毕业设计论文-IS125-100-250型单级单吸离心泵的设计.doc

毕业设计（论文）IS125-100-250型单级单吸离心泵的设计 目 录摘 要41前言51.1毕业设计的目的和意义61.2设计的主要任务62叶轮的设计62.1叶轮主要参数的确定和结构方案的确定72.1.1确定泵进出口直径72.1.2汽蚀计算72.1.3比转速的计算82.1.4确定效率82.1.5确定功率92.1.6初步确定叶轮的主要尺寸102.1.7精算叶轮外径122.2叶轮轴面投影图绘制中的相关计算142.2.1叶轮出口速度142.2.2流道中线检查142.2.3中间流线的划分152.2.4叶片进口边的确定162.2.5叶轮进口速度172.2.6编程计算A、B、C三点的叶片安放角202.3叶片绘型222.3.1绘型原理222.3.2绘型步骤222.3.3绘制叶片进出口三角形243汽蚀验算263.1计算清水中的必需汽蚀余量264压水室的计算及绘型264.1涡室的主要结构参数274.2涡室绘型步骤295离心泵结构设计及部分零件的强度校核305.1离心泵结构特点305.1.1叶轮315.1.2泵体315.1.3泵轴315.1.4轴承315.1.5密封环315.1.6填料函315.2部分零件的强度计算与校核325.2.1最小轴径的计算325.2.2键的计算及强度校核325.2.3轴向力的计算335.2.5轴承寿命的计算355.2.6填料的计算37结论38总结与体会38谢辞38参考文献39 摘 要本次设计是进行IS125-100-250型单级单吸离心泵的设计，根据给定的主要设计参数，主要完成了叶轮、泵壳的水力设计，以及泵的总体结构设计，并验算泵的抗汽蚀性能，绘制泵的总装图及叶轮、泵壳、泵轴等零件图，对叶轮、泵体、泵轴、轴承、键、法兰盘和联结螺栓等泵的主要零部件进行强度校核。自动变频供水装置设计，绘制了变频供水装置的管路布置图，水泵机组安装图以及自动供水的主电路图、控制图。【关键词】离心泵、水力设计、强度校核、恒压供水 AbstractThis program is a design for the single-stage and single-suction centrifugal pump, IS100-65-315 pump. This design completes the struct-ural design of the pump and hydraulic design of the impeller, pump bo-dy. Check the hydraulic design to prevent cavitaion. This design also carries on intensity and rigidity calculation of the impeller, casing,shaft, bearings, key, ring flange, coupling bolt and other parts. This disign applies combined constant pressure water supplying, automatic start and stop system. This design carries on variable frequecy water supplying, automatic start and stop system. This design carries on va-riale frequency water supply drawing, pipe arrangement drawing of variable frequeny water supply equipment, main circuit diagram and control chart. 【Key words】 Centrifugal pump; Hydraulic design; Strength calculation and check; Constant pressure water supply1前言水泵作为一种通用机械，在社会各行各业中发挥着重要作用。