装配图A0 当今社会离心泵的应用是很广泛的,在国民经济的许多部门要用到它。在供给系统中几乎是不可缺少的一种设备。在泵的实际应用中损耗严重，特别是化工用泵在实际应用中损耗，主要是轴封部分，在输送过程中由于密封不当而出现泄漏造成重大损失和事故。轴封有填料密封和机械密封。填料密封使用周期短，损耗高，效率低。本设计使用机械密封。主要以自己设计的离心泵为基础，对泵的密封进行改进，以减少损耗，提高离心泵寿命。本设计其主要工作内容如下，自己设计一台扬程为40m，流量为100m /h的离心泵。电机功率为7.5kw，转速为2900r/min，.在080 C工作环境下输送带杂质液体的离心泵的机械密封。
目录
一内容摘要……………………………………………………………1
二离心泵的工作原理以及密封方案选择……………………………2
2.1离心泵的工作原理………………………………………… 2
2.2密封方案选择……………………………………………… 2
三离心泵的设计………………………………………………………4
3.1离心泵的基本原理………………………………………… 4
3.2离心泵气蚀余量的计算…………………………………… 5
3.3离心泵基本参数的确定…………………………………… 6
1确定泵的进口直径…………………………………………6
2确定泵的出口直径…………………………………………6
3泵转速的确定………………………………………………7
4轴功率和原动机功率确定……………………………… 7
3.4压入室和吸出室的计算…………………………………… 8
1压出室水力计算………………………………………… 8
2吸入室的水力设计……………………………………… 8
3.5轴的计算…………………………………………………… 9
1扭矩的计算……………………………………………… 9
2泵轴直径的初步计算…………………………………… 9
3轴的强度计算……………………………………………19
4轴的强度校核……………………………………………12
3.6叶轮结构设计及主要尺寸计算……………………………14
1结构设计…………………………………………………14
2叶轮结构型式的确定……………………………………14
3叶轮轮毂直径的计算…………………………………14
4叶轮进口直径的计算……………………………… 15
5叶轮外径的计算…………………………………………15
6叶轮出口宽度的计算……………………………………16
7叶片数的计算和选择……………………………………16
8精算叶轮外径……………………………………………17
9叶轮出口速度……………………………………………17
10叶轮进口速度……………………………………………18
11叶轮强度计算……………………………………………19
3.7泵体和键的强度计算………………………………………21
1泵体强度计算……………………………………………21
2键的强度校核……………………………………………23
四离心泵的密封设计及其计算…………………………………… 26
4.1密封的介绍…………………………………………………26
4.2端面比压的计算……………………………………………27
五结论………………………………………………………………29六参考文献…………………………………………………………30
七附录………………………………………………………………31
英文翻译…………………………………………………………31
3.4压出室和吸入室的设计
1.压出室的水力设计
压出室的作用在于：
1将叶片中流出的液体收集起来并送往下一级叶轮或管路系统。
2.降低液体的流速，实现动能到压能的转化，并可减小液体流往下一级叶轮或管路系统的损失。
3.消除液体流出叶轮后的旋转运动，以避免由于这种旋转运动带来的水力损失。
本设计采用的压出室是蜗形体，即螺旋形涡室。
2.吸入室的水力设计
(1)吸入室的作用
吸入室是指泵的吸入法兰到叶轮入口前泵体的过流部分，吸入室的作用是将吸入管中的液体以最小的损失均匀地引向叶轮。
吸入室中的水力损失要比压出室的水力损失小的多，因此，与压出室相比，吸入室的重要性要小的多，尽管如此，吸入室仍是水泵不可缺少的部件，它直接影响着叶轮的效率和泵的汽蚀性能。
(2)吸入室的分类
吸入室有以下四类：直锥形吸入室、环形吸入室、半螺旋形吸入室、单吸泵螺旋形吸入室
直锥形吸入室常用于单级悬臂式泵中，它能保证液流逐渐加速而均匀地进入叶轮。
环形吸入室又叫同心吸入室，在接近入口处设有许多导向径，以防止液体在其中打转而产生预旋，常用于杂质泵和多级泵。
半螺旋形吸入室主要用于单级泵中和水平式开式泵等,能保证在叶轮进口得到均匀的速度常
本次设计泵采用单吸泵螺旋形吸入室。这种结构的吸入室性能好，结构简单，制造方便，液体在单吸泵螺旋形吸入室内流动速度递增，使液体在叶轮进口能得到均匀的速度，液体在双吸泵螺旋形吸入室水力损失很小，汽蚀性能也比较好。
