还剩19页未读，继续阅读
本资源只提供10页预览，全部文档请下载后查看！喜欢就下载吧，查找使用更方便
文本内容:
QZ型潜水轴流泵设计说明书设计参数流量Q=130m3/h扬程H＝
3.7m转速n＝2900r/min1．概述本设计系轴流泵是一种高比转数的水泵，一般比转数≈500～1000．当大于500时，泵一般设计成轴流式轴流泵属于低扬程、大流量泵，一般性能范围为扬程1～2m；流量
0.3～
0.65m3/s轴流泵结构简单，重量轻，主要用于扬程低，流量大的场合中、小型轴流泵的结构油吸入喇叭口、叶轮、导流器、弯管等组成，叶轮一般采用不可调式，这种结构叶轮非常简单小型轴流泵的驱动电机可与泵连在一起，使用和安装均非常方便，缺点是效率曲线的高效区比较窄，泵比转数越高，高效区越窄对于大型轴流泵，可将叶轮设计成可调式的，以增加水泵的高效区在本设计中，设计参数流量Q=130m3/h，扬程H＝
3.7m，配套功率P配＝
2.2KW，属于小型泵，叶轮采用不可调式比转数，代入参数计算得＝754，故泵的结构为轴流式作为潜水泵，需要在水下工作，为了安装和检修的方便，把泵和电机设计成一体，用一根轴连接汽蚀方面，泵在水下工作，一般不会发生汽蚀，可以不作要求2．叶轮的设计
（1）轴流泵的轮毂比轮毂用来固定叶片，在结构和强度上应保证安装叶片要求减小轮毂比，可减少水力摩擦，增加过流面积，有利于抗汽蚀性能的改善但过分的减少轮毂比，会增加叶片的扭曲，偏离设计工况时，会造成流动紊乱，在叶片进出口形成二次回流，使效率下降，高效范围变窄轴流泵的轮毂比根据比转数确定
5005506008000.
60.
550.
50.4根据设计参数计算出的＝754，试取＝
0.45
（2）轴流泵的叶片数Z轴流泵的叶片数Z可以根据比转数来选定，一般Z=3～6，比转数高，叶片负荷轻，叶片数可少一些比转数＝500～600，叶片数取6～5；比转数＝700～900，叶片数取4个据此，本设计中取叶片数Z＝4
（3）叶轮外径D叶轮的当量直径的大小决定叶轮前轴面速度的大小，在转速一定情况下，的大小与叶片前来流速度（相对速度）与圆周之间夹角大小有关影响着叶片中翼型的安放角，而太小叶片排挤系数就小，因此需要控制角为控制角在一定范围，鲁特捏夫建议按叶轮进口出轴面速度计算当量直径，他建议取轴面速度为计算出轴面速度后可以计算当量直径代入数据得＝
4.7m/s=
0.99m因此，叶轮外径＝110mm轮毂直径=
0.
450.11＝50mm
（4）估算效率参照同类型潜水轴流泵，并根据设计要求，估选效率＝
0.75，将该效率分配下去，得容积效率机械效率水力效率此效率只是初步估计，仅用于设计过程中的计算
（5）确定计算截面本设计中取5个截面，内外截面分别与轮缘和轮毂留有一定距离，见图一以方便用样板检查所取各截面见下表截面ⅠⅡⅢⅣⅤ直径（mm）54678093106所取截面见右图
（6）确定轴面速度和速度环量的分布规律轴面速度，代入参数计算，得速度环量，代入数值，得假设，则绕翼型环量本设计为小型泵，为提高效率可以选用非等环量分布设计，但可能会出现各参数相差较大的情况，无法获得满意的结果事实证明，采用等环量和等轴面速度设计，各截面计算参数与非等环量情况相差不大，且结果也能令人满意，方法简单故本设计中采用等环量和等轴面速度设计
（7）速度三角形的计算叶片进出口速度三角形如右图所示假设＝0，速度三角形各分量计算如下，下面是各截面的速度三角形的计算1截面Ⅰ2截面Ⅱ3截面Ⅲ4截面Ⅳ5截面Ⅴ
（8）叶栅间距截面Ⅰ截面Ⅱ截面Ⅲ截面Ⅳ截面Ⅴ以上为叶轮设计的前期计算，无论采用升力法还是圆弧法设计该泵，均需进行以上部分的计算以下分别用升力法和圆弧法对叶轮进行设计
1、升力法设计叶轮升力法设计轴流泵计算表序号计算公式单位计算截面ⅠⅡⅢⅣⅤ1m
0.
