DG150水泵設(shè)計(jì)

1、DG150水泵設(shè)計(jì)總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的和意義 培養(yǎng)學(xué)生綜合分析和解決問題的能力和獨(dú)立工作能力、組織管理和社交能力 提高畢業(yè)生全面素質(zhì)，增強(qiáng)事業(yè)心和自信心 畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)生在校期間的課后學(xué)習(xí)和綜合訓(xùn)練階段；是學(xué)習(xí)深化、拓寬、綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的重要過程；是學(xué)生學(xué)習(xí)、研究與實(shí)踐成果的全面總結(jié)；是學(xué)生綜合素質(zhì)與工程實(shí)踐能力培養(yǎng)效果的全面檢驗(yàn)；是實(shí)現(xiàn)學(xué)生從學(xué)校學(xué)習(xí)到崗位工作的過渡環(huán)節(jié)；是學(xué)生畢業(yè)及學(xué)位資格認(rèn)定的重要依據(jù)；是衡量高等教育質(zhì)量和辦學(xué)效益的重要評(píng)價(jià)內(nèi)容課題選擇的原因 多級(jí)泵是最常用的液體連續(xù)輸送機(jī)，廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)的各行各業(yè)中 多級(jí)泵的歷史、分類、發(fā)展?fàn)顩r、工作原理、結(jié)構(gòu)、布置方式及多

2、級(jí)泵的主要定子、轉(zhuǎn)子、軸承和軸封。 零部件的常規(guī)設(shè)計(jì)計(jì)算和主要零部件的強(qiáng)度校核，主要包括泵軸的計(jì)算和校核；泵體的選用泵的歷史 公元前300年左右出現(xiàn)的阿基米德式螺旋抽水機(jī) 1475年工程師弗朗西斯科迪喬治馬丁尼（Francesco Di Giorgio Martini）在論文中提出了離心泵原始模型 大約在1590-1600年，齒輪泵被發(fā)明 1650年德國馬德堡市市長奧托馮格里克發(fā)明第一臺(tái)空氣泵 1680年約旦出現(xiàn)簡單的離心泵 1720年倫敦城市的供水系統(tǒng)中開始使用柱塞泵 1870年英國人威廉湯姆森提出了射流泵的設(shè)計(jì) 1880年英國Frizzle設(shè)計(jì)氣舉泵 1890年美國麻省Warren公司制造

3、了第一臺(tái)雙螺桿泵 1900年哈里斯（Harris）制造出空氣壓力泵 1960年美國拜倫杰克遜公司制造了于地下液化石油氣存儲(chǔ)設(shè)施中應(yīng)用潛水式電機(jī)泵 19世紀(jì)70年代Kobe公司制造出商用旋噴泵 2000年美國HMD公司制造出屏蔽磁力驅(qū)動(dòng)泵是一種無泄漏泵 2000年，臺(tái)灣羿辰科技設(shè)計(jì)出微型電磁軸驅(qū)動(dòng)泵原型是一種類磁浮等壓式泵泵的分類 按泵的結(jié)構(gòu)可分為單級(jí)泵和多級(jí)泵； 動(dòng)力式泵分為離心泵和漩渦泵兩種， 依對(duì)流體施加壓力的方式，可將泵分為容積式泵、動(dòng)力式泵、電磁泵三類； 按泵的用途可分為熱泵、計(jì)量泵、化工流程泵、試壓泵、真空泵、鈦升華泵等； 按所輸送流體的性質(zhì)可分為水泵、油泵、氣泵、酸泵、堿泵、清水泵

4、、污水泵、泥漿泵、硫磺泵、磷酸泵等； 按泵的驅(qū)動(dòng)方法可分為手動(dòng)泵、蒸汽泵、電動(dòng)泵、氣動(dòng)泵、水輪泵、電磁泵、汽輪機(jī)泵、柴油機(jī)泵等； 按泵工作的機(jī)械部分命名可分為齒輪泵、螺桿泵、柱塞泵、隔膜泵等產(chǎn)品概述 DG型泵系臥式單吸多級(jí)分段式離心泵。該系列泵具有效率高、性能范圍廣、運(yùn)行安全平穩(wěn)、噪音低、壽命長、安裝維修方便等特點(diǎn)。產(chǎn)品執(zhí)行JB/T1051-93多級(jí)清水離心泵型式與基本參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)。供輸送清水或物理化學(xué)性質(zhì)類似于水的其它液體。也可以通過改變泵過流部件材質(zhì)、密封形式和增加冷卻系統(tǒng)用于輸送熱水、油類、腐蝕性或含磨粒的介質(zhì)。產(chǎn)品特點(diǎn) 效率高、安裝維修方便：采用高效節(jié)能的水力模型。該系列泵具有效率高、性能

