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315吨液压机设计任务、设计思想及设计特点

1．1．1 设计任务

本设计是围绕150Y-75型离心油泵，对其进行机械校核和泵的故障分析，并且应用三维模型设计软件PROE对其（零部件）进行三维建模（包括动画演示）及仿真运动制作过程。 1．1．2 设计思想 （1）． 通过这次课题的设计，能更加全面的掌握机械设计、校核工作（包括轴、叶轮、泵体的强度计算与强度校核等）。 （2）． 了解离心泵的机械设计、校核过程以及离心泵的工作原理。 （3）．掌握泵的常见故障，针对所出现故障进行诊断和检修。 （4）． 以一个实际的离心泵的设计校核工程来进一部强化PROE的三维建模和动态仿真的学习。

1．1．3 设计特点www.hnliuhuaji.com

运用Pro/E软件将离心泵进行三维建模，然后运用软件的功能对其整体装配再进行动态仿真和泵的运动演示，并对其进行渲染，使其从装配到运行都如真实的展现出来。 通过设计着重培养我们的设计、计算分析问题和解决问题的能力，综合运用计算机绘图能力、表达技术问题的能力以及开拓创新的能力。是我们综合运用所学的知识来解决工程时间问题。

此次设计可以进一步的PROE软件的应用水平。运动仿真与渲染对泵的推广与展示具有很大的意义。

第二章 泵的概述www.hnjt88.com

2．1 泵的结构原理

2．1．1 泵的结造

本次设计的泵为悬臂式单级单吸Y型油泵。

泵体为垂直剖分悬架式，沿轴中心线平面支放在机架上，可以使泵轴向膨胀，保证同心。吸入口和排出口朝上有利于排除泵内蒸汽、管线受热自由膨胀，使泵两侧受力均匀，并使泵体上下预热均匀。

转子由叶轮、叶轮螺帽和轴与轴套等组成，残余不平衡的轴向力推力（开平衡孔平衡部分轴向推力）由轴承承受。

叶轮口环与泵体口环采用堆焊硬质合金增加耐磨性。通常热油泵的口环间隙要比冷油泵大些，这是考虑到热油泵口环受热膨胀的缘故。 轴承部分的托架支承转子，本身悬臂地固定在泵盖上。流动轴承受部分轴向力和全部径向力，用稀油润滑，托架冷却室可用水冷却（输送介质温度 时）。

泵的支架也有冷却室，当输送介质温度高于 时用冷却水来冷却支架。 泵与电动机采用弹性联轴器，可以使泵轴有膨胀伸缩可能性（叶轮与泵体也留有轴向膨胀的间隙）。联轴器中间有加长联轴器，检修时卸下中间加长联轴器，可以不动驱动机而将泵盖拆除（加长联轴器的长度应保证抽出泵盖和叶轮）。从电动机端看泵为逆时针方向旋转。 2．1．2 工作原理 www.jiaodaijichang.com

离心泵工作时，除泵本身以外，还装有吸入管路、底阀、压油管等。离心泵在开泵起动以前，必需是充满液体的，然后起动泵。此时动力机带动泵轴，使叶轮旋转。充满叶轮片流道间的液体，在离心力作用下，从叶轮小心被甩向叶轮外缘。液体以高速进入泵壳。液体从叶轮流出时，获得了能量(动能与压能)。这些高能量的液体经过泵壳导流(收集被叶轮甩出的液体)，流向压出管。由于液体在叶轮旋转中产生离心力，就像转动雨伞，水滴被甩出去一样，所以叫做离心泵，在液体流向压出管的同时，在叶轮的进口处产生真空，通过吸入管进入泵，进入叶轮。叶轮不断旋转，液体便源源不断地通过离心泵由低处送到高处。

当离心泵启动后，泵轴带动叶轮一起作高速旋转运动，迫使预先充灌在叶片间液体旋转，在惯性离心力的作用下，液体自叶轮中心向外周作径向运动。液体在流经叶轮的运动过程获得了能量，静压能增高，流速增大。当液体离开叶轮进入泵壳后，由于壳内流道逐渐扩大而减速，部分动能转化为静压能，最后沿切向流入排出管路。所以蜗形泵壳不仅是汇集由叶轮流出液体的部件，而且又是一个转能装置。当液体自叶轮中心甩向外周的同时，叶轮中心形成低压区，在贮槽液面与叶轮中心总势能差的作用下，致使液体被吸进叶轮中心。依靠叶轮的不断运转，液体便连续地被吸入和排出。液体在离心泵中获得的机械能量最终表现为静压能的提高。

