单级单吸离心泵毕业设计全套图纸管理资料.docx
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单级单吸离心泵毕业设计全套图纸管理资料
毕业设计（论文）
题目单级单吸离心泵设计
_________________________________
学生
联系电话
指导教师
评阅人_________________________________
教学站点_________________________________
专业
完成日期_________________________________
毕业设计（论文）任务书
毕业设计题目
单级单吸离心泵设计
指导教师
职称
专业名称
班级
学生姓名
学号
设计要求
在规定的时间内完成装备图,且产品能达到所设计的性能指标。
完成毕业课题的计划安排
序号
内容
时间安排
1
外文资料翻译
20**.**.
2
搜集课题相关资料
20**.**.
3
完成毕业设计说明书
20**.**.
4
预审，修改
20**.**.
5
答辩
20**.**.
答辩提交资料
外文资料翻译，毕业设计说明书
计划答辩时间
20**
专科毕业设计（论文）审查意见表
学生姓名
教学站点
专业、班级
论文题目
序号
评审项目
指标
分值
评分
1
工作态度
对待工作严肃认真，学习态度端正。
2
能够正确处理工学矛盾，按照要求按时完成各阶段工作任务。
2
2
工作能力与水平
能够综合和正确利用各种途径收集信息，获取新知识。
1
能够应用基础理论与专业知识，独立分析和解决实际问题。
1
毕业设计（论文）所得结论具有应用或参考价值。
1
基本具备独立从事本专业工作的能力。
1
3
论文质量
论文条理清晰，结构严谨；文笔流畅，语言通顺。
2
方法科学、论证充分；专业名词术语使用准确。
2
设计类计算正确，工艺可行，设计图纸质量高，标准使用规范。
4
工作量
论文正文字数达到8000及以上。
不足8000字的，每少500字扣2分。
8
5
论文格式
论文正文字体字号使用正确，图表标注规范。
3
论文排版、打印、装订符合《西安石油大学继续教育学院毕业设计（论文）撰写规范》的要求。
6
6
创新
工作中有创新意识；对前人工作有改进、突破，或有独特见解。
1
是否同意参加评阅（填写同意或者不同意）:
总分
30
说明
有下列情况之一的毕业设计（论文）不得参加评阅：
1、毕业设计（论文）选题或内容与所学专业不相符的；2、毕业设计（论文）因1/2以上内容与他人论文或文献资料相同，被认定为雷同的；3、正文字数不足6000字的。
评语：
指导教师：
年月日
毕业设计（论文）评阅意见表
学生姓名
教学站点
专业、班级
论文题目
序号
评审项目
指标
满分
评分
1
选题
毕业设计（论文）选题难易程度适中，具有实际或理论意义。
5
2
论文质量
毕业设计（论文）能反映学生对所学的基础理论与专业知识进行综合运用的能力。
5
条理清晰，结构严谨；文笔流畅，语言通顺。
5
方法科学，论证充分；专业名词术语准确。
5
设计类计算正确，工艺可行，设计图纸质量高，标准使用规范。
3
工作量
完成任务书规定的内容。
论文正文字数达到8000及以上。
不足8000字的，每少500字扣5分。
20
4
规范化
论文正文字体字号使用正确，图表标注规范。
10
论文排版、打印、装订符合《西安石油大学继续教育学院毕业设计（论文）撰写规范》的要求。
15
5
创新
对前人工作有改进、突破，或有独特见解
5
总分
70
说明
有下列情况之一的毕业设计（论文）按“0”分记：
1、毕业设计（论文）审查成绩单中的审查成绩栏内为“取消”字样的；2、毕业设计（论文）选题或内容与所学专业不符的；3、毕业设计（论文）因1/2以上内容与他人论文或文献资料相同，被认定为雷同的；4、正文字数不足6000字的。
评语：
评阅人：
年月日
单级单吸离心泵设计
摘要：
IS型单级单吸离心泵吸收了KT、NB、ES、DL、XA及国外优秀离心泵系列产品的优点，采用了多项水力设计及工艺方法的发明专利和实用新型专利而研制开发的高新技术系列产品。
它广泛用于空调、制冷、冰蓄冷、自来水厂、消防、环保、高层供水和城乡排水等领域，一般输送85摄氏度以下清水或物理化学性质类似清水的液体。
通过变换泵的结构及材质可输送高温及腐蚀性介质，可用与化工、冶金等行业。