5、范圍廣、運(yùn)行安全平穩(wěn)、噪音低、壽命長、安裝維修方便等特點(diǎn)。 軸封：采用軟填料密封或機(jī)械密封，密封安全可靠、結(jié)構(gòu)簡單，維修方便快捷。 整機(jī)使用壽命長：軸為全封結(jié)構(gòu)，確保了不與介質(zhì)接觸，不銹蝕，使用壽命長。工作條件 流量范圍：6.3500 m3/h 揚(yáng)程范圍：50680 m 介質(zhì)溫度：+105 轉(zhuǎn)速：14002950r/min離心泵參數(shù) 流量Q=150m3/h 單級(jí)揚(yáng)程H=100m 級(jí)數(shù) i=10級(jí) 轉(zhuǎn)速n=2950r/min 液體重度=9806N/m3 效率=70 必須氣蝕余量hr=4.8m離心泵的工作原理 電動(dòng)機(jī)通過泵軸帶動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力，在離心力作用下，液體沿葉片流道被甩向葉輪出口，液體

6、經(jīng)蝸殼收集送入排出管。液體從葉輪獲得能量，使壓力能和速度能均增加，并依靠此能量將液體輸送到工作地點(diǎn)。 在液體被甩向葉輪出口的同時(shí)，葉輪入口中心處形成了低壓，在吸液罐和葉輪中心處的液體之間就產(chǎn)生了壓差，吸液罐中的液體在這個(gè)壓差作用下，不斷地經(jīng)吸入管路及泵的吸入室進(jìn)入葉輪中離心泵基本構(gòu)造 離心泵的基本構(gòu)造是由六部分組成的，分別是：葉輪、泵體、泵軸、軸承、密封環(huán)、填料函、聯(lián)軸器 泵體也稱泵殼，它是水泵的主體。起到支撐固定作用，并與安裝軸承的托架相連接。 葉輪是離心泵的核心部分，它轉(zhuǎn)速高輸出力大，葉輪上的葉片又起到主要作用，葉輪在裝配前要通過靜平衡實(shí)驗(yàn)。葉輪上的內(nèi)外表面要求光滑，以減少水流的摩擦損失。

7、 泵軸的作用是借聯(lián)軸器和電動(dòng)機(jī)相連接，將電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)距傳給葉輪，所以它是傳遞機(jī)械能的主要部件。 軸承是套在泵軸上支撐泵軸的構(gòu)件，有滾動(dòng)軸 承和滑動(dòng)軸承兩種。滾動(dòng)軸承使用牛油作為潤 滑劑加油要適當(dāng)一般為2/33/4的體積太多會(huì) 發(fā)熱，太少又有響聲并發(fā)熱！滑動(dòng)軸承離心泵 結(jié)構(gòu)使用的是透明油作潤滑劑的,加油到油位線。 太多油要沿泵軸滲出并且漂移，太少又要軸承 過熱燒壞造成事故！在水泵運(yùn)行過程中軸承的 溫度最高在85度一般運(yùn)行在60度左右，如果高 了就要查找原因（是否有雜質(zhì)，油質(zhì)是否發(fā)黑， 是否進(jìn)水）并及時(shí)處理。 密封環(huán)又稱減漏環(huán)。葉輪進(jìn)口與泵殼間的間隙過大會(huì)造成泵內(nèi)高壓區(qū)的水經(jīng)此間隙流向低壓區(qū)，影響泵

8、的出水量，效率降低！間隙過小會(huì)造成葉輪與泵殼摩擦產(chǎn)生磨損。為了增加回流阻力減少內(nèi)漏，延緩葉輪和泵殼的所使用壽命，在泵殼內(nèi)緣和葉輪外援結(jié)合處裝有密封環(huán)，密封的間隙保持在0.251.10mm之間為宜。填料函主要由填料，水封環(huán)，填料筒，填料壓蓋，水封管組成。填料函的作用主要是為了封閉泵殼與泵軸之間的空隙，不讓泵內(nèi)的水流不流到外面來也不讓外面的空氣進(jìn)入到泵內(nèi)。始終保持水泵內(nèi)的真空！當(dāng)泵軸與填料摩擦產(chǎn)生熱量就要靠水封管住水到水封圈內(nèi)使填料冷卻！保持水泵的正常運(yùn)行。所以在水泵的運(yùn)行巡回檢查過程中對(duì)填料函的檢查是特別要注意！在運(yùn)行600個(gè)小時(shí)左右就要對(duì)填料進(jìn)行更換。 聯(lián)軸器（圖3-6）是用來聯(lián)接不同機(jī)構(gòu)中的

