煉油廠水循環(huán)泵設(shè)計【7張CAD圖紙及說明書全套】【YC系列】

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In this paper, according to the parameters and requirements of the selected water circulating pump. First of all, through the pump status and the principles are analyzed and develop design, selected the design of refinery circulating water pump adopts the screw centrifugal pump; then, the main parts including, the impeller, the pump casing, pump shaft and commonality etc. Design and selection and calculation; then, the main parts of the strength is checked. Finally, rendering system of 2D assembly drawings and part drawings. Key words: Water circulation pump; Impeller; Shaft; Design 目 錄 摘 要 I Abstract II 第一章 緒 論 1 1.1研究背景及意義 1 1.2國內(nèi)外研究形狀 1 1.2.1國外研究現(xiàn)狀 1 1.2.2國內(nèi)研究現(xiàn)狀 2 第二章 總體設(shè)計 3 2.1設(shè)計要求 3 2.2 方案設(shè)計 3 2.2.1結(jié)構(gòu)方案選擇 3 2.2.2結(jié)構(gòu)特點及工作原理 3 2.3原動機的選擇 4 2.4水力設(shè)計 5 第三章　主要零件的設(shè)計與選擇計算 6 3.1葉輪設(shè)計 6 3.1.1葉輪主要參數(shù)的確定 6 3.1.2背葉片的設(shè)計 13 3.2泵軸的設(shè)計 13 3.3壓水室設(shè)計 15 3.3.1渦形體各斷面面積內(nèi)的平均速度 15 3.3.2舌角的計算 15 3.3.3 基圓直徑 16 3.3.4葉片厚度的確定 16 3.4主要通用零部件的選擇 17 3.4.1軸封結(jié)構(gòu)的選擇 17 3.4.2軸承部件的選擇 17 3.4.3聯(lián)軸器的選擇 18 第四章 主要零件的強度計算 19 4.1泵體的強度計算 19 4.2葉輪強度計算 19 4.2.1蓋板強度計算 19 4.2.2葉片厚度計算 20 4.2.3輪轂強度計算 20 4.3泵軸的強度校核 21 4.3.1泵軸的強度計算 21 4.3.2泵軸的剛度校核 21 4.4鍵的校核 21 4.4.1鍵的選擇 21 4.4.2鍵聯(lián)接強度計算 21 4.5軸承的校核 22 總 結(jié) 24 參考文獻 25 致 謝 26 27 第一章 緒 論 1.1研究背景及意義 泵是化工和石油化工行業(yè)的重要設(shè)備之一。在化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)中，石油部門的特殊液體，有揮發(fā)性，易燃，易爆，或有毒或有強腐蝕；高粘度；有的要求在高溫、高壓、低溫、低壓離心泵是一種輸送。耗大、應(yīng)用廣泛的通用機械產(chǎn)品的需求，總需求約占80%的泵產(chǎn)品，經(jīng)過這么多的離心泵，并針對現(xiàn)有產(chǎn)品和技術(shù)升級具有重要的意義，在過去的。