200D多级离心式水泵结构的设计.doc

1、摘 要 离心泵是利用叶片和液体的相互作用来输送液体的叶片泵的一种，主要输送清水（含杂质量小1%，颗粒度小于0.1mm）、物理化学性质类似于水的其他液体。具有结构简单，系统无需卸压装置，运行安全可靠和性能优良等特点。在国民经济中各个领域都有广泛的应用。农业的灌溉和排涝，城市的供水和排水都需要离心泵。在工业的各个部门泵更是不可缺少的。此次设计的是在扬程为260m，流量为280，转速为1470工况下输送清水的200D型离心泵。本文首先对离心泵的叶轮结构、导叶、平衡装置、中段、轴承体、平衡盘、出水段、泵轴进行设计计算。再对轴承部件、联轴器进行型号的选择，最后对壳体、轴、叶轮进行材料的选择。在设计过程中

2、正确的应用设计手册，认真计算每个数据，确保设计数据的准确率，这也是设计所要求的。【关键词】 离心泵 导叶 叶轮 平衡装置Abstract Centrifugal pump is the use of blade and interaction of the liquid to flow of a liquid of vane pump, main conveying water (containing 1% miscellaneous quality small, granularity is less than 0.1 mm), physical and chemical propertie

3、s similar to water other liquid. No pressure relief device has simple structure, system, safe and reliable operation，good performance and so on. In the national economy in various fields have a wide range of applications. Agricultural irrigation and drainage, urban water supply and drainage centrifu

4、gal pump. In each industrial sector pump is indispensable. This design is in the head of 260m, flow rate of 280, rotating speed of 200D type centrifugal pump for conveying clean water 1470 conditions.This article first to the centrifugal pump impeller structure, guide vane, the balancing device, in

5、the middle, bearing body, disc, design of section, water pump shaft. Again to bearing parts, coupling models were selected, and finally to the housing and shaft, impeller material choice. The correct application in the design process design manual, earnestly each data calculation, to ensure the accu

6、racy of design data, its also one of the design requirements.【Key words】Centrifugal pump, Guide vane,The impeller,Balancing device.目录摘 要1Abstract2目录3第1章 绪论6第2章 泵的概述72.1 泵及其在国民经济中的应用72.2 泵的分类72.3 叶片式离心泵的型式82.3.1 按主轴方向82.3.2 按液体从叶轮流出的方向82.3.3 按吸入方式82.3.4 按级数82.3.5 按叶片安装方法82.3.6 按壳体分开方式82.3.7 按泵体形式9第3章

7、 离心泵的基本理论知识及主要部件103.1 离心泵的结构形式103.2 泵的基本参数133.2.1 流量133.2.2 扬程133.2.3 转速143.2.4 汽蚀余量143.2.5 功率和效率153.3 泵的各种损失及泵的效率16第4章 离心泵结构设计184.1 离心泵结构方案的选择184.1.1 原电机的选择184.1.2 确定电机转数n、比转数ns和级数i194.1.3 初步确定吸入口直径D、流速Vs和吐出口直径204.1.4 确定泵的最小汽蚀余量hmin和汽蚀比转数C214.2轴径的初步设计234.3离心泵叶轮的设计244.3.1 确定叶轮进口直径D0254.3.2 确定叶片入口边直径

8、D1264.3.3 确定叶片入口处绝对速度V1274.3.4 确定叶片入口宽度b1274.3.5 确定叶片入口处圆周速度274.3.6 确定叶片数Z274.3.7 确定叶片入口轴面速度284.3.8 确定叶片入口安放角284.3.9 确定叶片厚度S1294.3.10 确定叶片排挤系数294.3.11 叶片包角的确定304.3.12 确定叶轮外径304.3.13 确定叶片出口安放角314.3.14 确定叶轮出口宽度314.3.15 确定叶轮出口绝对速度和圆周速度的夹角2324.4 径向导叶的设计计算344.4.1 确定基圆直径D3344.4.2 确定导叶入口角344.4.3 确定导叶入口宽度b3

9、354.4.4 确定导叶喉部面积和形状354.4.5 确定导叶入口厚度S364.4.6 确定导叶扩散角364.4.7 确定导叶扩散段长度L364.4.8 确定反导叶入口角374.4.9 确定反导叶叶片数374.4.10 确定反导叶出口角374.5 吸入室的设计384.6 平衡装置的设计计算384.6.1 确定平衡盘两侧压差414.6.2 计算平衡盘半径414.6.3 计算轴向间隙长度和平衡盘外圆半径r424.6.4 确定轴向间隙和径向间隙b434.6.5 计算径向间隙长度L434.6.6 计算平衡盘的泄漏量43第5章 离心泵主要零部件的强度计算455.1 叶轮盖板强度计算455.2 叶片厚度计

