立式轴流泵的结构特点说明
轴流泵设计说明书
JIANGSU UNIVERSITY本 科 课 程 设 计设计说明书题目： 立式轴流泵学院名称： 能源与动力工程学院专业班级： 流体机械及其自动控制卓越学生姓名： ***学 号： **********设计导师： 高波2013 年11月目录第一部分内容摘要————————————————3 第二部分概述—————————————————4 第三部分设计方案及原理说明———————————7 第四部分水力设计————————————————8 第五部分结构设计————————————————15 第六部分重要部件的校核—————————————20 第七部分参考文献————————————————25 第八部分课程设计小结——————————————26第一部分内容摘要轴流泵流量大，扬程低，比转速高，轴流泵的液流沿轴方向流动，其设计的基本原理与离心泵基本相同。
轴流泵大多是单级立式的，可以分为固定叶片式和可调叶片式两种。
本设计的题目是可调叶片式轴流泵——即叶片可调节倾斜角度。
其内容只有大致工况设定，没有具体工作环境说明的要求，大致要求材料要有一定的耐腐蚀性能。
此外，轴流泵广泛应用于多种场合。
泵既有离心式的，也有轴流式的，既有立式的，也有卧式的，既有单级的，也有多级的，应不同场合而定。
本毕业设计要求为设计立式轴流泵，这就决定了设计方向为：立式、单级、轴流。
泵主要由泵体、传动轴和传动装置等组成。
其传动装置是将原动机的动力传递给泵轴的中间装置。
泵设计最主要的是水力设计——叶片及导叶的水力设计。
叶片的水力设计采用两种方法：圆弧法和升力法。
经分析比较：采用圆弧法设计的轴面投影图叶片更为光滑，难度相对更高；采用升力法设计的轴面投影图，虽然比圆弧法设计的稍微差点，但是，由于当今国内的制造水平对于三维曲面的加工还相对落后，即使是好的设计也是难以加工出来的，对于空间曲面加工效果好的机床是五轴联动机床，国内包括在国内的外企，拥有五轴联动机床的公司屈指可数。
ZLB型立式长轴泵参数
ZLB型立式长轴泵ZLB型立式长轴泵概述：ZLB型泵系单级立式轴流泵，ZWB、ZXB型系特大型卧式、斜式轴流泵，适用于抽送清水、污水、雨水及带有轻微腐蚀性的液体，被输送液体温度不高于50℃。
本型泵是大流量、低扬程泵，可适用于农田排灌、水利工程、城市的供水、排水和污水处理，电厂、盐厂及养殖场输送循环水、船坞升降水位，亦可用于冶金、化工等行业，使用十分广泛。
ZLB型立式长轴泵参数范围：流量Q 0.5~60m3/s扬程H 2.0~15mZLB型立式长轴号说明：80ZLB—580－泵的吐出口径（即2000/25=80）Z－轴流泵B－立式；5－半调式叶片（G为固定叶片）；120ZWB-3120—泵叶轮直径（120×25=3000）Z—轴流泵W—卧式B—半调式叶片（G为固定叶片）3—泵的设计点扬程ZLB型立式长轴泵结构型式：对于立式轴流泵，泵和电机分别安装在两个基础层，泵的轴向推力由电机承受，泵的轴承为橡胶导轴承，密封为填料密封。
对于卧式（斜式）轴.流泵，整个泵系统由水力流道、泵本体、传动、电机和辅助设备等几部分组成。
传动部分为齿轮减速箱。
ZLB型立式长轴泵主要零件材质：泵轴为优质碳素钢叶轮为铸钢或不锈钢其余为铸铁或钢板焊接ZLB型立式长轴泵成套范围：成套供应泵，电动机和底座或安装垫板。
