800s26双吸离心泵设计说明书

1、中南林业科技大学本科毕业设计 800s26双吸离心泵设计1 引言众所周知，泵在世界范围内得到非常广泛的应用，它涉及到国民生产的各个领域。可以这样说，只要有液体流动的地方就会有泵的出现。在农业生产过程中，泵是主要的灌溉机械。我国的农村每年都需要大量的泵，据不完全统计，在我国，农业用泵占到泵总产量的一半以上。在电力部门当中，火力发电站需要大量的锅炉给水泵、循环水泵、灰渣泵、和冷凝水泵，核电站不仅有核主泵，还有二级泵、三级泵等。在国防工业当中，飞机的机翼、座舱和起落架的调节、各种步战车炮塔的转动、潜艇的上升和下潜等都需要用到泵。化学化工行业中，很多的原材料、成品都是液体，将原材料料制成品，都需要经过

2、十分复杂繁复的工艺过程，泵在这些生产加工过程当中起到了输送液体与提供化学反应的压力流的作用。总之，无论是在航天飞机、大炮、火箭还是钻采矿、火车、汽车，或者是日常的生活当中，到处都需要用到泵，到处都有泵在运行。泵作为一种通用机械，它是机械工业中的一类非常重要的产品。泵的种类繁多，按照泵的工作原理可以非为三类：一、 叶片式泵叶片式泵又叫动力式泵，这种泵是通过高速旋转的叶片将能量传递给液体，使液体的能量增加，从而达到输送液体的目的。叶片式泵又分为离心泵、混流泵、和轴流泵。二、 容积式泵容积式泵是通过密闭的，充满液体的工作强溶剂的周期变化，非连续的给液体施加能量，从而达到输送液体的目的。容积式泵按工作

3、腔变化方式有份为往复式泵和回转式泵。三、 其他类型其他类型的泵的工作原理各异，有射流泵、气升泵、螺旋泵、水锤泵等。螺旋泵利用的是螺旋推进原理来提高液体的位能，其余几种泵，都是通过液体本身来传递能量，从而达到输送液体的目的的。离心泵是各种类型的泵当中用量最大的一种泵。离心泵的结构紧凑、流量与扬程的范围比较宽；适用于腐蚀性较低的液体；流量比较均匀、稳定性良好、振动比较小，不需要加装特殊的减震装置；设备安装和维护检修费用比较低。离心泵的主要部件有叶轮、泵壳、密封机构、轴与轴承。叶轮式泵的最为主要的部件，动力机要依靠叶轮将能量传递给液体。它的设计制造关系到泵的性能，因此在设计过程中一定要认真仔细。叶轮

4、的形式主要有单吸闭式、单吸半开式、单吸开式和双吸式。单级双吸泵的叶轮都是闭式的。离心泵的泵壳主要由叶轮工作室、吸水室、和压水室组成。单级双吸泵一般采用中开式泵壳。由于在水泵中有许多间隙，间隙两侧存在压力差，因此会造成泄漏，从而是泵的效率降低。故需要采用密封机构，防止不应该出现的泄漏。离心泵的密封机构主要有叶轮密封、轴封。单级双吸离心泵多采用填料密封。泵轴的主要作用是通过联轴器将动力机的能量传递给叶轮，从而达到输送也提的密度。泵轴需要有足够的刚度，其材料同厂为不能低于35钢的材料。离心泵常采用的轴承油圆锥棍子轴承和生够球轴承。单级双吸泵由于轴向力很小，一般采用深沟球轴承。单级双吸离心泵是一种有一

5、个叶轮、两个吸入口的离心泵。离心泵中的液体在叶轮离心力的作用下，沿和轴线垂直的径向平面流出叶轮。这种类型的离心泵采用双支撑形式。这种形式中轴承分局叶轮的两侧，并且轴承靠近轴的两端。双吸叶轮是一个单独的装配部件，它利用轴套，轴套螺母和键将叶轮固定在泵轴上形成转子部件。双吸叶轮的位置不是固定的，它的位置可以通过轴套螺母进行调节。由于双吸泵采用的是双吸式叶轮，因此泵轴所受轴向力非常小，泵轴所受的力主要为径向力。单级双吸泵通过侧面吸入和压出液体，它的吸入口和压入口与泵体铸为一体。泵壳采用了沿轴心线的水平面分成上下两部分的泵盖和泵体的水平中开式结构。泵改的顶端和底端都开有螺纹孔，分别用来抽气和放水。叶轮