0540.
0670.
080.
0930.1062m/s
8.
27.
2510.
1712.
1414.113 000004m2/s
0.
9270.
9270.
9270.
9270.9275m/s
4.
774.
774.
774.
774.776m/s
5.
474.
413.
723.
172.797m/s
7.
259.
2811.
3113.
415.458°
41.
1230.
9224.
8920.
8517.989mm
42.
452.
662.
87383.210 4444411
0.
120.
10250.
0850.
06750.0512 49049049049049013°1111114
1.
10.
9750.
850.
7250.615
1.
1570.
7110.
37230.
29690.41216
1.
340.
92350.
6340.
45240.58117 54854854854854818mm
46.
651.
353.
452.
949.919mm
5.
595.
234.
453.
282.520
5.
65.
24.
53.
32.521
4.
185.
637.
107.
294.3022°
1.
11.
040.
980.
90.8623°
5.
643.
841.044-
0.
1052.3524°
46.
7634.
7625.
9321.
520.33根据上表中的计算结果，对叶片进行绘型根据490翼型的结构，按比例计算翼型的尺寸，列入表格，即得翼型的绘型表绘型表见下一页绘型表中参数的意义见下图绘型表中各参数意义绘型计算表计算截面490翼型ⅠⅡⅢⅣⅤlmm
46.
551.
553.
453.
050.0δmaxmm
5.
65.
24.
53.
32.5δmax/l%
12.
010.
18.
46.
65.0序号x/l%yoyuyo-yuxyeyixyeyixyeyixyeyixyeyi
10.
002200.
001.
2731.
2730.
001.
1821.
1820.
001.
0231.
0230.
000.
7500.
7500.
000.
5680.
56821.
253.
60.
852.
750.
582.
2910.
5410.
642.
1270.
5020.
671.
8410.
4350.
661.
3500.
3190.
631.
0230.
24132.
504.
60.
54.
11.
162.
9270.
3181.
292.
7180.
2951.
342.
3520.
2561.
331.
7250.
1881.
251.
3070.
14245.
005.
950.
155.
82.
333.
7860.
0952.
583.
5160.
0892.
673.
0430.
0772.
652.
2310.
0562.
501.
6900.
04357.
507073.
494.
4550.
0003.
864.
1360.
0004.
013.
5800.
0003.
982.
6250.
0003.
751.
9890.
000610.
007.
707.
74.
654.
9000.
0005.
154.
5500.
0005.
343.
9380.
0005.
302.
8880.
0005.
002.
1880.
000715.
008.
650.
28.
456.
985.
5050.
1277.
735.
1110.
1188.
014.
4230.
1027.
953.
2440.
0757.
502.
4570.
057820.
009.
20.
48.
89.
305.
8550.
25510.
305.
4360.
23610.
684.
7050.
20510.
603.
4500.
15010.
002.
6140.
114930.
009.
60.
958.
6513.
956.
1090.
60515.
455.
6730.
56116.
024.
9090.
48615.
903.
6000.
35615.
002.
7270.
2701040.
009.
050.
88.
2518.
605.
7590.
50920.
605.
3480.
47321.
364.
6280.
40921.
203.
3940.
30020.
002.
5710.
2271150.
008.
550.
87.
7523.
255.
4410.
50925.
755.
0520.
47326.
704.
3720.
40926.
503.
2060.
30025.
002.
4290.
2271260.
007.
450.
66.
8527.
904.
7410.
38230.
904.
4020.
35532.
043.
8100.
30731.
802.
7940.
22530.
002.
1160.
1701370.
006.
050.
45.
6532.
553.
8500.
25536.
053.
5750.
23637.
383.
0940.
20537.
102.
2690.
15035.
001.
7190.
1141480.
004.
40.
154.
2537.
202.
8000.
09541.
202.
6000.
08942.
722.
2500.
07742.
401.
6500.
05640.
001.
2500.
