長(zhǎng)江大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告(離心泵的設(shè)計(jì)

1、長(zhǎng)江大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告題 目 名 稱 離心泵設(shè)計(jì)及基于 solidworks 三維設(shè)計(jì)院 （系）機(jī)械工程學(xué)院專 業(yè) 班 級(jí) 裝備 11001學(xué) 生 姓 名胡強(qiáng)指 導(dǎo) 教 師門朝威輔 導(dǎo) 教 師門朝威開題報(bào)告日期2014.04.10Word 資料離心泵設(shè)計(jì)及基于 solidworks 三維設(shè)計(jì)學(xué)生：胡強(qiáng) 機(jī)械工程學(xué)院指導(dǎo)老師：門朝威 機(jī)械工程學(xué)院一、 題目來(lái)源 ：生產(chǎn)實(shí)際二、研究目的和意義：泵是一種通用的工業(yè)機(jī)械，特別是離心泵，可以說(shuō)在是在工業(yè)生產(chǎn)中不可 缺少的一部分， 而在工業(yè)生產(chǎn)中， 研究泵往往是為了更加高效的液體介質(zhì)輸送水 力和結(jié)構(gòu)，能適合更多（甚至是苛刻）的工況條件，泵的生命周期成本更

2、低，環(huán)三、閱讀的主要參考文獻(xiàn)及資料名稱1 關(guān)醒凡 .現(xiàn)代泵技術(shù)手冊(cè) M.北京：宇航出版社， 19952 濮良貴，紀(jì)名剛 .機(jī)械設(shè)計(jì) M.西安：高等教育出版社， 20063 柴立平.泵選用手冊(cè) M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 20094 侯作富，胡述龍，張新紅.材料力學(xué) M.武漢：武漢理工大學(xué)出版社， 20125 張鋒，古樂(lè) .機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè) M. 北京：高等教育出版社， 20026 李世煌，吳桐林 .水泵設(shè)計(jì)教程 M. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 19877 于慧力，馮新敏 .軸系零部件設(shè)計(jì)與實(shí)用數(shù)據(jù)查詢 M. 北京 .機(jī)械工業(yè)出版 社，20108 王朝暉.泵與風(fēng)機(jī) M.北京.中國(guó)石化出版社，

3、20079 錢錫俊，陳弘 .泵與壓縮機(jī) M. 山東.石油大學(xué)出版社， 199410 李云，姜培正 .過(guò)程流體機(jī)械 M. 北京.化學(xué)工業(yè)出版社， 200811 汪云英，張湘亞 .泵與壓縮機(jī) M. 北京：石油工業(yè)出版社 ,198512 袁恩熙 .工程流體力學(xué) M.北京：石油工業(yè)出版社， 201213 查森 .葉片泵原理及水力設(shè)計(jì) M. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 ,198714 Mario ?avar.Improving centrifugal pump efficiency by impellertrimming .D.Desalination 249(2009)654-659四、國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)

4、與研究的主攻方向(1) 我國(guó)泵產(chǎn)品圖樣的來(lái)源可聯(lián)合設(shè)計(jì)、引進(jìn)、自行開發(fā)等幾種(2) 關(guān)鍵泵產(chǎn)品從部分進(jìn)口到現(xiàn)在基本全部國(guó)化由于引進(jìn)產(chǎn)品和 KSG 著名企 業(yè)的進(jìn)入， 我國(guó)泵的生產(chǎn)能力顯著提高。 國(guó)民經(jīng)濟(jì)部門的主要關(guān)鍵用泵基本上都 可以生產(chǎn)。(3) 以 CAD 為主的新技術(shù)廣泛應(yīng)用(4) 無(wú)堵塞泵和低比轉(zhuǎn)速泵技術(shù)取得進(jìn)展1) 我國(guó)自行總結(jié)出的無(wú)堵塞泵設(shè)計(jì)方法，基本達(dá)到實(shí)用程度，國(guó)內(nèi)廣泛 使用設(shè)計(jì)方法主要包括沿流道中線斷面變化規(guī)律設(shè)計(jì)雙流道葉輪方格網(wǎng)保角變 換方法設(shè)計(jì)螺旋離心式葉輪 ;根據(jù)葉輪外徑、蝸室最大外徑和喉部面積二要素設(shè) 計(jì)旋流式葉輪。2) 低比轉(zhuǎn)速泵理論和設(shè)計(jì)的研究廣泛而深入無(wú)過(guò)載設(shè)計(jì)方

