多級離心泵設計計算說明書

1、D150-100型多級離心泵第一部分. 泵的主要參數(shù)流量：150單級揚程：100級數(shù)：610級轉(zhuǎn)速：2950效率：必需氣蝕余量：4.8第二部分. 吸入與壓出口徑的確定取吸入口速度3則吸入口徑為：0.133取離心泵系列中的標準口徑=0.15=150，此時泵吸入口流速為：=2.36對于多級泵，取泵出口直徑與進口直徑相同，則壓出口徑為：0.15第三部分. 部分參數(shù)的估算與確定該泵為分段式多級泵3.1. 計算比轉(zhuǎn)數(shù)：=69.5泵的氣蝕比轉(zhuǎn)數(shù)為=1043計算所得的氣蝕比轉(zhuǎn)數(shù)是可以達到的，因此所確定的轉(zhuǎn)速是合適的。3.2. 估算泵的效率：容積效率：水力效率hh：機械效率hm：總效率h：總效率大于所要求的效

2、率70。3.3. 求泵軸功率和電機的選擇：泵的單級軸功率Pi為：=58.3根據(jù)GB565985中規(guī)定，電機的功率N電KPPKP·i·Pi （其中KP為系數(shù)）。查閱泵專業(yè)標準匯編第268頁圖1，得系數(shù)KP；各級泵的電機選擇如表31，選用的電機參照上海電機廠提供的樣本。表31 電機的選用級數(shù)i軸功率（kW）系數(shù)KPKPP（kW）選用電機型號電機功率（kW）電機額定電壓（v）3174.91.1192.4Y3551-222060004233.21.1256.5Y3553-228060005291.51.1320.6Y3555-235560006349.81.1384.7Y3556-

3、240060007408.11.1448.9Y4002-250060008466.41.1513.0Y4003-256060009524.71.1577.2Y4004-26306000105831.1641.3Y4501-271060003.4. 軸徑和輪轂直徑的計算：泵的最大軸功率=583泵的計算功率 PdK·取K1.2 Pd1.2×583 700扭矩Mt：泵軸材料采用40Cr，許用剪應力t63707350 N/cm2。取t6370 N/cm26.37×107 N/m2，則：取d60mm，即：裝聯(lián)軸器處軸徑60 mm 根據(jù)結(jié)構(gòu)確定葉輪處軸徑：dy70 mm確定輪

4、轂直徑 dh：采用一般平鍵傳遞扭矩，葉輪輪轂直徑dh為：dh(1.201.40) dy(1.201.25)×708487.5 mm取 首級葉輪為dh85 mm次級葉輪為dh90 mm第四部分. 水力設計4.1. 葉輪（一） 葉輪進口部分尺寸1.首級葉輪：1）頸部當量直徑：因為對氣蝕有一定的要求，?。簁04.4，則：2）葉輪進口直徑Dj：取 Dj140 mm3）確定葉片入口邊直徑D1：由于比轉(zhuǎn)數(shù)ns69.5，40 < ns < 100?。篋10.85Dj120mm4）確定葉片入口處絕對速度v1：由于首級葉輪對汽蝕性能有一定的要求，故?。簐10.8v0 v10.8×

5、4.463.57m/s5） 定葉片入口寬度b1：= 取b132 mm6） 定葉片入口處圓周速度u1：7） 定葉片數(shù)z：試取 z58） 定葉片入口處軸面速度vm1：vm1e1 v1 其中：e1葉片入口排擠系數(shù)，e11.11.3試取e11.18： vm11.18×3.574.21m/s 9） 定葉片入口安放角b1：先確定液流角b1：b1¢12°48¢b1b1¢Db 其中：Db 沖角，Db3°15°如果葉片進口沖角采用8°15°，則既有較好的汽蝕性能，又對水泵效率基本沒有影響取Db 8°，則：b120