6、吸入口的两有填料式的轴封。压水室采用的是螺旋形结构，这种结构的压水室使泵体内的液流呈轴对称流动，减少了泵体内的水力损失。吸水室采用的是半螺旋形结构，这种结构的吸水室各个截面的流速是均匀分布的，减少了泵内的水力损失。2 800S-26型单级双吸离心泵的主要设计参数S型双吸单级离心泵的吸入口与压出口均在水泵轴心线的下方，与轴线垂直呈水平方向，检测时无需拆卸进出口水管和电动机。泵的旋转方向：自电机端向泵看S型号为顺时针方向旋转，即吸入口在右，吐出口在左；S型号为逆时针旋转时，即吸入口在左，吐出口在右。泵的主要零件有：泵体、泵盖、叶轮、轴、双吸密封环、轴套等。除轴的材料为优质碳钢外，其余主要零部件为铸

7、铁、铸钢、不锈钢等材质制成。经过静平衡检验的叶轮，用轴套和两边的轴套螺母固定在轴上，其轴向位置可通过轴套螺母进行调整，叶轮的轴向力利用其叶片对称布置，两面进水达到平衡。双吸单级离心泵可使用多种介质的传输，广泛用于工业、城市给排水、农田灌溉及各种水利工程、电站、工业流程系统的取水、加压、石油工程等。3. 800S-26型双吸单级离心泵的水力设计计算3.1 800S-26型双吸单级离心泵设计主要参数：流量：Q=7000=1.944扬程：H=26m转速：n=740r/min=1000Kg/m配套电动机的功率为710 kw介质温度低于80度3.2 确定比转速 3.3 泵的进口直径泵的进口直径由合理的进

8、口流速确定，考虑到经济性和泵的用途，取泵的进口流速为=2m/s，则泵的进口直径由以下公式得：= = 786.922032按法兰标准,取=800mm3.4 复算流速：3.5 水力效率 3.6 容积效率 3.7 机械效率 3.8 总效率 3.9 轴功率 3.10 配套功率 1.05； 其中配套功率系数转矩3.11 轴径计算 泵轴应满足轴的强度或刚度及临界转速条件。因扭矩是泵轴最主要的载荷，开始设计时首先按扭矩确定泵轴的最小轴径，通常是联轴器处的轴径。初算轴的直径并将其圆整为标准直径。最后再对轴的强度、刚度和临界转速进行详细的校核。 泵轴选用45钢，调制处理。其中为泵轴材料的许用切应力。查表=25M

9、Pa-45MPa，取=45MPa。 为了使所选轴的最小直径d与联轴器的孔径相适应，故同时选取联轴器的型号，查询机械设计课程设计选择弹性套柱销联轴器，联轴器的型号为HL7最终取。 轴的结构草图绘制=100mm=102mm因为上安装了轴承, 轴承为6021深沟球轴承Da为114mm 故=105mm=114mm=120mm3.12 进口当量直径 系数查参考资料表4-2，取=4。3.13 叶轮进口、出直径轮毂直径=（1.21.4）取=1.2=1.2105=138mm最终取轮毂直径为=140mm。则叶轮进口直径 最终取=513mm。叶轮出口直径的初步计算：（取，由）故叶轮外圆直径，取3.14 叶轮出口宽

10、度 最终取。3.15 精算叶轮外径理论扬程 修正系数 因为在本设计中采用蜗壳是压水室，故取=0.75有限叶片数修正系数0.5229其中s为静矩 因为此泵为中比转速泵，故静矩可按来计算， 故= 无穷叶片理论扬程 叶片出口排挤系数 其中是叶片出口端厚度 =， 是出口端轴面截线和轴面流线间的夹角。出口轴面速度 出口圆周速度出口直径与假定值误差大于2%，不合理第二次精算叶轮外径有限叶片数修正系数 0.5229叶片出口排挤系数 无穷叶片理论扬程 出口轴面速度 出口圆周速度出口直径 与假定值误差大于2%，不合理第三次精算叶轮外径有限叶片数修正系数 0.5229叶片出口排挤系数 无穷叶片理论扬程 出口轴面速