它是除电动机以外使用范围最广泛的机械，几乎没有一个国民经济部门不使用水泵。泵对发展生产、保证人民的正常生活和保障人民的生命财产安全具有至关重要的作用。在农业方面，水泵及排灌站在抵御洪涝、干旱灾害，改善农业生产条件等方面更是功不可没。作为一个水泵设计人员，设计一台高质量的泵，无论从节能还是从企业生产的经济性角度考虑，都会带来巨大的经济效益。尤其是在深化改革、市场经济运作的今天，围绕价值工程学，以最低的生产投入，设计一种经济、安全、优质高效的泵，无疑是摆在我们面前的一项艰巨任务。经验无疑是一项影响设计优劣的重要因素。在今天，相当多的设计环节仍然是靠经验确定的，很多的计算公式也是根据经验总结出来的，所以，设计精度仍然局限在一定范围内。为了提高设计的准确性，在设计工程中必须要有认真、严谨的科学态度，同时尽量采用适合资深设计情况的公式。光有理论知识是不能做好泵的设计的，此次设计正好为我们提供了一次时间的机会，有助于理解、巩固理论知识和为以后的工作打下基础。因此我们必须端正设计态度，以严肃的眼光看待设计，以严谨的工作作风对待设计，同时在实践过程中多想、多问、多动手，使我们能够在以后的工作中迅速进入角色，完成从学生到工程技术人员的转变。1.1毕业设计的目的和意义毕业设计是本科学生必须经历的一项重要教学环节,是培养学生综合运用所学的基本理论、基本知识和基本技能,分析解决实际工程问题的重要一环。它与其它教学环节紧密配合相辅相成,是前面各个教学环节的继续、深入和发展。这一阶段的学习重要性决定了学生必须严肃认真地完成设计内容，奉献高水平的设计成果。泵是量大面广的通用机械产品,各类泵是城市与工业的一个重要组成部分,它广泛地应用于国民经济的各行各业。因此,正确设计泵具有重大的社会意义和经济意义。1.2设计的主要任务1、完成叶轮、泵壳的水力设计并验算泵的抗汽蚀性能。2、完成泵的总体结构设计，绘制总装图及叶轮、泵轴的零件图。3、进行泵的主要零件的强度校核。4、完成自动变频调速供水装置设计。2叶轮的设计离心泵叶轮设计的第一阶段工作，是根据提出的泵设计点的性能参数，主要指流量、扬程和转速，确定叶轮全部几何参数：叶轮直径D2和出口宽度b2，叶片出口安放角2，叶片数Z，叶轮吸入口直径D2及叶片出口排挤系数2。这些结构参数不仅决定了叶片的基本几何形态，也基本决定了泵的水力特征、泵的能量和汽蚀性能指标。已知设计参数为：流量 Q=200m3/h 扬程 H=80m 转速 n=2900r/min 效率 76.0% 必需空蚀余量 (NPSH)r=4.0m2.1叶轮主要参数的确定和结构方案的确定2.1.1确定泵进出口直径泵吸入口径。泵吸入口直径由合理流速确定。泵吸入口流速一般为3m/s左右，但从制造方法考虑，大型泵的流速取大一些，以减少泵的体积，提高过流能力；但为了提高泵的抗汽蚀性能，应减少吸入流速。泵排出口径。对于低扬程泵，可取与吸入口径相同，而对于高扬程泵，为减少泵的体积和排出口直径，可使排出口径小于吸入口径，一般取 式中： 泵排出口直径； 泵吸入口直径；泵吸入口直径Ds按下式确定式中：泵吸入口的平均流速。最终确定的泵的吸入口和排出口直径，应该符合标准直径。根据本次设计给定泵的型号，确定： 泵出口直径泵进口速度泵出口速度2.1.2汽蚀计算(1)泵汽蚀余量(2)泵汽蚀转数2.1.3比转速的计算泵的比转速本来指在最高效率处的性能参数的一个组合值。但是，由于泵产品一般在设计点运行时间最多，因此总希望泵在设计点处有最高效率，于是：n转速，r/minQ流量，m3/sH扬程，m代入数据计算：2.1.4确定效率水力效率 容积效率圆盘摩擦损失效率和机械效率考虑到轴承填料损失，取：总效率2.1.5确定功率轴功率计算配套功率其中，扭矩最小轴径参考文献5P102,泵轴常用材料的许用切应力，对于普通优质碳钢的范围在(343441)105，对于合金钢的范围在(441588)105，单位是牛顿/米2。本设计选材料45钢，故的范围在(343441)1052.1.6初步确定叶轮的主要尺寸叶轮进口直径叶轮进口直径与进口速度有关，进口速度一般不超过34m/s。提高叶轮进口流速会降低泵的抗汽蚀性能和水力效率。