6、°48¢取：b120°10）葉片厚度s1：試取s14 mm 11）計算葉片入口排擠系數(shù)e1：取e11.18，與假設值一致12）確定葉片包角j：試取j100°，具體在方格網(wǎng)繪型時再確定2.次級葉輪：1）頸部當量直徑：取：k03.6，則：2）葉輪進口直徑Dj：取 Dj127 mm3）確定葉片入口邊直徑D1：由于比轉(zhuǎn)數(shù)ns69.5，40 < ns < 100?。篋10.95Dj120 mm4）確定葉片入口處絕對速度v1：?。簐10.9v0v10.9×6.886.2m/s5） 葉片入口寬度b1：= 取b119 mm6） 定葉片入口處圓周速度

7、u1：7） 定葉片數(shù)z：試取 z58） 定葉片入口處軸面速度vm1：vm1e1 v1 其中：e1葉片入口排擠系數(shù)，e11.11.3試取e11.13： vm11.13×6.27.01 m/s 9） 定葉片入口安放角b1：先確定液流角b1：b1¢20°42¢b1b1¢Db 其中：Db 沖角，Db3°15°。如果葉片進口沖角采用8°15°，則既有較好的汽蝕性能，又對水泵效率基本沒有影響取Db 8°，則：b128°42¢?。篵129°10）葉片厚度s1：試取s14 mm 1

8、1）計算葉片入口排擠系數(shù)e1：取e11.13，與假設值一致12）確定葉片包角j：試取j100°，具體在方格網(wǎng)繪型時再確定（二） 葉輪出口部分尺寸1）初算葉輪出口直徑D2：2） 葉輪的出口寬度b2：由于比轉(zhuǎn)數(shù)在4080之間，所以取b216 mm 3）葉輪的出口安放角b2b：初取b2b30°，具體在作方格網(wǎng)時修改4）校核葉輪出口直徑D2：， y為有限葉片數(shù)修正系數(shù) 由于算得的D2值與初算值相差較大，采用逐次逼近法計算令D20.282再次計算：為保險起見，取：D20.285 m285 mm（三）葉片繪型：采用保角變換繪型法進行葉輪的葉片繪型1.軸面投影圖的繪型和檢查：根據(jù)求出的尺

9、寸D2、b2、Dj和dh，參考相近ns的葉輪圖紙，繪制葉輪的軸面投影圖圖4-1 葉輪軸面投影圖檢查軸面液流過流斷面面積的變化,首級葉輪和次級葉輪軸面過流斷面面積變化表分別見表41和表42，變化圖見圖42和圖43表4-1 首級葉輪軸面過流斷面面積變化表表4-2 次級葉輪軸面過流斷面面積變化表位置L (mm) ri¢ (mm)ri (mm)F (mm2)位置L (mm) ri¢ (mm)ri (mm)F (mm2)進口0.00 13.75 56.25 9719.30 進口0.00 9.25 54.25 6305.96 15.37 14.00 56.50 9940.00 14.8

10、1 9.40 54.53 6441.30 29.33 14.50 57.00 10386.11 28.62 9.51 55.37 6617.06 312.08 15.00 57.50 10838.49 320.62 9.50 61.50 7341.90 414.42 15.50 58.05 11306.91 426.47 9.30 66.10 7724.93 516.31 15.80 58.71 11656.79 532.08 9.00 71.20 8052.53 619.31 16.00 60.22 12107.95 639.34 8.50 78.35 8368.89 722.71 15.8

11、0 62.56 12421.20 746.43 8.40 85.44 9018.83 824.59 15.50 64.09 12483.37 860.68 8.30 99.69 10397.75 926.77 15.00 66.01 12442.59 974.93 8.20 113.94 11740.86 1030.17 14.00 69.23 12179.58 1089.18 8.10 128.19 13048.15 1134.15 13.00 73.08 11938.55 出口103.43 8.00 142.50 14325.66 1240.17 12.00 79.01 11914.43

12、注：1349.01 11.00 87.80 12136.60 表41與表42中：1459.65 10.00 98.39 12364.05 F4ri×ri 1574.15 9.00 112.85 12763.03 其中：ri相應點內(nèi)切圓的半徑；1685.84 8.50 124.53 13301.57 ri 相應點內(nèi)切圓圓心距軸出口103.82 8.00 142.50 14325.66 心線的距離。從葉輪軸面液流過流斷面面積變化曲線可知，首級葉輪與次級葉輪的軸面形狀良好，符合要求。作葉片的進口邊。2.繪軸面液流的流線：首級葉輪作中間流線和前后蓋板處的流線共三條，次級葉輪作前后蓋板處的流線

