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新KS型单级单吸离心泵设计 　　新kS型单级单吸离心泵的设计第一章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，法国物理学家帕潘创造了四叶片叶轮的蜗壳离心泵但更靠近于当代离心泵的，则是1818年在美国出现的含有径向直叶片、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创造，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础方程式，奠定了离心泵设计的理论基础，但直到19世纪末，高速电动机的创造使离心泵取得理想动力源以后，它的优越性才得以充足发挥在英国的雷诺和德国的普夫莱德雷尔等很多学者的理论研究和实践的基础上，离心泵的效率大大提升，它的性能范围和使用领域也日益扩大，已成为当代应用最广、产量最大的泵　　离心泵的应用是很广泛的，在国民经济的很多部门要用到它在给水系统中几乎是不可缺乏的一个设备，如若把自来水管网看成人身的血管系统，那么离心泵就是压送血液的心脏　　新kS型单级单吸离心泵是在原有的kS型单级单吸离心泵的基础上进行的一个改善，现市面上大多的离心泵，在安装叶轮时，是采取的泵轴的锥度进行定位的，这么的定位，对于轴的加工精度要求很高，在通常的小型加工单位极难达成这么的精度等级，因此经过把锥度轴变为直轴的方法来避免因为加工精度不高而造成的安装不便的弊端，同时在叶轮安装时经过加轴套的方法进行定位，这么的改善在提升轴强度的同时，加工也方便了，且其它部件的制作模具的改动也极少，生产成本也没有增加。

　　此次设计中以型号kS125-100-200作为数据依据　　第二章型号意义示例及名词解释2．1型号名称：kS125—100—200kS：符合国际标准的用语空调制冷等领域的单级单吸离心泵　　125：泵吸入口直径（mm）　　100：泵排出口的直径（mm）　　200：叶轮名义直径(mm).2．2名词解释离心泵：经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关键是经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个　　第三章新kS型单级单吸离心泵的关键性能参数流量Q(m3/h或m3/s)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　　泵的流量取决于泵的结构尺寸(关键为叶轮的直径和叶片的宽度)和转速等操作时，泵实际所能输送的液体量还和管路阻力及所需压力相关　　注意：因为泵安装在特定的管路上，因此管路的特征必定要影响流量的大小 扬程H(m)离心泵的扬程又称为泵的压头，是指单体重量流体经泵所取得的能量　　泵的扬程大小取决于泵的结构(如叶轮直径的大小，叶片的弯曲情况等、转速。

现在对泵的压头尚不能从理论上作出准确的计算，通常用试验方法测定　　泵的扬程可同试验测定，即在泵进口处装一真空表，出口处装一压力表，若不计两表截面上的动能差(即Δu2/2g=0)，不计两表截面间的能量损失(即∑f1-2=0)，则泵的扬程可用下式计算注意以下两点：　　(1)式中p2为泵出口处压力表的读数(Pa)；　　p1为泵进口处真空表的读数(负表压值，Pa)　　(2)注意区分离心泵的扬程(压头)和升扬高度两个不一样的概念　　扬程是指单位重量流体经泵后取得的能量在一管路系统中两截面间(包含泵)列出柏努利方程式并整理可得 式中H为扬程，而升扬高度仅指Δz一项　　效率离心泵的效率η---反应泵对液体提供的有效能量和原动机提供给泵的能量（轴功率N）之比　　离心泵的能量损失包含以下几项：　　容积损失ηv 多种泄漏、回流，使泵对这部分液体作了无用功，降低了泵的实际输送能量ηv和泵结构及液体在泵进、出口处的压强差相关　　机械损失ηm 由泵轴和轴承之间、泵轴和填料函之间和叶轮盖板外表面和液体之间产生摩擦而引发的能量损失其值通常为—　　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、液体和泵壳、叶片间的摩擦损失之和。

水力损失ηh和泵的结构、流量及液体的性质相关　　离心泵的效率反应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这里ηv、ηm和流量Q无关　　由水力损失图示（右图）可知：额定流量Qs（ηh=）下hf最小，η最高通常小型离心泵的效率为50%--70%,大型泵可高达90%　　泵的效率值和泵的类型、大小、结构、制造精度和输送液体的性质相关大型泵效率值高些，小型泵效率值低些　　轴功率N(w或kw)泵的轴功率即泵轴所需功率，其值可依泵的有效功率Ne和效率η计算，即泵的效率不是一个独立性能参数，它能够由其余性能参数比如流量、扬程和轴功率按公式计算求得反之，已知流量、扬程和效率，也可求出轴功率　　第四章新kS型单级单吸离心泵的特征曲线泵的各个性能参数之间存在着一定的相互依靠改变关系，能够经过对泵进行试验，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征曲线每一台泵全部有特定的特征曲线，由泵制造厂提供通常在工厂给出的特征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和泵的装置特征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，以确保运转经济性和安全。