N年前，應(yīng)該看到，我國泵行業(yè)的技術(shù)發(fā)展趨勢日益發(fā)展的技術(shù)世界的泵，和一般技術(shù)水平較低，在高、精、尖的高科技產(chǎn)品在中國地區(qū)的泵，產(chǎn)品供不應(yīng)求，在泵行業(yè)發(fā)展有許多空間，根據(jù)預(yù)測，“十一·五”期間，中國工業(yè)將以25%的平均速度泵泵產(chǎn)品的發(fā)展。“十一五”國家的市場份額，預(yù)計92 %。?國家重大項目的本地化率，應(yīng)力，熱能源，核能和“三大化工”在中央市場高達80 %～85 %，對我國產(chǎn)業(yè)雖然有很大的挑戰(zhàn)，同時也存在巨大的發(fā)展?jié)摿?，隨著我國泵行業(yè)的發(fā)展工業(yè)，水泵會持續(xù)進展，最終整個世界。 1.2國內(nèi)外研究形狀 1.2.1國外研究現(xiàn)狀 在20世紀(jì)60年代初，為了解決是沿海岸秘魯魚活魚保鮮處理的植物中，瑞士工程師馬丁發(fā)明螺旋葉輪泵和泵之間的位置，由于在螺桿泵與離心泵的優(yōu)點，所謂水循環(huán)泵有韓元的專利秘魯和德國，美國和其他國家，隨著馬丁先生和瑞士設(shè)立海絲特和到A公司作為集團的總裁。此后，馬丁先生尋求進一步的研究和開發(fā)的離心泵，泵的現(xiàn)場應(yīng)用的基礎(chǔ)上開發(fā)的魚魚，從原來的多系列多品種的泵，離心泵，繼續(xù)擴大應(yīng)用領(lǐng)域，目前，系列產(chǎn)品已成為復(fù)雜介質(zhì)的泵場重要的傳輸設(shè)備。德國KSB公司是這樣的和開發(fā)一系列的泵產(chǎn)品。 英國西格蒙德、日本荏原，久保田，太平洋播磨重工機械，石材開發(fā)公司有本泵系列產(chǎn)品。由于循環(huán)水泵的使用和結(jié)構(gòu)特殊，直到20世紀(jì)80年代對外發(fā)表的研究結(jié)果看，目前國外已經(jīng)成熟的產(chǎn)品A，德國，美國，日本和英國公司已經(jīng)開發(fā)本泵系列產(chǎn)品。但他們是一個公司的產(chǎn)品介紹，和泵的研究和設(shè)計是罕見的在文章[ 2 ]。 一個持續(xù)發(fā)展的現(xiàn)代工業(yè)和科技，泵向大型、高速發(fā)展和專業(yè)化。在最近幾年的大發(fā)展，對外泵更多的，如1500mm潛泵的葉輪直徑，直徑7m的軸向流動泵，屏蔽泵流量率2000kW，2000t/h海軍和螺桿泵等。材料的磨蝕問題，解決的問題是，更多的是泵的速度高速發(fā)展的指南。大和經(jīng)濟效應(yīng)的高速泵的泵是很顯著的。它可以減少體積和重量減少。鍋爐給水泵的外國海軍23000r／min速度已經(jīng)達到了安切洛蒂，安切洛蒂34000r石化工業(yè)用/分鐘，調(diào)整泵的軸向活塞泵，22000r／min／min的旋轉(zhuǎn)活塞泵和30000r已經(jīng)出現(xiàn)。隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，需求更多的泵，特別是更多的條件。 1.2.2國內(nèi)研究現(xiàn)狀 現(xiàn)在是泵的應(yīng)用日益廣泛，特別是在油泵?；し矫娴闹R，所以這是非常重要的。主題的選擇不僅是離心泵設(shè)計的一個真正的教育科學(xué)，市場分析，離心泵是一種應(yīng)用廣泛的通用機械，消費需求占總需求的產(chǎn)品80%的泵產(chǎn)品，經(jīng)過這么多的嘗試和攪拌泵的設(shè)計和現(xiàn)有產(chǎn)品的技術(shù)升級具有重要的意義。在過去的幾年中，應(yīng)該看到，中國泵行業(yè)的技術(shù)發(fā)展趨勢日益發(fā)展的技術(shù)世界的潛水泵，Nd的總體技術(shù)水平較低，在高、精、尖的高科技產(chǎn)品在中國地區(qū)的泵，產(chǎn)品供不應(yīng)求，在泵行業(yè)發(fā)展空間很大，根據(jù)預(yù)測，“十一·五”期間，中國工業(yè)將下降25%，泵平均發(fā)展速度。泵是國家“十一五”的市場份額，預(yù)計92 %。?