單級離心泵設(shè)計(jì)開題報(bào)告

本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告題目單級離心泵設(shè)計(jì)學(xué)生姓名：院（系）：機(jī)械工程學(xué)院專業(yè)班級：裝備0804指導(dǎo)教師：完成時(shí)間：2012年3月16日課題名稱：單級離心泵設(shè)計(jì)1?選題依據(jù)（意義）：回轉(zhuǎn)泵的出現(xiàn)對近代工農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展以及人民的日常生活都起到了不可忽視的作用。可以說是息息相關(guān)。在現(xiàn)今世界上泵產(chǎn)品產(chǎn)量僅次于電機(jī)，種類多，應(yīng)用極為廣泛。除農(nóng)田排灌，城市和工業(yè)給排水、熱電廠、石油煉廠、礦業(yè)、鋼鐵化工，還有原子能發(fā)電，軍事、火箭供給等高科技產(chǎn)業(yè)也有著重要的應(yīng)用?？梢哉f凡是要讓液體流動(dòng)的地方就有泵在工作。而眾多類型的回轉(zhuǎn)泵中應(yīng)用較為廣泛當(dāng)屬離心泵了。利用離心力輸水的想法最早出現(xiàn)在列奧納多?達(dá)芬奇所作的草圖中。1689年，法國物理學(xué)家帕潘發(fā)明了四葉片葉輪的蝸殼離心泵。但更接近于現(xiàn)代離心泵的，則是1818年在美國出現(xiàn)的具有徑向直葉片、半開式雙吸葉輪和蝸殼的所謂馬薩諸塞泵。1851?1875年，帶有導(dǎo)葉的多級離心泵相繼被發(fā)明，使得發(fā)展高揚(yáng)程離心泵成為可能。1754年，瑞士數(shù)學(xué)家歐拉提出了葉輪式水力機(jī)械的基本方程式，奠定了離心泵設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)，但直到19世紀(jì)末，高速電動(dòng)機(jī)的發(fā)明使離心泵獲得理想動(dòng)力源之后，它的優(yōu)越性才得以充分發(fā)揮。在英國的雷諾和德國的普夫萊德雷爾等許多學(xué)者的理論研究和實(shí)踐的基礎(chǔ)上，離心泵的效率大大提高，它的性能范圍和使用領(lǐng)域也日益擴(kuò)大，已成為現(xiàn)代應(yīng)用最廣、產(chǎn)量最大的泵。泵的結(jié)構(gòu)采取后開門的結(jié)構(gòu)形式，即泵體與泵蓋的分界在葉輪的背面，泵體和泵蓋構(gòu)成泵的工作室；葉輪、軸、和滾動(dòng)軸承等為泵的轉(zhuǎn)子；懸架和軸承部件支撐泵的轉(zhuǎn)子。為了平衡泵的軸向力，大多數(shù)葉輪前、后均設(shè)有密封環(huán)，并在葉輪后蓋板上設(shè)有平衡孔。但是有些泵的軸向力不大，葉輪背面不必設(shè)密封環(huán)和平衡孔。離心泵的工作原理是利用原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn),將水經(jīng)吸水室吸入泵體內(nèi)，泵體中起主要做作用的是葉輪，葉輪中葉片強(qiáng)迫液體旋轉(zhuǎn)，液體在離心力作用下向四周甩出。泵內(nèi)液體甩出去以后，新的液體在大氣壓力作用下進(jìn)到泵體內(nèi)。如此連續(xù)不斷的工作。泵在開動(dòng)前應(yīng)先注滿水，否則葉輪只是帶動(dòng)泵內(nèi)的空氣旋轉(zhuǎn)，因?yàn)榭諝獾拿芏容^小，由此而產(chǎn)生的離心力也比較小，無力將泵內(nèi)和管路內(nèi)的空氣全部甩出，無法在泵內(nèi)產(chǎn)生真空，因而無法工作。主要性能參數(shù)有：流量、揚(yáng)程、轉(zhuǎn)速、汽蝕余量、功率和效率。