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泵的设计方法

浏览次数:1613发布日期:2013-12-25
  hbzhan内容导读:是一种将原动机的机械能转变为输送流体能量的机械。在任何工矿企业中,用不到离心泵的部门是没有的.在农业生产中,泵是主要的排灌机械。我国农用泵占泵总量的一半以上。
  
  在矿业和冶金工业中,泵也是使用得zui多的设备。矿井下需要用泵排水;在选矿、冶炼和轧制过程中,需要用泵来供水等。另外,在国防建设、船舶制造、城市的给排水、蒸汽机车的用水、机床的润滑和冷却、纺织工业中输送漂液和染料、造纸工业中输送纸浆,以及食品工业中输送牛奶和糖类食品等,都需要大量的泵。
  
  泵的设计具有不同的方法,其基于流道理论的一元分析常用于离心式机械,将流道横截面上的参数用其平均值来表示的一种简化分析方法。确定泵叶轮的线性尺寸可以采用不同的方法,一种是利用经验系数直接计算线性尺寸,另一种利用速度系数。利用相似理论推导出叶轮及蜗形压出室线性尺寸计算公式,再以当代国产泵水力模型为统计源,用数值分析的方法将拟合成方程式进行计算,是离心泵水力设计行之有效而简洁的方法。
  
  基于泵内液体流动的复杂性,至今还不能用理论计算的方法准确地获得泵的性能曲线,因此,通过试验手段开展对泵性能的研究,或对已有的产品确定其实际的工作性能就显得极为重要。根据试验条件和目的的不同,性能试验可分为试验台试验和现场式试验两种。试验台试验是指,将泵安装在制造厂或使用单位的泵性能试验装置上而进行的试验。其主要目的是:确定泵的工作性能曲线,确定它的工作范围,可以更好的向用户提供经济、合理地使用和选择的可靠数据;通过实验得到的性能曲线来校核设计参数,检验是否达到了设计所要求的技术指标,以便修改设计或改进制造质量。
  
  现场试验是指,泵安装到使用单位后,在实际的使用条件下进行的试验,其主要目的是为泵的安全、经济运行提供可靠的依据。例如,通过试验了解整个泵装置及管路系统的实际性能,据此来考察其选型是否合理,并以此为依据,制定经济运行方案,使其在负荷变动时也能随之按合理的方式进行。在泵改造前进行试验,以便鉴定改进效果。通过试验测得的效率下降和出力变化的情况,来估计泵在长期运行中因汽化、磨损和内部不正常的泄露等因素所造成的内部损坏程度,以便及时检测并合理确定检修期限。
  
  泵之所以能输送液体,主要是依靠高速旋转的叶轮,介质在惯性离心力的作用下获得能量以提高压强。介质离开叶轮进入泵壳后,因蜗壳内流道逐渐扩大而使介质减速,部分动能转换成静压能。只要叶轮不断地旋转,介质便连续地被吸入和排出。
  
  从上述工作原理可知,离心泵工作时,zui怕泵内有气体,因为气体的密度小,旋转时产生的离心力就很小,叶轮内不能造成必要的真空度,也就无法将密度较大的液体吸入泵中,因此在开泵前必须使泵的吸入系统充满液体,工作中吸入系统也不能漏气,这是离心泵正常工作必须具备的条件。液体在离心泵中获得能量的过程表现为液体在叶轮作用下流速大小和流动方向的变化。离心泵工作时,液体一方面和叶轮一起旋转作旋转运动,同时又从叶轮的流道中向外流动,液体在叶轮中所作的是一种复合运动。
  
  本泵的结构采取后开门的结构形式,即泵体与泵盖的分界在叶轮的背面,泵体和泵盖构成泵的工作室;叶轮、轴、和滚动轴承等为泵的转子;悬架和轴承部件支撑泵的转子。为了平衡泵的轴向力,大多数叶轮前、后均设有密封环,并在叶轮后盖板上设有平衡孔。但是有些泵的轴向力不大,叶轮背面不必设密封环和平衡孔。
  
  设计内容分为四部分计算,即材料选择、水力计算、结构设计和强度校核。在相关标准的允许范围内,充分考虑到该泵的使用环境和输送的介质,在结构设计、材质选择、过流部件的水力设计、泵零件强度设计等主要环节上作出了十分科学的改进。在选材上泵体、叶轮等零部件选用灰铸铁。在轴和轴套采用45号钢,在结构上将底座加厚加筋,以增强刚性,采用机械密封。保证泵在所处的环境中能正常使用。

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