國家重大項目的本地化率，應(yīng)力，熱能源，核能和“三大化工”中的重點市場占有率達80 %～85 %，對我國產(chǎn)業(yè).also，雖然有很大的挑戰(zhàn)同時，有巨大的發(fā)展?jié)摿κ巧罨覈眯袠I(yè)的發(fā)展工業(yè)，水泵會持續(xù)進展，最終世界[ 1 ]。 第二章 總體設(shè)計 2.1設(shè)計要求 本次設(shè)計的煉油廠水循環(huán)泵選定的主要參數(shù)如下： （1）出口：80mm； （2）入口：125mm； （3）流量：90m3/h； （4）揚程：H=15m； （5）轉(zhuǎn)速：1450r/min； （6）軸功率：6.33kW。 2.2 方案設(shè)計 2.2.1結(jié)構(gòu)方案選擇 螺旋離心泵的設(shè)計，設(shè)計的單級懸臂式結(jié)構(gòu)，水平結(jié)構(gòu)，葉片的結(jié)構(gòu)是用特殊的三維螺旋葉輪，葉片形狀為空間對數(shù)螺線，液固兩相理論與水力設(shè)計。 螺旋離心泵，主要由三部分組成，即泵頭部分部分和部分的結(jié)構(gòu)。 （1）泵頭部分 泵泵和泵蓋部分，前，后部分的直徑大于葉輪直徑葉輪拆卸之前或之后，螺旋離心泵，葉輪葉片背面的背和減少泄漏的泵的壽命和效率。 （2）軸封部分 設(shè)計與包裝密封的密封，密封結(jié)構(gòu)簡單，維護簡單，必要的，但也需要水供應(yīng)泵。 （3）驅(qū)動部分 部分由支架和裝配后的不同選擇單列圓錐滾子軸承與傳輸功率最大能承受軸向和徑向負(fù)荷泵，潤滑，軸承體端蓋密封，并有兩個密封，有效地防止污染物進入軸承，保證了安全運行一個高使用壽命。 2.2.2結(jié)構(gòu)特點及工作原理 水循環(huán)泵的基本結(jié)構(gòu)如圖1 所示。螺旋離心泵的主要部件，通常是一個螺旋離心泵葉片和雙葉片兩種形式。在運行過程中，部分具有帶螺旋泵功能的吸收材料，在殼體的軸向預(yù)測，在部分，通過這部分出院。泵和離心泵的組合。 圖1-1 螺旋離心泵結(jié)構(gòu)簡示意 它的工作原理：在快速旋轉(zhuǎn)的葉輪在流體泵腔，葉輪和螺旋段由兩部分組成，提供了一個積極的位移螺旋部分推力，這個力在軸形成一個延伸的彎曲力，水流沿切線方向進入葉輪，在泵腔的右下角從螺旋段和葉輪是由兩部分組成，螺旋部分提供了一個積極的方向和非直角的角度和葉輪或泵中的水順利。推力部分推，直到部分，這部分電流從電源插座。 普通雜質(zhì)泵離心泵和回轉(zhuǎn)泵相比，有如下優(yōu)點： 沒有一個性能；無損的良好的性能，效率和高效區(qū)寬廣，功率曲線平坦；良好的調(diào)節(jié)性能；泵的吸入性能好；優(yōu)良的空化流部件的腐蝕，使用壽命長；理想的噪聲。 2.3原動機的選擇 根據(jù)泵實際工作要求，該泵與鉆機配套使用時，常需要野外作業(yè)，電源使用不方便，故選用柴油機作為原動機，柴油機轉(zhuǎn)速選擇，用V型帶傳動，因給定泵的轉(zhuǎn)速n=1450r/min，故傳動比i=。 柴油機功率計算： 泵輸出功率：==7.5KW 式中：——介質(zhì)密度 kg/m Q——流量（） H——揚程（m） 泵輸入功率：N===11.54KW 式中：——泵效率 柴油機功率：==12.02KW 式中：——V帶傳動效率，取=0.96 因此，原動機選擇轉(zhuǎn)速為，功率為12KW的柴油機。 2.4水力設(shè)計 設(shè)計比轉(zhuǎn)數(shù)： 式中： n——泵軸的轉(zhuǎn)速（r/min） Q——流量（） H——揚程（m） 故： 沉降層速度： ==2.48（m/s） 入口速度： =2.83（m/s） 出口速度： ∴滿足設(shè)計要求。 