螺旋离心式砂石泵的结构设计
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- 螺旋离心式砂石泵的结构设计
摘 要 I
ABSTRACT II
第1章 绪 论 1
1.1 选题背景及意义 1
1.2 砂石泵的概述及发展 1
1.2.1砂石泵的工作原理 1
1.2.2砂石泵的主要零部件 2
第2章 砂石泵的总体结构设计 5
2.1砂石泵结构设计的总体方案分析 5
2.2.1螺旋离心泵叶轮结构特征 5
2.2.2砂石泵的主要性能参数 6
2.2确定泵的总体结构形式 6
2.3泵的进出口直径的确定 8
2.3.1进口直径 8
2.3.2泵的出口直径Dd 9
2.4 泵转速的确定 9
2.5确定泵的水利方案 9
2.6 本章小结 11
第3章 砂石泵的水利设计计算 12
3.1轴功率和原动机功率 12
3.2 泵轴径和叶轮轮毂直径的初步计算 12
3.3叶轮主要尺寸的确定方法 13
3.3.1基本公式 14
3.3.2用速度系数法计算叶轮主要尺寸的公式 14
3.3.3 叶轮磨损分析 19
3.4 压水室设计 21
3.4.1涡形体各断面面积内的平均速度 21
3.4.2、舌角 的计算 22
3.4.3 基圆直径 22
3.5 叶片厚度的确定 23
3.6 本章小结 24
第4章 轴向力及其平衡 25
4.1 产生轴向力的主要原因 25
4.2 轴向力的计算 25
4.3 轴向力的平衡方法 25
第5章 砂石泵主要零件的强度计算 27
5.1 引言 27
5.2 叶轮强度计算 27
5.2.1盖板强度计算 27
5.2.2叶片厚度计算 28
5.3泵轴的强度校核 29
5.3.1 泵轴的强度计算 29
5.3.2 泵轴的刚度校核 30
5.4 键的校核 30
5.4.1 键的选择 30
5.4.2 键联接强度计算 30
5.5 本章小结 31
第6章 砂石泵主要通用零部件的选择 32
6.1 正确选用砂石泵主要通用零件的重要性 32
6.2轴封结构的选择 32
6.3 轴承部件的选择 35
6.4 联轴器的选择 35
6.5 电动机的选择 35
6.6 本章小结 36
结 论 37
参考文献 38
致 谢 39
基本内容、拟解决的主要问题
1、砂石泵总体设计；
2、砂石泵水利设计与计算；
3、砂石泵主要零部件设计；
4、砂石泵通用零件选择；
主要参数：
出口：200mm；
入口：200mm；
流量：120m3/h；
扬程：H=15m；
转速：1450r/min；
轴转速：9.61KW。
4.1它的工作原理：
流体在高速旋转的叶轮作用下被吸入泵腔，叶轮由螺旋段和离心段两部分组成，螺旋部分提供一个正向的位移推力，此力在轴向的延伸处形成一种弯转的分力，使人口处的水流沿着叶轮的切线方向而不是与叶轮成直角作用下被吸人泵腔，叶轮由螺旋段和离心段两部分组成，螺旋部分提供一个正向的位向而不是与叶轮成直角或某一角度进入泵体。螺旋部分的轴向推力使水流平稳前进，直至离心部分，再由离心部分推送水流从出口排出。
4.2砂石泵的主要零部件：
泵的主要过流部件有吸水室、叶轮和压水室。
泵吸水室位于叶轮前面，其作用是把液体引向叶轮。有直锥形、弯管形和螺旋形三种形式。
压水室位于叶轮外围，其作用是收集从叶轮流出的液体，送入排出管。压水室主要有螺旋形压水室（涡壳）、导叶和空间导叶三种形式。
叶轮是泵最重要的工作元件，是过流部件的心脏。叶轮由盖板和中间的叶片组成。根据液体从叶轮流出的方向不同，叶轮分为径流式、混流式和轴流式三种型式。
径流式叶轮—液体流出叶轮的方向垂直于轴线，即沿半径方向流出；
混流式（包括斜流式）叶轮—液体流出叶轮的方式倾斜于轴线；
轴流式叶轮—液体流出叶轮的方向平行于轴线，即沿轴线方向流出。
泵的类型：
泵可以分为叶片式泵（动力式泵）、容积式泵和其它类型泵三大类。所谓叶片式泵，是依靠叶轮在壳体中旋转，通过流体动力参数的变化把能量传给液体的机械。叶片式泵的简单分类如下：
(1)离心式（装径流式叶轮）
1)单吸（叶轮一面进水）
2)双吸（叶轮两面进水）
(2)混流式（装混流式叶轮）
(3)轴流式（装轴流式叶轮）
(4)单级（装一个叶轮）
(5)多级（装多个叶轮）
4.3砂石泵的发展：
砂石泵具有输送各类杂质、浆料和固体物料无堵塞、不损伤等良好功能，故在一些生产部门拥有广泛的推广应用前景和显著的经济效益。
由于砂石泵具有很多优点,因此,今后我国的需求量将持续增长,并有以下主要发展趋势。
1、发展多功能多用途砂石泵
我国砂石泵的形式和外国著名的砂石泵生产厂的产品相比还不够多,如带有切割装置的泵、多级泵、抽送腐蚀性介质的砂石泵等生产的还很少,然而其市场的需求量又很大,因此,具有很好的发展前途。
2、开发高可靠性机械密封
机械密封是砂石泵的关键部分,采用两道单端面机械密封,这样介质的压力可以作用到端面,泄漏方向为内流型,这些都是有利的,但结构稍复杂。在油室内装双端面机械密封,两侧的端面应采用不同的结构型式,使介质的压力能作用到下侧的端面上,否则只靠弹簧力,密封端面的反推力易使端面打开。因此,还应进一步在结构和材料方面进行研究,提高其可靠性和寿命。
3、新材料新技术新工艺等将逐步应用
普通泵已使用不锈钢、氟塑料(F46)、衬塑、衬胶、喷涂陶瓷等,所有这些材料应当尽快应用到砂石泵上,扩大砂石泵的应用领域。而计算机辅助设计、辅助制造和辅助测试等新技术、新工艺的应用也势在必行。事实证明,新技术、新材料、新工艺的应用,不但解放劳动生产力,而且还可以保证产品质量稳定可靠。
4、注意砂石泵的外观质量并逐步打入国际市场
我国的砂石泵在国际市场上有着明显的价格竞争优势,但是必须要注意提高砂石泵的可靠性和寿命,尤其要改善砂石泵的外观质量,要给用户一种美的感觉,以使国产的砂石泵早日更多地打入国际市场。
4.4砂石泵研究设想：
砂石泵是一种通用机械，应用范围广泛。因此在本次结构设计中最多考虑到的因素就是经济实用性和性能稳定性。只有投入低，效益高的产品才能被市场认同。在设计过程中尽可能采用低成本原材料，同时优化结构设计并保证其性能能够满足工作需求。设计就要有创新、有可行性。本次螺旋式砂石泵的结构是设计就是为了使砂石泵广泛应用于实际生产中，并在保证低成本的同时有更多的效益。本章对砂石泵的经济效益，社会效益，使用寿命以及泵本身的节能底噪性进行试验性分析，表明该泵有实际应用性。本次泵体在设计上更多的考虑的实际生产，使该泵在高效节能，经济效益，社会效益等感方面有更多优势。 ...
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