泵的各個(gè)性能參數(shù)之間存在著一定的相互依賴變化關(guān)系，可以通過對泵進(jìn)行試驗(yàn)，分別測得和算出參數(shù)值，并畫成曲線來表示，這些曲線稱為泵的特性曲線。每一臺泵都有特定的特性曲線，由泵制造廠提供。通常在工廠給出的特性曲線上還標(biāo)明推薦使用的性能區(qū)段，稱為該泵的工作范圍。所以在設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮到泵的各種性能參數(shù)，特性曲線以及實(shí)際的工作環(huán)境。流量在5—20000米3/時(shí)，揚(yáng)程在8—2800米的范圍內(nèi)，使用離心泵是比較合適的。因?yàn)樵诖诵阅芊秶鷥?nèi)，離心泵具有轉(zhuǎn)速高、體積小、重量輕、效率高、流量大、結(jié)構(gòu)簡單、性能平穩(wěn)、容易操作和維修等優(yōu)點(diǎn)。國內(nèi)外生產(chǎn)實(shí)踐表明，離心泵的產(chǎn)值是泵類產(chǎn)品中最高的。離心泵有其長處，但是也有它的短處。離心水泵的實(shí)際使用效率低，還有實(shí)際使用時(shí)流量隨壓力而變、對轉(zhuǎn)速要求嚴(yán)格、單級揚(yáng)程較低、起動(dòng)前泵內(nèi)要灌滿液體，而且液體黏度對泵性能也有很大的影響，只能用于精度近似于水的液體，對于某一定流量的離心泵，有一個(gè)相應(yīng)的黏度極限，如果液體超過了這個(gè)黏度極限，泵的效率會(huì)迅速降低，甚至無法工作。發(fā)展現(xiàn)狀及前景：現(xiàn)如今泵的應(yīng)用是越來越廣泛，特別是在石油?化工方面，所以掌握泵的特性是非常必要的。隨著國內(nèi)機(jī)電一體化的進(jìn)程的加速，計(jì)算機(jī)面板操作現(xiàn)在已經(jīng)成為必然的趨勢，這也是自動(dòng)化的必然要求，相信未來對泵的測試這一繁瑣的過程將由計(jì)算機(jī)所替代。2.1國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀：選擇離心泵的課題設(shè)計(jì)不僅僅是對所學(xué)專業(yè)的一次真正的練兵，從市場前景分析，離心泵是一種消耗量大、應(yīng)用面廣的通用機(jī)械產(chǎn)品，該產(chǎn)品的市場需求量占泵類產(chǎn)品總需求的80%,因此針對如此量大面廣的離心泵展開設(shè)計(jì)并力求對現(xiàn)有產(chǎn)品進(jìn)行改造和技術(shù)升級意義重大。在過去的幾年內(nèi)，應(yīng)該看到我國泵行業(yè)的技術(shù)發(fā)展趨勢越來越與世界泵業(yè)技術(shù)發(fā)展趨向一致，但總體技術(shù)水平較低，在高、精、尖技術(shù)含量高的產(chǎn)品領(lǐng)域，泵產(chǎn)品供不應(yīng)求，我國泵行業(yè)發(fā)展是存在很大空間的，據(jù)預(yù)測“十一?五”期間，我國泵行業(yè)將以25%的平均速度發(fā)展。泵產(chǎn)品國內(nèi)市場占有率，“十一?五”期間預(yù)計(jì)可達(dá)到92%。由于國家注重重大工程國產(chǎn)化率的提高，因此，火電、核電和“三大化工”中的重點(diǎn)產(chǎn)品市場占有率預(yù)計(jì)可達(dá)80%?85%。所以對于我國泵行業(yè)，雖然存在巨大的挑戰(zhàn),同時(shí)也存在極大的發(fā)展?jié)摿?，相信隨著我國泵行業(yè)不斷深入的發(fā)展，泵行業(yè)將取得不斷的進(jìn)步，最終走向世界。2.2國外發(fā)展現(xiàn)狀：20世紀(jì)60年代初，為了解決秘魯沿岸魚類加工廠活魚保鮮輸送問題，瑞士工程師MartinSthale發(fā)明了帶有螺旋型葉輪的泵，由于該泵融合了螺旋泵和離心泵兩者的優(yōu)點(diǎn)，所以被稱為螺旋離心泵。