9、兩根軸（主動(dòng)軸和從動(dòng)軸）使之共同旋轉(zhuǎn)以傳遞扭矩的機(jī)械零件。在高速重載的動(dòng)力傳動(dòng)中，有些聯(lián)軸器還有緩沖、減振和提高軸系動(dòng)態(tài)性能的作用。聯(lián)軸器由兩半部分組成，分別與主動(dòng)軸和從動(dòng)軸聯(lián)接。一般動(dòng)力機(jī)大都借助于聯(lián)軸器與工作機(jī)相聯(lián)接。 葉輪的選擇 葉輪是離心泵的做功零件，依靠它高速旋轉(zhuǎn)對(duì)液體做功而實(shí)現(xiàn)液體的輸送，是離心泵重要零件一。 葉輪一般由輪毅、葉片和蓋板三部分組成。葉輪的蓋板有前蓋板和后蓋板之分，葉輪口側(cè)的蓋板稱為前蓋板，另一側(cè)的蓋板稱為后蓋板。 按結(jié)構(gòu)形式，葉輪可分為以下三種，閉式葉輪葉輪（a）、半閉式葉輪葉輪（b）、開式葉輪（c） 閉式葉輪葉輪的兩側(cè)均有蓋板，蓋板間有46個(gè)葉片，如圖(a)所示。

10、閉式葉輪效率較高，應(yīng)用最廣，適用于輸送不含固體顆粒及纖維的清潔液體。閉式葉輪有單吸和雙吸兩種類型。雙吸葉輪如下圖所示，適用于大流量泵，其抗汽蝕性能較好。如圖 (b)。這種葉輪結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，但效率低，適用輸送含較多固體懸浮物或帶纖維體。 半開式葉輪這種葉輪只有后蓋板，如圖 (c)所示。它適用于輸送易于沉淀或含固體懸浮物的液體，其效率介于開式和閉式葉輪之間。泵軸與軸套 泵軸屬階梯軸類零件，一般情況下為一整體。但在防腐泵中，由于不銹鋼的價(jià)格較高，有時(shí)采用組合件。接觸介質(zhì)的部分用不銹鋼，安裝軸承及聯(lián)軸器的部分用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，不銹鋼與碳鋼之間可以采用承插連接或過盈配合連接。由于泵軸用于傳遞動(dòng)力，

11、且高速旋轉(zhuǎn)，在輸送清水等無腐蝕性介質(zhì)的泵中，一般用45#鋼制造，并且進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。在輸送鹽溶液等弱腐蝕性介質(zhì)的泵中，泵軸材料用40Cr，且調(diào)質(zhì)處理。在防腐蝕泵中，即輸送酸、堿等強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)的泵中，泵軸材質(zhì)一般為1Crl8Ni9或1Crl8Ni9Ti等不銹鋼。 軸套的作用是保護(hù)泵軸，使填料與泵軸的摩擦轉(zhuǎn)變?yōu)樘盍吓c軸套的摩擦，所以軸套是離心泵的易磨損件。軸套表面一般也可以進(jìn)行滲碳、滲氮、鍍鉻、噴涂等處理方法，表面粗糙造度要求一般要達(dá)到Ra3.2mRa0.8m?？梢越档湍Σ料禂?shù)，提高使用壽命。導(dǎo)輪 導(dǎo)輪是一個(gè)固定不動(dòng)的圓盤，正面有包在葉輪外緣的正向?qū)~，這些導(dǎo)葉構(gòu)成了一條條擴(kuò)散形流道，背面有將液體引

