毕业设计论文大流量离心泵结构设计.docx

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1、基于大流量离心泵用于电厂输送冷却水的应用目的和工作条件后，认为在设计大流量离心泵结构上应选定在工程中常见的单级双吸中开式离心泵。双吸中开式离心泵不仅在设计上可以兼顾大流量和高扬程，而且实际运行中结构安全可靠，运转稳定。独特的双吸叶轮，实际上是两个同样的背靠的叶轮同时运转组成的，在同样的条件下，运用双吸叶轮可使离心泵的流量翻倍。考虑到应用于电厂应该方便检修，所以泵型中开。通过实习调研，了解了双吸泵的设计方法和生产流程。设计过程中运用传统的设计方法，参照优秀的水力模型相似设计，按照设计参数进行了大流量离心泵的结构设计。完成了基本水力设计和结构总体的设计，校核了叶轮和泵轴进行的强度，对泵体、泵轴、叶

2、轮等绘制了零件图和整体的总装图。本次毕业设计运用了大学四年期间的专业课，如机械制图、机械原理、机械设计、流体力学、流体机械及工程材料等。关键词：离心泵；结构设计；水力设计；强度校核AbstractInindustry,centrifuga1pumpsareoftenusedtoconveymediawithhighva1ue.Inirrigationanddrainageofagricu1ture,pumpsareneededinwatersupp1yanddrainageofcities,andpumpsareindispensab1eequipment.Afterana1yzingthea

3、pp1icationpurposeandworkingconditionof1argef1owcentrifuga1pump,itisconsideredthatthedoub1esuctionpumpcommon1yusedinengineeringshou1dbese1ectedinthedesignof1argef1owcentrifuga1pumpstructure.1tisequiva1enttotwosing1esuctionimpe11erswiththesamediameterworkingatthesametimeandthef1owcanbedoub1edunderthes

4、ameimpe11erouterdiameter.Thepumpbodyisdesignedasamedium-opentype,whichisconvenientforapp1icationandmaintenanceinpowerp1ant.Throughinvestigationtounderstanditsproductionstatusanddesignprocess,accordingtotheresearchconc1usion,referringtoBasicDesignofCentrifuga1PumpandModernPumpDesignManua1,combiningwi

5、ththeresearchresu1tsandstrict1yfo11owingthegivendesignparameters,thecheckoftheimpe11erandshaftofthemainpartsiscarriedout,andthegenera1assemb1ydrawingofthepumpisdrawn.Andpartsdrawingssuchaspumpbody,shaftandimpe11er,aswe11as3Dmode1ingandsimu1ationdesigninspecia1topics.Throughthisgraduationdesign,Iamfa

6、mi1iarwiththepumpdesignprocess,andhavemadeacomprehensivesurveyofthefouryears,specia1izedcourses1earnedintheuniversity,suchasengineeringdrawing,mechanica1princip1e,mechanica1design,f1uidmechanics,f1uidmachineryandengineeringmateria1s.Keywords:pumpcentrifuga1pump；Structura1design；hydrau1icdesign；Stren

7、gthcheck摘要IAbstractII目录IIICONTENTSV第1章绪论11.1 离心泵概述11.1.1 离心泵现状11. 1.2离心泵发展历史21.2 离心泵发展趋势31.2.1 现阶段存在的问题31.2.2 离心泵未来发展31.3 大流量离心泵的设计目的和意义4第2章大流量离心泵结构方案设计及可行性论证51.4 大流量离心泵简要概述52. 2大流量离心泵方案设计62.2.1 方案162.2.2 方案272.2.3 方案382.3大流量离心泵结构设计方案可行性论证92.3.1方案1评价92.3.2方案2评价102. 3.3方案3评价112.4最终方案评定12第3章大流量离心泵结构设计

8、计算143. 1基本水力计算143.1.1数据标准143.1.2基本水力计算143.2叶轮设计183.2.1确定叶轮的主要尺寸183.2.2叶轮绘型223.3压出室及吸入室的设计233.3.1蜗壳水力计算233.3.2吸入室设计243.4主要零部件的强度计算263.4.1叶轮强度计算263.4.2泵轴的校核273.5主要通用零部件的选择293.5.1轴封结构的选择293.5.2轴承部件的选择303. 5.3联轴器的选择313.6环境保护和可持续发展方面的思考32第4章产品使用与维护354. 1产品的使用说明354.2产品的维护说明36第5章毕业设计特色专题37结束语39参考文献40致谢42第1

9、章绪论1.1 离心泵概述1.1.1 离心泵现状离心泵是一种常用的流体机械，原理是把机械能转化为介质的动能。生产的化工材料多半是液体形式，工艺过程中需要泵为输送液体提供压力能和动能。泵还可以对温度进行调控，例如：泵作为灌溉机械应用于农业；采矿业需要泵为井下供水，冶炼金属的冶炼过程也需要泵进行供水；发电厂需要为锅炉配备多种水泵，给水、冷凝水、循环水泵等；在军工业中，有很多要求特殊制造的泵；其他如居民的正常供水、汽车发动机的冷却等等都需要泵。性能上，上到每小时以十万、百万立方米为单位计数的流量，下到每小时需要流量为几十毫升的微小型泵；价格上，也是在几亿人民币到几百元人民币不等；最低的介质温度在两百摄