13、兩條。對于首級葉輪的中間流線，在距離出口不遠處與流道中線重合，對于不重合的部分須列表計算：式中 R 形成線上原與分點至軸中線的半徑列表計算如下：表4-3 流道中線計算序號b'R'b'R'b"R"b"R"(b'R'-b"R")/2Rb112.09 63.96 773.28 15.41 50.21 773.74 -0.23 57.91 0.00 212.93 64.06 828.42 16.35 50.07 818.69 4.86 58.01 0.08 315.05 66.09 994.86

14、 17.94 55.71 999.66 -2.40 61.15 -0.04 414.53 69.63 1011.63 16.22 62.03 1005.91 2.86 65.92 0.04 513.10 74.16 971.15 14.33 69.72 998.99 -13.92 71.88 -0.19 612.03 79.04 951.16 12.62 75.97 958.68 -3.76 77.35 -0.05 711.27 85.39 962.52 11.64 83.14 968.10 -2.79 84.10 -0.03 810.53 93.40 983.33 10.54 92.01 9

15、69.79 6.77 92.49 0.07 99.82 101.30 994.78 9.82 100.26 984.98 4.90 100.62 0.05 3.在軸面投影圖上對各條流線進行分點：Dj均取5°圖4-4 首級流道分點圖4-5 次級流道分點4.計算流線上葉片的進口安放角b1¢：1) 首級葉輪：出口角為30°，即：b230°設三條流線進口角分別為：b1a16°30¢，b1b20°30¢，b1c24°30¢a-a流線：b1a¢16°30¢，s1a4 mm由圖4

16、-4中量得：l1a51°，Rc10.057 m，R1a70.62mm沖角Dbab1a¢b1a16°30¢12°15¢4°15¢計算所得沖角值在一般選用范圍(3°15°)內(nèi)，假設的b1a16°30¢是可行的。b-b流線：b1b¢20°30¢，s1b4 mm由圖4-4中量得：l1b69°，Rc10.060m，R1b61.37mm沖角Dbbb1b¢b1b20°30¢12°42¢7°4

17、8¢計算所得沖角值在一般選用范圍(3°15°)內(nèi)，假設的b1b20°30¢是可行的。c-c流線：b1c¢24°30¢，s1c4 mm由圖4-4中量得：l1c96°，Rc10.060m，R1c51.33mm沖角Dbcb1c¢b1c24°30¢14°55¢9°35¢計算所得沖角值在一般選用范圍(3°15°)內(nèi)，假設的b1c24°30¢是可行的。2)次級葉輪：出口角為30°，即：b230

18、76;設二條流線進口角分別為：b1a b1ba-a流線：b1a¢，s1a4 mm由圖4-5中量得：l1a73°，Rc10.0615 m，R1a67.2mm沖角Dbab1a¢b1a21°30¢18°12¢3°18¢計算所得沖角值在一般選用范圍(3°15°)內(nèi)，假設的b1a21°30¢是可行的。b-b流線：b1b¢27°30¢，s1b4 mm由圖4-5中量得：l1b98°，Rc10.060m，R1b56.42mm沖角Dbbb1b&

19、#162;b1b27°30¢21°7¢6°23¢計算所得沖角值在一般選用范圍(3°15°)內(nèi)，假設的b1b27°30¢是可行的。5.作流線方格網(wǎng)并在方格網(wǎng)上進行繪型：首級葉輪葉片在方格網(wǎng)上的展開圖如圖4-6，葉片出口角度為30°，a、b、c流線葉片進口角度分別為16°30¢、20°30¢、24°30¢，葉片包角為110°圖4-6 首級葉輪展開圖次級葉輪葉片在方格網(wǎng)上的展開圖如圖，葉片出口角度為30°，a、b