实践证明：泵在相应增加进口流速很广的范围内运转时，能保持水里效率不变，所以如果设计的泵对抗汽蚀性能要求不变，可以选较小的以减少叶轮密封环的泄漏量，以提高容积效率。决定叶轮水力损失的是相对速度的大小和变化，所以应该考虑泵进口相对速度的影响，通常在叶轮流道中相对速度是扩散的，即。从减小进口相对撞击损失考虑，希望减小，若假定最小，可以计算叶轮进口直径。进口当量直径： 式中：统计系数。 考虑泵效率和汽蚀因素，的选用范围是： 主要考虑效率： ； 兼顾效率和汽蚀：； 主要考虑汽蚀：。 进一步增加，可改善大流量下的工作条件，提高泵的抗汽蚀性能。这次设计兼顾泵效率和汽蚀，取。由于选用的是单级单吸叶轮，dh=0，故叶轮出口直径的初步计算叶轮外径和叶片出口角等出口几何参数，是影响泵扬程的最重要因素。另外，影响泵扬程的有限叶片数修正系数也与和以及叶片数等参数有关。可见影响泵扬程的几个参数之间互相影响。因此，必须假定某些参数为定值的条件下，求解叶轮外径。因为压水室的水力损失和叶轮出口的绝对速度的平方成正比。为减少压水室的水力损失，应当减少叶轮出口的绝对速度，因此，我们把满足设计参数下使叶轮出口绝对速度最小作为的出发点。由叶轮出口速度三角形 叶轮出口轴面速度和圆周分速度均与叶轮外径有关，现将表示为（）的函数，由基本方程式推出的计算公式为：叶轮出口宽度叶片数的计算与选择叶片数对泵的扬程，效率，汽蚀性能都有一定的影响。选择叶片数时，一方面考虑减少叶片的排挤和表面摩擦；另一方面又要使叶轮流道有足够的长度，以保证液流的稳定性和叶片对液体的的充分作用。参考结果以及同类产品，取2.1.7精算叶轮外径理论扬程修正系数静矩上式是通过初定尺寸按照画轴面投影图计算后，中间流线的静矩来算的。有限叶片数修正系数无穷叶片数理论扬程在每次计算中都可以认为不变。叶片出口排挤系数由经验公式，需要经过计算得到，K值铸铁取4.5，铸钢取3.5。本设计中叶轮制造采用铸铁。故K=4.5。取，取出口轴面速度出口圆周速度出口直径由于与假定的260mm非常接近，不超过2%，说明假定的值就是精确的值。故不再进行计算，取。2.2叶轮轴面投影图绘制中的相关计算2.2.1叶轮出口速度进口轴面速度由前面计算可得：出口圆周速度出口圆周分速度无穷叶片数出口圆周分速度2.2.2流道中线检查根据所求处的叶轮尺寸，参照比转速相近的水力模型，绘制叶轮的轴面投影图，在投影图上，做很多内切圆，并将个内切圆的圆心用光滑的曲线连接起来，即得到流道中线。具体作图方法可参考文献5P117。表2-1为F-L曲线的数据表。其中在入口边时，出口边时。项目F(mm2)biRCL11130460300211514.2859955.526533.0221.1885312135.9378549.38639.1334.034412892.9433643.431747.2746.0269513486.6095237.557757.1858.1774613858.8184631.807769.3871.5369713947.7534125.894685.7789.0477814525.7643421.966105.3109.1582914469.1218128132.4986表2-1F-L曲线的数据表由以上数据可以做出该方案的F-L曲线，见下图。图2.2 F-L曲线图 F-L曲线0200040006000800010000120001400016000L0213471891094658可以看出该曲线还是单调上升趋势，是一条高效率的曲线，虽然在5889中间曲线并没有完全成一条直线，但是本人通过多次努力达到这个效果还是不容易的，初次设计，敬请谅解。有关轴面投影图的相关尺寸参考水力设计图。2.2.3中间流线的划分流面是一张空间三维曲面，曲面上各面处水质点的速度矢量与此三维曲面相切，水流质点不能穿越水流，对理想流体，流面与钢铁薄板可以互换。在已经确定叶轮轴面投影图上，前后盖板内表面是两条平面曲线，绕叶轮轴心线旋转一周，得到两个回转面，就是叶轮前后盖板面，它们是两张流面。划分原则：先分进出口；有了始末分点，凭经验画出轴面流线。