本系列产品产品具有高效率、高性能、高耐压、高可靠性和安装维修方便等特点，其结构参数符合国际标准产品相互替代，，诸项技术经济指标达到国外同类产品先进水平，属于国际接轨的换代产品。
注：
单级单吸离心泵为一个叶轮一个进水口的离心泵。
关键词：
单级单吸、叶轮、机械密封、安装、故障分析。
目录
1引言-----------------------------------------------------------08
2型号意义示例及名词解释-----------------------------------------08
型号意义示例-------------------------------------------------08
名词解释-----------------------------------------------------08
3IS型单级单吸离心泵的主要性能参数------------------------------08
流量---------------------------------------------------------08
扬程---------------------------------------------------------09
转速---------------------------------------------------------09
汽蚀余量-----------------------------------------------------09
功率和效率---------------------------------------------------09
4IS型单级单吸离心泵的特性曲线-----------------------------------10
5IS型单级单吸离心泵工作原理-------------------------------------116IS型单级单吸离心泵的主要部件-----------------------------------13
7IS型单级单吸离心泵的水泵检验标准-------------------------------17
8IS型单级单吸离心泵容易发生的故障-------------------------------26
9IS型单级单吸离心泵间性能的改变和换算---------------------------29
10结束语----------------------------------------------------------31
致谢--------------------------------------------------------------31
参考文献毕业------------------------------------------------------32
设计小结----------------------------------------------------------33
1引言
利用离心力输水的想法最早出现在列奥纳多达芬奇所作的草图中。
1689年，法国物理学家帕潘发明了四叶片叶轮的蜗壳离心泵。
但更接近于现代离心泵的，则是1818年在美国出现的具有径向直叶片、半开式双吸叶轮和蜗壳的所谓马萨诸塞泵。
1851～1875年，带有导叶的多级离心泵相继被发明，使得发展高扬程离心泵成为可能。
尽管早在1754年，瑞士数学家欧拉就提出了叶轮式水力机械的基本方程式，奠定岭心泵设计的理论基础，但直到19世纪末，高速电动机的发明使离心泵获得理想动力源之后，它的优越性才得以充分发挥。
在英国的雷诺和德国的普夫莱德雷尔等许多学者的理论研究和实践的基础上，离心泵的效率大大提高，它的性能范围和使用领域也益扩大，已成为现代应用最广、产量最大的泵。
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。
在给水系统中几乎是不可缺少的一种设备，如若把自来水管网当作人身的血管系统，那么离心泵就是压送血液的心脏。