20、流線葉片進口角度分別為21°30¢、27°30¢，葉片包角為100°圖4-7 次級葉輪展開圖6.作葉片的軸面截線：首級葉輪的軸面截線參見圖4-4，次級葉輪的軸面截線參見圖4-57.葉片加厚：葉片的厚度在進口邊為4mm，逐漸變?yōu)?mm, 首級葉輪葉片加厚列表計算，次級葉輪葉片加厚列表計算，在葉片加厚過程中，均沿軸面截線雙面加厚。表4-4 首級葉輪葉片加厚軸 面0出口s44.75.366666665.55a流線 ba16.516.516.516.51820222527303030cos ba0.9588 0.9588 0.9588 0.9588 0

21、.9511 0.9397 0.9272 0.9063 0.8910 0.8660 0.8660 0.8660 dma4.2 4.9 5.5 6.3 6.3 6.4 6.5 6.6 6.7 6.9 6.4 5.8 b流線 bb20.520.521222425262829303030cos bb0.9367 0.9367 0.9336 0.9272 0.9135 0.9063 0.8988 0.8829 0.8746 0.8660 0.8660 0.8660 dmb4.3 5.0 5.7 6.5 6.6 6.6 6.7 6.8 6.9 6.9 6.4 5.8 c流線 bc24.5252628293

22、0303030303030cos bc0.9100 0.9063 0.8988 0.8829 0.8746 0.8660 0.8660 0.8660 0.8660 0.8660 0.8660 0.8660 dmc4.4 5.2 5.9 6.8 6.9 6.9 6.9 6.9 6.9 6.9 6.4 5.8 表4-5 次級葉輪葉片加厚軸 面0出口s44.75.36666665.55a流線 ba21.521212223242526273030cos ba0.95370.95110.95440.93670.92720.91350.89490.87880.86600.86600.8660 dma4.2

23、4.95.66.46.56.66.76.86.96.45.8b流線 bb27.527272828292930303030cos bb0.90260.89880.89100.89290.87880.87460.87040.86600.86600.86600.8660dmb4.45.25.96.76.86.96.96.96.96.45.88. 驗算wL曲線和vu·rL曲線：首級葉輪只驗算b-b流線。首級葉輪流線b-b的wL曲線和vuL曲線驗算，計算值如表所示，曲線如圖所示；次級葉輪流線的wL曲線和vuL曲線驗算，計算值如表所示，曲線如圖所示。在表45、表46中：表4-6 首級葉輪b-b流

24、線的wL曲線和vuL曲線驗算值計算項目0出口D li (mm)0.00 3.81 4.00 4.40 5.00 6.00 7.10 8.10 9.30 10.60 12.20 13.60 bb20.520.521222425262829303030sin bb0.3502 0.3502 0.3584 0.3746 0.4067 0.4226 0.4384 0.4695 0.4848 0.5000 0.5000 0.5000 DLi (mm)0.00 10.88 11.16 11.75 12.29 14.20 16.20 17.25 19.18 21.20 24.40 27.20 L0.00 1

25、0.88 22.04 33.79 46.08 60.28 76.47 93.73 112.91 134.11 158.51 185.71 l657691100102102989390909090sinl0.9063 0.9703 0.9998 0.9848 0.9781 0.9781 0.9903 0.9986 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 tgbb0.3739 0.3739 0.3839 0.4040 0.4452 0.4663 0.4877 0.5317 0.5543 0.5774 0.5774 0.5774 tgj0.3389 0.3628 0.3838 0.3

26、979 0.4355 0.4561 0.4830 0.5310 0.5543 0.5774 0.5774 0.5774 j18.7 19.9 21.0 21.7 23.5 24.5 25.8 28.0 29.0 30.0 30.0 30.0 sinj0.3209 0.3410 0.3583 0.3697 0.3993 0.4150 0.4349 0.4690 0.4848 0.5000 0.5000 0.5000 s (mm)44.75.366666665.55su (mm)12.5 13.8 14.8 16.2 15.0 14.5 13.8 12.8 12.4 12.0 11.0 10.0

