1、河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 I 摘 要 本 次毕业设计是关于 D150-100X10 多级泵 的设计。 多级泵是输送能力最大的连续输送机械之一。其结构简单、运行平稳、运转可靠、能耗低、对环境污染小、便于集中控制和实现自动化、管理维护方便，在连续装载条件下可实现连续运输。 首先对 多级泵 作了简单的概述；接着分析了 多级泵 的选型原则及计算方法；然后根据这些设计准则与计算选型方法按照给定参数要求进行选型设计；接着对所选择的 多级泵 各主要零部件进行了校核 多级泵采用计算机设计和优化处理 。 目前， 多级泵 正朝着长距离， 低消耗，微小 的方向发展， 从 而 可以 提高 泵使用 寿命 和
2、降 低 机组 噪 音 ， 近年来出现的 医学多级泵 就是其中的一个。在多级泵 的设计、制造以及应用方面 ,目前我国与国外先进水平相比仍有较大差距 ,国内在设计 多级泵 过程中存在着很多不足。 本次 多级泵 设计代表了设计的一般过程 , 对今后的选型设计工作有一定的参考价值。 关键词： 多级泵 设计准则 校核 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 II Abstract This graduation project is about the D150-100X10design of multistage pump. Multistage pump is the transmission cap
3、acity of the largest continuous conveying machinery. It has the advantages of simple structure, stable operation, reliable operation, low energy consumption, little pollution to the environment, and is convenient for centralized control and automation, convenient management and maintenance, in the c
4、ontinuous loading condition can realize continuous transportation. The multistage pump is summarized; and then analyzes the multistage pump type selection and calculation methods; and then according to these design criteria and the calculation and selection methods according to the given parameters
5、selection of design; then the choice of multistage pump of main parts and components of the school nucleus. At present, the multi-stage pump are moving towards long distance, low consumption, small direction, which can increase pump life and reduce the noise of the unit pump by computer design and o
6、ptimize treatment, in recent years the medical pump is one of the. In pump design, manufacture and application, at present our country compared with foreign advanced level still has bigger difference, the domestic in the design of multistage pump process exists many shortcomings. The multistage pump
7、 design represents the general design process, the future selection of the design work has a certain reference v Key words: multistage pumpS design rule check 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 III 目 录 1 绪论 . 1 1.1 多级泵的历史 . 1 1.2 多级泵的分类 . 2 1.3 多级泵的组成 . 2 2 吸入与压出口径的确定 . 4 2.1 泵的主要参数 . 4 3 部分参数的估算与 确定 . 5 3.1 计算比转数
8、. 5 3.2 估算泵的效率 . 5 3.3 求泵轴功率和电机的选择 . 6 3.4 轴径和轮毂直径的计算： . 6 4 水力设计 . 8 4.1 叶轮 . 8 4.1.2 叶轮出口部分尺寸 . 12 4.1.3 叶片绘型： . 14 4.2 导叶 . 26 4.3. 平衡盘 . 30 5.强度校核 . 34 5.1 转子零件的强度计算 . 34 5.1.1 叶轮的强度计算： . 34 5.1.2 平衡盘的强度与变形量的计算： . 34 5.1.3 键的强度计算： . 36 5.1.4 联轴器的强度计算 . 37 5.2 泵体的强度计算 . 38 5.3 螺栓联接部分的强度计算 . 38 河南
9、理工大学万方科技学院本科毕业论文 IV 5.3.1 密封凸缘宽度及拉紧螺栓的强度计算： . 38 5.3.2 螺母的强度计算： . 42 5.3.3 拉紧螺栓法兰的厚度计算： . 43 5.4 轴的强度计算 . 43 5.5 轴的临界转速计算 . 45 结 论 . 487 感言 . 498 参 考 文 献 . 49 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 1 1 绪论 1.1 多级泵的历史 最早的泵是在大约于公元 前 300 年 左右出现的， 阿基米德 发明了一种泵，称为 阿基米德式螺旋抽水机 ，至今仍有厂家在生产。中国历史 上 南北朝 时期出现的 方板链泵 作为一种 链泵 （ Chain pu