新IS型单级单吸离心泵是在原有的IS型单级单吸离心泵的基础上进行的一种改进，现市面上大多的离心泵，在安装叶轮时，是采用的泵轴的锥度进行定位的，这样的定位，对于轴的加工精度要求很高，在一般的小型加工单位很难达到这样的精度等级，所以通过把锥度轴变为直轴的方法来避免因为加工精度不高而导致的安装不便的弊端，同时在叶轮安装时通过加轴套的方法进行定位，这样的改进在提高轴强度的同时，加工也方便了，且其他部件的制作模具的改动也很少，生产成本也没有增加。
此次设计中以型号IS 80—65—160 A作为数据依据。
2号意义示例及名词解释
IS 80—65—160 A
| | | | |
| | | 叶轮经第一次切割
| | | 叶轮直径（mm）
| | 泵出口直径（mm）
| 泵进口直径（mm）
符合国际标准的用于空调制冷等领域的单级单吸离心泵
离心泵：
通过利用离心力输水的水泵。
单级单吸：
单级是指一个叶轮，单吸是指只有一个进水口。
在离心泵系列中还有双级双吸、双级单吸、单级双吸离心泵，至于叶轮和进水口的数量主要是通过考虑到离心泵的功率和性能参数来确定的，其中单级单吸离心泵是功率和性能最简单的一种。
3IS型单级单吸离心泵的主要性能参数
单吸离心泵的性能参数有流量、能头（扬程）、功率、效率、转速，还有表示其实性能的参数，即汽蚀余量或吸上的真空高度。
这些参数反映了泵的整体性能。
流量（Qm/h或m/IS）
离心泵的流量即为离心泵的送液能力，是指单位时间内泵所输送的液体体积。
用
表示体积流量，
/IS;
：
注：
式中，
为流体密度，常温清水
=1000
。
泵的流量取决于泵的结构尺寸主要为叶轮的直径与叶片的宽度和转速等。
操作时，泵实际所能输送的液体量还与管路阻力及所需压力有关。
注意：
因为泵安装在特定的管路上，所以管路的特性必然要影响流量的大小。
扬程H（m）
扬程是单位重量液体从泵进口（泵进口法兰）到泵出口（泵出口法兰）处能量的增值，也就是1N液体通过泵获得的有效能量。
其单位是
，即泵抽送液体的液柱高度。
扬程亦有称能量头。
根据定义，泵的扬程可写为
式中
泵出口处单位重量液体的能量，m;
泵进口处单位重量液体的能量，m。
E为单位液体的总机械能，他有压力能、动能和位能三部分组成，即
式中
重力加速度，
液体所在位置至任选的水平基准面之间的距离，m
转速
转速是泵轴单位时间的转数，用n表示，单位是
汽蚀余量又叫正吸头，NPSH,单位是m，是表示气蚀性能的主要参数。
（1）离心泵的功率用路可分为原动机功率、轴功率和有效功率。
轴的通常指原动机传到泵轴上的功率,用N表示，单位是W或KW。
泵的有效功率用
表示，它是单位时间内从泵中输送出去的液体在泵中获得的有效能量。
（2）离心泵的效率η---反映泵对液体提供的有效能量与原动机提供给泵的能量（轴功率N）之比。
即
：
机械损失（ηm）
由泵在运转时，轴承、轴封装置的机械接触面处于机械摩擦而消耗的部分能量。
水力损失（ηh）
叶片间涡流造成的损失、液体入泵时的水力冲击损失、液体与泵壳、叶片间的摩擦损失之和。
水力损失ηh与泵的结构、流量及液体的性质有关。
（
）
容积压力损失
各种泄露、回流，使泵对这部分液体做了无用功，减少了泵的实际输送能量。
与泵结构及液体在泵进、出口的压强差有关。
离心泵的效率反映这三项能量损失的总和，故又称为总效率η，总效率为这三个效率的乘积，即：
η=ηvηmηh
由水力损失图示（下图）可知：
额定流量QIS（）下hf最小，η最高。
一般小型离心泵的效率为50--70大型泵可高达90。
这里ηv、ηm与流量Q无关。
泵的效率值与泵的类型、大小、结构、制造精度和输送液体的性质有关。
大型泵效率值高些，小型泵效率值低些。
4IS型单级单吸离心泵的特性曲线
泵的各个性能参数之间存在着一定的相互依赖变化关系，可以通过对泵进行试验，分别测得和算出参数值，并画成曲线来表示，这些曲线称为泵的特性曲线。
每一台泵都有特定的特性曲线，由泵制造厂提供。
通常在工厂给出的特性曲线上还标明推荐使用的性能区段，称为该泵的工作范围。
泵的实际工作点由泵的曲线与泵的装置特性曲线的交点来确定。
选择和使用泵，应使泵的工作点落在工作范围内，以保证运转经济性和安全。
此外，同一台泵输送粘度不同的液体时，其特性曲线也会改变。
通常，泵制造厂所给的特性曲线大多是指输送清洁冷水时的特性曲线。
对于动力式泵，随着液体粘度增大，扬程和效率降低，轴功率增大，所以工业上有时将粘度大的液体加热使粘性变小，以提高输送效率。