参数型号流量Q扬程H转速n轴功率Pa配带电动机效率η叶轮名义直径吐出口径泵重角度功率型号m3/s m r/minkw kw % m mm t （）o64ZLG-6 8.7510.011.0863.87290290290797.6688.9499.5800 YL800-20/173086..18883.614816016016018 080ZLB-5 12.513.316.15.914.852.65250250250842.7727555.7900YKSL900-24/215086878118620020020023.5120ZWB-3 26.036.042.03.0632.65115.9115.9115.9883.91190.41307.6125160180T1250-8/118088.38983.530031548-84132ZXB-3 36.045.545.032.62.9122122122120413191551.8160200220YD710-6/8 883252361×50065.3-42132ZXB-3 26.034.136.01.81.451.62929292527.7557.5657.6800100100YD710-6/8 873252361×50065.3-42。
轴流泵结构设计
轴流泵结构设计轴流泵是一种常见的离心泵，其结构设计对于泵的性能和效率起着重要作用。
本文将就轴流泵的结构设计进行探讨。
一、轴流泵的结构组成轴流泵主要由泵体、叶轮、泵轴、轴承和密封装置等几个部分组成。
1. 泵体：泵体是轴流泵的外壳，通常由铸铁、钢板等材料制成。
泵体内部有进口口和出口口，用于流体的进出。
2. 叶轮：叶轮是轴流泵的核心部件，其转动将能量传递给流体，使之产生压力。
叶轮通常由铸铁、不锈钢等材料制成，外形呈叶片状。
3. 泵轴：泵轴是连接叶轮和电机的部件，其承受着叶轮的转动力和流体的压力。
泵轴通常由高强度的合金钢制成。
4. 轴承：轴承支撑着泵轴的转动，使其能够平稳运行。
轴承通常采用滚动轴承或滑动轴承，能够承受较大的径向力和轴向力。
5. 密封装置：密封装置用于防止泵体与泵轴之间的泄漏，保证泵的正常运行。
常见的密封装置有填料密封、机械密封等。
二、轴流泵的结构设计考虑因素轴流泵的结构设计需要考虑以下几个因素，以保证泵的性能和效率：1. 叶轮的结构设计：叶轮的结构设计直接影响泵的流量和扬程。
合理的叶轮结构能够提高泵的效率，减小能量损失。
2. 泵体的结构设计：泵体的结构设计需要考虑流体的流动特性和泵的工作条件，以减小流体的阻力和能量损失。
3. 泵轴的结构设计：泵轴的结构设计需要考虑泵的工作条件和叶轮的转动力，以保证泵轴的强度和刚度，避免变形和断裂。
4. 轴承的选型和布置：轴承的选型和布置需要考虑泵轴的转速和载荷，以保证轴承的寿命和运行稳定性。
5. 密封装置的选择和设计：密封装置的选择和设计需要考虑泵体和泵轴之间的泄漏量和泄漏方式，以保证泵的密封性和安全运行。
三、轴流泵的结构设计优化方法为了提高轴流泵的性能和效率，可以采用以下优化方法：1. 优化叶轮结构：通过改变叶轮的叶片形状、叶片数量和叶片角度等参数，以提高叶轮的效率和流量。
2. 优化泵体结构：通过优化泵体的进口口和出口口的形状和尺寸，减小流体的阻力和能量损失。
轴流泵结构图
潜水轴流泵是一种新型的水泵，具有高标准、高起点、高质量等特点。
其中可以分为QZB型和QHB两种型号，前者适用于低扬程，大流量场合。
后者的效率高，汽蚀性能好，适用水位变动较大及扬程要求较高的场合。
对于这种泵的机构比较复杂，而且制作工艺高，来通过如下机构图对于该产品做详细的了解。
结构说明：泵段由进水喇叭口，叶轮部件，叶轮外壳和导叶体四大零件组成。
潜水电机是全密封干式异步电动机，机壳将电机封闭，电机上端电缆出线处有静密封装置，电机下端盖出轴处有转动密封装置，潜水电机具备一切潜水运行的安全可靠性能。
对密封渗漏、线圈和轴承温升均有监测、报警和保护装置，不影响电机正常运转的早期渗漏(只报警)。
当线圈温度超过135℃、轴承温度超过90℃时，采用断电保护，所有保护器由一个潜水泵专用保护器进行监控，以保证潜水泵安全使用。
