单级单吸离心泵设计毕业设计

单级单吸离心泵设计毕业设计
单级单吸离心泵设计毕业设计

毕业设计(论文)题目单级单吸离心泵设计

摘要

离心泵是一种用量最大的水泵,在给水排水及农业工程、固体颗粒液体输送工程、石油及化学工业、航空航天和航海工程、能源工程和车辆工程等国民经济各个部门都有广泛的应用。

在此设计中,主要包括单级单吸清水离心泵的方案设计,离心泵基本参数选择、离心泵叶片的水力设计、离心泵压水室的水利设计、离心泵吸水室的水利设计。以及进行轴向力及径向力的平衡,最后要进行强度校核。

泵设计的最大难点就是泵的密封,本次设计采用的新式的填料密封,它可以根据压力的改变来改变密封力的装置。

关键词:离心泵;叶片;压水室;吸水室

Abstract

Centrifugal pump is a kind of the most consumable in pumps, water drainage and in agricultural engineering, solid particles liquid transportation engineering, oil and chemical industry, aerospace and Marine engineering, energy engineering and vehicle engineering, etc all departments of national economy is widely used.

In this design, including single-stage single-suction clean water centrifugal pump design, the basic parameters centrifugal pump, centrifugal pump hydraulic design of leaves, water pump pressurized water chamber design, the water pump suction chamber design. As well as axial force and radial force balance, and finally to the strength check.

The biggest difficulty pump design is the design of the pump seal, the new packing seal it can according to the change of the pressure to change the device sealing force.

Keywords:Centrifugal pump;Leaves; Pressurized water chamber; Suction chamber

目录

摘要............................................................................................................................................. I Abtract ...................................................................................................................................... III

第1章绪论 (1)

1.1 选此课题的意义 (1)

1.2 本课题的研究现状 (1)

1.3 本课题研究的主要内容 (1)

第2章泵的基本知识 (3)

2.1 泵的功能 (3)

2.2 泵的概述 (3)

2.2.1 离心泵的主要部件 (3)

2.2.2 离心泵的工作原理 (4)

2.3 泵的分类 (4)

第3章离心泵的水力设计 (5)

3.1 泵的基本设计参数 (5)

3.2 泵的比转速计算 (5)

3.3 泵进口及出口直径的计算 (5)

3.4 计算空化比转速 (6)

3.5 泵的效率计算 (6)

3.5.1 水力效率 (6)

3.5.2 容积效率 (6)

3.5.3 机械效率 (6)

3.5.4 离心泵的总效率 (6)

3.6 轴功率的计算和原动机的选择 (7)

3.6.1 计算轴功率 (7)

3.6.2 确定泵的计算功率 (7)

3.6.3 原动机的选择 (7)

3.7 轴径与轮毂直径的初步计算 (8)

3.7.1 轴的最小直径 (8)

3.7.2 轮毂直径的计算 (9)

3.8 泵的结构型式的选择 (9)

第4章叶轮的水力设计 (10)

4.1 确定叶轮进口速度 (10)

4.2 计算叶轮进口直径 (10)

4.2.1 先求叶轮进口的有效直径D0 (10)

4.2.2 叶轮进口直径 (11)

4.3 确定叶轮出口直径 (11)

4.4 确定叶片厚度 (11)

4.5 叶片出口角的确定 (12)

4.6 叶片数Z的选择与叶片包角 (12)

4.7 叶轮出口宽度 (12)

4.8 叶轮出口直径及叶片出口安放角的精确计算 (13)

4.9 叶轮轴面投影图的绘制 (14)

4.10 叶片绘型 (14)

第5章压水室的水力设计 (17)

5.1 压水室的作用 (17)

5.2 蜗型体的计算 (17)

5.2.1 基圆直径的确定 (17)

5.2.2 蜗型体进口宽度计算 (18)

5.2.3 舌角 (18)

5.2.4 隔舌起始角 (18)

5.2.5 蜗形体各断面面积的计算 (18)

5.2.6 扩散管的计算 (19)

5.2.7 蜗形体的绘型 (19)

第6章吸水室的设计 (22)

6.1 吸水室尺寸确定 (22)

第7章径向力轴向力及其平衡 (23)

7.1 径向力及平衡 (23)

7.1.1 径向力的产生 (23)

7.1.2 径向力的计算 (23)

7.1.3 径向力的平衡 (23)

7.2 轴向力及平衡 (24)

7.2.1 轴向力的产生 (24)

7.2.2 轴向力计算 (24)

7.2.3 轴向力的平衡 (25)

第8章泵零件选择及强度计算 (26)

8.1 叶轮盖板的强度计算 (26)

8.2 叶轮轮毂的强度计算 (26)

8.3 叶轮配合的选择 (27)

8.4 轮毂热装温度计算 (28)

8.5 轴的强度校核 (28)

8.6 键的强度计算 (30)

8.6.1 工作面上的挤压应力 (30)

8.6.2 切应力 (31)

8.7 轴承和联轴器的选择 (32)

第9章泵体的厚度计算 (33)

9.1 蜗壳厚度的计算 (33)

9.2 中段壁厚的计算 (33)

第10章泵的轴封 (34)

10.1 常用的轴封种类及设计要求 (34)

10.2 填料密封的工作原理 (34)

10.3 传统填料密封结构及其缺陷 (35)

10.3.1 传统填料密封结构 (35)

10.3.2 传统填料密封的不足 (35)

10.4 填料密封的结构改造 (35)

结论 (36)

参考文献 (38)

致谢 (40)