泵的進口直徑：（標(biāo)準(zhǔn)法蘭盤直徑） 泵的出口直徑：（標(biāo)準(zhǔn)法蘭盤直徑） 第三章　主要零件的設(shè)計與選擇計算 3.1葉輪設(shè)計 3.1.1葉輪主要參數(shù)的確定 圖3-1 葉輪軸面投影圖 （1）葉輪最大外徑：= （m） 式中： k=10～12.5 故： ==0.238～0.298（m） ?。? =260mm （1）葉輪出口寬度： ===80.86（mm） ?。? =80（mm） （3）葉輪出口直徑： = 其中： ==0.736～0.161（m） 取 =80（mm） （主要考慮效率兼顧泵的抗汽蝕性能） （4）輪轂直徑： =19.96+0.07×=19.96+0.07×115.244=28（mm） （5）葉輪軸向長度L： L===195.66（mm） 圓整后得： L=195（mm） （6）輪緣側(cè)圓弧半徑： =52.28+0.91 =52.28+0.91×115.244=157.15 圓整后等：=160（mm） （7）輪轂側(cè)圓弧半徑： =73.4+1.29=73.4+1.29115.244=222.06 圓整后等：=220（mm） （8）輪轂側(cè)圓弧半徑： =60～90（mm） 取=70（mm） （9）輪緣側(cè)葉片傾角： =60.51-0.13 =60.51-0.13115.244=45.528 取=45 （10）輪轂側(cè)葉片傾角： =57.1-0.1=57.1-0.1115.244=45.58 取=45 （11）葉輪出口傾角： =7.79=7.79=12.95 取=13 （12）葉輪出口最小直徑： ==260-2=189.45 取=190（mm） （13）輪緣和輪轂各段軸向長度： L=（0.45～0.68）L=（0.45～0.68）=87.75～132.6 （作圖在范圍內(nèi)） 取=140（mm） L3 =（0.2～0.4）L=39～78 取L3=60（mm） L=（0.05～0.08）L=9.75～15.6 （作圖在范圍內(nèi)） （14）輪緣側(cè)葉片出口安放角： = 其中： 其中： =19.7297 所以： =11.6 （15）輪轂側(cè)葉片出口安放角： = 其中：==14.42 =0.789 所以：=14.5 （16）葉片進口安放角： （17）葉輪出口葉片包角： =156.95（=147.67 取 =150 （18）輪緣螺線起點處圓弧半徑： =0.63=0.63115.244-4.17=68.43 圓整得： =70（mm） （19）輪轂側(cè)葉片包角： =821.17-1.42=821.17-1.42115.244=657.524 取 =658 （20）輪緣側(cè)葉片包角： =652-1.02=652-1.02=534.451 取 =535 （21）計算葉輪曲面螺線 首先計算葉輪輪緣側(cè)曲面螺線。包括和各曲面上的螺線，其次計算葉輪出口邊曲面螺線，最后，計算輪轂側(cè)曲面螺線，包括，和各曲面上的螺線。 （a）曲面螺線方程： 由何希杰所推導(dǎo)的公式： 式中 根據(jù)邊界條件，以空間曲線方程為： r=130[1-0.00163θ] z=115[1-0.00163θ] θ= (θ= z=86.34) (b) 空間曲線螺線方程: 設(shè)端點對應(yīng)的螺線轉(zhuǎn)角分別為和在上取一點p(z，r)轉(zhuǎn)角為，可建立z，r，三者之間的關(guān)系如下: 根據(jù)邊界條件，以空間曲線方程為： （c）曲面螺線方程： （d）曲面螺線方程： （e）曲面螺線方程： （f）曲面螺線方程： 表3-1 輪緣側(cè)曲面螺線（部分）值 N 0 1 2 3 4 5 6 7 8 0 22.5 45 67.5 90 112.5 135 157.5 180 r 130 125.2 120.5 115.7 110.5 106.6 101.4 96.3 91.3 Z 115 110.7 106.6 102.4 97.8 94.3 89.7 81.5 76.6 N 9 10 11 12 13 14 15 16 17 202.5 225 247.5 270 292.5 315 337.5 360 382.5 r 86.4 81.6 76.9 72.2 67.6 63.1 58.7 54.4 50.4 Z 71.8 66.9 62 57.2 52.3 47.5 42.5 37.7 32.9 N 18 19 20 21 22 23 24 405 427.5 450 472.5 495 517.5 