实际上在具体实践过程中本设计采用了画两个相切圆的办法，首先采用在前盖板处采用两点画圆的方法，在CAD中先通过对象捕捉采用两点画圆近似与前盖板相切，然后，以画好的第一个圆，采用circle命令中的t命令，与两点相切，指定半径的画法，然后用list命令测得前一个圆的半径，然后，再用circle命令中的t命令与第二个圆相切，然后在与前盖板相切，达到了两个圆同时与前盖板相切和后盖板相切后，再进行面积的比较。检查同一过水断面上两流道间小过水断面面积是否相等，不相等，修改至相等或满足下面公式：表2-3 分轴面流线计算表过水断面号流道误差率10-138.930323.51915.25141831.972915.9858-0.00161-217.957351.05916.720220-128.327835.431003.6541984.79992.3950.02241-218.484153.08981.13630-123.849243.71042.212067.2471033.6230.01651-217.789657.621025.03740-118.751557.311074.6482156.6731078.337-0.00691-216.938463.881082.02550-116.779165.941106.4142188.3041094.1520.02221-215.734368.761081.8960-114.286478.071115.3392208.6671104.3330.01971-213.695779.831093.32870-112.674887.361107.2712221.7541110.877-0.00651-212.597388.471114.48380-111.585598.011135.4952278.6551139.328-0.00681-211.599898.551143.162.2.4叶片进口边的确定参考文献3P149，在叶轮轴面投影图上绘制叶片进口边时，应注意：进口边前后盖板轮廓线夹角不要太小，A、B两点的高度差不要太大，在使用圆柱形叶片时，这是防止前盖板处叶片冲角过大的重要措施。过A、B两点的直线与轴心线夹角一般在20到40。进口边的位置与叶轮汽蚀性能关系密切，进口边适当向叶轮入口延伸，有利于提高叶轮抗汽蚀性能。但在叶轮进口直径较小，叶片数又较多时，采取这一措施应慎重，以防止进口部分堵塞严重，结果使叶片进口排挤系数过多减少，既不利于提高泵效率，也恶化了汽蚀性能。本设计通过对具体实施方案进行比较，确定了进口边直线ABC。别交前盖板A点，中间流线B点，后盖板流线C点。2.2.5叶轮进口速度叶轮进口圆周速度通过在以检查的中间流线图上量取、。叶片进口轴面液流过水断面面积叶片进口边有时和过水断面形成线重合，有时不重合。重合时三点的过水断面线相同，不重合时，要分别做出过A、B、C点的过水断面形成线，具体在CAD图上是做过A、B、C三点的圆，此圆应分别与前后盖板流线相切，做过B点的圆时可只作一个圆相切即可，由于是处于中间流线上，两边的过水断面面积相等，当然在CAD图上只能近似做出来，暂时没有想到完全过三点并与前后盖板相切的方法。计算A流线叶片进口角假定选择，显然在015范围以内，（由轴面图上量得，假定）由上可以看出，与假定的值相同，各值即为所求。计算B流线叶片进口角计算C流线叶片进口角B流线叶片进口排挤系数:（由轴面图上量得，假定）C流线叶片进口排挤系数:（由轴面图上量得，假定）B流线进口轴面速度：C流线进口轴面速度：B流线叶片进口液流角： C流线叶片进口液流角： B流线叶片进口冲角：C流线叶片进口冲角：2.2.6编程计算A、B、C三点的叶片安放角值得指出的是，我的编程仅仅限于提供计算，由于安放角在有的文献中提到应该成逐渐增大的趋势，所以参考文献可以看出，先暂定，。以下是编程结果显示以及程序代码： 算a流线叶片进口角由以上计算可以看出，计算结果与我自行计算的结果相同，当然由于冲角的范围选择很大，在下面计算b流线叶片安放角的时候我会显示两个结果进行比较，为什么我前面要根据文献假设出3条流线的叶片安放角，然后在用VB程序编程计算。计算b流线叶片进口角如果不预先按照文献说的从大到小进行暂定角度，可能会出现以下情况，下面请看运行结果：可以看出由于冲角范围在0到15之间范围很大，叶片安放角很快就会收敛，所以可以看出我的编程仅仅是为了方便计算，计算的情况还是比较特殊，在以后的工作中看能不能进行改进。