第1章绪论

1.1 选此课题的意义

泵是一种应用广泛、耗能大的通用流体机械,我国每年各种泵的耗电量大约占全国总耗电量的20%,耗油量大约占全国总耗油量的50%。

而离心泵是各种水力机械中应用最广泛的一种,是日常生活和生产活动联系最紧密的一种机械,在给水排水及农业工程、固体颗粒、液体输送工程、石油及化学工业、航空航天和航海工程、能源工程和车辆工程等国民经济各个部门都有广泛的应用。

本次课题设计的清水离心泵适用工业和城市给水、排水,亦可用于农业排灌,供输送清水或物理化学性质类似清水的其他液体之用,温度不高于80。C。

1.2 本课题的研究现状

当前国内离心泵的技术水平通过几十年的发展以及许可证技术引进,从综合技术水平来看,单、两级泵方面都具有国际先进水平,与国外同类型泵相比无差距,有些地方还是国际一流水平,如可靠性、效率、通化程度等。而高温高压多级泵在结构形式、可靠方面已达到国际同类型水平,国内起步较晚,引进技术消化吸收,从89年,90年开始生产高技术水平泵,逐步开发完善,并代替进口。

国外离心泵总体技术水平比国内技术水平要高一些,效率合格率为85.7%,总体平均水平与国家标准规定值相比高2.30%,达到国家标准要求,效率、汽蚀余量合格率分布情况总体与国内的情况是相一致的,在低比转速处合格品分布率相对好一些。

1.3 本课题研究的主要内容

课题研究的内容是单级单吸清水离心泵设计。主要包括单级单吸清水离心泵的方案设计,离心泵基本参数选择、离心泵叶片的水力设计、离心泵压水室的水利设计、离心泵吸水室的水利设计。以及进行轴向力及径向力的平衡,最后要进行强度校核。

进行离心泵设计的难点就是密封设计,本次课题设计的离心泵密封类型是填料密封,填料密封是用填料填塞泄露通道阻止泄露的一种密封形式。其不足之处在于密封性能较差,对轴或轴套磨损大,损失功率大以及使用寿命短等。

通过分析传统填料密封结构、工作原理及其缺陷后,要改善和提高填料密封的密封效果,可采取的措施是:(1)尽量使径向压紧力均匀且与泄露压力规律一致,使轴套承压面受压均匀,从而使轴套磨损小而且均匀。(2)使填料密封结构中的填料具有补偿能力、足够的润滑性和弹性。(3)密封的填料沿轴向抱紧力应均匀分布。

鉴于以上分析,采用的填料密封结构应该是一种能够自动根据被密封介质压力的变化而变化密封力的填料密封结构。

第2章泵的基本知识

2.1 泵的功能

泵是各种水力机械中应用最广泛的一种,是和我们日常生活和生产活动联系最紧密的一种机械。在给水排水及农业工程上都需要它,在工业工程上更需要它。如在给水排水工程中,泵从水源取水,抽送到水厂,净化后的清水由送水泵输送到城市管理网中去;对于城市的生活污水和工业废水,经排水管渠系统汇集后,也必须有排水泵将污水抽送到污水处理厂,经处理后的污水再由另外排水泵排放如江河湖海中去,或者排入农田作为灌溉之用;再矿山输送尾矿的尾矿泵、洗煤厂使用的泥浆泵、电站除灰的灰渣泵和河道疏浚的挖泥泵等,已经广泛应用于冶金、石化、食品等工业和污水处理、港口河道疏浚等作业中。

2.2 泵的概述

2.2.1 离心泵的主要部件

离心泵主要由叶轮、轴、泵壳、轴承、密封装置等组成,具体介绍如下:1)叶轮:叶轮是离心泵主要的过流部件,其主要作用是把原动机的能量传递给液体,叶轮常用铸铁、铸钢、合金钢或其他材料制成。

2)轴:离心泵的轴用来传递扭矩,驱动叶轮旋转,在轴上泵的叶轮、轴承、密封装置及联轴节等部件。

3)泵壳:将叶轮封闭在一定的空间,以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。由于截面积逐渐扩大,故从叶轮四周甩出的高速液体逐渐降低流速,使部分动能有效地转换为静压能。泵壳不仅汇集由叶轮甩出的液体,同时又是一种能量转换装置。

4)轴承:轴承用来支撑转子零件,并承受转子零件上的多种载荷,根据轴承中摩擦性质的不同可分为滑动轴承和滚动轴承,每一种又可分为向心轴承和推力轴承。

5)密封装置:为了保泵的正常工作,应防止液体外露和内漏,或外界空气吸入泵内,因此必须在叶轮和泵壳间、轴与壳体间装有密封装置,最常见的密封装置由填料密封、机械密封盒浮动密封。

2.2.2 离心泵的工作原理

离心泵之所以能把水送出去是由于离心力的作用。水泵在工作前,泵体和吸入管必须罐满水形成真空状态,当叶轮快速转动时,叶片促使水快速旋转,旋转着的水在离心力的作用下从叶轮中飞去,泵内的水被抛出后,叶轮的中心部分形成真空区域。水源的水在大气压力(或水压)的作用下通过管网压到了吸入管内。这样循环不已,就可以实现连续抽水。在此值得一提的是:离心泵启动前一定要向泵壳内充满水以后,方可启动,否则泵体将不能完成吸液,造成泵体发热,振动,不出水,产生“空转”,对水泵造成损坏(简称“气缚”)造成设备事故。具体见图2-1。

图2-1 离心泵装置简图

2.3 泵的分类

离心泵是一种量大面广的机械设备。由于应用场合、性能参数、输送介质和使用要求的不同,离心泵的品种及规格繁多,结构形式多种多样。

按泵轴的工作位置可分为横轴泵和立轴泵:按压出室形式可分为蜗壳式泵和导叶式泵;按吸入方式可分为单吸泵和双吸泵;或按叶轮个数分为单机泵和多级泵。每一台泵都可在上述各分类中找到自己所隶属的结构类型。泵的结构形式是由几个描述该泵结构类型的属于来命名的,如横轴单级单吸蜗壳式离心泵、立轴多级导叶式离心泵等。