0431590.
002.
502.
541.
851.
5910.
00046.
351.
4770.
00048.
061.
2780.
00047.
700.
9380.
00045.
000.
7100.
0001695.
001.
450.
051.
444.
180.
9230.
03248.
930.
8570.
03050.
730.
7410.
02650.
350.
5440.
01947.
500.
4120.
01417100.
00.
150.
15046.
500.
0950.
09551.
500.
0890.
08953.
400.
0770.
07753.
000.
0560.
05650.
000.
0430.
0432、圆弧法设计各参数的计算结果列在表中，具体见下表圆弧法设计轴流泵计算表序号常量单位截面ⅠⅡⅢⅣⅤ1m
0.
0270.
03350.
040.
04650.0532
10.
9250.
850.
7750.73
0.
14290.
1060.
0830.
06320.0484
0.
80.
80.
80.
80.85m
0.
0420.
0490.
0530.
0530.0586mm
65.
24.
43.
62.87
11.
0811.
17651.
29031.42868mm
43.
4672.
9332.
41.8679m2/s
0.
9270.
9270.
9270.
9270.92710m2/s
0.
2320.
2320.
2320.
2320.23211m/s
8.
210.
1712.
1414.
1116.0912m/s
5.
474.
413.
723.
172.7913m/s
5.
4657.
96510.
2812.
52514.69514m/s
4.
774.
774.
774.
774.7715
316.
5271.
3250.
8233.
2229.2第一次逼近计算第一次逼近计算主要是为了求得，如果，则说明计算结果理想，不用修正事实上，本次计算结果除了截面Ⅰ，均很好的符合了要求，不需要进行修正序号计算公式单位截面ⅠⅡⅢⅣⅤ16
0.
8730.
5990.
4640.
3810.32517°
41.
1230.
9224.
8920.
8517.9818
0.
65760.
51380.
42090.
35600.308719
0.
14350.
12830.
11600.
09240.072720
0.
85650.
87170.
88900.
90760.927321m/s
5.
5695.
4725.
3665.
2605.14422
1.
0190.
6870.
5220.
4200.35023
45.
5434.
4927.
5622.
7619.2924
0.
7000.
8240.
8870.
9220.94425m/s
7.
8079.
66611.
5913.
5815.5726
40.
5428.
0721.
617.
1714.7227
1.
461.
641.
821.
861.8928°
27.
7617.
1211.
879.
237.7929°
2.
800.
980.
720.
540.4830°
48.
3435.
4728.
2823.
3019.77下面是翼型骨线的几何参数及水力效率的计算序号计算项目单位截面ⅠⅡⅢⅣⅤ31mm
49.
792.
2143197.
3237.432mm
4.
73.
32.
52.
11.833
1.
4150.
97970.
75540.
59940.513834
0.
89140.
61720.
47590.
37760.323735m
5.
255.
135.
285.
435.8136 89190788886982637
0.
1120.
0670.
0470.
0370.03138
0.
02380.
01950.
01740.
01620.015439°
1.
361.
120.
9980.
9290.88540
0.
9670.
9650.
9620.
9580.954㈢叶片绘型根据上表的计算结果，可以得到翼型的骨线对翼型进行加厚在本设计中，取最大厚度在处，并取较小的头部圆角，以获得良好的汽蚀性能和能量性能加厚规律见右表绘型表见下页，表中各几何参数的意义见下图圆弧法叶片绘型表计算截面ⅠⅡⅢⅣⅤlmm
42.
049.
053.
057.
058.0δmaxmm
6.
05.
24.
43.
62.8序号x/l（mmδ/δmax%ρ＝
49.7ρ＝
92.2ρ＝143ρ＝
197.3ρ＝
237.6xδxδxδxδxδ
10.
000.
00.
000.
0000.
000.
0000.
000.
0000.
000.
0000.
000.
00021.
2524.
20.
531.
4520.
611.
2580.
661.
0650.
710.
8710.
730.
67832.
5033.
41.
052.
0041.
231.
7371.
331.
4701.
431.
2021.
450.
93545.
0046.
42.
102.
7842.
452.
4132.
652.
0422.
851.
6702.
901.
299610.
0063.
14.
203.
7864.
903.
2815.
302.