27、r (mm)60.5762.7965.8870.1675.2681.288.2196.25105.69116.88128.99142.5y0.8362 0.8253 0.8213 0.8159 0.8411 0.8583 0.8755 0.8942 0.9068 0.9183 0.9321 0.9442 A (m2)0.0130 0.0127 0.0126 0.0125 0.0123 0.0123 0.0123 0.0123 0.0125 0.0129 0.0136 0.0143 vm (m/s)4.00 4.13 4.19 4.24 4.19 4.12 4.04 3.94 3.82 3.65

28、 3.43 3.21 w (m/s)11.42 11.79 11.70 11.33 10.30 9.75 9.22 8.39 7.88 7.30 6.85 6.42 u (m/s)18.71 19.40 20.35 21.67 23.25 25.08 27.25 29.73 32.65 36.11 39.85 44.02 vu (m/s)8.02 8.35 9.43 11.17 13.84 16.25 18.96 22.33 25.76 29.78 33.91 38.46 vur (m2/s)0.49 0.52 0.62 0.78 1.04 1.32 1.67 2.15 2.72 3.48 4

29、.37 5.48 圖4-8 首級wL和vuL曲線表4-7 次級葉輪b-b流線的wL曲線和vuL曲線驗算值計算項目0出口D li (mm)0.00 5.28 5.56 6.19 6.94 7.88 8.81 9.97 11.20 12.43 13.56 bb27.527272828292930303030sin bb0.4617 0.4540 0.4540 0.4695 0.4695 0.4848 0.4848 0.5000 0.5000 0.5000 0.5000 DLi (mm)0.00 11.63 12.25 13.19 14.78 16.25 18.17 19.94 22.40 24.8

30、6 27.12 L0.00 11.63 23.88 37.06 51.84 68.10 86.27 106.21 128.61 153.47 180.59 l9587807369737883889090sinl0.9962 0.9986 0.9848 0.9563 0.9336 0.9563 0.9781 0.9925 0.9994 1.0000 1.0000 tgbb0.5206 0.5095 0.5095 0.5317 0.5317 0.5543 0.5543 0.5774 0.5774 0.5774 0.5774 tgj0.5186 0.5088 0.5018 0.5085 0.4964

31、 0.5301 0.5422 0.5730 0.5770 0.5774 0.5774 j27.4 27.0 26.6 27.0 26.4 27.9 28.5 29.8 30.0 30.0 30.0 sinj0.4604 0.4535 0.4485 0.4532 0.4446 0.4684 0.4766 0.4972 0.4998 0.5000 0.5000 s (mm)44.75.36666665.55su (mm)8.7 10.4 11.8 13.2 13.5 12.8 12.6 12.1 12.0 11.0 10.0 r (mm)56.460.765.771.778.686.595.310

32、5.3116.5128.9142.5y0.8774 0.8641 0.8569 0.8531 0.8634 0.8821 0.8949 0.9088 0.9180 0.9321 0.9442 A (m2)0.0069 0.0071 0.0076 0.0082 0.0089 0.0095 0.0102 0.0110 0.0120 0.0131 0.0143 vm (m/s)7.20 7.05 6.71 6.22 5.66 5.19 4.77 4.34 3.94 3.55 3.21 w (m/s)15.59 15.53 14.77 13.25 12.06 10.70 9.83 8.68 7.89

33、7.10 6.42 u (m/s)17.42 18.75 20.30 22.15 24.28 26.72 29.44 32.53 35.99 39.82 44.02 vu (m/s)3.60 4.92 7.13 10.45 13.63 17.37 20.84 25.01 29.16 33.67 38.46 vur (m2/s)0.20 0.30 0.47 0.75 1.07 1.50 1.99 2.63 3.40 4.34 5.48 圖4-9 次級wL和vuL曲線4.2. 導葉1. 導葉的基圓直徑D3：D3（13）+D2(13)+285286288 mm?。篋3287 mm2. 導葉進口寬度b