第3章 离心泵的水力设计

3.1 泵的基本设计参数

1)扬程H=35m

2)流量Q=15m 3/h

3)工作介质为清水

4)必要空化余量NPSH r =4m

5)工作介质密度为ρ=1000kg/m 3

3.2 泵的比转速计算

对于本次离心泵设计,必需空化余量为4m ,转速为2950r/min ,比转速可根据式3-13[4]来计算

n s =43

65.3H Q

n ??=43

353600/15295065.3??=48.3

(3-1)

通过计算确定泵的比转速n s =48.3

3.3 泵进口及出口直径的计算

泵的进口直径D 1由进口速度v s 确定,其值通过查表5-1[4]确定为3m/s 左右,选v s =2.1m/s ,进口直径按式5-1[4]计算

D 1=s Q πv 4=1.214.33600/154??=0.0503m

(3-2)

泵出口直径D 2可取与D 1相同,或小于D 1,即

D 2=(1~0.7)D 1=(1~0.7)?50.3=50.3~35.2mm

(3-3)

经圆整取D 1=50mm ,D 2=35mm 。

3.4 计算空化比转速

空化比转速可由式5-2[4]计算 C=4362.5r NPSH Q

n =4343600/15295062.5??=378.4 (3-4)

式中NPSH r 为泵的必要空话余量,由于转速已经给定,在这里就不对转速进行过多的计算。

3.5 泵的效率计算

3.5.1 水力效率

水力效率按式2-35[4]计算

3lg 0835.01H Q h +=η=1+0.0835lg 329503600/15=0.837

(3-5)

3.5.2 容积效率

容积效率按式2-43[4]计算

3268.011

s v n +=η=()323.4868.011?+=0.951

(3-6)

考虑叶轮密封环处的泄露损失,级间泄露损失等取95.0=v η。

3.5.3 机械效率

机械效率按式2-47[4]计算 6705

.1511s m n +=η=6705.1511s n +=0.862

(3-7)

3.5.4 离心泵的总效率

685.0962.095.0837.0=??==m v h ηηηη

(3-8)

3.6 轴功率的计算和原动机的选择

3.6.1 计算轴功率

在选取了泵的总效率以后,按式4-1[5]计算轴功率 P=η

ρ102QH =685.010*********???=7.5 kW (3-9)

式中 Q ——泵的流量(m 3/s );

H ——泵的扬程(m );

ρ——抽送液体的密度(kg/m 3)。

H t =8.41837.035==h H η m

(3-10) Q t =8.1595.015==v Q

η m 3/s

(3-11)

式中 H t ——理论扬程(m );

Q t ——理论流量(m 3/s)。 3.6.2 确定泵的计算功率

泵的计算功率按式4-2[5]计算

075.95.71.11.1P K K Pj 21=??==kW (3-12)

式中 K 1——水泵扬程允差系数,K 1=1.05~1.1;

K 2——水泵的流量的增大系数,K 2=1.1。

原动机功率根据计算功率P j 选取。

3.6.3 原动机的选择

根据以上计算结果(P j =9.075kW ),选取Y160M1-2型电动机,功率P 为11kW ,转速2930r/min 。

3.7 轴径与轮毂直径的初步计算

3.7.1 轴的最小直径

d min =3.31][2.0974003=n P j

τm

(3-13)

轴的材料选用3C r 13,许用切应力[τ]=510490?Pa,确定出泵的最小直径后,参考类似结构泵的泵轴,画出轴的结构草图。见图3-1

图3-1 轴的结构草图

轴的轴向尺寸是是由轴上的零件决定的,主要零件有:叶轮、止动垫圈、轴套、深沟球轴承,结构图见图3-2。

图3-2 轴的结构图

3.7.2 轮毂直径的计算

本次设计的是单机泵,单机泵叶轮处得轴径d y 等于联轴器内的轴径d min 。叶轮轮毂直径d h 必须保证轴孔开了键槽之后还有一定的厚度,使轮毂具有足够的强度,直径按式4-3[5]计算,即

d h =min min min 4.12.02d d d =?+

(3-14)

由于单级泵叶轮轮毂一般不通过叶轮进口,因此取

d h =(1.4~2)d min

(3-15)

取d h =1.5d min =46.95取整d h =45mm 。 3.8 泵的结构型式的选择

此次设计的离心泵是悬架式悬臂泵,即一台单级单吸横轴离心泵,它由泵体、叶轮螺母、密封环、叶轮、泵盖、轴套、密封装置、悬架、泵轴支架组成,其泵脚与泵体铸成一体,轴承置于悬臂安装在泵体上的悬架内,整台泵的质量主要由泵体承受。

第4章 叶轮的水力设计

叶轮尺寸的确定主要有速度系数发和相似换算法,在此次泵设计采用的是速度系数发。

4.1 确定叶轮进口速度

叶轮的进口速度安式5-12[5]计算

1.23510208.0200=??==gH K v v m/s

(4-1)

式中 0v K ——叶轮进口速度习俗,根据比转速及不同类型的泵从图5-3[5]

查的;

H ——单级扬程(m)。

4.2 计算叶轮进口直径

4.2.1 先求叶轮进口的有效直径

叶轮进口的有效直径按式5-13[5]计算

510505.02950

3600/155.43300≈=?==m n Q K D m (4-2)

式中 0K ——系数,按表4-1选取。通过查得,选取0K =4.5。

表4-1 系数0K 的选择

4.2.2 叶轮进口直径 叶轮进口直径按式5-15[5]计算

68455122220=+=+=h j d D D mm

(4-3) 4.3 确定叶轮出口直径

叶轮出口直径按式5-17[4]计算

5.131003.4835.910035.921212=??? ???=??? ??=--s D n K

(4-4)