5、法得到推廣應(yīng) 用，采用長(zhǎng)短葉片和短葉片偏置取得良好效果。(5) 軸流泵模型達(dá)到國(guó)外同類模型的先進(jìn)水平2004 年 9 月 25 日至 2005 年 1 月 16 日，全國(guó) 27個(gè)模型，參加了水利部南 水北調(diào)工程水泵模型天津同臺(tái)測(cè)試。本次試驗(yàn)領(lǐng)導(dǎo)有力、組織嚴(yán)密、監(jiān)督公正、 數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。模型比轉(zhuǎn)速 5007500 基本復(fù)蓋了軸流泵的使用范圍 ;和原模型相比， 效率提高約 2%流量提高約 5%有 7 個(gè)模型的角度平均效率超過(guò) 85%已達(dá)到國(guó)外同 類模型的先進(jìn)水平。 國(guó)家南水北調(diào)等重要工程的低揚(yáng)程水泵， 大部分將從這此模 型中選用。目前泵的主要用途分為以下幾個(gè)方面：電站用泵，化工用泵，石油天然氣用 泵，

6、污水處理用泵，采礦和渣漿輸送用泵 國(guó)內(nèi)已生產(chǎn)的離心泵的最大流量大于 20000m3/h ，最高揚(yáng)程 2800m ，最高 輸送溫度 400，最大驅(qū)動(dòng)功率 1 0000kW，最高吸入壓力達(dá) 17.5MPa 。離心泵 是量大面廣的產(chǎn)品， 進(jìn)入市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)后， 國(guó)內(nèi)幾個(gè)大泵廠家都在積極開發(fā)自己的泵 系列，盡量去滿足市場(chǎng)的需要。而在國(guó)外，離心泵甚至是整個(gè)泵產(chǎn)業(yè)，在總的技術(shù)層面上都在向著一下 5 個(gè)方面發(fā)展( 1)泵的設(shè)計(jì)多樣化， (2)無(wú)密封泵(包括磁力傳動(dòng)泵和屏蔽泵)進(jìn) 一步推廣和發(fā)展，(3)CAD/CAM 技術(shù)的發(fā)展和推廣，(4)生產(chǎn)朝多品種，小批 量的方向發(fā)展，(5)模塊化(即積木式的)泵的發(fā)展趨勢(shì)。

7、在制造技術(shù)和材料技術(shù)還有密封技術(shù)上：在 80 年代中期過(guò)后，國(guó)外泵業(yè)的 主要采用數(shù)控機(jī)床和加工中心并且過(guò)度到采用柔性制造單元 (FMC)和柔性制造 系統(tǒng)(FMS),一世界上最大的泵制造企業(yè)日本荏原公司為例，該公司在制造方面除 了采用的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)輔助知道系統(tǒng)外還采用了其自身開發(fā)的計(jì)算 機(jī)集成制造系統(tǒng)用來(lái)提高生產(chǎn)效率。 在材料技術(shù)方面，隨著新材料的開發(fā)和應(yīng)用， 越來(lái)越多的新材料被運(yùn)用到泵的設(shè)計(jì)和制造上來(lái)， 不管是鑄鐵還是鈦合金， 不管 是橡膠還是陶瓷， 其最終目的就是提高泵的效率或者是延長(zhǎng)其使用壽命， 或者是 使其更加環(huán)保。機(jī)械密封和填料密封是現(xiàn)在運(yùn)用的最廣泛的密封技術(shù)。在石油天然氣的

8、儲(chǔ)存和運(yùn)輸工程中， 廣泛地使用各種管輸流體機(jī)械， 用來(lái)增 加流體的能量， 克服流動(dòng)阻力， 達(dá)到沿管路輸送的目的。 離心泵是一種應(yīng)用范圍 十分廣泛的通用水力機(jī)械， 它廣泛的應(yīng)用于給水排水及農(nóng)業(yè)工程、 工業(yè)工程、 航 空航天和航海工程、 能源工程、車輛工程等等。 而且隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā) 展其應(yīng)用范圍正在迅速的擴(kuò)大。隨著應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，工作環(huán)境也越來(lái)越復(fù)雜， 現(xiàn)代工程技術(shù)對(duì)泵的性能要求越來(lái)越高， 傳統(tǒng)的基于經(jīng)驗(yàn)和模型試驗(yàn)相結(jié)合的設(shè) 計(jì)方法很難達(dá)到這樣的設(shè)計(jì)要求。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的一般過(guò)程為:設(shè)計(jì)一樣機(jī)性能試驗(yàn)檢測(cè)一制造， 這樣樣品試制和性能檢測(cè)要經(jīng)過(guò)多次， 整個(gè)設(shè)計(jì)也要經(jīng)過(guò)多次 重復(fù)，顯然，傳統(tǒng)設(shè)