11、度 出口圆周速度出口直径 与假定值误差小于2%，因而合理。经三次计算取叶轮的出口直径3.16 叶轮进口圆周速度 3.17 叶片进口轴面液流过水断面面积 其中=0.0163m, = 其中=0.167m, = 其中=0.193m, =3.18 a, b, c流线叶片进口角 0.579 由轴面投影图假定=90°3.19 叶轮轴面投影图的绘制 叶轮各部的尺寸（、 ）确定之后，可画出叶轮轴面面积投影图。画图时，最好选择比转数ns相近，性能良好的叶轮图作为参考，并考虑所设计泵的具体情况加以改进。轴面投影图的形状，十分关键，应经过反复修改、力求光滑通畅。同时应考虑到：（1）出口前后盖板保持一段平行

12、或对称变化；（2）流道弯曲不应过急，在轴向结构允许的条件下，宜采用较大的曲率半径。轴面投影图的绘制方法：（1） 作（2） 作（3） 作（4） 以适当的半径R和适当倾角的直线作后盖板流线（5） 以适当半径r和与后盖板相同倾角的直线作前盖板流线叶轮轴面投影图3.20 轴面投影图过流断面面积检查途中曲线AEB和各轴面流线应相互垂直，是过水截面的母线。其作法为：在轴面投影图内，做流线的内切圆，切点为A和B。将AB与圆心O连成三角形AOB，把高OD分成三等份，等分点为E和C。过E点且与轴面流线垂直的曲线AEB是是过水截面的母线，其长度b可用软尺量出。三角形AOB的重心（C点）与AEB曲线的重心重合，重心

13、的半径为。以过水截面形成图AEC为母线绕转轴一周形成过水截面，其面积F为 轴面液流过流断面面积检查图列表计算检查：其中b2/3（p + s）一般从叶轮的入口处开始检查，的零点取在叶轮入口出，根据上表中的数据做出图线，图线应接近于光滑的直线。如下图所示：3.21 方格网保角变换法叶片绘型的思路和出发点在前面的设计计算过程中我们已经绘出了叶轮的轴面面积投影图并且分好了轴面流线，而每条轴面流线就是一条叶片的轴面型线。在轴面上画几条轴面流线，就会绘出几条叶片的轴面型线。只要把这些叶片的轴面型线沿过流断面光滑的连接起来，就能得到叶片工作面的形状。为了把叶片的形状表示出来，把一条轴面流线绕叶轮的轴心线旋转

14、一周，则可得到一个旋转流面。旋转流面即是这样一个面，凡在这个面上的流体质点，它只会在这个面上流动，而不会流到这个面的外面。由于在绞线上的流体质点，它既要在流面内流动，又要在叶片表面上流动，因此这一条交线肯定是一条流线。若把每条这样的流线都确定下来，那么叶片的形状就能确定下来。为此，我们要在流面的圆柱展开面上做出方格网。由于在流面上作图很不方便，因此我们要把流面展开成规则的平面。但流面是喇叭形的花篮曲面，所以只有用保角变换法先把这个流面保角的变换成圆柱面，并保持叶片的型线的角度和坐标位置不变。然后把这个圆柱面展开成平面，就得到了平面上的正方形网格的方格网一级其上的工作免得型线。3.22 绘制中间

15、流线 一元理论假设流动是对称的，即每个轴面上的流动是相同的。在同一过流断面上轴面速度相等，做流线就是将每一个过流断面分成几个面积相等的单元面积。反映在轴面投影图上就是这些流线将过流断面形成线分成若干小段，而每段长度和其形心道叶轮轴心线距离与2 的乘积相等 轴面流线是轴面和流面的交线，也就是叶片和流面交线的面投影；一条轴面流线绕轴旋转一周形成的回转面是一个流面。因而，要分流面就是将每一过流断面分成几个面积相等的单元面积，反映在轴面投影图上就是将过流断面分成若干小段。按每个圆环面积相等确定分点。中间流线图如下图所示：流线分点（作图分点法） 在轴面投影图旁，画两条夹角等于的射线（=3°5&