152********/155.133322=?==n Q K D D mm

(4-5)

式中 2D K ——叶轮出口直径系数。

4.4 确定叶片厚度

叶轮工作是,叶片上承受着液体的反作用力和叶片质量的离心力受力情况比较复杂,很难精确计算,通常可用如下经验公式10-44[5]计算叶片的厚度。

0.18

351522.32=?=?=Z H D K δmm (4-6)

系数K 与离心泵的比转速n s 和叶片的材料有关,其值由表10-10[5]所示,材料选用钢,所以K=3.2。

表4-2 系数K 与n s 和材料的关系

最后,综合考虑取叶片真实厚度3mm 。

4.5 叶片出口角的确定

离心泵叶片出库安放角2β一般小于 90,当2β> 90和2β< 90并取较大值时,H-Q 性能曲线会出现驼峰现象,使离心泵运行不稳定。为了得到较高的效率,2β一般取 30~18。所以,综合考虑2β取 25。

4.6 叶片数Z 的选择与叶片包角

叶轮叶片数的多少会影响泵扬程的高低。用速度系数设计轮时,因为速度系数是现有泵的参数上统计得来的,而现有泵的叶片数Z 与比转速n s 之间存在着一定的关系。因此,泵的叶片数Z 也可以根据比转速n s 按照这一关系确定之,通过查表5-2[5],综合考虑,Z=8。

表4-3 离心泵的叶片数Z

如果叶片数Z 大,叶片包角?应小一些,叶片出口角2β也可大一些;如果叶片数Z 小,叶片包角?应小一些,叶片出口角2β也要取小一些。一般?可取 110~85,综合考虑,叶片包角?取 85。

4.7 叶轮出口宽度

叶轮出口宽度b 2可按式5-19[4]计算

35.01003.4864.010064.065652=??? ??=??

? ??=s b n K

(4-7) 9.30039.02950

3600/1535.035.0332==?=?=m H Q b mm (4-8)

综合考虑,选取b 2=5mm 。

4.8 叶轮出口直径及叶片出口安放角的精确计算

离心泵一般是选择叶片出口角2β,精算D 2,先计算叶轮出口轴面速度。

042.290

.0005.014.315.095.03600/15πb 2222=????==ψηD Q v v m m/s (4-9) 叶轮出口速度按5-18[5]变形计算

5.2360

295014.3152.060πn 22=??==D u m/s (4-10) 无限叶片数下的叶片出口流面速度∞2u v

∞2u v =2u -2m v 2βctg =23.5-2.042 25ctg ?=19.1 m/s

(4-11)

无限叶片数下的理论扬程

8.44101.195.2322=?==∞∞g v u H u t m

(4-12)

可根据式5-20[4]的变形来计算出圆周速度2u

s m tg tg gH tg v tg v u t m m /258.4410252042.2252042.2222222222=?+???? ???+?=+???? ?

?+=∞ ββ (4-13)

此时,可按式5-20[4]算出第一次精算的叶轮出口直径D 2

162162.0295014.32560π6022==??==m n u D mm

(4-14)

经过比对可知,计算的精确值与速度系数法计算的误差大于2%,所以修正

2β,经过计算当2β为 27时,误差在2%之内,所以2β被修正为 27,并且确定叶轮出口直径D 2=150mm 。

即得出,D 2=150mm ,2β= 27,D j =68mm ,d h =45mm ,b 2=5mm 。

4.9 叶轮轴面投影图的绘制

根据求出的尺寸D 2、D j 、d h 和b 2,参考相近比转速n s 的叶轮图纸,绘制叶轮的轴面投影。见图4-1。

图4-1 叶轮轴面投影图

4.10 叶片绘型

对于比转速n s 小的离心泵,叶轮、叶片几乎全部在轴面流道的径向部分,其进口边均在同一个轴截面上,而且各流线叶片进口三角形基本相同,叶片扭曲

双吸离心泵毕业设计-开题报告

双吸离心泵毕业设计-开题报告

毕业设计(论文)开题报告 学生姓名:陈乐东学号:20121698 学院:机电工程学院 专业:热能动力工程 设计(论文)题目:800S26型双吸泵的设计 指导教师:杨辉 2016年2月15日

开题报告填写要求 1.开题报告(含“文献综述”)作为毕业设计(论文)答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下,由学生在毕业设计(论文)工作前期内完成,经指导教师签署意见及所在专业审查后生效; 2.开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式(可从教务处网页上下载)打印,禁止打印在其它纸上后剪贴,完成后应及时交给指导教师签署意见; 3.“文献综述”应按论文的格式成文,并直接书写(或打印)在本开题报告第一栏目内,学生写文献综述的参考文献应不少于15篇; 4.有关年月日等日期,按照如“2002年4月26日”方式填写。