计算c流线叶片进口角输入其他数据看能否快速收敛程序源代码Private Sub Command1_Click()Dim z%, r1!, thick!, lmd!, Q!, F!, n%, itv!, dtbt!, bt!, psi!, vm1!, btx!, bty#, u1!n = 2900Q = 100 / 3600z = Val(Text1.Text)thick = Val(Text2.Text)lmd = Val(Text3.Text) * 3.1415 / 180r1 = Val(Text4.Text)F = Val(Text5.Text)itv = Val(Text6.Text)bt = Val(Text7.Text)u1 = Val(Text10.Text)start:bt = bt * 3.1415 / 180psi = 1 - thick * z * Sqr(1 + (1 / Tan(bt) / Sin(lmd) 2) / (2 * 3.1415 * r1)vm1 = Q / (itv * F * psi)btx = Atn(vm1 / u1) * 180 / 3.1415bt = bt * 180 / 3.1415dtbt = bt - btxIf dtbt 0 And dtbt 15 Then GoTo over Else GoTo start1over:Text8.Text = psiText9.Text = btGoTo over1start1:If dtbt 0 Thenbt = bt + 1GoTo startElsebt = bt - 1GoTo startEnd Ifover1:End Sub2.3叶片绘型2.3.1绘型原理在本次设计中，采用保角变换法进行叶片绘型。在一流面上，其上有一条流线。用一组夹角为的轴面和一组垂直轴线的平面去截流面，使之在流面上构成小扇形的轴面流线长度,和圆周上的长度相等。当分成的这些小扇形足够小时，则可以把流面上的曲面扇形看作是平面小正方形。流面上的小扇形从进口到出口逐渐增大。2.3.2绘型步骤沿轴面流线分点此次设计采用了作图分点法进行作图，取为5。见图2-4 图2-4 轴面流线分点画展开流面并在其上绘制流线具体做法参考文献2，需要指出的是在CAD图上做图的画应该注意几个问题，首先，保证型线光滑平顺，其次，单向弯曲，凹凸均可，但不要出现S形状，再次，各型线有一定的对称性。型线的形状极为重要，不理想时应坚决修改，必要时可以适当改变进口安放角、叶片进口边位置、叶片包角、叶片进口边不布置在同一轴面上等，重新绘制。方格网的绘制具体图形见设计图纸。在轴面投影图中画轴面截线具体详细做法参考文献2P219页，每隔10取的轴面截线，然后按照相应的比例反投射到轴面投影图上。叶片加厚具体做法见参考文献2P219页，需要指出的是按照文献的说法，一般小泵叶片进口流面厚度约为2mm，最大厚度为45mm，本设计参考文献2P227页表7-17厚度计算表中叶片进口流面厚度的变化情况，逐渐由3mm到6mm。 表2-5 a流线厚度计算表轴面0a流线S(mm)33.634.685.095.275.275.27()0.330.330.330.330.330.330.33cos0.950.950.950.950.950.950.953.173.834.945.375.565.565.56轴面a流线S(mm)5.275.27()0.370.44cos0.930.915.655.82 表2-6 b流线厚度计算表轴面0b流线S(mm)33.634.685.095.275.275.27()0.400.400.400.400.400.440.44cos0.920.920.920.920.920.910.913.263.945.085.535.725.815.81轴面b流线S(mm)5.275.27()0.440.44cos0.910.915.815.81表2-7 c流线厚度计算表轴面0c流线S(mm)33.634.685.095.275.275.27()0.570.570.570.570.570.570.55cos0.840.840.80.840.840.840.853.574.325.576.056.276.276.17轴面c流线S(mm)5.275.27()0.490.44cos0.880.915.985.81画叶片剪裁图详细见文献2P221页，其中木模截线径向坐标见CAD第一张设计图。