1、315 噸液壓機(jī)設(shè)計(jì)任務(wù)、設(shè)計(jì)思想及設(shè)計(jì)特點(diǎn)111 設(shè)計(jì)任務(wù)本設(shè)計(jì)是圍繞150Y-75型離心油泵，對(duì)其進(jìn)行機(jī)械校核和泵的故障分析，并且應(yīng)用三維模型 設(shè)計(jì)軟件PROE對(duì)其（零部件）進(jìn)行三維建模（包括動(dòng)畫演示）及仿真運(yùn)動(dòng)制作過程。112 設(shè)計(jì)思想（1） 通過這次課題的設(shè)計(jì)，能更加全面的掌握機(jī)械設(shè)計(jì)、校核工作（包括軸、葉輪、泵 體的強(qiáng)度計(jì)算與強(qiáng)度校核等）。（2） 了解離心泵的機(jī)械設(shè)計(jì)、校核過程以及離心泵的工作原理。（3）掌握泵的常見故障，針對(duì)所出現(xiàn)故障進(jìn)行診斷和檢修。（4） 以一個(gè)實(shí)際的離心泵的設(shè)計(jì)校核工程來進(jìn)一部強(qiáng)化 PROE 的三維建模和動(dòng)態(tài)仿真 的學(xué)習(xí)。1 1 3 設(shè)計(jì)特點(diǎn) HYPERLINK

2、 運(yùn)用Pro/E軟件將離心泵進(jìn)行三維建模，然后運(yùn)用軟件的功能對(duì)其整體裝配再進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真 和泵的運(yùn)動(dòng)演示，并對(duì)其進(jìn)行渲染，使其從裝配到運(yùn)行都如真實(shí)的展現(xiàn)出來。通過設(shè)計(jì)著重培養(yǎng)我們的設(shè)計(jì)、計(jì)算分析問題和解決問題的能力，綜合運(yùn)用計(jì)算機(jī)繪圖能力、 表達(dá)技術(shù)問題的能力以及開拓創(chuàng)新的能力。是我們綜合運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)來解決工程時(shí)間問 題。此次設(shè)計(jì)可以進(jìn)一步的 PROE 軟件的應(yīng)用水平。運(yùn)動(dòng)仿真與渲染對(duì)泵的推廣與展示具有很 大的意義。第二章 泵的概述 HYPERLINK 21 泵的結(jié)構(gòu)原理211 泵的結(jié)造本次設(shè)計(jì)的泵為懸臂式單級(jí)單吸Y型油泵。泵體為垂直剖分懸架式，沿軸中心線平面支放在機(jī)架上，可以使泵軸向膨脹，保

3、證同心。吸 入口和排出口朝上有利于排除泵內(nèi)蒸汽、管線受熱自由膨脹，使泵兩側(cè)受力均勻，并使泵體 上下預(yù)熱均勻。轉(zhuǎn)子由葉輪、葉輪螺帽和軸與軸套等組成，殘余不平衡的軸向力推力（開平衡孔平衡部分軸 向推力）由軸承承受。葉輪口環(huán)與泵體口環(huán)采用堆焊硬質(zhì)合金增加耐磨性。通常熱油泵的口環(huán)間隙要比冷油泵大 些，這是考慮到熱油泵口環(huán)受熱膨脹的緣故。軸承部分的托架支承轉(zhuǎn)子，本身懸臂地固定在泵蓋上。流動(dòng)軸承受部分軸向力和全部徑向力， 用稀油潤(rùn)滑，托架冷卻室可用水冷卻（輸送介質(zhì)溫度 時(shí)）。泵的支架也有冷卻室，當(dāng)輸送介質(zhì)溫度高于 時(shí)用冷卻水來冷卻支架。 泵與電動(dòng)機(jī)采用彈性聯(lián)軸器，可以使泵軸有膨脹伸縮可能性（葉輪與泵體也留

4、有軸向膨脹的 間隙）。聯(lián)軸器中間有加長(zhǎng)聯(lián)軸器，檢修時(shí)卸下中間加長(zhǎng)聯(lián)軸器，可以不動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)而將泵蓋 拆除（加長(zhǎng)聯(lián)軸器的長(zhǎng)度應(yīng)保證抽出泵蓋和葉輪）。從電動(dòng)機(jī)端看泵為逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。 212 工作原理 HYPERLINK 離心泵工作時(shí)，除泵本身以外，還裝有吸入管路、底閥、壓油管等。離心泵在開泵起動(dòng)以前， 必需是充滿液體的，然后起動(dòng)泵。此時(shí)動(dòng)力機(jī)帶動(dòng)泵軸，使葉輪旋轉(zhuǎn)。充滿葉輪片流道間的 液體，在離心力作用下，從葉輪小心被甩向葉輪外緣。液體以高速進(jìn)入泵殼。液體從葉輪流 出時(shí)，獲得了能量（動(dòng)能與壓能）。這些高能量的液體經(jīng)過泵殼導(dǎo)流（收集被葉輪甩出的液體）， 流向壓出管。由于液體在葉輪旋轉(zhuǎn)中產(chǎn)生離心力，就像轉(zhuǎn)