1.结合毕业设计(论文)课题情况,根据所查阅的文献资料,每人撰写1500字左右的文献综述(包括研究进展,选题依据、目的、意义) 文献综述 800S26型双吸泵的型号意义是,入口直径为800mm,设计点扬程为26m的单极双吸水平中开式离心清水泵。要想了解此泵,首先要了解双吸离心泵。 双吸离心泵是从叶轮两面进水的双吸离心泵,因泵盖和泵体是采用水平接缝进行装配的,又称为水平中开式离心泵。与单级单吸离心泵相比,效率高、流量大、扬程较高。但体积大,比较笨重,一般用于固定作业。适用于丘陵、高原中等面积的灌区,也适用于工厂、矿山、城市给排水等方面。 S型单极双吸离心泵也被称为为中开式离心泵,供抽送清水或物理化学性质类似于水的其他液体之用。S系列单级双吸离心泵主要适用于自来水厂、空调循环用水、建筑供水、灌溉、排水泵站、电站、工业供水系统、消防系统、船舶工业等输送液体的场合。 S型中开泵与其他同类型泵相比较具有寿命长、效率高、结构合理,运行成本低、安装及维修方便等特点,是消防、空调、化工、水处理及其他行业的理想用泵。泵体设计压力为1.6MPa和2.0MPa。泵体的进出口法兰均位于下泵体,这样可以在不拆卸系统管路的情况下取出转子,维修方便。部分泵体采用双流道设计,以减少径向力,从而延长机封和轴承的寿命。叶轮叶轮的水力设计采用了最先进的 CFD 技术,因此提高了S泵的水力效率。对叶轮进行动平衡, 确保S泵的运行平稳。轴轴径较粗,轴承间距较短,从而减小了轴的挠度,延长了机械密封和轴承的寿命。轴套可以采用多种不同的材料,以防止轴被腐蚀和磨损,轴套可更换。磨损环泵体与叶轮间采用可更换的磨损环,防止泵体和叶轮的磨损,更换方便,维修费用低,同时保证运行间隙和较高的工作效率。既可以使用填料也可以使用机械密封,可以在不拆卸泵盖的情况下更换密封装置。轴承独特的轴承体设计使轴承可采用油脂或稀油润滑,轴承的设计寿命10万小时以上,也可使用双列推力轴承和封闭轴承。材料根据用户的实际需要,S型中开泵的材料可为铜、铸铁、球铁、316不锈钢、416;7锈钢、双向钢、哈氏合金、蒙耐合金,钛合金及20号合金等材料。 我国水泵技术的现状 1、我国泵产品图样的来源可分为联合设计、引进、自行开发等几种,引进的这些

单级倒立摆系统的极点配置与状态观测器设计

单级倒立摆系统的极点配置与状态观测器设计 14122156 杨郁佳 (1)倒立摆的运动方程并将其线性化 选取小车的位移z ,及其速度z g 、摆的角位置θ及其角速度θg 作为状态变量,即T x z z θθ??=??? ?g g 则系统的状态空间模型为 01000100000010()1000mg M M x u M m g Ml Ml x ????????????-????=+????????+-????????????g []1000y x = 设M=2kg ,m=0.2kg ,g=9.81m/2 s ,则单级倒立摆系统的状态方程为 (1010) 01010 01020.500013030 011040.54x x x x u x x x x ??????????????????-????????=+????????????????-???????????? []12100034x x y x x ???? ??=?????? (2)状态反馈系统的极点配置。 首先,使用MATLAB ,判断系统的能控性矩阵是否为满秩。 MATLAB 程序如下:

A=[0 1 0 0; 0 0 -1 0; 0 0 0 1; 0 0 11 0]; B=[0; 0.5; 0; -0.5]; C=[1 0 0 0]; D=0; rct=rank(ctrb(A,B)) [z,p,k]=ss2zp(A,B,C,D) MATLAB程序执行结果如下: 系统能控,系统的极点为 1=0 λ 2=0 λ 3=3.3166 λ 4=-3.3166 λ 可以通过状态反馈来任意配置极点,将极点配置在 1=-3 λ* 2=-4 λ* 3=-5 λ* 4=-6 λ*

JBT5294-91标准大型立式单级单吸离心泵技术条件

JB/T 5294-91 标准大型立式单级单吸离心泵技术条件本标准规定大型立式单级单吸离心泵技术条件的主题内容与适用范围、引用标准、技术要求、试验与测量、检验规则、保证期、标志、包装、运输、贮存、成套范围、附录A、附录B、附加说明。 1、大型立式单级单吸离心泵技术条件:主题内容与适用范围 2、大型立式单级单吸离心泵技术条件:引用标准 3、大型立式单级单吸离心泵技术条件:技术要求 4、大型立式单级单吸离心泵技术条件:试验方法 5、大型立式单级单吸离心泵技术条件:检验规则 6、大型立式单级单吸离心泵技术条件:保证期 7、大型立式单级单吸离心泵技术条件:标志、包装、运输、贮存 8、大型立式单级单吸离心泵技术条件:成套范围 9、大型立式单级单吸离心泵技术条件:附录A 10、大型立式单级单吸离心泵技术条件:附录B 11、大型立式单级单吸离心泵技术条件:附加说明 1、主题内容与适用范围 本章节描述大型立式单级单吸离心泵的主题内容与适用范围。 本标准规定了大型立式单级单吸离心泵(以下简称“泵”)的技术要求、试验方法和检验规则等。 本标准适用于输送清水或物理、化学性质类似于水的其他液体的泵。被输送液体的温度 为0 ?55℃。 2、引用标准 本章节描述大型立式单级单吸离心泵技术条件的引用标准。 GB 699 优质碳素结构钢钢号和一般技术条件 GB2100 不锈耐酸钢铸件技术条件 GB 5676 —般工程用铸造碳钢 GB 3216 离心泵、混流泵、轴流泵和旋涡泵试验方法 GB 4216 灰铸铁管法兰及垫片