2.3.3绘制叶片进出口三角形出口速度三角形的绘制在叶片出口任意处，矢量都将与圆周相切，指向叶轮旋转一侧，大小为。离心叶轮出口为一柱面，如果没有叶片排挤，这一柱面面积为，考虑叶片出口排挤后，有效过水断面面积为,不同流面的排挤系数取常数。出口柱面上,水流的绝对速度矢量并不与柱面正交,但其轴面分量则是与出口柱面正交的且在各处认为是常数。由于正好等于通过叶轮的流量，则。出口绝对速度在圆周方向的投影可以通过欧拉方程求得,即，在单吸泵中，因此，。如果叶轮叶片无穷多无穷薄，叶片对水流有强烈的约束作用，水流只能沿叶片表面流动，在一流面上，水流方向与叶片表面方向一致，从而有，而和则和上述的有限叶片时相同。具体图形见CAD图第一页。 表2-7 出口速度三角形数据(m/s)(m/s)(m/s)()39.4622.654.8725进口速度三角形的绘制对于扭曲叶片来说,进口速度三角形应当绘制三个,前流线,中间流线和后流线三条流线与进口边交点处的速度三角形,以前流线处A点为例, A点的圆周速度 与A点圆周相切并指向叶轮旋转一方，其大小为,为A点到轴心线的距离。矢量在圆周方向的投影为0, 与重合,进口速度三角形变成一个直角三角形。矢量和之间的相对液流角可以通过这点的叶片安放角减去对应的冲角得到,至此，A点处的进口速度三角形可以确定。其它两个进口速度三角形同理。表2-8 三流线与进口边交点处速度三角形数据前盖板流线中间流线后盖板流线18.36 m/s14.66 m/s9.64 m/s5.76 m/s5.39 m/s5.38m/s17.4220.1929.17速度三角形见设计图纸第一页。3汽蚀验算3.1计算清水中的必需汽蚀余量在完成了叶轮的水利设计后，应对叶轮进行抗汽蚀能力检查。泵汽蚀余量用表示。式中：叶片进口稍前液体的绝对平均速度； 叶片进口稍前液体的相对平均速度； 绝对速度压降系数，通常； 相对速度压降系数，通常。其中，可以用叶片进口边易发生汽蚀的点处的来代替，由进口速度三角形可以得到，在加液流角的情况下，。由下式确定：则： 从计算可以看出设计的该台泵的汽蚀性能较好，满足要求。4压水室的计算及绘型获得能量的水流沿叶轮圆周流出后，将进入泵的压水室。压水室是泵不可或缺的重要的过流部件，其设计、制造水平的高低，对泵的性能，特别是泵的效率和指标HQ曲线的形态，有十分明显的影响。根据泵的用途不同，泵的压水室有不同的结构形成，但它们的基本功能则是相同的：收集从叶轮流出的水流，将水送到泵出口或下一级叶轮入口；水流在叶轮处绝对速度比较大，水流在压水室出口的平均速度显著下降，这种将水流的部分动能转化为压能的结果，将使水流在泵出口管路中的水力损失减小。水流在压水室中流动时，由于无外力对水流的做正功，水流的机械能不可能增加，相反，压水室中不可避免的存在水力损失。因此，压水室应该在水力损失最小的条件下，实现其基本功能。低比转速泵所用的压水室主要为螺旋型压水室,它由螺旋管(蜗壳)和扩散管组成。4.1涡室的主要结构参数基圆直径螺旋形压水室的扩散管与螺线管由一假想无厚度的尖形隔舌相分离，隔舌尖端所在的假想圆称为基圆，直径以表示。应大于叶轮直径，使叶轮外径与隔舌之间有一间隙。这一间隙太小。会引起泵工作中格外的震动和噪声，并使设计点效率下降；这一间隙太大，会使泵在非设计工况点间隙处产生过大的环流，增大水力损失。可取：根据经验取涡室进口宽度涡室进口宽度通常大于包括前后盖板的叶轮出口宽度，至少应有一定的间隙，以补偿转子的串动和制造误差。目前，有些涡室的取的相当宽，这样，使前后盖板带动旋转的液体可通畅的输入压水室，回收一部分圆盘摩擦功率，提高泵的效率。另外可适应不同宽度的叶轮，提高产品的通用性。通常：根据文献2的提法，在进行适当加宽并参考相应的水力模型，取涡室进口宽度为32mm。