長江大學(xué)畢業(yè)設(shè)計開題報告(離心泵的設(shè)計)

1、長江大學(xué)畢業(yè)設(shè)計開題報告 題 目 名 稱 離心泵設(shè)計及基于solidworks三維設(shè)計 院 （系） 機(jī)械工程學(xué)院 專 業(yè) 班 級 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 開題報告日期 2014.04.10 畢業(yè)設(shè)計開題報告離心泵設(shè)計及基于solidworks三維設(shè)計學(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1、 題目來源： 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

2、命周期成本更低，環(huán)保等等。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M.北京：宇航出版社，19952 濮良貴，紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計M.西安：高等教育出版社，20063 柴立平.泵選用手冊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.機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊M.北京：高等教育出版社，20026 李世煌，吳桐林.水泵設(shè)計教程 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.中國石化出版社，20079 錢錫俊，陳弘.泵

3、與壓縮機(jī)M.山東.石油大學(xué)出版社，1994 10 李云，姜培正.過程流體機(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M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社,198714Mario avar.Improving centrifugal pump efficiency by impeller trimming.D.Desalination 249(2009)654-659四、國內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢與研究的主攻方向: (1) 我國泵產(chǎn)品圖樣的來源可聯(lián)合設(shè)計、引進(jìn)、自

4、行開發(fā)等幾種 (2) 關(guān)鍵泵產(chǎn)品從部分進(jìn)口到現(xiàn)在基本全部國化由于引進(jìn)產(chǎn)品和KSG著名企業(yè)的進(jìn)入，我國泵的生產(chǎn)能力顯著提高。國民經(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) 無堵塞泵和低比轉(zhuǎn)速泵技術(shù)取得進(jìn)展 1) 我國自行總結(jié)出的無堵塞泵設(shè)計方法，基本達(dá)到實(shí)用程度，國內(nèi)廣泛使用設(shè)計方法主要包括沿流道中線斷面變化規(guī)律設(shè)計雙流道葉輪方格網(wǎng)保角變換方法設(shè)計螺旋離心式葉輪;根據(jù)葉輪外徑、蝸室最大外徑和喉部面積二要素設(shè)計旋流式葉輪。 2) 低比轉(zhuǎn)速泵理論和設(shè)計的研究廣泛而深入無過載設(shè)計方法得到推廣應(yīng)用，采用長短葉片和短葉片偏置取得良好效果。 (5) 軸流泵模型達(dá)到國外

5、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27個模型，參加了水利部南水北調(diào)工程水泵模型天津同臺測試。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個模型的角度平均效率超過85%已達(dá)到國外同類模型的先進(jìn)水平。國家南水北調(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方面：電站用泵，化工用泵，石油天然氣用泵，污水處理用泵，采礦和渣漿輸送用泵.國內(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)動功

6、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)入市場經(jīng)濟(jì)后，國內(nèi)幾個大泵廠家都在積極開發(fā)自己的泵系列，盡量去滿足市場的需要。而在國外，離心泵甚至是整個泵產(chǎn)業(yè)，在總的技術(shù)層面上都在向著一下5個方面發(fā)展（1）泵的設(shè)計多樣化，(2)無密封泵（包括磁力傳動泵和屏蔽泵）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。在制造技術(shù)和材料技術(shù)還有密封技術(shù)上：在80年代中期過后，國外泵業(yè)的主要采用數(shù)控機(jī)床和加工中心并且過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

7、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算機(jī)輔助設(shè)計和計算機(jī)輔助知道系統(tǒng)外還采用了其自身開發(fā)的計算機(jī)集成制造系統(tǒng)用來提高生產(chǎn)效率。在材料技術(shù)方面，隨著新材料的開發(fā)和應(yīng)用，越來越多的新材料被運(yùn)用到泵的設(shè)計和制造上來，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)。 在石油天然氣的儲存和運(yùn)輸工程中，廣泛地使用各種管輸流體機(jī)械，用來增加流體的能量，克服流動阻力，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

8、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)境也越來越復(fù)雜，現(xiàn)代工程技術(shù)對泵的性能要求越來越高，傳統(tǒng)的基于經(jīng)驗(yàn)和模型試驗(yàn)相結(jié)合的設(shè)計方法很難達(dá)到這樣的設(shè)計要求。傳統(tǒng)設(shè)計方法的一般過程為:設(shè)計一樣機(jī)性能試驗(yàn)檢測一制造，這樣樣品試制和性能檢測要經(jīng)過多次，整個設(shè)計也要經(jīng)過多次重復(fù)，顯然，傳統(tǒng)設(shè)計方法的缺點(diǎn)是設(shè)計周期長，設(shè)計成本高。產(chǎn)品的開發(fā)周期長和設(shè)計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)計方法。在傳統(tǒng)的泵的研制過程中，一個成功的水力設(shè)計模型往往要經(jīng)過多次反復(fù)性能試驗(yàn)?zāi)Ｐ托薷牟拍芡瓿?，隨著計算流體動力學(xué)

9、在其它行業(yè)的成功運(yùn)用，現(xiàn)在完全有可能采用計算流體動力學(xué)(CFD)仿真分析方法來代替性能實(shí)驗(yàn)，在計算機(jī)上完成初步三維造型設(shè)計之后，就可進(jìn)行流場的校核并預(yù)測泵性能，從而縮短產(chǎn)品開發(fā)周期和降低成本。此外，據(jù)全國流體機(jī)械及工程國際學(xué)術(shù)會議上報告:泵是一種應(yīng)用廣泛、耗能大的通用流體機(jī)械，我國每年各種泵的耗電量大約占全國總耗電量的20%,耗油量大約占全國總耗油量的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%，我國離心泵的運(yùn)行效率平均比國外低10%-30%，節(jié)電潛力約為300-400億千瓦時，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

10、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)部流動的精確計算和性能預(yù)測是十分重要的。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)來預(yù)測離心泵的性能，查明影響離心泵性能的因素，研究一種新的離心泵設(shè)計方法，進(jìn)一步提高泵的效率，從而從整體上提高它的性價比。5、 主要研究的內(nèi)容、需重點(diǎn)研究的關(guān)鍵問題及解決思路 （一）主要研究的內(nèi)容 1、離心泵的相關(guān)計算； 2、相關(guān)零件的強(qiáng)度計算和校核； 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)計選用； 5、泵設(shè)備的結(jié)構(gòu)、制造安裝過程、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

11、計算（2） 重點(diǎn)研究的關(guān)鍵問題 1、葉輪的水力計算 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（3） 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)計算；2. 查閱關(guān)于離心泵設(shè)計的文獻(xiàn)，根據(jù)題目條件，設(shè)計泵的相關(guān)結(jié)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)度計算與校核； 6. 畫裝配圖；7. 畫出零件圖；六、完成畢業(yè)設(shè)計所必須具備的工作條件（如工具書、計算機(jī)輔助設(shè)計、某類市場調(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)計相關(guān)的參考文獻(xiàn)；2. 與設(shè)計相關(guān)的工具書；3. 熟練的計算機(jī)操作能力；4.裝有Office、Auto CAD、Solidworks的計算機(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)老師請教。7、 工作的主要段階、進(jìn)度與時間安排第58周：通過查找資料，明確課題意義，了解本課題的研究內(nèi)容和研究方法，并撰寫開題報告。1、查閱并學(xué)習(xí)相關(guān)資料，進(jìn)一步了解課題；2、確定研究問題的方法和手段、調(diào)研方法的可行性；3、