甲烷氯化物高速泵設(shè)計(jì)方法及CAD技術(shù)研究

【摘要】： 當(dāng)今時(shí)代,伴隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展,流體輸送機(jī)械的設(shè)計(jì)理念和制造技術(shù)得到了長(zhǎng)足的進(jìn)步。高速泵是一種特殊的離心泵,它的出現(xiàn)對(duì)流體輸送機(jī)械設(shè)計(jì)人員提出了新的要求和挑戰(zhàn)。設(shè)計(jì)、制造具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高速泵,有利于促進(jìn)我國(guó)工業(yè)裝備水平的提高,滿(mǎn)足現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)的需要。 本文全面總結(jié)了離心泵的基本理論:葉輪理論、相似理論、汽蝕理論、軸向力和徑向力理論、運(yùn)行理論等。葉輪理論中的葉輪滑移系數(shù)是一個(gè)非常關(guān)鍵的參數(shù),結(jié)合不同專(zhuān)家學(xué)者對(duì)該參數(shù)的闡述及應(yīng)用,本文對(duì)此給出了獨(dú)到的見(jiàn)解,提出排擠系數(shù)對(duì)流動(dòng)滑移系數(shù)的影響,并修正了斯托道拉流動(dòng)滑移系數(shù)計(jì)算公式。此外,在離心泵的設(shè)計(jì)過(guò)程中,文中主要針對(duì)低比轉(zhuǎn)速離心泵的圓柱形葉片葉輪的繪型方法進(jìn)行了客觀(guān)分析與比較研究,提出最好采用多圓弧和變角對(duì)數(shù)螺旋線(xiàn)繪型法的建議。 本文應(yīng)用上述理論針對(duì)四川自貢?shū)欪Q化工股份有限公司甲烷氯化物生產(chǎn)工藝流程中的甲烷氯化物高速泵進(jìn)行國(guó)產(chǎn)化研究。在對(duì)一般離心泵的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了深入、細(xì)致的探索后,對(duì)新型、高效的高速泵進(jìn)行了全面的設(shè)計(jì)計(jì)算和工程圖樣繪制。設(shè)計(jì)過(guò)程中使用國(guó)際流行的CAD設(shè)計(jì)理念,所有零部件均采用三維實(shí)體設(shè)計(jì)直接生成,并在計(jì)算機(jī)上完成了高速泵的實(shí)體組裝以及干涉檢測(cè)工作。整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程方便、直觀(guān)、高效。 在滿(mǎn)足設(shè)計(jì)參數(shù)的前提下,設(shè)計(jì)過(guò)程充分考慮了高速泵在運(yùn)行中出現(xiàn)的問(wèn)題,并始終著眼于提高泵的效率、抗汽蝕能力、運(yùn)行的可靠性以及高速泵零部件的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化程度。本設(shè)計(jì)中通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用,達(dá)到了加速設(shè)計(jì)過(guò)程、提高設(shè)計(jì)效率的目的,并生成了高速泵的三維實(shí)體模型,有利于讀者對(duì)高速泵內(nèi)部結(jié)構(gòu)有更清楚的了解。 【關(guān)鍵詞】：高速泵 甲烷氯化物泵 設(shè)計(jì)方法 CAD技術(shù) 三維設(shè)計(jì)
【學(xué)位授予單位】：四川大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2006
【分類(lèi)號(hào)】：TH311
【目錄】：

• 摘要2-3
• ABSTRACT3-9
• 第1章 總論9-24
• 1.1 泵的用途、分類(lèi)及起源9-10
• 1.2 泵的發(fā)展概況10-15
• 1.2.1 泵設(shè)計(jì)水平提升與制造技術(shù)優(yōu)化的有機(jī)結(jié)合11
• 1.2.2 產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化與模塊化11
• 1.2.3 泵內(nèi)在特性的提升與外在特性的追求11-12
• 1.2.4 機(jī)電一體化的進(jìn)一步發(fā)展12
• 1.2.5 新材料新工藝的加速利用12-13
• 1.2.6 國(guó)外泵技術(shù)在中國(guó)的應(yīng)用概述13-15