此泵先后獲得秘魯、美國和西德等國的專利，隨之馬丁先生又建立了瑞士海斯特股份有限公司并任集團(tuán)總裁。此后，馬丁先生便致力于離心泵的進(jìn)一步開發(fā)研究，在泵送活魚的應(yīng)用基礎(chǔ)上，將其由原來的魚泵發(fā)展為多品種、多系列離心泵，并不斷擴(kuò)大其應(yīng)用領(lǐng)域，目前，該系列產(chǎn)品已成為復(fù)雜介質(zhì)泵送領(lǐng)域的重要輸送設(shè)備。德國HidrostalGmbh和KSB公司也已經(jīng)開發(fā)出該泵的系列產(chǎn)品。英國Sigmund、日本荏原、久保田、太平洋機(jī)工、石川島播磨重工業(yè)等公司都相繼開發(fā)出這種泵的系列產(chǎn)品。由于螺旋離心泵用途與結(jié)構(gòu)的特殊，直到20世紀(jì)80年代才見到國外公開發(fā)表的研究成果，目前國外已有成熟的產(chǎn)品，德國、美國、日本和英國的公司已相繼開發(fā)出這種泵的系列產(chǎn)品。但其中關(guān)于他們的文章大多都是產(chǎn)品介紹，而有關(guān)泵的研究和設(shè)計(jì)方面的文章很少見。研究/設(shè)計(jì)的內(nèi)容：設(shè)計(jì)一種效率高，性能好的單級離心式水泵。設(shè)計(jì)參數(shù)：輸送介質(zhì)：清水溫度：＜80oC流量：50m3/h揚(yáng)程：50m效率：72%NPSH：3.0m設(shè)計(jì)方案：1?主要研究方法：泵的總體設(shè)計(jì)；根據(jù)水的介質(zhì)，選擇合適的材料；合理設(shè)計(jì)葉輪與壓出室，減小體積；選擇合適的密封結(jié)構(gòu)，提高容積效率；泵體選用高強(qiáng)度材料，提高超載能力；選擇合適的耐磨材料，提高使用壽命。2?設(shè)計(jì)方案(須有文字和示意簡圖說明)：采用臥式結(jié)構(gòu)；采用離心式葉輪結(jié)構(gòu)；示意簡圖如下：離心泵設(shè)計(jì)的步驟：閱讀收集技術(shù)文獻(xiàn)資料（其中期刊、會(huì)議論文不少于6篇），理解設(shè)計(jì)任務(wù)。確定泵型，計(jì)算比轉(zhuǎn)數(shù)，計(jì)算功率，選擇電動(dòng)機(jī)。完成葉輪設(shè)計(jì)、吸入室、壓出室設(shè)計(jì)及計(jì)算。完成軸向力、徑向力計(jì)算，確定平衡措施。完成密封設(shè)計(jì)，確定潤滑方式，選擇軸承、聯(lián)軸器。完成軸的強(qiáng)度、臨界轉(zhuǎn)速計(jì)算。完成設(shè)計(jì)說明書一份（30頁左右）。繪制設(shè)計(jì)圖，圖幅合計(jì)6張A1（包括總圖及零部件）。階段進(jìn)度計(jì)劃：1-2周課題了解及查找相關(guān)資料；3-4周撰寫開題報(bào)告，撰寫英文翻譯；5周設(shè)計(jì)流程圖；6-7周選泵型，計(jì)算比轉(zhuǎn)數(shù)，計(jì)算功率，選擇電動(dòng)機(jī)，完成軸向力、徑向力計(jì)算，確定平衡措施等；8-9周完成密封設(shè)計(jì)，確定潤滑方式，選擇軸承、聯(lián)軸器；10-12周完成軸的強(qiáng)度、臨界轉(zhuǎn)速計(jì)算，并繪離心泵的總裝圖和零件圖14周撰寫畢業(yè)論文；15周修改論文；16周答辯；7??參考文獻(xiàn)：關(guān)醒凡現(xiàn)代泵技術(shù)手冊，1995何希杰，勞學(xué)蘇離心泵過流部件的型線設(shè)計(jì)，1994(02)HerbichVallcatineeCharacteristicsofmodeldredgepump[reportNO33],1961趙天成，郭子杰固液兩相流泵設(shè)計(jì)與試驗(yàn)研究，1997(04)楊軍虎，王國棟，張紅霞，