涡室隔舌安放角参考文献2P245,根据表8-1列出的和的关系。选择隔舌螺旋角隔舌螺旋角是在涡室第断面的0点处，螺旋线的切线与基圆切线间的夹角。或近似认为为隔舌螺旋角是隔舌处内壁与圆周方向的夹角。为了符合流动规律，减少液流的撞击，隔舌螺旋角应等于叶轮出口稍后的绝对液流角。涡室断面形状和断面面积涡壳断面形状有矩形、梨形、梯形和圆形等。涡室截线形状对性能影响不大，可根据结构和制造方便来选择。为便于计算和绘型，涡室通常取8个彼此成45的断面，即用8个轴面切割涡室。设计时先计算第断面为基础进行确定。各种形状的第断面可用解析法确定，但实际设计中大都用速度系数法确定。本设计选用的是梯形断面。 速度系数法速度系数法是一种广义的相似换算法，它是根据统计的性能良好的速度系数进行设计的，和叶轮速度系数类似：式中：涡室断面的平均速度； 泵的单级扬程； 速度系数，可按文献2P249图8-10查取一般通过第断面的流量和泵流量相差不大，取稍大的涡室面积并无坏处，因而可用泵总流量计算第断面的面积，即：其它断面的面积，按涡室各断面速度相等的确定：涡室扩散管的设计计算扩散管的作用在于降低速度，转换为压力能，同时减少排出管路中的损失。扩散管的进口可认为是涡室的第个断面，出口是泵的排出口，扩散管的主要结构参数是：排出口径，应符合经济流速和标准直径，见叶轮设计部分扩散管高度L，在保证扩散管和加工及螺栓连接的条件下，应尽量取小值，以减少泵的尺寸；扩散角，常用范围是8124.2涡室绘型步骤参考IS125-100-250型离心泵的涡壳的水力模型，具体数据详见如下： 表4-1 涡壳断面相关数据 R1R2R3R4R5R6R7R83.07 5.35 7.258.9310.4211.8013.08 14.28 表4-2 涡壳顶端到基圆的距离H1H2H3H4H5H6H7H811.35619.81426.86333.05638.59543.69548.43252.875可以用七段圆弧连接这九点，在平面上形成光滑连续的蜗壳轮廓线。这七段圆弧应满足如下条件：由于不在同一直线上的三个点决定一个圆，0、三个点形成第一段圆弧。第二段圆弧应通过、两个点并与第一段圆弧相切于点。以下各段圆弧具有第二段圆弧类似的特点。建立平面直角坐标系，在此坐标系下，0，九个点可以根据表3-3数据找出，利用这些点，可以确定0，八条线段的中垂线，线段0和的中垂线的交点，就是第一段圆弧圆心。圆心到0，三点是等距的，这一距离就是第一段圆弧半径。第一段圆弧确定后，过点和第一段圆弧的圆心的直线与线段中垂线的交点，就是第二段圆弧的圆心，圆心到点或点的距离就是第二段圆弧半径。这样形成的第二段圆弧显然与第一段圆弧相切于点，且通过，两个点，符合要求，与求第二段圆弧类似，可以作出五段圆弧。扩散管的绘制参考文献2P774页有关尺寸标注进行绘制。5离心泵结构设计及部分零件的强度校核5.1离心泵结构特点本次设计的IS125-100-250离心泵为一台单级单吸横轴离心泵，它的叶轮由叶轮螺母、止动垫圈和平键固定在泵轴的左端。泵轴的另一端用以装联轴器，以便实现动力拖动。为防止泵内液体沿泵轴穿出泵壳处的间隙泄露，泵在该间隙处皆设有轴封。离心泵采用的是填料式轴封，它由轴套、填料、填料环和填料压盖等组成。泵工作时，泵轴用两个单列向心球轴承支撑着转动，从而带动叶轮在泵体和泵盖组成的泵腔内旋转。IS泵的泵脚与泵体铸为一体，轴承置于悬臂安装在泵体上的悬架内。因此，整台泵的重量主要由泵体承受。IS型泵的泵壳属端盖式泵壳，即它的泵壳由泵体和位于泵体一端的泵盖组成，且泵体与泵盖间沿与泵轴心线垂直的剖分面剖分。由于IS泵的泵盖位于泵体后端，只要卸开连接泵体和泵盖的螺栓，叶轮即与泵盖和悬架部件一起从泵体内拆出。再加上泵吸入口和压出口皆在泵体上，泵又采用了加长联轴器与电机直联。因此，检修时不用拆卸吸入管路和压出管路，也不必移动泵体和电动机，只需拆加长联轴器的中间连接件，即可拆出泵转子部件。5.1.1叶轮叶轮在泵体内悬臂安装在主轴的一端，与轴采用键连接方式。5.1.2泵体泵体也称泵壳，它是泵的主体，蜗壳就是它的一部分，起到支撑固定的作用，并于安装轴承的悬架相连接。5.1.3泵轴泵轴的作用是借联轴器和电动机相连接，将电动机