• 1.3 化工泵的作用、特點(diǎn)及發(fā)展方向15-16
• 1.4 高速泵的結(jié)構(gòu)、工作原理、特性及發(fā)展16-20
• 1.4.1 高速泵的結(jié)構(gòu)及工作原理16-17
• 1.4.2 高速泵的由來(lái)及特性17-19
• 1.4.3 高速泵的發(fā)展19-20
• 1.5 課題來(lái)源及本論文研究的主要內(nèi)容20-22
• 1.5.1 甲烷氯化物高速泵運(yùn)行現(xiàn)狀20-21
• 1.5.2 高速泵運(yùn)行存在問(wèn)題及原因分析21
• 1.5.3 解決技術(shù)方案及關(guān)鍵技術(shù)21-22
• 1.5.4 本文研究的主要內(nèi)容22
• 1.6 小結(jié)22-24
• 第2章 離心泵的基本理論24-67
• 2.1 離心泵的葉輪理論24-42
• 2.1.1 離心泵的工作原理24-25
• 2.1.2 液體在葉輪中的運(yùn)動(dòng)分析25-28
• 2.1.3 理想葉輪歐拉方程及其分析28-29
• 2.1.4 實(shí)際葉輪的理論揚(yáng)程H T29-30
• 2.1.5 葉片出口安放角β_2 對(duì)H_(T∞)和N_(i∞)的影響30
• 2.1.6 離心泵葉輪滑移系數(shù)的理論研究30-39
• 2.1.7 實(shí)際葉輪中液體的運(yùn)動(dòng)微分方程39-41
• 2.1.8 液體進(jìn)入葉輪前的預(yù)旋41-42
• 2.2 離心泵的相似理論42-48
• 2.2.1 相似泵應(yīng)具備的條件42-43
• 2.2.2 相似定律和比例定律43-44
• 2.2.3 離心泵的比轉(zhuǎn)速44-45
• 2.2.4 離心泵葉輪的切割方程式及其應(yīng)用45-48
• 2.3 離心泵的汽蝕理論48-55
• 2.3.1 泵內(nèi)汽蝕現(xiàn)象及產(chǎn)生條件48-52
• 2.3.2 汽蝕余量與汽蝕基本方程式52-55
• 2.4 離心泵的軸向力和徑向力理論55-59
• 2.4.1 離心泵的軸向力55-57
• 2.4.2 離心泵的徑向力57-59
• 2.5 離心泵的運(yùn)行理論59-66
• 2.5.1 泵裝置管路性能曲線(xiàn)及 L-Q 方程59-60
• 2.5.2 泵的工作點(diǎn)及其分析60-63
• 2.5.3 泵與管路的聯(lián)合工作63-66
• 2.6 小結(jié)66-67
• 第3章 離心泵設(shè)計(jì)方法研究67-89
• 3.1 離心泵總體設(shè)計(jì)67-76
• 3.1.1 過(guò)流部件的選材67-69
• 3.1.2 泵主要性能與結(jié)構(gòu)參數(shù)的分析與計(jì)算69-72
• 3.1.3 計(jì)算軸功率選取原動(dòng)機(jī)72-73
• 3.1.4 泵的結(jié)構(gòu)型式分析73-74
• 3.1.5 軸的初步設(shè)計(jì)74-75
• 3.1.6 防止汽蝕的措施75-76
• 3.2 離心泵水力設(shè)計(jì)76-88
• 3.2.1 水力設(shè)計(jì)方法及原理76-77
• 3.2.2 速度系數(shù)法設(shè)計(jì)葉輪水力模型77-79
• 3.2.3 葉輪葉片繪型方法研究79-88
• 3.2.4 渦殼水力設(shè)計(jì)88
• 3.3 小結(jié)88-89
• 第4章 甲烷氯化物高速泵設(shè)計(jì)89-115
• 4.1 高速泵總體設(shè)計(jì)89-95
• 4.1.1 泵過(guò)流部件選材分析89
• 4.1.2 泵主要性能與結(jié)構(gòu)參數(shù)計(jì)算89-93
• 4.1.3 計(jì)算軸功率選取原動(dòng)機(jī)93
• 4.1.4 泵的結(jié)構(gòu)型式分析93-94
• 4.1.5 軸的初步設(shè)計(jì)94-95
• 4.2 高速泵水力設(shè)計(jì)95-101
• 4.2.1 速度系數(shù)法設(shè)計(jì)葉輪水力模型95-99
• 4.2.2 高速泵殼體水力設(shè)計(jì)99-101
• 4.3 高速泵零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與強(qiáng)度計(jì)算101-112
• 4.3.1 葉輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與強(qiáng)度計(jì)算101-102