7765.
702.
2725.
801.
767720.
0086.
48.
405.
1849.
804.
49310.
603.
80211.
403.
11011.
602.
419830.
0093.
612.
605.
61614.
704.
86715.
904.
11817.
103.
37017.
402.
621940.
0098.
816.
805.
92819.
605.
13821.
204.
34722.
803.
55723.
202.
7661050.
0098.
021.
005.
88024.
505.
09626.
504.
31228.
503.
52829.
002.
7441160.
0089.
525.
205.
37029.
404.
65431.
803.
93834.
203.
22234.
802.
5061270.
0076.
029.
404.
56034.
303.
95237.
103.
34439.
902.
73640.
602.
1281380.
0056.
833.
603.
40839.
202.
95442.
402.
49945.
602.
04546.
401.
5901490.
0031.
637.
801.
89644.
101.
64347.
701.
39051.
301.
13852.
200.
8851595.
0017.
239.
901.
03246.
550.
89450.
350.
75754.
150.
61955.
100.
48216100.
001.
042.
000.
06049.
000.
05253.
000.
04457.
000.
03658.
000.028
（9）叶片绘型
①画翼型展开图根据叶片绘型表的数据，将翼型加厚，得到各截面的翼型图
②确定叶片旋转轴线位置取距离翼弦进口处的骨线上的点作为旋转中心水平线必要时可以适当偏离骨线
③作叶片轴面投影图做各翼型的水平中心线，将翼型进出口端点到中心水平线的纵坐标方向距离，移到轴面图中心线的两侧，光滑连接各点得到叶片轴面投影的进出口边进出口边应该为光滑的曲线
④作轴面投影和木模截线在轴面投影图中，作一组垂直轴线的木模截面，按各截线间的距离画到各翼型展开图中同时在各翼型中画出一组竖线，竖线间水平距离等于对应半径截面中心角的弧长将各翼型图中水平线1，2，3……与翼型工作面及背面交点，按所在角度位置用插入点法插入到平面图中相应的角度位置，分别光滑地连接，得到工作面的木模截线（实线）和背面木模截线（虚线）设计中要求木模截线光滑有规律变化详细见叶片木模图，在此不赘述3．导叶的设计轴流泵的导叶作用是消除液体环量，转换速度能为压力能本设计中，采用流线法设计导叶为了减少水泵的整体长度，本设计采用将导叶与扩散管合为一体的方案，在此我们称之为导流壳，详见零件图的导流壳部分为减少损失，导流壳的扩散角为，本设计因水泵尺寸小，仅取为导叶进口边应该与叶轮出口边平行，本设计尽量以此为原则，略微有些偏离导叶和叶轮间距离取叶片数取5个流线法设计导叶的步骤为1绘制导叶的轴面投影图；2分流线导叶有锥度，流面为锥面根据经验，以圆柱面代替，误差不大为简便起见，本设计即以圆柱面代替锥面；3计算各流面叶片进出口安放角和由进口速度三角形，式中，——导叶进口轴面速度，——叶片进口排挤系数，式中，——计算流面的进口直径；——导叶进口圆周方向厚度，式中，——计算流面导叶进口的流面厚度；——导叶进口安放角；——导叶进口处圆周分速度，按计算本设计，先选定，然后确定出根据确定出的求出，然后与选定值比较，进行校核叶片出口角一般取，本设计中取4确定叶栅稠密度本设计参考类似设计取定叶栅稠密度根据对流道扩散角的校核，满足扩散角为的要求流道扩散角的校核公式——流道扩散角5导叶高度导叶高度本设计取先确定，定出，再校核扩散角导叶高度，取校核满足扩散角要求6确定导叶骨线半径导叶骨线半径7翼型加厚本设计取翼型除厚，以翼型骨线上的点为圆心画圆；翼型头部以为半径画圆最后以相切圆弧连接得到翼型不同截面的取值截面ⅠⅡⅢⅣⅤ
4.
03.
53.
02.
52.08导叶绘型导叶绘型包括画轴面图，翼型展开图和平面展开图绘图过程再本说明书中从略，详见导叶木模图和叶轮设计部分一样，各参数的计算也已经列在表中，见下一页的表格，各参数的意义见下图导叶设计计算一览表序号计算公式单位截面1m
0.