另外，同一台泵输送粘度不一样的液体时，其特征曲线也会改变通常，泵制造厂所给的特征曲线大多是指输送清洁冷水时的特征曲线对于动力式泵，伴随液体粘度增大，扬程和效率降低，轴功率增大，因此工业上有时将粘度大的液体加热使粘性变小，以提升输送效率　　特征曲线指H～Q、N～Q及η～Q（也有含△h～Q或hs～Q的）等的关系曲线　　***特征曲线图见附图（1）***特征曲线的共同特点：　　（1）H～Q：Q↑→H↓（2）N～Q：Q↑→N↑，Q=0，Nmin；　　（3）η～Q：先Q↑→η↑，达ηmin后Q↑→η↓，ηmax点——设计点　　其下的H、Q（即os）、N是最好工况参数——标于铭牌上　　选择泵时最少应使其在≥92%ηmax下工作　　第五章新kS型单级单吸离心泵工作原理离心其实是物体惯性的表现.比如雨伞上的水滴,当雨伞缓慢转动时,水滴会跟随雨伞转动,这是因为雨伞和水滴的摩擦力做为给水滴的向心力使然　　不过假如雨伞转动加紧,这个摩擦力不足以使水滴在做圆周运动,那么水滴将脱离雨伞向外缘运动.就象用一根绳子拉着石块做圆周运动,假如速度太快,绳子将会断开,石块将会飞出.这个就是所谓的离心　　离心泵就是依据这个原理设计的.高速旋转的叶轮叶片带动水转动,将水甩出,从而达成输送的目标。

离心泵有好多个.从使用上能够分为民用和工业用泵,从输送介质上能够分为清水泵、杂质泵、耐腐蚀泵等　　单级单吸离心泵的关键过流部件有吸水室、叶轮和压水室吸水室在叶轮的进水口前面，起到把液体引向叶轮的作用；　　压水室关键有螺旋形压水室（蜗壳式）、导叶和空间导叶三种形式；　　叶轮是泵的最主要的工作元件，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，然后开启离心泵，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，反过来叶片以一个和此升力大小相等、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，这时液体的动能和压能均增大　　开启后，叶轮由轴带动高速转动，叶片间的液体也必需伴随转动在离心力的作用下，液体从叶轮中心被抛向外缘并取得能量，以高速离开叶轮外缘进入蜗形泵壳在蜗壳中，液体因为流道的逐步扩大而减速，又将部分动能转变为静压能，最终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，因为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，只要叶轮不停地转动，液体便会不停地被吸入和排出　　***工作原理图见附图（2）***第六章新kS型单级单吸离心泵的关键部件单级单吸离心泵的基础结构是由七部分组成的，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　　两个关键部分组成：一是包含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　　叶轮叶轮是离心泵的关键部分，它转速高出力大，叶轮上的叶片又起到关键作用，叶轮在装配前要经过静平衡试验叶轮上的内外表面要求光滑，以降低水流的摩擦损失　　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(关键增加静压能)　　叶轮室是泵的流部件的关键,泵经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）液体是沿着和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和轴线平行的　　叶轮按吸入的方法分为二类：　　（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　　***叶轮图见附图（3）***叶轮加工的工艺步骤：　　工序号工序名称工序内容车间设备1粗车夹住右端台阶外圆校正流道及修正内孔　　金工c6140车左端止口平面以流道中心为基准到图纸尺寸　　车左端止口（配泵体端）留光刀余量2mm　　车左端弧面光出即可　　车孔平面深度达成图纸要求　　2粗车夹住左端止口校正　　金工c6140车右端止口（配泵盖端）留余量　　车右端孔外台阶、内止口和锥孔留余量　　车右侧弧面光出即可　　车大外圆对图　　3精车夹住左端外台阶，找正大外圆跳动允差金工c6140右端面到总厚　　车锥孔对图　　车右侧内外止口及平面对图　　R车出即可　　4精车上锥度芯棒找正夹头处芯轴外圆跳动允差　　金工c6140车左侧止口到图纸尺寸　　静平衡达成要求要求　　5插插键槽对图　　金工插床6钳钻孔及去毛刺　　金工钻床7检检验　　固定叶轮的螺母的加工工艺步骤：　　工序号工序名称工序内容车间设备1车车大外圆Ø46；　　Ø到图纸要求金工c6140圆球到图纸要求倒角钻攻m20*螺纹，挖退刀槽2铣铣六角到图纸要求金工铣床3检检验泵壳（即泵体和泵盖）泵体作用是将叶轮封闭在一定的空间，方便由叶轮的作用吸入和压出液体。

泵壳多做成蜗壳形，故又称蜗壳因为流道截面积逐步扩大，故从叶轮四面甩出的高速液体逐步降低流速，使部分动能有效地转换为静压能泵壳不但聚集由叶轮甩出的液体，同时又是一个能量转换装置　　***泵体图见附图（4）***泵体加工的工艺步骤：　　工序号工序名称工序内容车间设备1车车右端平面和内止口校正木耳边　　金工立车车内孔及其内孔平面到图纸尺寸2车以止口为基准压紧车左端进水口外径金工立车车平面确保总厚对图达成图纸要求　　3钳划镗加工线4镗以右端止口平面为基准压紧，车底脚平面确保到中心距离金工镗床达成图纸要求　　5镗转过1800压紧，车顶面出水口平面确保总高度和图纸相金工镗床符车外圆平面对图　　6钳划右端机盖联接孔钻模十字对准线　　金工划顶端出水口法兰联接孔钻模十字对准线　　划左端进水口法兰钻模十字对准线。