如图上图所示，ZQB、HQB型系列潜水泵在总体结构和水力模型设计上大胆创新，应用多项技术:特有的电缆密封设计——水密电缆和冷压接头双重密封防护，排除了电缆进水的隐患;采用介质直接流过电机外壳的冷却方式，保证大功率电机在恶劣的工况下长期有效地运行;特有的水力模型设计及可调角度叶片,保证泵在不同的工况条件可靠运行;高精度的机械密封在较小机械损耗的同时保证密封效果。
多种保护功能的设置，提高了潜水泵运行的可靠性。
该结构的轴流泵有如下特点：轴流泵是传统的分体式机组的更新换代产品，具有一系列传统机组无可比拟的优点。
由于水泵与电机一体，同时潜入水中，无需再安装现场尽享耗工，耗时的机、泵轴线对中的装配工序，现场安装方便、快速，操作方面，灵活，可随时开启和关闭机组，无需再开机前润滑水泵的橡胶轴承，易于实现遥控和自动控制。
机组拽拆方便，易于维修。
采用该机组是解决水位涨落大的沿江。
JHZ、JLHZ系列化工轴流泵
JHZ720
4300～6500
2～6 410～620 55～70 90～280 4550
JHZ760
6300～7400
2～6 410～580 55～70 110～315 4970
JHZ820
7200～8500
2～5 410～530 45～55 250～355 6500
JHZ950
8000～9500
2～5 370～450 45～55 280～450 7800
介质温度：t≤120℃
介质温度：t≤120℃
用途
磷复肥行业：适用于输送含固体颗粒腐蚀性介质，如：闪蒸冷却、磷酸或磷铵料
浆浓缩循环等工位。
氧化铝行业、有色冶金行业：适用于碱液浓缩循环。
化工 、制碱、制盐行业：适用于物料的浓缩循环工位。
造纸、轻工行业：适用于物料的强制循环工位。
电厂：烟气脱硫、焦化厂和化纤厂硫酸铵蒸发结晶器介质的强制循环。
性能范围
JHZ 系列泵：
JLHZ 系列泵：
设计压力：1.0MPa
设计压力：1.0MPa
流量：550～17000m3/h
流量：280～16500m3/h
扬程：2~8m
扬程：1~6.5m
转速：160~1450 r/min
转速：142 ~1450 r/min
口径：300～1500mm
口径：200～1500mm
材质Biblioteka 过流部件材质可选用 2205、VF33、CD4MCu 、Cr30、316、316L、904L、20#
合金等材料。
1
二、结构特点 JHZ 泵结构特点
JHZ 系列卧式轴流泵采用悬臂式转子，前开门结构，结构简单，维修方便， 不用拆卸泵体和管线即可维修。叶轮与短节配合，输送磨蚀性物料时，只需更换 短节即可，提高了整机的使用寿命。吸入口处还增设叶轮螺母封盖，保护叶轮螺 母不与介质接触，且为双螺母锁紧，锁紧效果好。泵转速低，运行平稳，因而叶 轮寿命长。密封形式有：填料密封和机械密封。其中填料密封采用的是新型双填 料密封装置，不仅在填料的材料上进行了优化组合，保证了密封的可靠性，而且 在填料前还设有一个耐磨环，有效地保护了填料，较好地延长了填料的使用寿命， 减少维修次数及维修量，且拆装方便，密封效果好。机械密封采用的是双端面机 械密封。轴承采用的是进口轴承，噪音小，整机使用寿命长。轴采用刚性轴设计, 材料为双相不锈钢，强度高、刚性好，耐腐蚀、耐磨蚀。
轴流泵-PPT文件
功能
定子线圈超 温保护温度 高于135℃ 动作后 ≥4KΩ
接线盒发生 泄漏电阻 R≈0
电机内腔发 生≈0泄漏 电阻R
水进入油中 达10％， 油水混合液 阻值＜ 33KΩ
集成块测温 元件ADM590 传出成 正比的毫安 级电量信号
谢谢 观看
五 轴流泵的构造
全调节式叶轮是通过一套油压调 节机构来改变叶片的安装角，不需停 机即可进行，机构较复杂，多用于大 型轴流泵站中。