12、向下一級(jí)葉輪人口的反向?qū)~，其結(jié)構(gòu)如下圖所示 液體從葉輪甩出后，平緩地進(jìn)入導(dǎo)輪，沿著正向?qū)~繼續(xù)向外流動(dòng)，速度逐漸降低，動(dòng)能大部分轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能。液體經(jīng)導(dǎo)輪背面的反向?qū)~被引入下一級(jí)葉輪導(dǎo)輪上的導(dǎo)葉數(shù)一般為48片，導(dǎo)葉的入口角一般為8一16，葉輪與導(dǎo)葉間的徑向單側(cè)間隙約為1mm。若間隙過大，效率會(huì)降低；間隙過小，則會(huì)引起振動(dòng)和噪聲。與蝸殼相比，采用導(dǎo)輪的分段式多級(jí)離心泵的泵殼容易制造，轉(zhuǎn)能的效率也較高。但安裝檢修較蝸殼困難。另外，當(dāng)工況偏離設(shè)計(jì)工況時(shí)，液體流出葉輪時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡與導(dǎo)葉形狀不一致，使其產(chǎn)生較大的沖擊損失。由于導(dǎo)輪的幾何形狀較為復(fù)雜，所以一般用鑄鐵鑄造而成。蝸殼 蝸殼是指葉輪出口到下一

13、級(jí)葉輪入口或到泵的出口管之間截面積逐漸增大的螺旋形流道，如下圖所示。其流道逐漸擴(kuò)大，出口為擴(kuò)散管狀。液體從葉輪流出后，其流速可以平緩地降低，使很大一部分動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能。 蝸殼的優(yōu)點(diǎn)是制造方便，高效區(qū)寬，車削葉輪后泵的效率變化較小。缺點(diǎn)是蝸殼形狀不對(duì)稱，在使用單蝸殼時(shí)作用在轉(zhuǎn)子徑向的壓力不均勻，易使軸彎曲，所以在多級(jí)泵中只是首段和尾段采用蝸殼而在中段采用導(dǎo)輪裝置。 蝸殼的材質(zhì)一般為鑄鐵。防腐泵的蝸殼為不銹鋼或其他防腐材料，例如塑料玻璃鋼等。多級(jí)泵由于壓力較大，對(duì)材質(zhì)強(qiáng)度要求較高，其蝸殼一般用鑄鋼制造。密封環(huán) 從葉輪流出的高壓液體通過旋轉(zhuǎn)的葉輪與固定的泵殼之間的間隙又回到葉輪的吸入口，稱為內(nèi)泄漏

14、，如下圖所示。為了減少內(nèi)泄漏，保護(hù)泵殼，在與葉輪入口處相對(duì)應(yīng)的殼體上裝有可拆換的密封環(huán)。 密封環(huán)的結(jié)構(gòu)形式有三種，如圖312所示。圖312 (a)為平環(huán)式，結(jié)構(gòu)簡單，制造方便。但密封效果差；圖312 (b)為直角式的密封環(huán)，液體泄漏時(shí)通過一個(gè)90的通道，密封效果比平環(huán)式好，應(yīng)用廣泛；圖312 (c)為迷宮式密封環(huán)，密封效果好，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造困難，一般離心泵中很少采用。密封環(huán)內(nèi)孔與葉輪外圓處的徑向間隙一般0.10.2mm之間。 軸向密封 從葉輪流出的高壓液體，經(jīng)過葉輪背面，沿著泵軸和泵殼的間隙流向泵外，稱為外泄漏。在旋轉(zhuǎn)的泵軸和靜止的泵殼之間的密封裝置稱為軸封裝置。它可以防止和減少外泄漏，提高

15、泵的效率，同時(shí)還可以防止空氣吸入泵內(nèi)，保證泵的正常運(yùn)行。常用的軸封裝置有填料密封和機(jī)械密封兩種。 本設(shè)計(jì)采用填料密封填料密封 填料密封指依靠填料和軸(軸套)的外圓表面接觸來實(shí)現(xiàn)密封的裝置。它由填料箱(又稱填料函)、填料、液封環(huán)、填料壓蓋和雙頭螺栓等組成，如圖313所示。液封環(huán)安裝時(shí)必須對(duì)準(zhǔn)填料函上的入液口，通過液封管與泵的出液管相通，引入壓力液體形成液封，并冷卻潤滑填料。填料密封是通過填料壓蓋壓緊填料，使填料發(fā)生變形，并和軸(或軸套)的外圓表面接觸，防止液體外流和空氣吸入泵內(nèi)。填料密封的密封性可用調(diào)節(jié)填料壓蓋的松緊程度加以控制。填料壓蓋過緊，密封性好，但使軸和填料間的摩擦增大，加快了軸的磨損，

