节段式多级锅炉给水泵设计说明书

毕业设计（论文）-1-目录摘要………………………………………………………………………………………1Abstract…………………………………………………………………………………2一、基本参数和结构方案的确定…………………………………………1（一）泵的基本设计参数……………………………………………………1（二）基本方案的确定…………………………………………………………11.泵进出口直径的计算…………………………………………………………22.泵转速的确定……………………………………………………………………23.汽蚀比转速的验算………………………………………………………………24.泵效率的初步计算………………………………………………………………35.泵进出口速度的确定…………………………………………………………46.轴功率和原动机的选择…………………………………………………47.泵最小轴径的确定……………………………………………………………4二、叶轮的水力设计……………………………………………………………5（一）叶轮主要尺寸的确定……………………………………………51.叶轮进口直径Dj…………………………………………………………………62.叶轮出口直径D2………………………………………………………………63.叶轮出口宽度b2…………………………………………………………………74.叶片出口角β2的确定………………………………………………………75.叶片数的选择……………………………………………………………………8毕业设计（论文）-2-6.叶片出口直径的精算…………………………………………………………8（二）叶轮轴面投影图的绘制……………………………………………111.轴面投影图的绘制………………………………………………112.轴面流道的划分…………………………………………………12（三）方格网包角变换法叶片绘型……………………………………………131.叶片进口角的计算…………………………………………………………132.沿轴面流线分点……………………………………………………………163.在方格网上绘制流线……………………………………………………174.在轴面投影图中画轴面截线…………………………………………185.叶片加厚………………………………………………………………………186.画叶片剪裁图…………………………………………………………………197.叶片绘型质量检查…………………………………………………………20三、压水室和吸水室的设计……………………………………………21（一）吸水室的设计…………………………………………………………21（二）压水室的设计…………………………………………………………221.叶片式压水室（导叶）的设计…………………………………………222.形压水室的设计……………………………………………………………25四、轴向力和径向力的计算及平衡…………………………………26（一）轴向力……………………………………………………………………26轴向力产生的原因………………………………………………………26轴向力的计算………………………………………………………………26毕业设计（论文）-3-轴向力的平衡………………………………………………………………28（二）径向力………………………………………………………………29五、泵零件选择及强度计算………………………………………………29（一）叶轮盖板强度计算…………………………………………………29（二）轴强度校核……………………………………………………………301.轴的强度校核………………………………………………………………302.轴临界转速的校核计算…………………………………………………31（三）键的强度计算…………………………………………………………341.工作面的挤压应力………………………………………………………352.断面的剪切应力…………………………………………………………35(四)轴承的选择和校核………………………………………………………35(五)穿杠直径和中断密封凸缘宽度计算…………………………371.断壁厚的计算………………………………………………………372.中段强度校核………………………………………………………383.穿杠直径和中断密封凸缘宽度………………………………38（六）密封的选择……………………………………………………………40参考文献………………………………………………………………………………41外文翻译……………………………………………………………………………42致谢………………………………………………………………………………63毕业设计（论文）-4-摘要本次毕业设计的题目是节段式多级锅炉给水泵。它在工业领域的应用极为广泛。设计的内容主要有：叶轮的水力设计，环形吸水室的设计，导叶压出室的设计，零部件的选择和设计，并对相关部件进行了强度校核。节段式多级泵的主要部件有吸入室，中段，压出室，轴，叶轮，导叶，密封，平衡鼓，轴承部件，穿杠等。对于这种小流量泵，比转速低，泵的效率太低，无法达到要求。在设计中可以采取加大流量法来设计。该类型泵采用径向式导叶，它除具有某些结构上的优点外，还能在各种工况下平衡作用于叶轮上的径向力。在本设计中采用环形吸水室。它的各个断面形状和尺寸均相同，结构简单紧凑。其缺点是存在冲击和漩涡，并且液流速度分布不均匀。每一个零部件都对整台泵的运行起着非常重要的影响。因此，应对这些部件做详细的设计与选取，使整台泵达到良好的性能。