GB 9439 灰铸铁件 GB 10889栗的振动测量与评定方法 GB 10890泵的噪声测量与评定方法 JB 1581 汽轮机、汽轮发电机转子和主轴超声波探伤方法 GB 2759 机电产品包装通用技术条件 JB 4297 泵产品涂漆技术条件 3、技术要求 本章节描述大型立式单级单吸离心泵技术条件的技术要求。 泵应符合本标准的规定,并按经规定程序批准的图样和技术文件制造。 若用户对产品有不同于本标准的要求时,可按订货单和数据单〔见附录A(参考件)〕的规定。 3.1性能 3.1.1泵的性能参数应符合相应标准或订货单的规定。 3.2制造厂应确定产品及其变型产品的允许工作范围,并绘出性能曲线(扬程、轴功率、汽蚀余量与流量的关系曲线)。 3.1.3泵在允许工作范围内,其轴承体处的振动烈度应不大于7. 1 mm/s。 3.1.4泵在允许工作范围内,其噪声值应符合GB 10890的规定。 3.2结构设计3.2.1原动机 原动机的额定输出功率应不小于泵轴功率的1.1倍。 3.2.2临界转速 泵的临界转速应符合下式规定: 式中:W ——菜的转速,r/min; ?c 栗的临界转速,r/min。 3.2.3静平衡 叶轮应进行静平衡试验,其精度应不低于附录B(补充件)中G 6. 3级。 3.2. 4承受压力的零件 3.2. 4.1承受内压的壳体,设计时应作强度计算和设置加强筋以保证足够的刚性,使之能承受工作温度下的工作压力和防止变形,并能承受环境温度下的试验压力。 水压试验压力为工作压力的1. 5倍,保压时间内不得有渗漏。 3.2. 4.2泵的吸入口和排出口法兰应符合GB 4216的规定,其公称压力应能满足承压零件所受的工作压力。 3.2.5叶轮 3.2.5.1叶轮应设置平衡孔或平衡筋以平衡轴向力。 3.2.5.2叶轮应可靠地固定在轴上,防止运转时产生周向或轴向的移动。 3.2.6轴和轴套 3.2.6.1轴应进行强度计算,保证有足够的强度和刚度。 3.2.6.2泵在允许工作范围内运转时,由于径向载荷引起填料函外端面的径向平面内轴的挠度应不超 过50 pm,在计算轴的挠度时,不应考虑软填料的支承作用。

单级单吸离心泵设计

单级单吸离心泵设计 摘要:IS型单级单吸离心泵吸收了KT、NB、ES、DL、XA及国外优秀离心泵系列产品的优点,采用了多项水力设计及工艺方法的发明专利和实用新型专利而研制开发的高新技术系列产品。它广泛用于空调、制冷、冰蓄冷、自来水厂、消防、环保、高层供水和城乡排水等领域,一般输送85摄氏度以下清水或物理化学性质类似清水的液体。通过变换泵的结构及材质可输送高温及腐蚀性介质,可用与化工、冶金等行业。本系列产品产品具有高效率、高性能、高耐压、高可靠性和安装维修方便等特点,其结构参数符合国际标准产品相互替代,承压能力为 1.6MPa级,诸项技术经济指标达到国外同类产品先进水平,属于国际接轨的换代产品。 注:单级单吸离心泵为一个叶轮一个进水口的离心泵。 关键词:单级单吸、叶轮、机械密封、安装、故障分析。

目录 1 引言-----------------------------------------------------------08 2 型号意义示例及名词解释-----------------------------------------08 2.1 型号意义示例-------------------------------------------------08 2.2 名词解释-----------------------------------------------------08 3 IS型单级单吸离心泵的主要性能参数 ------------------------------08 3.1 流量---------------------------------------------------------08 3.2 扬程---------------------------------------------------------09 3.3 转速---------------------------------------------------------09 3.4 汽蚀余量-----------------------------------------------------09 3.5 功率和效率---------------------------------------------------09 4 IS型单级单吸离心泵的特性曲线-----------------------------------10 5 IS型单级单吸离心泵工作原理-------------------------------------11 6 IS型单级单吸离心泵的主要部件-----------------------------------13 6.1叶轮----------------------------------------------------------13 6.2泵壳----------------------------------------------------------14 6.3泵轴----------------------------------------------------------15 6.4轴承----------------------------------------------------------15 6.5悬架----------------------------------------------------------18 6.6机械密封------------------------------------------------------18 6.7填料函--------------------------------------------------------19 7 IS型单级单吸离心泵的水泵检验标准-------------------------------17 8 IS型单级单吸离心泵容易发生的故障-------------------------------26 9 IS型单级单吸离心泵间性能的改变和换算---------------------------29 10 结束语----------------------------------------------------------31 致谢--------------------------------------------------------------31 参考文献毕业------------------------------------------------------32 设计小结----------------------------------------------------------33

单级单吸式离心泵

单机单吸离心泵各部件的简单说明 单机单吸离心泵简介:单级离心泵是指有一个叶轮的离心泵,广泛应用于大中流量及低压情况下液体的输送。目前,单级离心泵已达到系列化,流量可在6. 3—2020m3/h范围内,扬程可在8~125m范围内,并且由于单级离心泵的材料、结构的不同,可输送不同的介质。 一.单机单吸离心泵的工作原理 2.工作原理: 驱动机(电机)通过泵轴带动叶轮旋转,叶轮的叶片驱使液体一起旋转,因而产生离心力,在此离心力的作用下,液体沿叶片流道被甩向叶轮出口,液体经蜗壳收集送入排出管。液体从叶轮获得能量,?使压力能和速度能均增加,并依靠此能量将液体输送到工作地点。当一个叶轮不能使液体获得足够的能量时,可用多个叶轮串联或并联起来对流体作功。 在液体被甩向叶轮出口的同时,叶轮入口中心处形成了低压,?在吸液罐和叶轮中心处的液体之间就产生了压差,吸液罐中的液体在这个压差作用下,不断地经吸入管路及泵的吸入室进入叶轮中。这样?,叶轮在旋转过程中,一面不断地吸入液体,?一面又不断地给吸入的液体以一定的能量,将液体排出,使离心泵连续地工作。 气缚现象:如果离心泵在启动前壳内充满的是气体,则