• 4.3.2 泵體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與強(qiáng)度計(jì)算102-106
• 4.3.3 泵蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與強(qiáng)度計(jì)算106-107
• 4.3.4 泵中能量損失分析與效率計(jì)算107-109
• 4.3.5 軸封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與選型109-110
• 4.3.6 泵徑向力軸向力計(jì)算與平衡110-112
• 4.4 高速泵通用零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與選型112-114
• 4.4.1 泵體連接螺栓的結(jié)構(gòu)與校核計(jì)算112-113
• 4.4.2 聯(lián)軸器部件的結(jié)構(gòu)與選型113
• 4.4.3 聯(lián)軸器護(hù)罩的設(shè)計(jì)113-114
• 4.4.4 底座的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)114
• 4.5 小結(jié)114-115
• 第5章 CAD 技術(shù)的發(fā)展及高速泵的三維設(shè)計(jì)115-134
• 5.1 CAD 技術(shù)簡(jiǎn)介115-116
• 5.1.1 CAD 技術(shù)的應(yīng)用115
• 5.1.2 CAD 技術(shù)的基本概念及定義115-116
• 5.2 CAD 技術(shù)的發(fā)展及其在化工機(jī)械中的應(yīng)用116-118
• 5.2.1 CAD 技術(shù)在化工設(shè)備設(shè)計(jì)及制造方面的應(yīng)用116-117
• 5.2.2 應(yīng)用 CAD 技術(shù)后取得的進(jìn)步117-118
• 5.3 CAD 技術(shù)存在的差距及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)118-119
• 5.3.1 CAD 技術(shù)存在的差距與不足118-119
• 5.3.2 CAD 技術(shù)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)119
• 5.4 Solidworks作為一種CAD技術(shù)在工程領(lǐng)域的應(yīng)用119-123
• 5.4.1 三維設(shè)計(jì)的基本概念120-121
• 5.4.2 應(yīng)用Solidworks 的設(shè)計(jì)過(guò)程121-122
• 5.4.3 應(yīng)用Solidworks 的設(shè)計(jì)方法122-123
• 5.5 高速泵裝置零件的三維設(shè)計(jì)123-126
• 5.5.1 高速泵葉輪的設(shè)計(jì)123-124
• 5.5.2 高速泵泵體的設(shè)計(jì)124-125
• 5.5.3 中間接座的設(shè)計(jì)125-126
• 5.6 高速泵裝置中各零件的裝配126-127
• 5.7 增速器主要部件的三維設(shè)計(jì)過(guò)程127-134
• 5.7.1 上箱蓋的三維設(shè)計(jì)過(guò)程127-129
• 5.7.2 下箱體的三維設(shè)計(jì)過(guò)程129-130
• 5.7.3 大、小悶蓋的三維設(shè)計(jì)過(guò)程130-131
• 5.7.4 大、小透蓋的三維設(shè)計(jì)過(guò)程131
• 5.7.5 高、低速軸的三維設(shè)計(jì)過(guò)程131-132
• 5.7.6 大、小齒輪的三維設(shè)計(jì)過(guò)程132-133
• 5.7.7 軸承的三維設(shè)計(jì)過(guò)程133
• 5.7.8 增速器各個(gè)零件的裝配133-134
• 第6章 結(jié)論及今后工作的建議134-136
• 6.1 結(jié)論134-135
• 6.2 今后工作的建議135-136
• 符號(hào)表136-138
• 參考文獻(xiàn)138-142
• 在讀期間發(fā)表論文及獲獎(jiǎng)情況142-144
• 致謝144

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石化用泵的需求空間有多大？    王廷俊

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