关键字：节段式多级泵水力设计结构设计强度校核毕业设计（论文）-5-AbstractThetopicofthisGraduationistodesignamultistage‐chemicalflowpump,whichisquitecommoninindustrytoday.Themaincontentofdesignisthehydraulicdesignoftheimpeller,circlesuctionchamberandguidevaneeducationchamber,theselectionanddesignofsomepartsarealsoconcluded,thestrengthofsomepartsareverified.Themainpartsofthemultistagepumpconcludesuctionsection,middlesection,educationsection,shaft,impeller,guidevane,seal,balancedram,bearing,boltandsoon.Forsuchasmallflowpump,lowerspecificspeedandefficiencyofthepumptoolowtomeettherequirement.Inthedesigncanbetakentoincreasetheflowofdesign.Theuseofradial‐typepumpguidevanes,whichinadditiontoacertainstructureonthemerits,butalsoinvariousconditionbalancingroleintheradialforceontheimpeller.Duringthedesignofaring‐absorbentroom.Thevarioussectionsarethesameshapeandsize,compactstructureissimple.Itsshortcomingsthereisshockandwhirlpool,flowspeedandunevendistribution.Everypartsplaysaveryimportantinfunctionofpump.SoIshoulddowelltoincreaseefficiencyofthepump.Keywords:multistagepump，hydraulicdesign，structuredesign，strengthverify毕业设计（论文）-6-一、基本参数和结构方案的确定（一）、泵的基本设计参数扬程H=480m流量Q=80m3/h转速n=2950r/minNPSHr=4.4m均质清洁液体介质密度ρ=1000kg/m3介质温度小于105C（二）、基本方案的确定1.泵进出口直径的计算考虑到此泵的流量，以及保证其具有高抗汽蚀性能，参考进口直径小于250㎜时，取sv=3m/s，按下式确定sD4480360096.73QDsmmsv取整Ds=100mm出口直径：对于高扬程，为减小泵的体积和排出管的直径dD=（1～0.7）sDdD=（0.7～1）×96.7=(67.69～96.7)㎜取dD=80㎜2.泵转速的确定：毕业设计（论文）-7-1200~10001000~800800~600C高抗汽蚀、汽蚀兼顾高考虑到首级叶轮的抗汽蚀性能，取C=1100343411004.45.62805.6236003964.2/minrChnQr取：n=2950r/min合适3.比转速sn的初步确定，单级扬程80米3434803.6529503.653600s6080nnQH4.泵的效率的初步计算：水力效率：3310.0835lg80360010.0835lg86%2950hQn容积效率：毕业设计（论文）-8-23110.68196%23106860vsηn.设平衡盘泄漏量与理论流量之比为0.05,所以0.960.050.9191%vη机械效率：76110.07()10076110.0787%60()100msn总效率：0.860.910.8768.1%68%mvh因为圆盘损失会比估计值还要小,所以总效率会相应的提高。5.泵进出口速度的确定：22804436002.8/0.1ssQvmsD出口速度;毕业设计（论文）-9-22804436004.42/0.08ddQvmsD80930.86thHHm38093/0.86thQQmh6.轴功率和原动机功率：（取74.0）泵的轴功率：10008010009.814803600141.26410000.74gQHP原动机的功率：余量系数k：电动机k=1.1～1.2(1.11.2)(1.11.2)141.264(155.39~169.52)gPPkw6.泵最小轴径的确定：扭矩：339.5510169.529.5510548.792950gnPMnNmNm最小轴径：毕业设计（论文）-10-33min5548.79240.20.273510nMdmm轴材料选用40Cr，=（637～735）×Pa510，HB=241～302，取许用应力取=735×Pa510，确定出泵的最小轴径后，参考类似结构泵的轴结构，画出轴的结构草图：各段轴径采用标准轴径，上图中联轴器的轴径为25mm，安装叶轮的轴径Bd为35mm，在考虑到键槽的厚度和轮毂强度的前提下，取尽量小的轮毂直径hd=（1.2～1.4）Bd=（1.2～1.4）×35mm=(42～49)mm取hd=44mm二．叶轮的水力设计：（一）叶轮尺寸的初步确定;叶轮尺寸的确定主要有速度系数法和相似换算法，在泵此设计中才用速度系数法，他和相似换算法在实质上是相同的，其差别在于模型换算是建立在一台相似泵基础上的设计，而速度系数法是建立在一系列相似泵基础上的设计，是按相似的原理，利用统计系数计算过流毕业设计（论文）-11-部件的各部分尺寸。1.叶轮进口直径jD：先引入当量直径0D的概念：300nQkD上式