34、3：b3(1.151.25) b2(1.151.25)×1618.420 mm?。篵320 mm3. 導葉的進口角a3：首級葉輪與次級葉輪：b230°a27°6¢tga3(1.11.3)×0.12460.13710.1620a37°48¢9°12¢由算得的a3值的范圍，?。篴39°4. 導葉的葉片數(shù)zd及喉部高度a3：由葉片泵設計手冊圖533查得：K30.422取zd8，而葉輪的葉片數(shù)z5，與之互為質(zhì)數(shù)，故zd8可取。取a30.018 m18 mm5. 擴散段：v4(0.40.5)v3(0.40

35、.5)×18.687.449.3 m/s?。簐47.5 m/s流道采取雙面擴散，出口斷面a4b4：?。篴4b40.030 m30 mm擴散角q ：q 7°10°擴散段長度取：L90 mm，具體大小在繪圖中調(diào)整。（作圖結(jié)果取L90 mm）6. 導葉外徑D4：D4(1.31.5)D3(1.31.5)×287373.1430.5 mm取：D4420 mm，具體大小在繪圖中調(diào)整。（作圖結(jié)果取D4420 mm）7. 反導葉部分設計：1) 反導葉進口直徑D5：根據(jù)正導葉繪型結(jié)果?。篋5340 mm2) 反導葉進口寬度b5：取：b527 mm3) 反導葉進口角a5：反

36、導葉進口液流角a5：?。篴5¢25°4) 反導葉出口角a6¢：a6¢60°80°?。篴6¢78°5) 反導葉葉片數(shù)z：?。簔zd86) 反導葉出口直徑D6：取：D6110 mm7) 反導葉出口寬度b6：b6(0.91)b5(0.91)×2724.327 mm試?。篵624 mm作圖得：a642 mm而次級葉輪的入口速度v06.2 m/sv6 < v0故b624 mm可用4.3. 平衡盤平衡盤設計計算部分全部參考離心泵設計基礎。1.應該以最少的級數(shù)來計算平衡盤尺寸，在泵只有6級時平衡盤兩側(cè)壓差為：?。?/p>

37、k0.6，得：取平衡盤兩側(cè)壓差為：2.計算軸向力：?。簁0.6首級葉輪：次級葉輪：級數(shù)最少時總軸向力F為：FF13F28086.7035972.6026004.50N令平衡力A等于F，取，代入公式，得：?。簉¢88 mm3.平衡盤的軸向間隙寬度L0和平衡盤外圓直徑r為：?。篖022 mmrrL08822110mm4.取軸向間隙：b00.125 mm5.根據(jù)結(jié)構(gòu)安排，?。篵0.175 mm由 得：考慮到減少泄漏量，?。篖100 mm6.應該在級數(shù)最多的情況下計算平衡盤的泄漏量q，在10級時，平衡機構(gòu)兩側(cè)壓差為： （?。簁0.6）泄漏量q約占泵流量的3.1%左右，說明此設計結(jié)果可用第五部

38、分.強度校核校核部分參考了葉片泵設計手冊與離心泵設計基礎（其中第四、第五部分參考后者），由于這兩書出版較早，書中公式所用單位并非全為國際標準單位，但為使用書中公式，故在以下計算中，使用的單位均與書中一致。5.1.轉(zhuǎn)子零件的強度計算（一）葉輪的強度計算：葉輪蓋板強度計算：葉輪圓周速度為：經(jīng)驗表明，鑄鐵葉輪的圓周速度u2 最高可達60m/s，此葉輪圓周速度并未超過上述范圍，根據(jù)結(jié)構(gòu)和工藝上的要求，蓋板厚度取6mm是可行的。（二）平衡盤的強度與變形量的計算：平衡盤受著兩種力：一是水推力，近似地認為是均布載荷p，一是盤旋轉(zhuǎn)的離心力；均在盤的輪轂處產(chǎn)生最大的應力，在外緣產(chǎn)生最大的撓度?，F(xiàn)分別計算如下：1

