PAGEPAGE6某螺旋離心泵主要零件設計及計算案例目錄TOC\o"1-3"\h\u8420某螺旋離心泵主要零件設計及計算案例 1258461.1泵體的強度計算 1318091.2葉輪強度計算 2271481.2.1蓋板強度計算 2110331.2.2葉片厚度計算 262251.2.3輪轂強度計算 342191.3泵軸的強度校核 3137521.1.1泵軸的強度計算 3300151.1.2產生軸向力的主要原因 6244811.1.3軸向力的計算 6167781.1.4泵軸的剛度校核 794311.4鍵的校核 7233671.4.1鍵的選擇 7257581.4.2鍵聯(lián)接強度計算 765431.5軸承的校核 81.1泵體的強度計算泵體中相對較大的零件是渦室，由于渦室承受高壓液體的作用，必須有足夠的強度和剛度來支撐。為了校核渦室的壁厚，公式如下：(3-1)式中：S——渦室厚度cm——許用應力（kg/cm2），鑄鐵100～150（kg/cm2），鑄鋼200～250kg/cm2?！獪u室當量壁厚，===21.57S==0.58cm(3-2)所以設計時選用HT200，壁厚為8cm，滿足強度要求。1.2葉輪強度計算1.2.1蓋板強度計算查得文獻[17]得到大部分的蓋板應力都是由于離心力造成的，半徑越小，則應力越大。ｄ＝0.825puδx=δ2e式中：ρ—材料寬度［ρ］—許用應力鑄鐵為［σ］=δδs—材料屈服極限；δbu2=18.9m/s；w=18.9r/s選取材料為HT200，δs則：δ=0.825×7800×18.92=2299<［δ］=(130755?98066)Kpaδx=0.05*2.718287800?1521.2.2葉片厚度計算查得文獻[17]S=ADHZ式中：H—單級揚程Z—葉片數D2—葉片外徑A—系數（A=5，D2=0.248m）ns=216；Z=1；H=15mS=5*0.24815Z=4.8mm實際則S=5mm為最小壁厚通常條件下灰鑄鐵最小許可厚度為HT200：δ=8?151.2.3輪轂強度計算查文獻[19]得到軸向力F=π4(D1-該應力所引起的變形為?D=式中：E—彈性模數(鑄鐵E=1.3×106，鑄銅E=1.75×106，銅E=1.1×106)Dc—輪轂平均直徑?D—由離心力所引起的輪轂直徑變形；?D應小于葉輪和軸配合的最小公盈?min；δ=104rmg因δ<［δ］所以n=1480時，葉輪蓋板處于安全。1.3泵軸的強度校核1.1.1泵軸的強度計算校核過程如下：受力簡圖如下：圖3-6受力簡圖已知:——葉輪自重,經估計=180N——V帶泵軸的拉力,=1012.2NT——泵軸傳遞的扭矩,T=49.7N.m計算支撐反力：水平面反力：N(3-10)N(3-11)垂直面反力：N(3-12)N(3-13)畫彎矩圖：水平面彎矩圖：圖3-14水平面彎矩圖垂直面彎矩圖：圖3-15垂直面彎矩圖合成彎矩圖:圖3-16合成彎矩圖許用應力：許用應力值：用插值法由表得Mpa,Mpa應力校正系數：(3-17)畫當量彎矩圖：當量彎矩：在A點：==95701N.mm(3-18)A點處軸徑:50mm軸徑: =25.2≤50mm(3-19)1.1.2產生軸向力的主要原因1.當葉輪將液體從入口吸入，出口處流出時，速度、大小和方向這三者上，都不是相同的，即液體中的動量軸向矢量，發(fā)生了變化，當在軸上作用一個沖力，而這個力也會作用于葉輪上，葉輪也是軸向力的一部分，均由動量定理可得。2.在泵腔中，由于前后蓋板壓力的面積大小是不相等的，所以在承受液體時，壓強分布也不相同，當壓力作用于葉輪，軸向上不是平衡時，就會產生軸向力。1.1.3軸向力的計算按照半開式葉輪經驗公式，近似計算離心螺旋泵的軸向力，公式如下：(3-20)式中：——圓心在葉片入口邊上，并且與葉輪輪廓相切的圓的直徑。=cmk——軸向力系數，查表得k=1.63——圓心處的半徑，=（mm——液體重度，=2650kg/m3故：=1143N(3-21)1.1.4泵軸的剛度校核查得文獻[19]由軸的細長比：d/l〉1.0?1.5計算得：d/l=1.35即泵軸可以選用選用聯(lián)軸器：d=40mm，L=112mm，D=130mm，D1=105mm螺栓個數n=4，d=10，L0=229mm，m=7.29kg，轉動慣量0.0431.4鍵的校核1.4.1鍵的選擇查文獻得[19]M=47.88N·md=40mm鍵b·h=12×8，一般鍵聯(lián)接深度：軸t=5.0+0.02，轂t1=3.3+0.021.4.2鍵聯(lián)接強度計算查文獻得[19]鍵的剪切應力：τ=0.5Mdbl=339N·m(3-22)即鍵為安全鍵的擠壓應力δp=0.25Mdbl=1197N·mδp鋼的許用擠壓應力為δ由于δp，鍵的剪切應力計算：M≤0.5dbl[τ](3-24)式中：M—鍵的傳遞的扭矩d—軸徑b—鍵寬l—鍵長[τ]—鍵的許用剪切應力，45#鋼的鍵取[τ]=600N擠壓應力M≤0.25dhlδ式中：h—鍵高δp—對輪轂材料進行校核,因輪弧需用擠壓應力比鍵材料的小，取鋼的許用擠壓應力：δp1.5軸承的校核經查得文獻[19]表6-12，軸承的主要性能參數如下：Cr=75.2*103N,Cor=92*Y=1.4,Yo=0.8,NoFrA=FrB=軸承受力分析如圖3-1所示，圖3-2910受力分析圖附加軸向力：F