泵盖A1 离心泵工作前，先将泵内充满液体，然后启动离心泵，叶轮快速转动，叶轮的叶片驱使液体转动，液体转动时依靠惯性向叶轮外缘流去，同时叶轮从吸入室吸进液体，在这一过程中，叶轮中的液体绕流叶片，在绕流运动中液体作用一升力于叶片，反过来叶片以一个与此升力大小相等、方向相反的力作用于液体，这个力对液体做功，使液体得到能量而流出叶轮，这时候液体的动能与压能均增大。就可以达到效果。
弹簧 离心泵依靠旋转叶轮对液体的作用把原动机的机械能传递给液体。由于离心泵的作用液体从叶轮进口流向出口的过程中，其速度能和压力能都得到增加，被叶轮排出的液体经过压出室，大部分速度能转换成压力能，然后沿排出管路输送出去，这时，叶轮进口处因液体的排出而形成真空或低压，吸水池中的液体在液面压力（大气压）的作用下，被压入叶轮的进口，于是，旋转着的叶轮就连续不断地吸入和排出液体。
弹簧座 离心泵的密封也叫轴封。它是旋转轴和泵体之间的密封。分为机械密封和填料密封。 填料密封一般采用油浸石棉盘根或油浸棉纱盘根。他的优点是结构简单、成本低、适用范围广。但是在实际生产中，经常出现这样的状况：新修好的设备，开始运行时轴封状况良好，但用不了多久，泄漏量便不断增加，调整压盖和更换填料的工作也逐渐频繁，运转不到一个周期，轴套就已磨损成花瓶状，严重时还会出现轴套磨断，并且水封环后面更换不到的盘根均已腐烂，无法起到密封作用。它的主要缺点是1、填料与轴直接接触，且相对转动，造成轴与轴套的磨损，所以必须定期或不定期更换轴套。2、为了使填料与轴或轴套间产生的摩擦热及时散掉，填料密封必须保持一定量的泄漏，而且不易控制。3、填料与轴或轴套间的摩擦，造成电机有效功率降低，消耗电能，有时甚至达到5％－10％的惊人比例。也就是说：从填料密封的原理来看，流体在密封腔内可泄漏的通道有三处：其一是流体穿透纤维材料造成泄漏；其二是从填料与填料箱体之间泄漏；其三是从填料与轴表面之间泄漏。
机械密封A2 机械密封是靠一对或数对垂直于轴作相对滑动的端面在流体压力和补偿机构的弹力（或磁力）作用下保持贴合并配以辅助密封而达到阻漏的轴封装置。 常用机械密封结构由静止环（静环）1、旋转环（动环）2、弹性元件3、弹簧座4、紧定螺钉5、旋转环辅助密封圈6和静止环辅助密封圈8等元件组成，防转销7固定在压盖9上以防止静止环转动。旋转环和静止环往往还可根据它们是否具有轴向补偿能力而称为补偿环或非补偿还。 相对于填料密封，机械密封的优点是： 1密封可靠在长周期的运行中，密封状态很稳定，泄漏量很小，按粗略统计，其泄漏量一般仅为软填料密封的1/100； 2使用寿命长在油、水类介质中一般可达1～2年或更长时间，在化工介质中通常也能达半年以上； 3摩擦功率消耗小机械密封的摩擦功率仅为软填料密封的1050 4轴或轴套基本上不受摩损； 5维修周期长端面磨损后可自动补偿，一般情况下，毋需经常性的维修；
静环 6抗振性好 对旋转轴的振动、偏摆以及轴对密封腔的偏斜不敏感； 7适用范围广机械密封能用于低温、高温、真空、高压、不同转速，以及各种腐蚀性介质和含磨粒介质等的密封。 8对现今许多工厂的“零泄漏”需要，填料无法达到此要求；根本适应范围广，随意性更大，但对于在工厂，经常更换或维护将对工厂造成很大损失。 但是机械密封由于零件相对较多，所以结构较复杂，对制造加工要求高，并且安装与更换比较麻烦，并要求工人有一定的安装技术水平。发生偶然性事故时，处理较困难。还有机械密封的一次性投资高，必须考虑成本问题。 综合二种密封方式，考虑本设计中输送的化学液体，并可能带有腐蚀性，一旦泄漏会出重大事故。必须选择密封性能好的方式。故本设计采用机械密封。要求计算出机械密封的各种力和端面比压。
旋转环 1 离心泵的基本原理 泵是把原动机的机械能转换成液体能量的机器。泵用来增加液体的位能、压能、动能.原动机通过泵轴带动叶轮旋转,对液体做功,使其能量增加,从而使需要数量的液体,使液体经泵的过流部件输送到要求的高度或要求压力的地方。
叶轮A3 如下图1-1所示,是简单的离心泵装置。原动机带动叶轮旋转,将水从A处吸入泵内,排送到B处。泵中起主导作用的是叶轮,叶轮中的叶片强迫液体旋转,液体在离心力作用下向四周甩出。这种情况和转动的雨伞上的水滴向四周甩出去的道理一样。泵内的液体甩出去后,新的液体在大气压力下进入泵内,如此连续不断地从A处向B处供水。泵在开动前,应先灌满水。如不灌满水,叶轮只能带动空气旋转,因空气的单位体积的质量很小,产生的离心力甚小,无力把泵内和排水管路中的空气排出,不能在泵内造成一定的真空,水也就吸不上来。泵的底阀是为灌水用的,泵出口侧的调节阀是用来调节流量的。如图3-1
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