启动后叶轮中心气体被抛时不能在该处形成足够大的真空度,这样槽内液体便不能被吸上。这一现象称为气缚。 为防止气缚现象的发生,离心泵启动前要用外来的液体将泵壳内空间灌满。这一步操作称为灌泵。为防止灌入泵壳内的液体因重力流入低位槽内,在泵吸入管路的入口处装有止逆阀(底阀);如果泵的位置低于槽内液面,则启动时无需灌泵。 (4)叶轮外周安装导轮,使泵内液体能量转换效率高。导轮是位于叶轮外周的固定的带叶片的环。这些叶片的弯曲方向与叶轮叶片的弯曲方向相反,其弯曲角度正好与液体从叶轮流出的方向相适应,引导液体在泵壳通道内平稳地改变方向,使能量损耗最小,动压能转换为静压能的效率高。 (5)后盖板上的平衡孔消除轴向推力。离开叶轮周边的液体压力已经较高,有一部分会渗到叶轮后盖板后侧,而叶轮前侧液体入口处为低压,因而产生了将叶轮推向泵入口一侧的轴向推力。这容易引起叶轮与泵壳接触处的磨损,严重时还会产生振动。平衡孔使一部分高压液体泄露到低压区,减轻叶轮前后的压力差。但由此也会引起泵效率的降低。 (6)轴封装置保证离心泵正常、高效运转。离心泵在工作是泵轴旋转而壳不动,其间的环隙如果不加以密封或密封不好,则外界的空气会渗入叶轮中心的低压区,使泵的流量、

单级双吸中开蜗壳式离心泵

1.安全要点 1.安全防护 1.接触高温轴或使用轴承加热器时要戴好隔热手套。 2.接触带锐边的部件,特别是叶轮时要戴加厚的工作手套。 3.当接触有毒有害介质时必须穿戴其它人身防护设备。 4.未装好联轴器防护罩之前严禁启动泵。 2.法兰连接 1.严禁强行连接泵与管道。 2.确保没有漏装零件。 3.确保所有紧固件均已拧紧到位及受腐蚀 3.操作 1.不得在低于最小额定流量或关闭进出口阀时运行泵。 2.不得在超出泵的参数范围内操作泵。 3.当系统有压力时,不得打开排气、排液阀或丝堵。 4.假如已安装的安全措施被拆下,不得启动泵 4.维修安全 1.切断电源

2.在拆卸泵、拧下丝堵和配管前,确保泵已卸压并已与系统分 离。 3.请使用适当的起吊及支撑设备以免人员伤亡。 4.了解遵循公司的安全规程 5.遵守泵的安装、操作和维护说明书中强调的所有小心和警告 事项。 在任何情况下都必须避免吸水口和排出管路发生堵塞。在这些条件下即使是短时间运行也可能引起泵送介质的发热并可能导致泵气蚀。采取一切必要措施确保避免此类情况发生。 1.严禁加热方法拆卸叶轮 2.严禁在未安装好联轴器防护罩前运行泵 3.当操作条件超过泵的额定条件时,严禁运行泵 4.没有灌水前,严禁启动泵 5.严禁在低于最小流量或没有液体的情况下运行泵 6.维修泵时,请切断电机电源 7.严禁在未安装安全装置的情况下运行泵 8.严禁在出口阀关闭的情况下长时间运行泵 9.严禁在进口阀关闭的情况下运行泵

必须确保装置正确维护 1.检测水泵及介质的温度 2.保持正确润滑轴承 3.确保泵在设计的压力范围内运行 产品特点 符合GB/T3216,GB/T5657.水泵采用底脚水平支撑,进出口均在中开面以下。通过双吸叶轮平衡轴向力,残余轴向力通过两端轴承平衡。叶轮水力经过优化设计,并经精密铸造,达到良好的抗气蚀性能和高效率,部分泵壳采用双蜗壳设计,有利于延长轴承寿命。 轴封:填料密封、机械密封 泵壳:铸铁HT250、(球墨铸铁QT400-18、铸钢ZG230-450、不锈钢) 叶轮:铸铁HT250、(青铜ZcuSn10Pb1、硅黄铜ZcuZn16Si4、不锈钢) 轴:SLO(w) 不锈钢2Cr13、碳钢40Cr;S泵 45#钢 密封环:铸铁HT250、(青铜ZcuSn10Pb1、硅黄铜ZcuZn16Si4、不锈钢) 轴承:润滑脂润滑、稀油润滑

离心泵设计论文解析

XXXXX 学院 毕业设计(论文) 题目 学生姓名 年级专业 学号 指导教师 起止日期 20 年月日

XXXXX学院 毕业设计 (论文)任务书机电工程系班级()姓名学号

北海职业学院 学生毕业设计(论文)成绩鉴定表

综述离心泵的完好标准 泵与风机、压缩机是流体机械的重要组成部分,一直是制冷与空调专业人士学习的基本科目。泵是输送液体或使液体增压的机械。它将原动机的机械能或其他外部能量传送给液体,使液体能量增加。泵主要用来输送液体包括水、油、酸碱液、乳化液、悬乳液和液态金属等,也可输送液体、气体混合物以及含悬浮固体物的液体。 离心泵就是根据设计高速旋转的叶轮叶片带动水转动,将水甩出,从而达到输送的目的. 离心泵有好多种.从使用上可以分为民用与工业用泵,从输送介质上可以分为清水泵、杂质泵、耐腐蚀泵等。 一离心泵的分类方式类型特点一览表

