符合标准直径。根据本次设计给定泵的型号，确定：125sDm泵出口直径 (0.71)0.8t ssD泵进口速度 2244.53(/).56sQVs泵出口速度 22407.8(/).136tt msD2.1.2汽蚀计算
12、(1)泵汽蚀余量 4.0arNPSHKm(2)泵汽蚀转数 3/43/45.62.261439.7rnQC92.1.3比转速的计算泵的比转速本来指在最高效率处的性能参数的一个组合值。但是，由于泵产品一般在设计点运行时间最多，因此总希望泵在设计点处有最高效率，于是： 3.65/4nQsHn转速，r/minQ流量，m 3/sH扬程，m代入数据计算： 203.6593948ns2.1.4确定效率水力效率109.828036.745.gQHPkw容积效率 2233110.970.680.68vsn圆盘摩擦损失效率和机械效率 76761.0.9310.ms考虑到轴承填料损失，取： .92.89m总效率 0
13、.vh102.1.5确定功率轴功率 109.828036.745.gQHNkw计算配套功率 1.28369.()NKkw其中，扭矩 3369.9.510.51020.4()nPMNmn最小轴径参考文献5P102,泵轴常用材料的许用切应力，对于普通优质碳钢的范围在(343441)10 5，对于合金钢的范围在(441588)10 5，单位是牛顿/米 2。本设计选材料 45钢，故的范围在(343441)10 533520.432()0.1nMdm2.1.6初步确定叶轮的主要尺寸叶轮进口直径 0D叶轮进口直径 与进口速度有关，进口速度 一般不超过 34m/s。提高叶0V轮进口流速会降低泵的抗汽蚀性能和
14、水力效率。实践证明：泵在相应增加进口流速 很广的范围内运转时，能保持水里效率不变，所以如果设计的泵对抗汽蚀性0V能要求不变，可以选较小的 以减少叶轮密封环的泄漏量，以提高容积效率。0决定叶轮水力损失的是相对速度的大小和变化，所以应该考虑泵进口相对速度的影响，通常在叶轮流道中相对速度是扩散的，即 。从减小进口相对撞12w击损失考虑，希望减小 ，若假定 最小，可以计算叶轮进口直径。1w1进口当量直径： 3e0knQD11式中： 统计系数。0k考虑泵效率和汽蚀因素， 的选用范围是：0k主要考虑效率： ；03.54兼顾效率和汽蚀： ；.主要考虑汽蚀： 。0k.进一步增加 ，可改善大流量下的工作条件，提
15、高泵的抗汽蚀性能。这次设计兼顾泵效率和汽蚀，取 。04.533e0206k. 120()n9QDm由于选用的是单级单吸叶轮，d h=0，故 0e(ehDd叶轮出口直径 的初步计算2叶轮外径 和叶片出口角 等出口几何参数，是影响泵扬程的最重要因素。2另外，影响泵扬程的有限叶片数修正系数也与 和 以及叶片数等参数有关。2可见影响泵扬程的几个参数之间互相影响。因此，必须假定某些参数为定值的条件下，求解叶轮外径。因为压水室的水力损失和叶轮出口的绝对速度的平方成正比。为减少压水室的水力损失，应当减少叶轮出口的绝对速度，因此，我们把满足设计参数下使叶轮出口绝对速度最小作为 的出发点。2D由叶轮出口速度三角形2muvv叶轮出口轴面速度和圆周分速度均与叶轮外径有关，现将 表示为2V（ ）的函数，由基本方程式2Du21uuTvHg推出 的计算公式为：21/21/2939.35().5().700sDnk32 0.7.6QKm