5、動(dòng)雨傘，水滴被甩出去一樣，所以 叫做離心泵，在液體流向壓出管的同時(shí)，在葉輪的進(jìn)口處產(chǎn)生真空，通過吸入管進(jìn)入泵，進(jìn) 入葉輪。葉輪不斷旋轉(zhuǎn)，液體便源源不斷地通過離心泵由低處送到高處。 當(dāng)離心泵啟動(dòng)后，泵軸帶動(dòng)葉輪一起作高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，迫使預(yù)先充灌在葉片間液體旋轉(zhuǎn)，在 慣性離心力的作用下，液體自葉輪中心向外周作徑向運(yùn)動(dòng)。液體在流經(jīng)葉輪的運(yùn)動(dòng)過程獲得 了能量，靜壓能增高，流速增大。當(dāng)液體離開葉輪進(jìn)入泵殼后，由于殼內(nèi)流道逐漸擴(kuò)大而減 速，部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為靜壓能，最后沿切向流入排出管路。所以蝸形泵殼不僅是匯集由葉輪流 出液體的部件，而且又是一個(gè)轉(zhuǎn)能裝置。當(dāng)液體自葉輪中心甩向外周的同時(shí)，葉輪中心形成 低壓區(qū)，在

6、貯槽液面與葉輪中心總勢(shì)能差的作用下，致使液體被吸進(jìn)葉輪中心。依靠葉輪的 不斷運(yùn)轉(zhuǎn)，液體便連續(xù)地被吸入和排出。液體在離心泵中獲得的機(jī)械能量最終表現(xiàn)為靜壓能 的提高。22 泵在裝置中的作用及要求 HYPERLINK 石油化工生產(chǎn)包括石油煉制（煉油廠）、化肥工業(yè)、合成纖維、合成橡膠、合成塑料、基本有 機(jī)原料等，泵所輸送的介質(zhì)種類較多，石油化工用泵的類型也較多。 在石油化工生產(chǎn)方面，根據(jù)泵在工藝裝置中的地位和作用的不同，對(duì)用泵提出下列要求：（1）對(duì)于輸送某些易燃或易爆介質(zhì)的泵，要求泵密封可靠，電動(dòng)機(jī)為防爆或隔爆型；對(duì)某 些有毒介質(zhì)，泵的密封要求更為嚴(yán)格；（2）由于工藝設(shè)備中油品大都處于汽液平衡狀態(tài)，要

7、求泵的吸入性能好并應(yīng)采取灌注措施；（3）由于某些油品和化學(xué)介質(zhì)具有腐蝕性和沖蝕性，某些泵要求耐腐蝕和耐磨損；（4）為了使泵能連續(xù)可靠地運(yùn)轉(zhuǎn)，應(yīng)采用專門的冷卻、密封、潤(rùn)滑等措施。 離心油泵包括冷油泵、熱油泵和液態(tài)泵； 冷油泵要求冷卻、密封可靠，輸送粘液時(shí)，還應(yīng)考慮粘度對(duì)泵性能的影響。熱油泵除上述要求外，由于油品溫度高，還應(yīng)滿足下列要求：（1）保證各部分零件的溫度膨脹，不產(chǎn)生偏心、歪斜或卡住，使泵的中心線兩側(cè)和上下溫 度膨脹對(duì)稱和均勻（建議采用保溫使泵內(nèi)外受熱均勻并減少熱損失）；（2）泵的過流部分必須采用耐高溫的材料；（3）第一級(jí)葉輪吸入性能好，保證泵正常吸入；（4）保證必要部分的冷卻，改善泵零件

8、工作條件；（5）開泵前必須均勻預(yù)熱，泵體溫度不得低于入口油溫40C，其預(yù)熱速度一般為50C/時(shí)， 在開車預(yù)熱時(shí)應(yīng)將泵體支腳螺母松開0.30.5毫米。液態(tài)烴泵由于介質(zhì)重度小，飽和蒸汽壓和吸入壓力均較高，應(yīng)滿足下列要求： （1）保證油封防漏，并且使填料函內(nèi)壓力高于其飽和蒸汽壓；（ 2）防止汽化，保證氣體分離；（ 3）由于吸入壓力高，應(yīng)保證泵體強(qiáng)度和密封（通常不采有用鑄鐵，而采用鑄鋼泵體）；（ 4）注意軸向推力大小采取相應(yīng)措施，防止軸承損壞和軸彎曲等問題。23 泵的主要性能參數(shù) HYPERLINK 1）流量 Q 流量是泵在單位時(shí)間內(nèi)輸送出去的液體的液體量(體積或質(zhì)量) 體積流量用 Q 表示，單位是

9、等。質(zhì)量流量用Qm表示，單位是：t/h、kg/s等。 質(zhì)量流量和體積流量的關(guān)系為Qm=pQ(2-1)式中p 一液體的密度(),常溫清水p =1000( 2)揚(yáng)程 H揚(yáng)程是泵所抽送的單位重量液體從泵進(jìn)口處(泵進(jìn)口法蘭)到泵出口處(泵出口法蘭)能量 的增值。也就是一牛頓液體通過泵獲得的有效能量。其單位是米， 即泵抽送液體的液注高 度。根據(jù)定義，泵的揚(yáng)程可以寫為H=ED-ES (2-2)式中 ED在泵出口處單位重量液體的能量(m)；ES在泵進(jìn)口處單位重量液體的能量(m)。單位重量液體的能量在水利學(xué)中稱為水頭，通常由壓力水頭p/g (m)、速度水頭v 2/2g(m) 位置水頭Z (m)三部分組成，即因此 (2-3)式中 PD、Ps泵出口、進(jìn)口處液體的靜壓力；VD、VS泵出口、進(jìn)口處液體的速度；ZD、ZS泵出口、進(jìn)口到任選的測(cè)量基準(zhǔn)面的距離。 泵的揚(yáng)程表征泵本身的性能，只和泵進(jìn)、出口法蘭處的液體的能量有關(guān)，而和