16、#176;）。本设计中=5°。从出口开始，沿轴面流线试取S，若S中点半径对应的两条射线间的弧长u,与试取的S相等，则分点正确。如果不等，另取S，直到S=u。根据上述方法将前后盖板流线及中间流线分点。分点情况如下：3.23 作方格网叶片绘型时，要求叶片在出口出能有一段叶片安放角保持不变，而其他部分角度变化应尽量均匀型线的形状极为重要，不理想时坚决修改，必要时可以适当改变进口安放角、叶片进口位置、叶片包角、叶片出口边不布置在同一轴面上等，重新绘制。3.24 绘制木模图 在叶轮的轴面截线图上，作垂直于叶轮轴心线的直线，这些直线实质上就是一些垂直于叶轮轴心线的平面，通常称为割面或等高面，它们

17、与叶片的交线就是叶片的模型截线。 直线是等距离的，但亦可不等，视设计需要而定，叶片扭曲较大处，距离可取小一些.根据D、d画叶轮平面图，并作出与轴面投影图上轴面截线相对应轴向截面.在平面图上先画出叶片与后盖板交线的投影，然后再作模型截面与叶片相的投影。4 800S-26型单级双吸离心泵压水室设计4.1 基圆直径 基圆直径是压水室的进口圆，它的大小决定隔舌与叶轮外径之间的距离。如果间隙过大，则会使水力损失过大；如果间隙过小，在流量比较大的情况下容易产生空化，引起振动和噪声。通常情况下 取最终取4.2 进口宽度 一般情况下，压水室进口宽度大于叶轮出口外部宽度。 b3取380mm4.3 隔舌安放角由于

18、，参照表格最终取4.4 隔舌螺旋角 隔舌螺旋角为隔舌处内壁与圆周方向的夹角，为了使液流不冲击隔舌，一般取 其中，则 4.5 压水室面积的计算 在螺旋形压水室设计中，在其平面上均匀选则8个截面，彼此间隔，设计时首先确定第断面面积。 用速度系数法计算此面积：由图，查出速度系数与之间的关系计算速度：式中H为单级泵的扬程。Q8=(360-40)/360*Q第断面面积： 其中：Q8=(360-40)/360*Q其他各断面面积，按涡室各断面速度相等，根据轴对称流动假设有 4.6扩散管 扩散管位于螺旋形压水管的后面，它的作用是降低流速，使液流的部分动。能转换为压力能，从而减少水力损失。扩散管的长度L应尽量小

19、一些，但应具有合适的扩散角，一般取，取，压水室出口断面当量直径：有前述计算可知，扩散管出口直径，由此可计算扩散管长度： ，取。4.7 吸水室 泵的吸水室是指泵进口法兰至叶轮进口拍前泵体的过流部分。吸水室中的水力损失要比压水室中的水力损失要小得多。吸水室的设计关系到水泵的空化性能，所以再设计水泵的吸水室时，应尽量保证吸水室的水力损失最小。吸水室按结构分为四类：直锥形吸水室、弯管形吸水室、环形吸水室、半螺旋形吸水室。鉴于此泵为单级双吸离心泵，故考虑采用半螺旋形吸水室。半螺旋形吸水室的特点是吸水室截面随流动的变化而改变，呈螺旋状，使叶轮进口的流速均匀。 设计吸水室时应遵循的原则：1） 为了形成在设计

20、工况下叶轮中稳定的流动，沿吸水室所有截面的流速必需均匀分布；2） 将吸入管路内的速度转换为叶轮入口所需的速度。半螺旋形吸水室的水力设计流体在半螺旋形吸水室中流动，会在叶轮进口处形成速度环量，使水均匀进入水泵叶轮进口。半螺旋形吸水室的进口截面是直径为圆，然后光滑的过渡至螺旋形溪水截面。一般会以鼻端隔舌所在截面为吸水室0截面，顺时针转180为截面。假设大约有二分之一的流量流过截面，另外有二分之一流量从前部流入吸水室，从截面到0截面从大逐步变小。确定各个截面液体的平均流速该速度按下式计算： 最终取 其中是叶轮进口速度。确定各截面断面面积由于本设计中的泵为双吸泵，故认为通过第截面的流量为,故 其他各截