39、.應力計算：1）由于水推力產(chǎn)生的彎曲應力式中：Rw ¾ 平衡盤外半徑（110cm）；h ¾ 平衡盤根部厚度（3cm）；p ¾ 液體作用在平衡盤上的壓力，其中：F ¾ 平衡盤所受的軸向力，F(xiàn)F19F2F1¾ 首級葉輪所受軸向力（8086.70N825.2kg）；F2¾ 次級葉輪所受軸向力（5972.60N609.5kg）；rh ¾ 平衡盤根部半徑（4.5cm）。K ¾ 系數(shù)，查葉片泵設計手冊中圖1018，得：當rh/Rw4.5/110.41時，K1.6將以上各值代入公式計算：2）由于離心力引起圓周方向的應力式中：&#

40、190; 材料的泊松系數(shù)，對45號鋼，0.3；¾ 材料的重度，對45號鋼，0.00785kg/cm3；¾ 平衡盤的旋轉(zhuǎn)角速度將已知各值代入上式：對于塑性材料45號鋼，折算應力為：45號鋼的2500(kg/cm2)，<，安全。2.撓度計算：式中：K¢¾ 系數(shù)，查葉片泵設計手冊中圖1018，得：rh/Rw4.5/110.41時，K¢0.15；E¾ 彈性模量，45號鋼E2.1×106 kg/cm2，取E2.1×106 kg/cm2。將已知各值代入上式撓度小于平衡盤間隙（b00.125mm）。（三）鍵的強度計算：級數(shù)

41、最多（即10級）時，葉輪的扭矩Mt2266（N·m）23122.4（kg·cm）1.聯(lián)軸器內(nèi)鍵的強度計算：1）擠壓應力： 式中；d ¾ 聯(lián)軸器內(nèi)軸徑（6cm）；h ¾ 鍵的高度（1.1cm）；l ¾ 鍵的有效長度（10cm）將各值代入上式，得：材料為45號鋼，sj15002000 kg/cm2，sj<sj，強度符合要求。2）切應力：式中：b ¾ 鍵的寬度（1.8cm）。其他的符號及數(shù)值同上，代入上式，得：鍵材料為45鋼，t600900 kg/cm2，t<t，強度符合要求。2.葉輪鍵的選擇：多級泵單級（一個）葉輪消耗的功率比

42、整臺泵的功率小，本設計方案中，級數(shù)為310級，則單級葉輪功率為總功率的，傳遞單級葉輪功率最小軸徑d1為：式中：d為整臺泵中最小軸徑，即60mm。取d10.55d0.55×6033 mm選d1>3038范圍內(nèi)的鍵為葉輪用的鍵，即葉輪鍵尺寸b×h10×8。（四）聯(lián)軸器的強度計算：由于在此設計方案中，選用的聯(lián)軸器為廠用標準件，故在此處不作校核計算。5.2. 泵體的強度計算倒數(shù)第二級的中段受著最大的內(nèi)壓力：把中段當作受內(nèi)壓力p的圓筒，中段的材料選用QT500-7。中段的壁厚按薄壁容器考慮，壁厚為：式中：p ¾ 中段所受的內(nèi)壓力(91.84kg/cm2)；D

43、 ¾ 中段的內(nèi)徑(42cm)；s¾ 材料的許用拉應力，ssb/5，對QT500-7，sb5000kg/cm2，因此s5000/51000kg/cm2代入上式得：考慮中段在加工時有足夠的剛性而不至于發(fā)生變形，取中段外徑Dy480mm,這時壁厚30mm5.3.螺栓聯(lián)接部分的強度計算（一）密封凸緣寬度及拉緊螺栓的強度計算：1.根據(jù)強度條件選擇密封凸緣的最小寬度b及拉緊螺栓最小直徑d1：1) 選擇b：根據(jù)葉片泵設計手冊中公式（10119）得：式中：D ¾ 密封凸緣內(nèi)徑（42cm）；pmax ¾ 泵最大工作壓力（100kg/cm2）；sj ¾ 許用擠壓應