02700.
03350.
04000.
04650.0532m/s
5.
474.
413.
723.
172.793
0.
850.
870.
890.
910.934
1.
0261.
2411.
4421.
6541.8385°
45.
7351.
1855.
2358.
8061.466°
46.
749.
453.
656.
859.47mm444448mm
5.
505.
274.
974.
784.659 5555510mm
33.
942.
150.
258.
466.611
0.
8370.
8750.
9010.
9180.93012 909090909013mm
4342.
642.
141.
741.514mm
58.
361.
467.
87378.6至此，导叶设计完毕以上为水力设计部分，下面转入水泵的结构设计4．轴流泵的结构设计
（1）概述本设计为小型潜水轴流泵，电机为湿式的，且采用通用轴，这样再工艺、装配上都非常简便泵为上泵式，主要零件由进水段，叶轮，导叶体，接头和轴套等，工艺主要是铸造本设计中，对叶轮、导叶体、和轴套的加工要求较高，其他零件要求一般本结构设计以提高水泵效率为目的
（2）叶轮作为泵的能量转换部件，泵的效率主要取决于叶轮的效率，故需要提高叶轮的制造要求，特别是过流部件叶轮与轴通过键来联结，为防止叶轮的轴向移动，叶轮选用螺母锁紧
（3）进水段进水段的作用是将水平稳的引向叶轮，以减少损失；另外，进水段还起到支撑泵整体重量的作用，因此在设计中主要考虑以下两个方面1为提高能量性能，尽量使水流速度平缓，故要求的转弯光滑本设计采取的是将进水段设计为一段圆弧，并将支撑筋的头部和尾部进行修圆2由于进水段还起到支撑重量作用，并且还要承受水流的冲击，要对支撑筋进行加厚为保守起见，本设计取支撑筋偏厚，保证强度满足要求
（4）导流壳导叶的作用是消除环量，将动能转换成压能，以减少液体出口的水力损失根据实际经验，导叶对效率的影响微乎其微，故对其要求不是很严格为了使结构紧凑，在本设计中，把导叶和扩散断设计成一个整体，即导流壳
（5）接头接头仅仅使为了联结水管，能够满足所要求的出口直径即可，对其没什么特殊要求以上各部件的尺寸详见零件图其他辅助部件，诸如轴瓦，油封，进水网罩等等，在设计中根据具体情况决定，在此不赘述参考文献
1.查森编《叶片泵原理及水力设计》，第1版，北京，机械工业出版社，
19882.关醒凡编著《现代泵技术手册》，北京，宇航出版社，
19953.镇江农机学院翻印资料轴流式水泵设计计算资料汇编
4.查森编著《离心式和轴流式水泵》，中国工业出版社，
19615.丁成伟主编《离心泵和轴流泵》，第1版，北京，机械工业出版社，
19816.北京有色冶金设计研究院主编，《机械设计手册》，第3版，北京，化学工业出版社，
19937.王之利，王大康主编《机械设计综合课程设计》，北京，机械工业出版社，
20038.西北工业大学工程制图教研室编《画法几何及机械制图》，西安，陕西科学技术出版社，
19989.甘永立主编《几何量公差与检测》，第7版，上海，上海科学技术出版社，
200510.西北工业大学机械原理及机械零件教研室编著《机械设计》，第7版，北京，高等教育出版社，2001目录设计任务书设计参数------------------------------------------------――――
（1）1．概述-------------------------------------------------――――
（1）2．叶轮的设计-------------------------------------------――――
（1）一．升力法设计叶轮-----------------------------------------
（6）二．圆弧法设计叶轮-----------------------------------------
（21）3．导叶的设计-------------------------------------------――――
（26）4．轴流泵结构设计---------------------------------------――――
（29）后记----------------------------------------------------――――
（30）参考文献------------------------------------------------――――
（31）x/l（mmδ/δmax%
0.
000.
01.
2524.
22.
5033.
45.
0046.
410.
0063.
120.
0086.
430.
0093.
640.
0098.
850.
0098.
060.
0089.
570.
0076.
080.
0056.
890.
0031.
695.
0017.
2100.
001.0。
个人认证
优秀文档
获得点赞 0