10、氏度以下，最高可达八百撮氏度甚至更高。泵输送的介质亦是繁多，常温清水、工业废水、含有酸碱性的液体、生活污水等。无论是天上的宇宙飞船、地上的大炮坦克、深海里的潜水艇，还是还是日常的生活中的交通工具，全世界都需要泵。泵不仅数量庞大，而且种类繁多，用途各不相同，根据作用原理可将泵分为以下三大类容积泵：利用工作室容积周期性变化来输送液体，例如活塞泵、柱塞泵、隔膜泵、齿轮泵、滑板泵、螺杆泵等；叶片泵：利用叶片和液体相互作用来输送液体，如离心泵、混流泵、轴流泵、旋涡泵等；其他类型的泵：只改变液体位能的泵，如水车等；利用流体的能量来输送液体的泵，如射流泵、水锤泵、酸蛋等。在各种泵中，尤以离心泵，以其转速快、

11、体积相对较小、重量轻、效率高流量、扬程及性能范围均较广、结构简单、性能平稳、容易操作和维护等优点得到广泛的应用。据有关部门统计，离心泵产品占泵类产品的70%以上，离心泵产品是设计技术水平的提高对整个泵产品的技术水平提高有着至关重要的作用。1.1.2离心泵发展历史最早提离心泵的是一名法国工程师，他在1689年发明了可以称之为离心泵雏形的一种机器，并于1705年制造了第一台适用于提升液体的泵。该泵采用了多叶片的叶轮和蜗形体的泵壳。著名数学家欧拉于1750年对离心泵的流动进行了理论分析，为离心泵的发展奠定了基础。1818年在美国开始批量生产离心泵。1851年英国获得多级离心泵发明专利，英国科学家开始

12、采用导叶来提高泵的效率。20世纪初，在蒸汽轮机的全盛时期，泵几乎全是往复式的。1904年KSB公司提供了锅炉给水用高压离心泵的系列，1905年苏尔寿兄弟工厂开始多级串联高压泵的批量生产。我国的离心泵是由50年代仿苏产品开始的，当时仅生产K型单级单吸悬臂式离心清水泵和凸型单级双吸两端支承式离心清水泵，主要是用于农田排灌。60年代，我国自行设计研制成系列，生产国内自己的离心泵;清水泵方面由K型改成B型，凸型改成SH型等；石油化工方面由DJ、SJ、FSJ型改为Y型，F1、BN型改为F型；锅炉给水泵方面还生产DH型等，满足国内绝大部分装置的要求。80年代，我国相继引进了国外许可证先进技术，既有石油化工

13、用泵，也有清水泵，也有锅炉给水泵，还有泵用机械密封。经过建国几十年的发展，我国离心泵开始是生产仿苏产品，接着为自行设计、水泵行业联合设计、生产国内自己的产品，后来到引进国外先进许可证技术，再到各个厂家自行开发高水平的泵或者是合资这几个阶段。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、通用化程度等。而高温高压多级泵在结构型式、可靠性方面己达到国际同类型水平，但是国内起步较晚、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，并替代进口。近几年来

14、，随着科技的不断发展，水泵的现代化程度也不断提高，减少了许多的人为管理操作。现在大多采用计算机监控的自动操作模式，这也就对操作人员的自身素质提出了更高的要求。因为一台水泵的异常状况会影响到整各供水系统的网络，造成严重的后果。1.2 离心泵发展趋势1.2.1 现阶段存在的问题相似设计法和速度系数法是设计离心泵的主要方法，二者均是在经验上的传统设计方法。如果一直沿用这些方法，可能无法突破设计水平，并且也无法提高泵的效率。如今，离心泵的制造业中常常考虑经济利益，所以没有开发离心泵的节能工程。此外，许多设计单位设计时趋向于“全扬程”理念，实际使用的工况点并不在设计的高效区，造成资源的较大浪费。以前设计

15、的重心是在性能效率指标上，但是离心泵的节能工程并不是一个简单的指标，而是对离心泵的多方面考虑，例如：安全可靠性、运行稳定性、适应环境性等诸多方面的改善，同时要兼顾泵的寿命和材料的选择。具体使用环境，具体的针对设计节能方法，泵的抗汽蚀性能密封、耐磨性、耐腐蚀性等性能等等都需要具体环境具体分析。1.2.2 离心泵未来发展近年来全球民用离心泵制造基地不断向中国等亚洲各国转移，截至2023年中国已发展成为世界最大的民用离心泵生产国，并且我国具备相当生产规模和技术水平的生产体系，是全球民用离心泵产品的重要生产基地。随着全球经济的发展以及民用离心泵制造工艺技术水平的不断进步，市政工程、农田水利、饮水安全工程、楼宇暖通和给排水工程、商业配套等民用领域迅速发展推动我国民用离心泵的应用不断扩大，其需求量逐年增加。总体来说，我国泵行业近年来泵产销水平保持稳定，为95%左右。据中国产业调研网发布的我国离心泵行业发展监测分析与市场前景预测报告(2018-2025年)显示，近几年，我国水泵、离心泵业发展速度较快，获益于离心泵职业生产技能不断提高以及需求市场不断扩大，离心泵在国内和世界市场上的发展局势都非常被看好。1.3 大流量离心泵的设计目的和意义由于我国是以火力发电为主，其中大约火电占比70%,此外还包括发展可持续的电能，比如风能、太阳能、海潮、核能等等。但是无论哪