9、計(jì)方法的缺點(diǎn)是設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)，設(shè)計(jì)成本高。產(chǎn)品的開發(fā)周期 長(zhǎng)和設(shè)計(jì)成本高成為離心泵新品開發(fā)難以逾越的瓶頸。 因此，需要探索新的離心 泵設(shè)計(jì)方法。在傳統(tǒng)的泵的研制過(guò)程中， 一個(gè)成功的水力設(shè)計(jì)模型往往要經(jīng)過(guò)多次反復(fù)性 能試驗(yàn)?zāi)Ｐ托薷牟拍芡瓿桑?隨著計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)在其它行業(yè)的成功運(yùn)用， 現(xiàn)在完 全有可能采用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué) (CFD)仿真分析方法來(lái)代替性能實(shí)驗(yàn)，在計(jì)算機(jī)上 完成初步三維造型設(shè)計(jì)之后， 就可進(jìn)行流場(chǎng)的校核并預(yù)測(cè)泵性能， 從而縮短產(chǎn)品 開發(fā)周期和降低成本。 此外，據(jù)全國(guó)流體機(jī)械及工程國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議上報(bào)告 :泵是一種應(yīng)用廣泛、耗能大 的通用流體機(jī)械， 我國(guó)每年各種泵的耗電量大約占全國(guó)總耗電量的 2

10、0%耗, 油量大 約占全國(guó)總耗油量的 50%。離心泵是各種泵中使用范圍最廣泛的，而一般的離心 泵的整機(jī)效率只有 50 %一 60%，我國(guó)離心泵的運(yùn)行效率平均比國(guó)外低 10%-30%， 節(jié)電潛力約為 300-400 億千瓦時(shí)，因此提高泵的性能和效率，將心水泵效率由 三部分組成 :機(jī)械效率、容積效率和水力效率，主要是水力效率比較低，要想提 高水力效率， 那么離心泵內(nèi)部流動(dòng)的精確計(jì)算和性能預(yù)測(cè)是十分重要的。 因此急 需開展這方面的研究工作。 充分利用飛速發(fā)展的 CFD 技術(shù)來(lái)預(yù)測(cè)離心泵的性能， 查明影響離心泵性能的因素， 研究一種新的離心泵設(shè)計(jì)方法， 進(jìn)一步提高泵的效 率，從而從整體上提高它的性價(jià)比

11、。五、主要研究的內(nèi)容、需重點(diǎn)研究的關(guān)鍵問(wèn)題及解決 思路（一）主要研究的內(nèi)容1、離心泵的相關(guān)計(jì)算；2、相關(guān)零件的強(qiáng)度計(jì)算和校核；3、離心泵上標(biāo)準(zhǔn)件的選型；4、設(shè)備材料的選擇和設(shè)備零部件的設(shè)計(jì)選用；5、泵設(shè)備的結(jié)構(gòu)、制造安裝過(guò)程、泄壓裝置的工作流程；6、離心泵的裝配圖、零件圖及三維爆炸圖；7、壓力分布及徑向力的計(jì)算（二）重點(diǎn)研究的關(guān)鍵問(wèn)題1、葉輪的水力計(jì)算2、離心泵葉輪尺寸的確定；3、葉輪形狀的選擇；4、泵外殼的制造工藝和材料的選擇5、主軸的強(qiáng)度校核6 、標(biāo)準(zhǔn)件的合理選用（三）解決思路1. 查閱參考相關(guān)資料，根據(jù)提供的數(shù)據(jù)，進(jìn)行相關(guān)計(jì)算；2. 查閱關(guān)于離心泵設(shè)計(jì)的文獻(xiàn)，根據(jù)題目條件，設(shè)計(jì)泵的相關(guān)結(jié)

12、構(gòu)；3. 依據(jù)參數(shù)選擇設(shè)備材料；4. 查看相關(guān)資料，熟悉泵的的結(jié)構(gòu)、安裝工藝和流程等；5. 依據(jù)所給的操作條件，進(jìn)行相關(guān)強(qiáng)度計(jì)算與校核；6. 畫裝配圖；7. 畫出零件圖；六、完成畢業(yè)設(shè)計(jì)所必須具備的工作條件 （如工具書、 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、某類市場(chǎng)調(diào)研、實(shí)驗(yàn)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)環(huán) 境條件等）及解決的辦法（一）所需條件1. 大量與設(shè)計(jì)相關(guān)的參考文獻(xiàn)；2. 與設(shè)計(jì)相關(guān)的工具書；3. 熟練的計(jì)算機(jī)操作能力；4. 裝有 Office、Auto CAD 、 Solidworks 的計(jì)算機(jī)（二）解決辦法1. 相關(guān)參考文獻(xiàn)到圖書館或者電子圖書館查閱；2. 工具書到互聯(lián)網(wǎng)上下載或者到圖書館借閱；3. 與同學(xué)交流學(xué)習(xí)，多向指導(dǎo)老師請(qǐng)教。七、工作的主要段階、進(jìn)度與時(shí)間安排第 58 周：通過(guò)查找資料，明確課題意義，了解本課題的研究?jī)?nèi)容和研 究方法，并撰寫開題報(bào)告。1、查閱并學(xué)習(xí)相關(guān)資料，進(jìn)一步了解課題；2、確定研究問(wèn)題的方法和手段、