IS单单吸清水泵设计.doc

IS100-80-125单级单吸清水泵设计

毕业设计（论文）任务书

1．毕业设计（论文）的主要内容及基本要求
①设计（论文）的要求
完成：装配图1张，零件图2张（CAD与手工制图各1张），设计说明书1份
②设计（论文）的原始数据
泵型号：IS100-80-125 流量：60(m3/h) 扬程：24m 转速：2900rpm
汽蚀余量Δh=4.0m
2．指定查阅的主要参考文献及说明
①《机械设计手册》，机械工业出版社
②《机械制图》，清华大学出版社
③《过程流体机械》，化学工业出版社
3．进度安排

设计（论文）各阶段名称
起 止 日 期
1
资料收集，阅读文献，完成开题报告
3月 2 日至3月25日
2
完成所有结构设计和设计计算工作
3月26日至4月21日
3
完成所有图纸绘制
4月22日至5月22日
4
完成设计说明书
5月23日至6月 1日
5
完成图纸和说明书的修改，准备毕业答辩
6月 2 日至6月10日

摘 要

IS系列清水泵属于单级单吸的轴向吸入性离心泵，其广泛运用于给水排水及农业工程、石油及化学工业、航空航天和航海工程、能源工程和车辆工程等各个领域中。泵是通用类产品，其中的单级单吸清水泵属泵类中量大面广的一类泵，目前共有29个IS系列的泵产品。现在看来，现有单级泵的性能与可靠性已难以满足国家的需要，尤其是泵的效率与现代的高效节能产品相比存在着很大的差距。
本次设计是进行IS100-80-125型单级单吸清水离心泵的设计，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。

【关键词】清水泵；水力设计；叶轮；强度校核

ABSTRACT

IS series water pump belongs to the axial single-stage single suction centrifugal pump inhalation , is widelyused inwater supply and drainage and agricultural engineering, petroleum and chemical industry, aerospace and marine engineering, energy engineering and vehicle engineering and other fields. The pump is of generic products, the single stage single suction centrifugal pump a large volume of pump is the pump,there are currently 29 IS series pump products. Now it seems that performance and reliability of the existing single-stage pump has been difficult to meet the needs of the country, especially the efficiency of the pump has a big gap compared with energy efficient products modern.
This project is the design of IS100-80-125 type centrifugal water pump is single stage ,according to the given design parameters, mainly completed the hydraulic design of impeller, pump casing, and the overall structure of the pump design, and the cavitation performance of checking pump, impeller, pump assembly and shell, pump shaft parts drawing pump, the main parts of pump body, impeller, pump shaft, bearing, bond, flange and bolt etc. pump intensity.

[Keyword] water pump; hydraulic design; impeller; strength check

目 录

摘 要I
ABSTRACTII
第一章 前言1
1.1选此课题的意义1
1.2本课题的研究现状1
1.3本课题研究的主要内容1
第二章 泵的基本知识3
2.1 泵的简介3
2.2 泵的用途3
2.3 泵的分类4
2.4 IS系列清水泵简介 4
2.5 IS型单级单吸离心泵发展及工作原理5
第三章 径向力和轴向力及其平衡计算6
3.1径向力及其平衡6
3.2轴向力及其平衡7
3.2.1 轴向力的计算7
3.2.2 轴向力的平衡分析8
第四章 清水泵的水力设计10
4.1 泵的水力设计方案10
4.2 泵的技术参数10
4.3 泵的主要设计参数和结构方案10
4.3.1 确定泵的进出口速度10
4.3.2 确定泵的比转速11
4.3.3 确定泵的汽蚀比转数11
4.3.4 确定效率12
4.3.5 泵的理论流量和理论扬程12
第五章 离心泵结构设计及部分零件的强度校核29
5.1叶轮强度计算29
5.1.1叶轮盖板强度计算29
5.1.2轮毂强度的计算31
5.1.3泵体强度的计算31
5.2 泵轴的校核32
5.2.1 轴结构及尺寸的设计32
5.2.2扭转强度校核33
5.2.3弯扭合成强度条件计算33
5.2.4轴的刚度校核35
5.3键的校核35
5.3.1键的剪切应力校核36
5.3.2键的挤压应力计算36
第六章 离心泵主要通用部件的选择38
6.1 联轴器的选择38
6.2 轴承的选择和计算39
6.2.1轴承的选择39
6.2.2轴承的寿命计算40
6.3轴封种类及设计要求41
6.3.1填料的选择41
6.3.2填料函结构及尺寸的确定42
第七章 离心泵装配及运转时的注意事项44
7.1 装配时的注意事项44
7.2 运转时的注意事项44
7.3 维护和保养45
7.3.1轴封的维护45
7.3.2叶轮的调节45
7.3.3 轴承组件45
第八章 结论46
参 考 文 献47
致 谢48

第一章 前言
1.1选此课题的意义
泵是一种应用广泛、耗能大的通用流体机械，我国每年各种泵的耗电量大约占全国总耗电量的20%,耗油量大约占全国总耗油量的50%。
离心泵是各种水力机械中应用最广泛的一种，是日常生活和生产活动联系最紧密的一种机械，在给水排水及农业工程、固体颗粒、液体输送工程、石油及化学工业、航空航天和航海工程、能源工程和车辆工程等国民经济各个部门都有广泛的应用。
本次课题设计的清水离心泵适用工业和城市给水、排水，亦可用于农业排灌，供输送清水或物理化学性质类似清水的其他液体之用。
1.2本课题的研究现状
当前国内离心泵的技术水平通过几十年的发展以及许可证技术引进，从综合技术水平来看，单、两级泵方面都具有国际先进水平，与国外同类型泵相比无差距，有些地方还是国际一流水平，如可靠性、效率、通化程度等。而高温高压多级泵在结构形式、可靠方面已达到国际同类型水平，国内起步较晚，引进技术消化吸收，从89年，90年开始生产高技术水平泵，逐步开发完善，并代替进口。
国外离心泵总体技术水平比国内技术水平要高一些，效率合格率为85.7%，总体平均水平与国家标准规定值相比高2.30%，达到国家标准要求，效率、汽蚀余量合格率分布情况总体与国内的情况是相一致的，在低比转速处合格品分布率相对好一些。
1.3本课题研究的主要内容
本次课题研究的内容是单级单吸清水离心泵设计，包括单级单吸清水离心泵的方案设计，离心泵基本参数选择和结构方案、确定功率和电机的选择、叶轮主要参数的选择和计算、离心泵压水室和吸水室的设计，以及进行轴向力及径向力的平衡，最后要进行清水泵主要零部件的强度校核。
进行离心泵设计的难点就是密封设计，本次课题设计的离心泵密封类型是填料密封，填料密封是用填料填塞泄露通道阻止泄露的一种密封形式。其不足之处在于密封性能较差，对轴或轴套磨损大，损失功率大以及使用寿命短等。
通过分析传统填料密封结构、工作原理及其缺陷后，要改善和提高填料密封的密封效果，可采取的措施是：
（1） 尽量使径向压紧力均匀且与泄露压力规律一致使轴套承压面受压均匀，从而使轴套磨损小而且均匀；
（2） 使填料密封结构中的填料具有补偿能力、足够的润滑性和弹性；
（3） 密封的填料沿轴向抱紧力应均匀分布。
综上所述，填料密封结构应该是一种能够自动根据被密封介质压力的变化而变化密
封力的填料密封结构。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。
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。 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。

需要详细课程设计联系QQ1838449412

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