固定式叶轮轴流泵是一种小型轴 流泵（叶轮直径一般在250mm以下）， 叶片和轮毂浇铸为一整体，其结构简 单，扬程低（2～5m）,流量较小（ 100～600m3 /h），适用于河、渠两岸 平坦地形的小型提水灌溉和排水。
二 比转数与泵的类型及特性
1.比转数 泵的相似定律建立了几何相似的泵，在相似工况下，性能之
间的关系。也就是说，如果泵性能参数之间存在着上述关系，泵 是几何相似和运动相似的。但是用相似定律来判别泵是否几何 相似和运动相似，既不方便，也不直观。
在相似定律的基础上，可以推出对一系列几何相似的泵，性 能之间的综合数据。如果各泵的这个数据相等，则这些泵是几何 相似和运动相似的，可以用相似定律换算性能之间的关系。这个 综合数据就是比转数，也称比转速或简称比速，用ns表示。
≈1.2～1.1 扭曲叶片
≈1 轴流泵翼形
性能曲线形 状
三 轴流泵工作原理
图1 (a)、（b）分别为 轴流泵外形和抽水原理示意 图，在叶轮上安装着4～6个 扭曲形叶片， 叶轮上部装 有固定不动的导轮，其上有 导水叶片；下方为进水喇叭 管。当叶轮旋转时，水获得 能量经导水叶片流出。这种 泵由于水流进叶轮和流出导 叶都是沿轴向的，故称轴流 泵。
潜水电机的保护
zlb型轴流泵
效率η （%） 76 70 74 77.5 70 72.5 77.2 70 71.5 76.5 70 70 75.5 70 73 76.6 70.8 73.4 77.5 71.7 72.5 77.3 71.2 70.6 76.6 70.2 70.2 75.4 70
叶轮直径 D （mm）
296
296
350ZLB-70 型泵工作性能表
扬程 H （m） 1.61 2.20 2.64 1.85 2.53 3.03 2.25 3.07 3.41 2.84 3.55 3.87 2.88 3.93 5.19
转速 n （r/min） 1100 1180 1300 1460 1470
轴功率 5.9 7.12 8.03 7.29 8.78 9.92 9.74 11.73 12.62 13.80 15.83 16.64 14.09 16.98 20.39
转速 n （r/min）
1450
功率 N （kw） 轴功率 配用功率 27 20.2 17.4 24 18.76 15.58 21.78 17 13.4 30 19.5 15.4 12.1 18 14.1 12.3 15.57 12.6 11.07
效率η （%） 75.5 80.7 76.5 76.7 81 76.5 77.5 80.5 77.5 77.5 80.2 77.5 76.5 79.6 76.5 76.5 78.4 76.5
-2°
1548 1822 1962
430 506 545
3.63 2.56 1.94
20.6 16.0 13.3
74.5 79.45 77.85
-4°
1440 1692 1800
400 470 500
3.48 2.45 1.94
泵分类的分类办法及其构造特征
泵分类的分类办法及其构造特征泵的类型较多，构造各异，分类的办法也较多，通常的分类办法有：(1)按泵运转工作原理分类1)叶片泵：叶片泵是将泵中叶轮迅速转动的机械能转化为介质的动能与压能。
由于叶轮中有弯曲且扭曲的叶片，故称叶片泵。
依据叶轮构造对介质用处力的不同，叶片泵可分为：①离心水泵：靠叶轮转动造成的惯性离心力而抽送介质的泵。
②轴流泵：靠叶轮转动发生的轴向推力而抽送介质的泵。
属于低泵扬程、大泵流量泵型，通常的性能范畴：泵扬程泵流量0.3~65m3/S,比转数500~1600o③混流泵：叶轮转动既发生惯性离心力又发生轴向推力而抽送介质的泵。
2)容积泵：利用运转室容积周期性的变化来传输介质。
有渣浆泵、活塞泵、柱塞泵、隔膜泵、齿轮泵、螺杆泵等。