535 r 48.6 47.9 47.2 46.8 46.3 46.1 46 Z 28 23.2 18.3 13.4 8.6 3.7 0 表3-2出口段螺線（部分）值 N 0 -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 0 -22.5 -45 -67.5 -90 -112.5 -135 -150 r 130 127.5 125.1 122.6 120.1 117.6 115.2 113.5 Z 115 126.9 138.9 150.8 162.7 174.6 186.6 194.5 表3-3輪轂側(cè)曲面螺線（部分）值 N -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 -135 -112.5 -90 -67.5 -45 -22.5 0 22.5 45 67.5 r 110.5 103.5 97.9 93.2 88.6 84 79.3 74.7 70 65.5 Z 192.5 188.6 287.1 261.9 236.7 211.6 186.4 161.2 136.1 110 N 4 5 6 7 8 9 10 11 12 90 112.5 135 157.5 180 202.5 225 247.5 270 r 1 56.6 52.2 48 44 40.5 37 33.7 30.5 Z 34.3 130.2 126.1 121.9 111.8 113.6 109.5 105.4 101.2 N 13 14 15 16 17 18 19 20 21 67.6 63.1 58.7 54.4 50.4 405 427.5 450 472.5 r 8.4 26.3 24.3 22.4 21.1 20.3 16.3 14.1 13 Z 97.1 92.9 88.8 84.7 80.5 76.4 72.2 68.1 64 N 22 23 24 495 517.5 520 r 12.5 12.2 12 Z 59.8 55.7 55.2 （22）葉片螺線平面圖 根據(jù)上述葉輪葉片曲面螺線計算結(jié)果，繪制葉片螺線。在圓周上取16個軸面，每兩個軸面夾角為22.5，當(dāng)Z=0時，空間螺線在平面上投影，如圖所示: 圖3-2 空間螺線在平面上的投影圖 （23）葉片厚度計算 確定葉片厚度時，應(yīng)注意到鑄造的可能性，對鑄鐵葉輪，葉片最小厚度為3～4毫米，本次設(shè)計的葉輪材料選用MT-4，葉片厚度（S）由經(jīng)驗公式求出： 式中： K——經(jīng)驗系數(shù)，與材料和比轉(zhuǎn)數(shù)有關(guān)，查表得K=5 ——葉輪外徑 H——揚程 Z——葉片數(shù)，Z=1 所以： S==5.687（mm） ?。? S=6（mm） 3.1.2背葉片的設(shè)計 背葉片的主要作用是減壓，其減壓程度決定了背葉片的幾何參數(shù)。背葉片對于一般的泵而言，還有另一個作用，就是能夠及時地把固體顆粒甩至渦室內(nèi)，以防止固體顆粒進入填料箱，破壞其密封性能。背葉片減壓后剩余的壓頭可由下列經(jīng)驗公式求出： = 式中：——泵腔壓頭（包括灌注壓頭）m，其中灌注壓頭 n——泵的轉(zhuǎn)速 n=1450r/min ——葉輪外徑 cm =27cm ——背葉片外徑 cm ==19cm ——背葉片寬度 取=5mm t——背葉片與渦室間隙 取t=1mm ——背葉片內(nèi)徑 cm 取 =8cm 故：=（1+0.15） =9.65（m） 由計算結(jié)果可知，經(jīng)背葉片減壓后，剩余壓頭為9.65m，如果近似把1bar=10m水柱，則剩余壓頭為0.965bar。 3.2泵軸的設(shè)計 （1）泵軸上的功率P2，轉(zhuǎn)速n2和轉(zhuǎn)矩T2 ，， （2）初步確定軸的最小直徑 先按式初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)機械設(shè)計表11.3，取，于是得： 該處開有鍵槽故軸徑加大5％～10％，且Ⅲ軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處的直徑。