21、面面积成比例的减小： 5 800S-26型单级双吸离心泵的结构设计泵整体结构的设计 本设计中的泵一般采用双支撑结构，即支撑转子的轴承应位于叶轮两侧，且靠近轴的两端。吸入口和吐出口均在水泵轴心线下方，与轴线垂直成水平方向。检修时无需拆卸进出口水管及电动机。 泵的主要部件有：泵体、泵盖、叶轮、轴、密封环、轴套等。 叶轮是水泵中最为主要的部件，因为叶轮是把动力机的能量传递给液流的，因此它的设计制造水平直接关系到泵的效率和性能。叶轮一般为铸铁整体铸成。在此次设计中的叶轮为闭式双吸叶轮。这种叶轮两侧均有吸入口，同时进水，叶轮左右两侧对称。叶轮前后两侧均有盖板。两盖板间夹着若干扭曲的叶片，盖板的内表面和叶

22、片表面构成弯曲的叶轮流道。泵壳 由于此次设计中的泵为单级双吸泵，故采用中开始式壳。它的吸水室、压水室，叶轮工作室和填料箱等都是有泵体和泵盖对合而成。两个半螺旋形吸水室对称的布置在螺旋形压水室和叶轮工作室的两侧。轴承布置 泵轴由两对深沟球轴承支撑，安装在泵体两端，用油液润滑及冷却。密封方式 轴封采用填料密封时，为了防止空气进入泵内和冷却润滑密封腔，在填料之间装有填料环，水泵工作室少量高压水，通过泵盖中开面上的凹槽流入填料腔，起水封作用。6 盖板强度的计算离心泵叶轮盖板中的应力主要是由于离心力造成的，半径越小的地方应力越大，在和处的应力可由下式进行近似计算 （Pa）按等强度设计盖板，盖板任意直径处

23、的厚度可按下式进行计算在上式中 材料密度（）；e=2.71828； 许用应力，对钢，对铸铁；，材料的屈服极限，拉伸强度。在本设计当中，叶轮所用材料为HT200，经查，其密度，由前述计算可知=26.697m/s,因此有 =4.1经查，HT200的=210，则 =4.1=42由的计算公式可知，只要在最小处的盖板厚度满足要求即可。有叶轮图可知此时的=248.9942mm，取15mm在此处的盖板厚度为 = =0.0157m故叶轮盖板厚度取b=16mm。7 泵体的强度计算由于蜗壳泵体形状复杂，且受力不均，因此很难进行精确计算。可用下式来估算泵体的厚度。 在上式中 其中D为蜗壳内壁最大径向尺寸D=373.

24、3610mmp2.6kg/cm2许用应力，=(980714710) 因此，泵体的厚度为 =3.61取泵体的厚度为36mm。结 论从拿到毕业设计任务书到现在已经三个多月了，而毕业设计也基本完成了。毕业设计对于大学生来说是一个很有价值的实践环节，是我们进入社会之前的最接近实际的一次活动，是对我们大学四年来所学知识和技能的一次总结和提高。我的毕业设计课题是800S-26型单级离心泵的设计。对所搜集到的资料和所学的知识进行整理规划自己的设计思路。在反复修改设计思路后，开始着手设计工作，进行设计说明书的撰写，主要包括单级双吸离心泵的整体结构设计、离心泵的水利设计计算、离心泵的压水室的设计计算、离心泵的吸

25、水室的设计计算及离心泵主要零部件的校核。完成了设计说明书之后则是对之前的计算结果进行整理，着手绘制工程图纸。主要包括单级双吸离心泵的装配图，及泵盖、泵体、叶轮、泵轴、转子等零件的零件图。通过本次的毕业设计，我对单级双吸离心泵有了比较全面的了解，熟悉和掌握了单级双吸离心泵的设计理论和方法，在优化设计上也有了比较深的心得体会。但与国外同类产品相比较，目前我国泵行业依然存在很多的问题。与国外相比较，我国泵行业存在的主要问题主要有设备和工艺技术水平落后、共性研究技术不够、产业结构不合理、科研投入不足等。因此希望以后在这些方面我国的相关泵生产企业可以做的更好。致 谢 经过几个月的努力，此次毕业设计终于顺