3)其他型号泵：有射流泵、水锤泵、电磁泵等。
(2)轴流泵分类1)按泵轴的安放方法分类：①立式轴流泵：主轴垂直于水平面放置；②卧式轴流泵：主轴水平放置；③斜式轴流泵：主轴与水平面呈一定角度放置。
2)按叶轮在轮毂体上的固定方法分类①固定叶片式轴流泵：叶片角度固定不可调，多用于小型轴流泵；②半调式叶片轴流泵：停车时可拆下叶轮调节叶片角度；③全调式轴流泵：经过调节机构，泵在运作中可以自行调节叶片角度。
(3)混流泵分类混流泵有涡壳式混流泵与导叶式混流泵两种。
1)蜗壳式混流泵：外部与构造方法与单级离心水泵相似；2)导叶式混流泵：外部与构造方法与轴流泵相似。
(4)容积泵分类容积式泵按运转元件作往复运动或回转运动可分为往复泵与回转泵两类。
经过活塞、柱塞运转元件作往复运动的容积式泵称为往复泵。
经过齿轮、螺杆、叶轮转子或滑片等运转元件的转动来发生运转腔的容积变化使介质不断地从吸人侧转移到排出侧的泵称为回转泵。
如齿轮泵、螺杆泵、液环泵、挠性叶轮泵、转动活塞泵、径向或轴向回转柱塞泵等。
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立式轴流泵的结构特点说明
立式轴流泵叶轮装有2～7个叶片，在圆管形泵壳内旋转。叶
轮上部的泵壳上装有固定导叶，用以消除液体的旋转运 动，使之
变为轴向运动，并把旋转运动的动能转变为压力能。轴流泵通常是
单级式，少数制成双级式。流量范围很大，为180～36万立方米/
时;扬程一般在20米以下。轴流泵一般为立式，叶轮浸没在水下面,
也有卧式或斜式轴流泵。
小型立式轴流泵的叶轮安装位置高出水面时，需要用真空泵排
气引水启动。轴流泵的叶片分固定式和可调式两种结构。大型轴流
泵的使用工况(主要指流量)在运行中常需要作较大的变动，调节叶
片的安装角可使泵在不同工况下保持在高效率区运行。小型泵的叶
片安装角一般是固定的。该水泵属于动力式泵中比转数最高的一
种，比转数为 500～1600。泵的流量-扬程、流量-轴功率特性曲线
在小流量区较陡，故应避免在这一不稳定的小流量区运行。轴流泵
在零流量时的轴功率最大，因此泵在启动前必须先打开排出管路上
的阀，以减小启动功率。轴流泵主要适用于低扬程、大流量的场合，
如灌溉、排涝、船坞排水、运河船闸的水位调节，或用作电厂大型
循环水泵。扬程较高的轴流泵(必要时制成双级)可供浅水船舶的喷
水推进之用。
轴流泵的性能优点：
其中立式轴流泵主要是靠叶片的升力将流体引到出口，是轴向
进，轴向出，具有流量大等优点。
1、潜水轴流泵：驱动水泵的电动机是干式全封闭潜水三相异
步电动机，可以长期浸入水中运行，具有传统机组一系列无可比拟
的优点。
2、由于电机与水泵构成一体，无须在安装现场进行耗工、耗
时的电机、传动机构、水泵轴线对中的装配工序，现场安装方便、
快速。
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3、由于潜入水中运行，可以大大简化泵站的真土工及建筑结
构工程，减少安装面积，节约工程造价30~40%。
4、噪声低，泵站内无高温，改善操作环境，可按要求建成全
地下泵站，保持地面的环境风貌。
5、潜水电机采用双重或三重机械密封，F级(耐温155。C)绝
缘，防护等级为IP68(IEC)。在水力模型方面，我们吸收了国内外
同类产品的优点，采用国际上最先进的变环量、变轴面速度升力法，
独立设计的高效节能、抗6、汽蚀性能好的新型水力发电模型。可
靠性高，且与传统水泵具有互换性，便于用户选型、使用。
操作方便，易于实现遥控和自动控制。
采用该型潜水电泵是解决水位涨落大的沿江、湖泊地区建泵
站，解决电机防洪问题最彻底的办法，且省去机泵间的长轴和中间
轴承，使机组运行更为可靠。