為了使所選的軸直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時選取聯(lián)軸器型號。聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩，取。 按照計算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查機械設(shè)計手冊選用HL3型彈性套柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為630N.m。半聯(lián)軸器的孔徑為32mm，故取，半聯(lián)軸器長度為，半聯(lián)軸器與軸配合的長度。 （3）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度 （a）為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位的要求2軸段左端需制出軸肩，軸肩高度軸肩高度，取故取2段的直徑，長度。 (b) 初步選擇滾動軸承。因軸承同時受有徑向力和軸向力的作用，故選用深溝球軸承。根據(jù)，查機械設(shè)計手冊選取0基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級的深溝球軸承6308，其尺寸為，故，考慮到還需安裝檔油環(huán)取，軸承采用軸肩進行軸向定位，軸肩高度，取，因此，取。 (c)取安裝葉輪處的軸的直徑；葉輪左端與左軸承之間采用套筒定位。已知葉輪輪轂的寬度為100mm，為了使套筒端面可靠地壓緊葉輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取。葉輪的右端采用軸肩定位，軸肩高度，取，則。因三根軸在箱體內(nèi)的長度大致相等，取， 。 （4）軸上零件的周向定位 查機械設(shè)計表，聯(lián)接聯(lián)軸器的平鍵截面；聯(lián)接圓柱葉輪的平鍵截面 3.3壓水室設(shè)計 3.3.1渦形體各斷面面積內(nèi)的平均速度 由文獻[1]查得 (3.35) 式中：是速度系數(shù)，若=127時，則=0.362；H=15m，為泵的揚程。 代入上式=6.21m/s，取=6m/s。 渦形體隔舌安放角ψ=20°，分為六個斷面，計算斷面流量 20 m3/s (3.36) 斷面面積 (3.37) 式 中 ：Ф 是 斷 面 包 角 。 3.3.2舌角的計算 由文獻[1]查得 舌角應(yīng)與葉輪出口絕對速度的液流角一致，即 == (3.38) 式中：為有限葉片數(shù)時中間流線出口處液流圓周的分速度。 取==7.04 m/s (3.39) 代入上式===38.7度 渦形體寬度：=（1.5-2）；=105-140mm （3.40） 繪型時實際=180mm。 3.3.3 基圓直徑 由文獻[1]查得 基圓直徑為： ==350—367.2 mm (3.41) 取=360 mm。 3.3.4葉片厚度的確定 根據(jù)之前計算結(jié)果，誘導(dǎo)輪和葉輪距離X進口直徑為D1 由于越小越好，則取為20mm 葉片厚度 mm 為軸面流線與水平的夾角 =20 實際厚度mm 流面厚度=4mm (3.42) 圓周厚度 mm (3.43) 軸面垂直厚度 5.2 mm (3.44) 徑向厚度 1.8 mm (3.45) 3.4主要通用零部件的選擇 3.4.1軸封結(jié)構(gòu)的選擇 此次設(shè)計的填料密封的結(jié)構(gòu)尺寸為： 填料寬度S =1.6=10mm d為軸式軸套直徑 填料高度H 當(dāng)液體壓力MPa時 H=(5-7)S=60mm 填料壓蓋高度h h=(2-3)S=25mm 填料壓蓋長度b b=(0.5-1)S=8 mm 填料壓蓋螺栓長度L 需保證填料函體內(nèi)裝滿填料時，不必加壓就能擰上螺母。 