2．2 泵在装置中的作用及要求www.yeyajichang.com

石油化工生产包括石油炼制(炼油厂)、化肥工业、合成纤维、合成橡胶、合成塑料、基本有机原料等，泵所输送的介质种类较多，石油化工用泵的类型也较多。

在石油化工生产方面，根据泵在工艺装置中的地位和作用的不同，对用泵提出下列要求： （1）对于输送某些易燃或易爆介质的泵，要求泵密封可靠，电动机为防爆或隔爆型；对某些有毒介质，泵的密封要求更为严格； （2）由于工艺设备中油品大都处于汽液平衡状态，要求泵的吸入性能好并应采取灌注措施； （3）由于某些油品和化学介质具有腐蚀性和冲蚀性，某些泵要求耐腐蚀和耐磨损； （4）为了使泵能连续可靠地运转，应采用专门的冷却、密封、润滑等措施。 离心油泵包括冷油泵、热油泵和液态泵；

冷油泵要求冷却、密封可靠，输送粘液时，还应考虑粘度对泵性能的影响。 热油泵除上述要求外，由于油品温度高，还应满足下列要求：

（1）保证各部分零件的温度膨胀，不产生偏心、歪斜或卡住，使泵的中心线两侧和上下温度膨胀对称和均匀（建议采用保温使泵内外受热均匀并减少热损失）； （2）泵的过流部分必须采用耐高温的材料； （3）第一级叶轮吸入性能好，保证泵正常吸入； （4）保证必要部分的冷却，改善泵零件工作条件；

（5）开泵前必须均匀预热，泵体温度不得低于入口油温40℃，其预热速度一般为50℃/时，在开车预热时应将泵体支脚螺母松开0.3～0.5毫米。

液态烃泵由于介质重度小，饱和蒸汽压和吸入压力均较高，应满足下列要求： （1）保证油封防漏，并且使填料函内压力高于其饱和蒸汽压； （2）防止汽化，保证气体分离；

（3）由于吸入压力高，应保证泵体强度和密封（通常不采有用铸铁，而采用铸钢泵体）； （4）注意轴向推力大小采取相应措施，防止轴承损坏和轴弯曲等问题。 2．3 泵的主要性能参数www.zzpidailiuhuaji.com

（1）流量Q

流量是泵在单位时间内输送出去的液体的液体量（体积或质量） 体积流量用Q表示，单位是 等。

质量流量用Qm表示，单位是：t/h、kg/s等。 质量流量和体积流量的关系为

Qm=ρQ (2-1) 式中 ρ—液体的密度（ ），常温清水ρ=1000

（2）扬程H

扬程是泵所抽送的单位重量液体从泵进口处（泵进口法兰）到泵出口处（泵出口法兰）能量的增值。也就是一牛顿液体通过泵获得的有效能量。其单位是米， 即泵抽送液体的液注高度。

根据定义，泵的扬程可以写为

H=ED-ES (2-2) 式中 ED——在泵出口处单位重量液体的能量（m）； ES——在泵进口处单位重量液体的能量（m）。

单位重量液体的能量在水利学中称为水头，通常由压力水头 p/g (m)、速度水头ｖ2/2g(m)位置水头Z（m）三部分组成，即 ，

因此 (2-3)

式中 PD、Ps——泵出口、进口处液体的静压力； VD、VS——泵出口、进口处液体的速度；

ZD、ZS——泵出口、进口到任选的测量基准面的距离。

泵的扬程表征泵本身的性能，只和泵进、出口法兰处的液体的能量有关，而和泵装置中液体的能量表示泵的扬程。

（3）转速n

转速是泵轴单位时间的转速的转数，用符号n表示，单位是r/min。

（4）汽蚀余量NPSH

气蚀余量是指在泵入口处单位质量液体所具有的超过汽化压力的富裕能量，单位用m液柱表示。汽蚀余量越大，泵就不会发生汽蚀，气蚀余量用Δh表示。

（5）功率和效率