10、mp）是泵类 机械 的一项重要发明。 1475 年， 意大利 文艺复兴时期的 工程师 弗朗西斯科迪乔治马丁尼（ Francesco Di Giorgio Martini）在 论文 中提出了 离心泵 原始 模型 。 大约在1590-1600 年， 齿轮泵 被发明。 1650 年，德国 马德堡 市 市长 奥托冯格里克 发明第一台 空气泵 ，不断改进后于 1654 年设计出 真空泵 。 1680 年， 约旦 出现简单的离心泵。 1720 年，在 伦敦城市的 供水系统 中开始使用柱塞泵。 1870 年，英国人威廉汤姆森提出了 射流泵 的设计。 1880 年，英国 Frizzle 设计气举泵。 1890
11、 年，美国麻省 Warren 公司制造了第一台 双螺杆泵 。 1900年，哈里斯（ Harris）制造出空气压力泵。 1960 年，美国拜伦杰克逊公司制造了于地下 液化石油气 存储设施中应用潜水式电机泵。 19 世纪 70 年代， Kobe 公司制造出商用 旋喷泵 .2000 年，美国 HMD 公司制造出 屏蔽磁力驱动泵 ，是一种无泄漏泵。 2000年，台湾羿辰科技设计出 微型电磁轴驱动泵 原型，是一种类磁浮等压式泵 。 世界主要泵公司。 AITT 公司 属下的瑞典 Flight 公司 B 日本 EBARA 公司 C 丹麦 Granados 公司 D 美国 Flowserve 公司E 瑞士 S
12、ULZER公司 F英国 WEIR 公司 G 德国 KSB公司 H德国 WILO河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 2 公司 I 美国 ROPERINDUSTRIES 公司 J 德国 PUTZMEISTER 公司 K11.台湾 LOOPEK 公司 1.2 多级泵的分类 按泵的 结构 可分为 单级泵 和 多级泵 ； 动力式泵 分为 离心泵 和漩涡泵 两种，输送型式为低压大流量；在 临床医学 上有 胰岛素泵 、尾气泵 ；依对流体施加压力的方式，可将泵分为 容积式泵 、 动力式泵 、 电磁泵 三类；按泵的用途可 分为 热泵 、 计量泵 、 化工流程泵 、 试压泵 、 真空泵 、 钛升华泵 等；按所输
13、送流体的性质可分为水泵、 油泵 、 气泵 、 酸泵 、 碱泵 、 清水泵 、 污水泵 、 泥浆泵 、 硫磺泵 、 磷酸泵 等；按泵的驱动方法可分为 手动泵 、 蒸汽泵 、 电动泵 、 气动泵 、 水轮泵 、 电磁泵 、 汽轮机泵 、 柴油机泵 等；按泵工作的机械部分命名可分为 齿轮泵 、 螺杆泵 、 柱塞泵 、 隔膜泵 等。除此之外，还有利用辅助液体（气体）与被输送的流体间的 摩擦力 运输的 喷水抽气泵 、 蒸汽喷射泵 、 扩散泵 、 分子泵 。以及用不同材料制造的 钛泵 ， 塑料泵 ， 氟塑料泵 ， 玻璃泵 ， 有机玻璃泵 等 。 1.3 多级泵的组成 多 级泵 主要由 定子 、转 子、轴承
14、和 轴封 四大 部分组 成： (1)多级 泵定 子部分 主要 由吸 入段、中段、吐出段 和导 叶等 组 成 ，有 拉 紧 螺栓 将 各段 夹 紧， 构 成 工作 室 。 D 型泵 一般 水平 吸入 ，垂 直向 上吐 出； 用于 是油 田 注 水时 ，泵 进出 口均垂直向上。 DG 型 多 级 泵 出 、 入口 均垂 直向上 。 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 3 (2)多级 泵转 子部分 主要 由轴、叶轮、平衡 盘和轴 套等 组成 。 轴 向 力 由平 衡盘 平衡 。 (3)多级 泵轴 承主要 由轴 承体 、轴承 和轴 承压盖 等组 成，轴 承 用 油 脂 或稀 油润 滑。 (4)多级
15、泵轴 封采用 软填 料密 封，主要 由进 水段和 尾盖 上的 密 封 函体 、 填 料、 挡 水圈 等 组成 。 D 型 泵 水封 水 来源 于泵 内 的 压 力 水。 DG 型 泵 水 封 水 来源 于外 部供水 。 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 4 2 吸入与压出口径的确定 2.1 泵的主要参数 流量 单级扬程 级数 转速 效率 必需气蚀余量 150 hm/ 100m 10 级 2950 minr %70 4.8m 取吸入口速度 0)8.05.0( vsv 3 sm 则吸入口径为 sD ： 3785.0 3 6 0 0/150785.0.ss vQD 0.133m 取 离心泵系列中
16、的标准口径 sD =0.15m=150 ，此时泵吸入口流速为 sv ： 2785.0 ss DQv 215.0785.0 3600/150 =2.36 /ms 对于多级泵，取泵出口直径与进口直径相同，则压出口径为 Dy ： sDyD 0.15m 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 5 3 部分参数的估算与确定 3.1 计算比转数 4365.3 H Qnns = 43100360 0150295 065.3 =69.5 泵的气蚀比转数为 4343 8.43 6 0 0/1 5 02 9 5 062.562.5 rhQnC =1043 计算所得的气蚀比转数是可以达到的，因此所确定的转速是合适的。
17、 3.2 估算泵的效率 容积效率 v ： 9 6 1.05.6968.01 168.01 1 3232 sv n（ 3-1） 水力效率 h： 8 6 5.02 9 5 03 6 0 0/1 5 0lg0 8 3 5.01lg0 8 3 5.01 33 nQh 机械效率 m： 904.05.6905.151105.15116767smn 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 6 总效率 ： v h m 0 . 9 6 1 0 . 8 6 5 0 . 9 0 4 0 . 7 5 1 总效率大于所要求的效率 70。 3.3 求泵轴功率和电机的选择 泵的单级轴功率 Pi 为： 3 6 0 070.01 0 0 0 1 5 01 0 09 8 0 61 0 0 0 ii QHP=58.3KW 根据 GB5659 85 中规定，电机的功率 N 电 KPP KP i Pi （其中 KP 为系数）。 查阅泵专业标准汇编第 268 页图 1，得系数 KP；各级泵的电机选择如表 3 1，选用的电机参照上海电机厂提供的样本。 表 3 1 电机的选用 级数 i 轴功率（ kW） 系数 KP KPP（ kW） 选用电机型号 电机功率（ kW） 电机额定电压（ v） 10 583 1.1 641.3 Y4501-2 710 6000 3.4 轴径和轮毂直径的计算： 泵的计算功率：