填料壓蓋螺栓直徑d，取M6 填料壓蓋厚度 =9 mm 取=7mm 為 填 料 壓 蓋 螺 栓 直 徑 。 3.4.2軸承部件的選擇 由于軸承的選用，必須能夠在軸向載荷和載荷的徑向止推軸承，圓錐滾子軸承的選擇計算準(zhǔn)后的菜單項。 滾動軸承的工作情況密切相關(guān)，并可在倉庫，一般的速度，轉(zhuǎn)速在80~2900r／min以下，可以采用脂潤滑泵的設(shè)計轉(zhuǎn)速，離心泵輸送介質(zhì)，在室溫下），所以已經(jīng)與脂肪，潤滑脂選用鋰基潤滑脂SY1412-75的2或3。 選擇61309/P6型號的深溝球軸承（GB276-64）。 尺寸：軸徑d = 45mm，D =100mm，B = 25mm 安裝尺寸：D1 =54 mm，D3=90mm 重量：0.83kg 選擇11109/P6型號的雙列向心球面球軸承（GB281-64） 尺寸：軸徑 d = 45mm，D =100mm，B = 36mm 安裝尺寸：D1=55mm，D3=90mm 重量：1.25kg 3.4.3聯(lián)軸器的選擇 根據(jù)設(shè)計要求，由于直徑等于40mm，故選擇彈性套柱銷聯(lián)軸器（GB4323-84），Tl6型號，L=112mm，D=160mm，A=45mm。 重量：10.36kg 轉(zhuǎn)動慣量：0.026kg·m2 第四章 主要零件的強度計算 4.1泵體的強度計算 渦室是離心泵中較大的零件，并承受高壓液體作用。所以，渦室應(yīng)有足夠的強度和剛度，本次設(shè)計的螺旋離心泵的泵體強度計算是校核渦室的壁厚，計算公式如下： 式中：S——渦室厚度 cm ——許用應(yīng)力（），鑄鐵100～150，鑄鋼200～250。 ——渦室當(dāng)量壁厚， ===21.57 S==0.58cm 所以設(shè)計時選用MT-4，壁厚為8cm，滿足強度要求。 4.2葉輪強度計算 4.2.1蓋板強度計算 由文獻[4]查得蓋板的應(yīng)力大部分是由離心力造成的，應(yīng)力越大的地方半徑越小。 （4.1） （4.2） 式中：為材料的寬度；為許用應(yīng)力， 銅的；為材料的屈服極限；為拉伸強度；e=2.71828；D2=0.248m；ρ=7800N·m；Dx=0.2mδ2=0.008m；u2=18.9m/s；w=18.9r/s。 材料選取ZG1Cr13，KPa。 4.2.2葉片厚度計算 由文獻[4]查得 （4.3） 式中：H為單級揚程；Z為葉片數(shù)；D2為葉片外徑；A是系數(shù)，取A=5；D2=0.248m；ns=127；Z=2；H=15m S=50.248=3.4mm 實際S=4mm。 最小壁厚： 一般鑄造條件下灰鑄鐵最小許可厚度HT250：。 高錳鋼：砂型鑄造mm 。 筋的厚度：10mm 。 4.2.3輪轂強度計算 由文獻[6]查得軸向力 （4.4） 由此應(yīng)力所引起的變形為 （4.5） 式中：E為彈性模數(shù)，鑄鐵E=，鑄銅E=，銅E=； Dc為輪轂平均直徑；為由離心力引起的輪轂直徑的變形；應(yīng)小于葉輪和軸配合的最小公盈，即<。 MPa 因 故在時葉輪蓋板是安全的。 mm < 根據(jù)公差配合，可知因離心力引起的變形小于最小配合公盈。 4.3泵軸的強度校核 4.3.1泵軸的強度計算 由文獻[9]查得 軸的當(dāng)量彎矩 （4.6） 式中：為計算斷面的彎矩；a為系數(shù)，通常取a=0.57~0.61。故取a=0.6。 N·m （4.7） mm （4.8） 查得軸是安全的。 4.3.2泵軸的剛度校核 由文獻[9]查得 由軸的細(xì)長比： 經(jīng)計算，得：=1.35 故泵軸是可以采用的。 聯(lián)軸器的選用：d=40mm，L=112mm，D=130mm，D1=105mm 螺栓個數(shù)n=4，直徑M10，L0=229mm，重量m=7.29kg，轉(zhuǎn)動慣量是0.043。 4.4鍵的校核 4.4.1鍵的選擇 由文獻[9]查得 M=47.88 N·m （4.9） d=40mm 鍵：，一般鍵聯(lián)接 深度：軸，轂，平鍵l=50mm 4.4.2鍵聯(lián)接強度計算 由文獻[9]查得 計算鍵的剪切應(yīng)力： N·m （4.10） 可知鍵是安全的。 