10、算465.3 轮毂的强度计算475.4 分段式多级泵中段计算475.4.1 水泵中段的尺寸475.4.2 计算壁厚S485.5 密封元件的设计及计算495.5.1 泵体密封面连接螺栓计算495.5.2 法兰环505.5.3 密封性525.6 泵轴的设计及校核535.6.1 确定各轴段的直径535.6.2 确定各轴段的长度545.6.3 校核轴的强度545.7 出水段的尺寸计算565.8 键的强度校核57第6章 离心泵主要通用零部件的选择586.1 轴封结构的选择586.1.1 轴封的作用586.1.2 填料密封596.2 轴承部件的选择596.3 联轴器的选择60第7章 离心泵材料的选择607

11、.1 壳体607.2 轴617.3 叶轮61第8章 经济分析628.1 泵经济工作条件628.2 技术经济分析的性质63结论63参考文献64外文文献65中文翻译70 第1章 绪论我的设计题目是200D多段离心式清水泵结构设计。根据指导教师给的设计参数的具体分析，我设计的多段离心式清水泵需要的流量是每小时280立方米，扬程是260米水柱，工作效率为70%，转速为每分钟1470转，液体重度为每立方米1000千克。多段离心式清水泵，它属于D型泵。 D型离心式清水泵是单吸多级分段式离心泵，用来供输送清水及物理化学性质类似于水的液体。具有效率高，性能范围广，运转安全平稳，噪声低，寿命长，零件互换性强，使

12、用维护方便，产品规格齐全，覆盖面广等优点。依靠其自身的结构卧式多级分段式离心泵可以满足大流量高扬程供水需求。农业和工业中常常离不开此排水设施。因而该泵的性能应用范围是泵业发展所关注的。在密封采用软填料密封，注入液体或循环液体可以即起到密封作用又可以隔离及冷却。该泵价格底，结构简单、安装检修方便，因此可以隔离及冷却适用于工厂、城市、矿山、农村的给排水等，分段式多级泵的用途比较广泛，产量也比较大，它应用领域也在不断地扩大，具有广泛的研究意义。D型离心式清水泵在国内外有了很大的发展。在国民经济的各个领域都有应用，无论是农业、城市、矿山，还是工业的各个部门都有它的存在。总之，无论是尖端的科学技术，还是

13、日常的生活，到处都需要泵，到处都有泵在运行。只要有泵的地方就有离心泵的存在，其发展前景是可观的。在我国泵业发展庞大。从单级到多级，对泵的研究机理已经达到了国际水准。离心泵是泵中的一个分支。我国的离心泵研究合理，基本上满足从农业到工业跨领域性应用。离心泵是一种用量最大的水泵，在给水及农业工程、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。第2章 泵的概述2.1 泵及其在国民经济中的应用泵是应用非常广泛的通用机械，在国民经济各部门中，泵是不可缺少的机械设备，输送各种液体都离不开它。例如在火力发电厂中，向锅炉送水的给水泵；向汽轮机凝汽器

14、送冷却水的循环水泵；排出凝汽器中凝结水的凝结水泵；在几级加热器之间增加水流压力的中继水泵；排除热力系统各处疏水的疏水泵；向热力网系统补充水的补给水泵以及向热力系统中补充软化水的水泵等。这些泵都是火力发电厂的重要辅助设备。此外，还有用来输送各种润滑油、药液以及排除锅炉灰渣的特殊用途的泵。而且随着科学技术的发展，其应用范围正在迅速扩大。据1984年统计，泵耗电量占全国用电量的20%，耗油量占全国总用油量的5%。可见，提高泵类产品的技术指标，对节约能源，加速四个现代化建设具有重要意义。2.2 泵的分类泵的类型复杂，品种规格繁多。就其工作原理可将其分为三类：叶片式泵：是利用叶片和液体相互作用来输送液体,叶片式泵是由装在主轴上的叶轮的作用，给液体以能量的机器。按其作用原理可分为以下几类：如离心式水泵和轴流式水泵、混流式水泵。离心泵主要是由离心力的作用，给叶轮内液体以压力能和速度能，进而，在壳体或导叶内，将其一部分速度能转变为压力能，进行抽送液体的泵。离心泵是叶片泵的一种，它具有转速高、体积小、重量轻、效率高、流量大、结构简单、性能平稳、容易操作和维修等优点。国内外生产实践表明：离心泵的产值在泵类产品中是最高的。这也是我的设计的目的，了解其结构和特点。 容积泵：依靠工作容积不断发生周期性变化来输送液体的泵。如活塞泵、柱塞泵、齿轮泵、水环式真空泵等