特性曲线指H～Q、N～Q及η～Q（也有含△h～Q或hIS～Q的）等的关系曲线。
特性曲线图:
特性曲线的共同特点：
（1）H～Q：
Q↑→H↓
（2）N～Q：
Q↑→N↑，Q0，Nmin；
（3）η～Q：
先Q↑→η↑，达ηmin后Q↑→η↓，ηmax点—设计点。
其下的H、Q（即OIS）、N是最佳工况参数——标于铭牌上。
选择泵时至少应使其在≥92ηmax下工作。
5IS型单级单吸离心泵工作原理
。
。
。
、杂质泵、耐腐蚀泵等。
单级单吸离心泵的主要过流部件有吸水室、叶轮和压水室。
吸水室位于叶轮的进水口前、导叶和空间导叶三面，起到把液体引向叶轮的作用；压水室主要有螺旋形压水室（蜗壳式）种形式；叶轮是泵的最重要的工作元件，是过流部件的心脏，叶轮由盖板和中间的叶片组成。
单级单吸离心泵工作前，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，这时液体的动能与压能均增大。
启动后，叶轮由轴带动高速转动，叶片间的液体也必须随着转动。
在离心力的作用下，液体从叶轮中心被抛向外缘并获得能量，以高速离开叶轮外缘进入蜗形泵壳。
在蜗壳中，液体由于流道的逐渐扩大而减速，又将部分动能转变为静压能，最后以较高的压力流入排出管道，送至需要场所。
液体由叶轮中心流向外缘时，在叶轮中心形成了一定的真空，由于贮槽液面上方的压力大于泵入口处的压力，液体便被连续压入叶轮中。
可见，只要叶轮不断地转动，液体便会不断地被吸入和排出。
工作原理图：
6IS型单级单吸离心泵的主要部件
单级单吸离心泵的基本构造是由七部分组成的，分别是：
叶轮，泵体（即泵体和泵盖），泵轴，轴承，悬架，机械密封，填料函。
两个主要部分构成：
一是包括叶轮和泵轴的旋转部件；二是由泵壳、填料函和轴承组成的静止部件。
叶轮是离心泵的核心部分，它转速高出力大，叶轮上的叶片又起到主要作用，叶轮在装配前要通过静平衡实验。
叶轮上的内外表面要求光滑，以减少水流的摩擦损失。
叶轮的作用是将原动机的机械能直接传给液体，以增加液体的静压能和动能（主要增加静压能）。
叶轮室是泵的流部件的核心,泵通过叶轮对液体的作功，使其能量增加。
叶轮按液体流出的方向分为三类：
（1）径流式叶轮（离心式叶轮）液体是沿着与轴线垂直的方向流出叶轮。
（2）斜流式叶轮（混流式叶轮）液体是沿着轴线倾斜的方向流出叶轮。
（3）轴流式叶轮液体流动的方向与轴线平行的。
叶轮按吸入的方式分为二类：
（1）单吸叶轮（即叶轮从一侧吸入液体）。
（2）双吸叶轮（即叶轮从两侧吸入液体）。
叶轮按盖板形式分为三类：
（1）封闭式叶轮。
（2）敞开式叶轮。
（3）半开式叶轮。
其中封闭式叶轮应用很广泛，前述的单吸叶轮双吸叶轮均属于这种形式。
叶轮图
（a）闭式（b）半开式（c）开式
（泵体、泵盖）
（1）泵体作用是将叶轮封闭在一定空间内，以便由叶轮作用吸入和排除流体。
泵壳多做成蜗壳形状，故又称蜗壳。
由于流道截面积逐渐扩大，故从叶轮四周甩出的高速旋转的液体流速逐渐下降，是部分动能有效的转换成静压能。
泵壳不仅汇集了叶轮甩出的液体，同时又是一个能量转换装置。
泵壳为图（6）九号元件
离心泵结构图（6）
泵轴
泵轴的作用是支持和固定叶轮等回转体，带动叶轮在正确的工作位置做高速旋转并传递驱动功率的元件，所以它是传递机械能的主要元件。
离心泵泵轴工作时要以一定的转速作旋转运动，承受较大的弯矩和转矩。
轴要有足够的强度、硬度和几何精度，将对密封性能的不良影响降低到最低程度，最大限度的减少摩擦损伤和危险性。
泵轴为图（6）8号元件
轴承
离心泵轴承按摩擦性质不同，轴承分为滚动轴承和滑动轴承。
滚动轴承在离心泵中起着很重要的作用，它主要用于支承转子。
（1）滚动轴承的基本结构典型的滚动轴承通常由内圈、外圈、滚动体和保持架四个元件组成，如图6-19所示。
内圈装在轴颈上，外圈装在机架的轴承孔内。
通常是内圈随轴颈旋转而外尽固定，但也有是以外圈旋转而内圈固定的。
当内、外圈相对转动时，滚动体就在内外圈的滚道中滚动。
保持架的作用是把滚动体均匀地隔开。
滚动体则是轴承中形成滚动摩擦不可缺少的零件。
常用的滚动体形式如图6-20所示。
（2）滚动轴承的材料滚动轴承的内、外圈及滚动体是由高碳铬轴承钢制造，如GCr9、GCr15、GCr15ISiMn、G20CrNi2Mo等。