26、利完成了。在这次毕业设计中，我遇到了无数的困难和障碍，但是在老师以及同学们的热心帮助下，我们克服了所有的问题。在此我对他们表示衷心的感谢。做毕业设计不仅需要扎实的专业知识做基础，还需要严谨求实的科研态度及分析解决问题的能力。刚开始，由于缺乏资料和经验觉得比较茫然，但后来通过自己在图书馆和网络上查到的资料和老师的帮助下，慢慢了解了做毕业设计的方法。经过不懈的努力，毕业设计终于落下帷幕。现在回想毕业设计过程，感觉受益匪浅。在整个毕业设计过程当中，指导老师严格要求我们，我们也认真的听取老师的意见，跟指导老师进行密切的交流，发表自己的意见和看法。在老师的严格要求下，我们首先要独立进行设计工作，在这一过

27、程当中，我们随时可以去找指导老师进行咨询，这样保证了我们无论有什么问题都可以及时解决，不至于是问题产生堆积。总之，这次毕业设计对我来说具有十分重要的意义。此毕业设计既提高了我们发现问题、分析问题、解决问题的能力，也为我们所学最后阶段做了一次总结，为我们走向社会做了一次真实的演练。经过几个月的努力，此次毕业设计终于顺利完成了。在这次毕业设计中，我遇到了无数的困难和障碍，但是在老师以及同学们的热心帮助下，我们克服了所有的问题。在此我对他们表示衷心的感谢。做毕业设计不仅需要扎实的专业知识做基础，还需要严谨求实的科研态度及分析解决问题的能力。刚开始，由于缺乏资料和经验觉得比较茫然，但后来通过自己在图书

28、馆和网络上查到的资料和老师的帮助下，慢慢了解了做毕业设计的方法。经过不懈的努力，毕业设计终于落下帷幕。现在回想毕业设计过程，感觉受益匪浅。在整个毕业设计过程当中，指导老师严格要求我们，我们也认真的听取老师的意见，跟指导老师进行密切的交流，发表自己的意见和看法。在老师的严格要求下，我们首先要独立进行设计工作，在这一过程当中，我们随时可以去找指导老师进行咨询，这样保证了我们无论有什么问题都可以及时解决，不至于是问题产生堆积。总之，这次毕业设计对我来说具有十分重要的意义。此毕业设计既提高了我们发现问题、分析问题、解决问题的能力，也为我们所学最后阶段做了一次总结，为我们走向社会做了一次真实的演练。 首

29、先我要感谢的是我的指导老师杨老师，是杨老师给我指明了毕业设计的大致结构和方向，为我提供了大量的正规的参考资料，帮我解决设计中遇到的很多难题。杨老师的学识和工作态度值得我终生学习。在此我也要对帮助过我的同学表示衷心的感谢。在设计过程中他们也给我提供很多的帮助。在我遇到困难时，只要我想他们求教，他们都会积极的为我提供帮助。在毕业设计过程中，我们相互帮助，相互查阅资料，解决了很多问题。 最后我再次对关心和指导过我的各位老师和帮助过我的同学表示衷心的感谢!参 考 文 献 1 温诗铸.摩擦学原理M.北京：清华大学出版社，1990，7-9，50-52.2 沈权，吴鹿鸣，李娜，等.非稳态滑动轴承的研究.第四

30、届全国摩擦学术会议论文集C.北京：清华大学出版社，1987，35-38.3 陶建人.动接触减振法及其应用D.大连：大连理工大学，1988.4 刘长生.手提二冲程汽油机镀双金属气缸的研究J.林业科学.2001，vol 37（4）：89.5 Singh，Hand Bhat，P. N. Genetic studies on serum ransferring in the blood of Indian cattleIndian J Anim Sci，1980，50(4)：297-3101 吴玉林,刘娟，陈铁军，陈乃祥.叶片泵设计与实例.北京：机械设计工业出版社，2011.42 温诗铸.摩擦学原理M.北京：清华大学出版社，1990，7-9，50-52.3 沈权，吴鹿鸣，李娜，等.非稳态滑动轴承的研究.第四届全国摩擦学术会议论文集C.北京：清华大学出版社，1987，35-38.4 陶建人.动接触减振法及其应用D.大连：大连理工大学，1988.5 刘长生.手提二冲程汽油机镀双金属气缸的研究J.林业科学.2001，vol 37（4）：89.6 Singh，Hand Bhat，P. N. Genetic studies on serum ransferring in the blood of Indian cattleIndian