計算鍵的擠壓應(yīng)力 N·m （4.11） 鋼的許用擠壓應(yīng)力=1500~1600 N·m 由于 ，輪轂是安全的。 鍵的剪切應(yīng)力可按下式計算： （4.12） 式中：M為鍵所傳遞的扭矩；d為軸徑；b為鍵的寬度；l為鍵的長度；為鍵的許用剪切應(yīng)力，45號鋼的鍵取=600N·m。 擠壓應(yīng)力 （4.13） 式中：h為鍵高；為許用擠壓應(yīng)力。 通常需根據(jù)輪轂材料進行校核。鍵的材料的許用擠壓應(yīng)力比輪轂的大，故取鋼的許用擠壓應(yīng)力：=1500-1600 N·m。 4.5軸承的校核 查表得30210軸承的主要性能參數(shù)如下： 圖7-6 受力分析圖 壽命計算： 附加軸向力： 軸承軸向力： 故軸承A被壓緊， X/Y值： 沖擊載荷系數(shù)： 考慮到輕沖擊，查表得=1.2 當(dāng)量動載荷： 軸承壽命： 因，只計算B軸承壽命： 每天工作360天，每天工作8小時，則其工作年限為 。 總 結(jié) 這次畢業(yè)設(shè)計幾乎用到了我們大學(xué)所學(xué)的所有專業(yè)課程，可以說是對我們的知識全面的調(diào)查和評估。通過畢業(yè)設(shè)計，使我的專業(yè)知識有一個總體的認(rèn)識和早期的例子，我們的設(shè)計過程。需要學(xué)，工程制圖，材料力學(xué)，機械工程，材料，設(shè)計，合作的限制和公差和CAD計算機輔助制圖的基礎(chǔ)知識。在畢業(yè)設(shè)計的過程中，不僅使我們熟悉的舊知識，而且我們發(fā)現(xiàn)許多以前沒有的問題恰恰是細(xì)節(jié)，但細(xì)節(jié)決定我們是否在可接受的機械技術(shù)人才的關(guān)鍵。 另外，我覺得兩個月的畢業(yè)設(shè)計，豐富我們的知識，讓我學(xué)到了很多，不僅有大量的專業(yè)知識。在設(shè)計過程中，需要通過知識的書，要求我們在網(wǎng)上或圖書館獲取信息。例如，我們要在螺旋離心泵的設(shè)計、工作環(huán)境和理解能力，可以通過選擇合適的計劃。由于這些問題沒有被實踐因此，必須了解和更好地獲得信息。 參考文獻 [1] 關(guān)醒凡，泵的理論與設(shè)計[M].機械工業(yè)出版社1987。 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[12] Pumps in mining.Minig Magz.Apr.1985. 致 謝 大學(xué)生活即將結(jié)束，在這短短的幾年里，我有許多朋友，嚴(yán)格教學(xué)的老師的幫助。他的設(shè)計是成功的，沒有他們的幫助和指導(dǎo)老師的指導(dǎo)，在所有和我的畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)和幫助的老師和同學(xué)表示衷心的感謝。 首先，對設(shè)計的老師表示最誠摯的謝意。在自己的緊張，我們?nèi)栽谂Φ臅r候，我們努力學(xué)習(xí)，老師要求我們幫助。在整個設(shè)計過程中，對現(xiàn)場實際借款的證據(jù)，他指示我學(xué)習(xí)書中不僅學(xué)到了很多知識，學(xué)習(xí)操作，并了解如何設(shè)計的重點，論文和編寫的時間，而在畢業(yè)設(shè)計過程中，我們和他們在一起的不同的設(shè)計問題。 其次，這個設(shè)計幫助學(xué)生、教師的發(fā)展過程中，非常感謝你，你給了我很大的幫助和無私的關(guān)懷，更重要的是，為我們提供了很多技術(shù)方面的數(shù)據(jù)在你的感謝，沒有這些數(shù)據(jù)是不是一個完整的文件。 同學(xué)也幫助了我，感謝。 總之，教師和學(xué)生一起設(shè)計，使設(shè)計的結(jié)果在一個月，這是一個很好的合作，一個偉大的教會我許多東西，我一輩子的財富給我，我想再次感謝老師和學(xué)生！