44、力，對QT500-7，sj9001500 kg/cm2，取sj900kg/cm2； m ¾ 密封墊的墊料系數(shù)，查葉片泵設計手冊中表1015，密封墊為青殼紙，m1.4。代入上式得：考慮到結(jié)構(gòu)方面的需要，取b1.5cm，這時密封凸緣外徑D245cm。2) 選擇拉緊螺栓直徑d1：拉緊螺栓數(shù)z8根，當b1.5cm15mm時， 式中：s ¾ 許用應力，拉緊螺栓材料為45鋼，s2500kg/cm2。取拉緊螺栓直徑d14.8 cm，螺栓兩端螺紋為M48×3。2.泵工作時拉緊螺栓上的最大拉力：泵工作時，液體作用于拉緊螺栓的拉力式中：p ¾ 液體壓力，p100kg/cm2

45、。則： 最大密封力，即出水段與中段密封面上的密封力式中：Dm ¾ 密封墊的平均直徑，DmD2-bd；bd¾ 密封墊的有效寬度，當b>1cm時，；把數(shù)據(jù)代入上式，得：由于泵的工作介質(zhì)溫度為常溫，中段和拉緊螺栓的溫差可以忽略不計：Ft0。拉緊螺栓的最大拉力FFyFmFt138544235640162108(kg)3.拉緊螺栓上的最大拉應力：最大拉應力：對45鋼，s2500kg/cm2，s <s，安全。4.第一級中段密封面上的擠壓應力：對中段材料QT500-7，許用擠壓應力sj9001500 kg/cm2，sj <sj，安全。 5.裝配時拉緊螺栓的預緊力、搬手上

46、的力矩、拉緊螺栓應力及螺母轉(zhuǎn)角：1）預緊力：式中：K ¾ 安全系數(shù)，K1.01.4，取K1.1；c ¾ 基本載荷系數(shù)其中：l1 ¾ 拉緊螺栓的柔度系數(shù)，；l2 ¾ 中段的柔度系數(shù)，；l1 ¾ 拉緊螺栓的有效長度（132.1cm）；l ¾ 拉緊螺栓和中段組的平均長度，l(l1l2)/2；l2 ¾ 中段組的有效長度（94.5cm）；E1 ¾ 拉緊螺栓材料的彈性模量（2.1×106kg/cm2）；E2 ¾ 中段材料的彈性模量（2.02×106kg/cm2）；A1 ¾ 拉緊螺栓斷面面

47、積A2 ¾中段斷面面積預緊力： 2）搬手上的力矩：式中：k ¾ 螺母墊圈表面情況系數(shù)，取k0.2；d ¾ 拉緊螺栓螺母的直徑（4.8cm）。3）拉緊螺栓應力：裝配時拉緊螺栓上的拉應力裝配時拉緊螺栓上的扭矩式中：dm ¾ 拉緊螺栓螺紋中徑，dm46.051mm4.6051cm；t ¾ 螺距，t2mm0.2cm；f ¾ 螺紋摩擦系數(shù)，取f0.3。代入上式：扭矩在拉緊螺栓中引起的切應力拉緊螺栓中的當量應力拉緊螺栓材料為45鋼，ss3000，安全系數(shù)：，安全。4）裝配時螺母的轉(zhuǎn)角：式中：l ¾ 拉緊螺栓與中段組柔度系數(shù)之和l l1l

48、2(0.43440.2736)×1060.708×106(cm/kg)（二）螺母的強度計算：由于是標準螺母，只要螺栓滿足了強度要求，就可以不進行螺母的強度校核。（三）拉緊螺栓法蘭的厚度計算：拉緊螺栓的法蘭在進水段和出水段各一個，由于兩個法蘭是通過拉緊螺栓聯(lián)接在一起，作用在其上的力是拉緊螺栓的總拉力。拉緊螺栓法蘭的厚度：式中：F ¾ 拉緊螺栓總拉力，162108kg；D1 ¾ 拉緊螺栓孔中心直徑，550cm；Dm ¾ 密封墊平均直徑，43.7 cm；s¾ 出水段材料的許用彎曲應力，對于QT500-7，ssb/5，sb5000kg/cm2，s5000/51000kg/cm2。以上各值代入上式，得：實際進水段拉緊螺栓法蘭厚度為15cm，出水段拉緊螺栓法蘭厚度為17.5cm，可見拉緊螺栓法蘭厚度足夠，因此是安全的。5.4. 軸的強度計算取級數(shù)最多時的軸校核，軸的受力情