16、增加了功率消耗，嚴(yán)重時(shí)造成發(fā)熱、冒煙，甚至將填料燒毀。填料壓蓋過松，密封性差，泄漏量增加，這是不允許的。 填料密封的密封性能差，不適用于高溫、高壓、高轉(zhuǎn)速、強(qiáng)腐蝕等惡劣的工作條件。機(jī)械密封裝置具有密封性能好，尺寸緊湊，使用壽命長，功率消耗小等優(yōu)點(diǎn)，近年來在化工生產(chǎn)中得到了廣泛的使用。 結(jié)構(gòu)及工作原理依靠靜環(huán)與動(dòng)環(huán)的端面相互貼合，并作相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)而構(gòu)成的密封裝置，稱為機(jī)械密封，又稱端面密封。其結(jié)構(gòu)如下圖所示。緊定螺釘1，將彈簧座2固定在軸上，彈簧座2、彈簧3、推環(huán)4、動(dòng)環(huán)6和動(dòng)環(huán)密封圈5均隨軸轉(zhuǎn)動(dòng)，6靜環(huán)7、靜環(huán)密封圈8裝在壓蓋上，并由防轉(zhuǎn)銷9固定，靜止不動(dòng)。動(dòng)環(huán)、靜環(huán)、動(dòng)環(huán)密封圈和彈簧是機(jī)械密封的

17、主要元件。而動(dòng)環(huán)隨軸轉(zhuǎn)動(dòng)并與靜環(huán)緊密貼合是保證機(jī)械密封達(dá)到良好效果的關(guān)鍵。多級(jí)泵的平衡裝置 葉輪對(duì)稱布置將離心泵的每兩個(gè)葉輪以相反方向?qū)ΨQ地安裝在同一泵軸上，使每兩個(gè)葉輪所產(chǎn)生的軸向力互相抵消，如下圖所示。這種方案流道復(fù)雜，造價(jià)較高。當(dāng)級(jí)數(shù)較多時(shí)，由于各級(jí)泄漏情況不同和各級(jí)葉輪輪毅直徑不相同，軸向力也不能完全平衡，往往還需采用輔助平衡裝置。 平衡盤裝置因分段式多級(jí)離心泵葉輪沿一個(gè)方向裝在軸上，其總的軸向力很大，常在末級(jí)葉輪后面裝平衡盤來平衡軸向力。平衡盤裝置由裝在軸上的平衡盤和固定在泵殼上的平衡環(huán)組成，如下圖所示平衡盤裝置因分段式多級(jí)離心泵葉輪沿一個(gè)方向裝在軸上，其總的軸向力很大，常在末級(jí)葉輪

18、后面裝平衡盤來平衡軸向力。平衡盤裝置由裝在軸上的平衡盤和固定在泵殼上的平衡環(huán)組成，如圖315所示局部機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 該部分主要分為三大部分 1進(jìn)水段的設(shè)計(jì) 2出水段的設(shè)計(jì) 3中間軸的設(shè)計(jì) 4葉輪的設(shè)計(jì)進(jìn)水段的設(shè)計(jì) 為保證離心泵不發(fā)生汽蝕，一方面要使泵葉輪人口處水力損失和流動(dòng)畸變減少，這是水泵本身設(shè)計(jì)和制造的問題；另一方面從用戶角度則要盡可能多地提供吸人動(dòng)力，即要提高吸人表面壓力，減少液體飽和蒸汽壓，減少吸人面和泵軸中心垂直距離，減少吸人管路中水力損失等。其中吸人表面壓力和液體飽和蒸汽壓，在石油化工廠都是由操作工藝決定的。作為機(jī)械技術(shù)人員，很難改動(dòng)這兩個(gè)參數(shù)，主要可減少吸人表面到泵軸中心距離，也就是泵安裝位置盡可能接近吸入液面。出水段的設(shè)計(jì) 出水段主要有壓出室、導(dǎo)輪、蝸殼等構(gòu)成。通常所說的壓水室是指螺旋形的壓水室、環(huán)形壓水室和導(dǎo)葉的總稱。獲得能量的水流沿葉輪圓周流出后，將進(jìn)入泵的壓水室。壓水室是泵不可缺少的重要過流部件，其設(shè)計(jì)、制造水平的高低，對(duì)泵有十分明顯的影響。流出葉輪的液體，其絕對(duì)速度值很大，