滚动轴承的内、外圈及滚动体必须充分淬硬，并须经磨削和抛光，以提高材料的接触疲劳强度和耐磨性。
保持架一般用低碳素钢板冲压成形，根据用途不同，有的则用有色金属（如黄铜）或塑料（如酚醛夹布胶木）制成。
、接触角和偏位角滚动轴承的游隙、接触角和偏位角是居拓E轴承工作性能的要素。
（1）游隙轴承中的滚动体与内、外圈滚道之间的间隙称为轴承的游隙。
轴承游隙分为径向游隙及轴向游隙两种，如图6-21所示。
当轴承中的一个座圈固定不动，另一个座圈沿径向（或轴向）从一个极端位置到另一个极端位置的移动量，就称为轴承的径向（或轴向）游隙。
游隙对轴承的工作寿命、温升和噪音等都有很大的影响。
各级精度的轴承的游隙都有标准规定。
（2）接触角轴承的接触线与轴承径向平面间的夹角称为接触角，如图6-22所示。
由图可知，向心球轴承在未受载荷或受纯径向载荷作用时，其接触角。
二0;而当有轴向载荷作用时，其接触角增大到a,。
轴承接触角变化的大小通常与轴向载荷、游隙、滚道凹槽与球半径的比值以及轴承零件的弹性变形等因素有关。
（3）偏位角轴承由于具有径向游隙，因此可以容许由于轴的挠曲变形而引起内、外圈有一定的相对偏斜，如图6一23所示。
滚动轴承的类型很多，并且是标准件，由专业轴承厂大批量生产。
因此我们主要是通过熟悉类型、标准及其应用特点来合理选用。
按照轴承内部结构和能承受外载荷的方式不同，滚动轴承主要可分为：
（1）向心轴承主要承受径向载荷，或同时承受较小的轴向载荷，如图6-24（a）所示。
（2）幼推力轴承只能承受轴向载荷，如图6-24（b）所示。
（3）向心推力轴承能同时承受径向、轴向载荷，如图6-24（c）所示。
悬架
悬架轴承部分支撑着泵的转子部分，滚动轴承受泵的轴向力和径向力。
机械密封
机械密封是指由至少一对垂直于旋转轴线的端面在流体压力和补偿机构弹力（或磁力）的作用以及辅助密封的配合下保持贴合并相对滑动而构成的防止流体泄漏的装置。
安装时注意事项
（1）上紧压盖应在联轴器找正后进行，螺栓应均匀上支，防止压盖端面偏斜，用塞尺检查各点，。
（2）检查压盖与轴或轴套外径的配合间隙（即同心度），四周要均匀，。
，不允许有过大或过小现象，。
过大会增加端面比压，加速端面磨损。
过小会造成比压不足而不能起到密封作用。
，将动环压向弹簧后应能自动弹回来。
安装时技术要求
机械密封是属于较高精度的机械部件，对其正确的安装与操作对它的使用寿命有大大的影响。
我们一般按照石油化工部规定的标准。
安装机械密封的泵与机械密封配合部分的技术要求如下:
1、轴弯曲度：
；
2、转子振摆：
；
3、轴的轴向窜动量不允许超过±，如果带轴套，不允许轴套有松动；
4、联轴器的找正误差：
～（P2008C），～；（习惯做法端跳<,径跳<）
5、压盖（静环座），～，如果达不到要求，密封腔要进行加工；
6、安装动环密封圈的轴套端部，以及安装静环密封圈的压盖（或壳体）的端部应倒角，并修光滑。
填料函主要由填料，水封环，填料筒，填料压盖，水封管组成。
填料函的作用主要是为了封闭泵壳与泵轴之间的空隙，不让泵内的水流不流到外面来也不让外面的空气进入到泵内。
始终保持水泵内的真空。
当泵轴与填料摩擦产生热量就要靠水封管住水到水封圈内使填料冷却。
保持水泵的正常运行。
所以在水泵的运行巡回检查过程中对填料函的检查是特别要注意。
在运行600个小时左右就要对填料进行更换。
本泵采用软填料密封，软填料密封又称盘根密封，填料函内的填料受压盖的轴向力作用而径向胀紧，以达到密封目的。
软填料常由纤维（石棉、尼龙等）、润滑剂（石墨、二硫化钼、滑石粉等）和各种金属丝增强剂组成。
填料磨损后可通过拧紧螺栓予以补偿。
7IS型单级单吸离心泵的水泵检验标准
一个完整的水泵检验装置应包括以下几部分：
（1）动力系统
（2）传动系统
（3）测量与控制系统
（4）辅助系统
动力系统
（1）明确实验对象，确定动力系统各单位设计检验装置的目的有所不同，有的只是为本单位产品做实验用，有的需要为各种泵做服务，所以泵的动力系统的功率应根据实际情况来确定。
计算公式如下：
式中：
P动：
所需动力系统输出功率，KW；
P泵：
被测试泵的水功率，KW；
Ƞ齿：
齿轮箱效率
；
Ƞ扭：
扭矩仪效率
；
Ƞ离：
离合器效率
；
Ƞ
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