二、离心泵基本构造 离心泵的基本构造是由六部分组成的,分别是:叶轮,泵体,泵轴,轴承,密封环,填料函。 1、叶轮是离心泵的核心部分,它转速高输出力大,叶轮上的叶片又起到主要作用,叶轮在装配前要通过静平衡实验。叶轮上的内外表面要求光滑,以减少水流的摩擦损失。 2、泵体也称泵壳,它是水泵的主体。起到支撑固定作用,并与安装轴承的托架相连接。 3、泵轴的作用是借联轴器和电动机相连接,将电动机的转距传给叶轮,所以它是传递机械能的主要部件。 4、轴承是套在泵轴上支撑泵轴的构件,有滚动轴承和滑动轴承两种。滚动轴承使用牛油作为润滑剂加油要适当一般为2/3~3/4的体积太多会发热,太少又有响声并发热!滑动轴承使用的是透明油作润滑剂的,加油到油位线。太多油要沿泵轴渗出并且漂*,太少轴承又要过热烧坏造成事故!在水泵运行过程中轴承的温度最高在85度一般运行在60度左右,如果高了就要查找原因(是否有杂质,油质是否发黑,是否进水)并及时处理! 5、密封环又称减漏环。叶轮进口与泵壳间的间隙过大会造成泵内高压区的水经此间隙流向低压区,影响泵的出水量,效率降低!间隙过小会造成叶轮与泵壳摩擦产生磨损。为了增加回流阻力减少内漏,延缓叶轮和泵壳的所使用寿命,在泵壳内缘和叶轮外援结合处装有密封环,密封的间隙保持在0.25~1.10mm之间为宜。 6、填料函主要由填料,水封环,填料筒,填料压盖,水封管组成。填料函的作用主要是为了封闭泵壳与泵轴之间的空隙,不让泵内的水流不流到外面来也不让外面的空气进入到泵内。始终保持水泵内的真空!当泵轴与填料摩擦产生热量就要靠水封管住水到水封圈内使填料冷却!保持水泵的正常运行。所以在水泵的运行巡回检查过程中对填料函的检查是特别要注意!在运行600个小时左右就要对填料进行更换。 三、离心泵的工作原理 离心泵的工作原理是:离心泵所以能把水送出去是由于离心力的作用。水泵在工作前,泵体和进水管必须罐满水行成真空状态,当叶轮快速转动时,叶片促使水很快旋转,旋转着的水在离心力的作用下从叶轮中飞去,泵内的水被抛出后,叶轮的中心部分形成真空区域。水在大气压力(或水压)的作用下通过管网压到了进水管内。这样循环不已,就可以实现连续抽水。在此值得一提的是:离心泵启动前一定要向泵壳内充满水以后,方可启动,否则将造成泵体发热,震动,出水量减少,对水泵造成损坏(简称“气蚀”)造成设备事故! 四、离心泵的主要性能参数 (一)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流体体积。 (二)扬程H(m) 扬程又称为泵的压头,是指单体重量流体经泵所获得的能量。 (三)转速叶轮每分钟的旋转周数叫转数,单位为r/min . (四)效率η泵的效率为有效功率和轴功率之比。效率的表达式为:η=P e/P*100% (五)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 五、离心泵的性能曲线

(完整版)各种离心泵型号大全全详细介绍

排污泵系列型号管道离心泵型号意义 Q:潜水 W:排污 G:管道 Y:液下 N:泥浆 Z:自吸 L:立式AS:撕裂 JY:搅匀 P:不锈钢 B:防爆 QW(WQ)无堵塞潜水式排污泵 例:80WQ(QW)P40-15-4 80 WQ(QW) P 40 - 15 - 4 │││││└─-泵的电机(KW) ││││└───-泵的扬程(m) │││└─────--泵的流量(m3/h) ││└───────-不锈钢材质 │└─────────-潜水排污泵 └───────────--泵的口径即代表泵排出公称直径(mm) JYWQ、JPWQ自动搅匀排污泵 例:80JY(P)WQ50-10-1600-3 80 JY (P) WQ 50 - 10 - 1600 - 3 │││││││└─泵的电机(KW) ││││││└─-──泵的搅匀范围(mm) │││││└────-──泵的扬程(m) ││││└─────────泵的流量(m3/h) │││└────────── W:排污 Q:潜水 P:不锈钢 ││└─────────-─-─P:不锈钢材质 │└─────────-────-JY:搅匀ISG系列立式管道离心泵 例:ISG50-160(I)A ISG 50 - 160 (I) A(B) ││││└─叶轮经第一次切割 │││└─-──流量分类、(I)为大流量、 ││└─────叶轮名义外径(mm) │└────────泵的口径(mm) │┌ ISG型立式离心泵 └────────┼ IRG型立式热水泵 ├ IHG型立式不锈钢化工泵 └ YG型立式防爆油泵 ISGD系列低转速立式管道离心泵 例:ISGD80-160(I)A ISGD 80 - 160 (I) A(B) ││││└─叶轮经第一次切割 │││└─-──流量分类、(I)为大流量、 ││└─────叶轮名义外径(mm) │└────────泵的口径(mm) │┌ ISGD型低转速立式离心泵 └────────┼ IRGD型低转速立式热水泵 ├ IHGD型低转速立式不锈钢化工泵 └ YGD型低转速立式防爆油泵

(完整版)一级倒立摆系统分析

一级倒立摆的系统分析 一、倒立摆系统的模型建立 如图1-1所示为一级倒立摆的物理模型 图1-1 一级倒立摆物理模型 对于上图的物理模型我们做以下假设: M:小车质量 m:摆杆质量 b:小车摩擦系数 l:摆杆转动轴心到杆质心的长度 I:摆杆惯量 F:加在小车上的力 x:小车位置 ?:摆杆与垂直向上方向的夹角 θ:摆杆与垂直向下方向的夹角(考虑到摆杆初始位置为竖直向下)图1-2是系统中小车和摆杆的受力分析图。其中,N和P为小车与摆

杆相互作用力的水平和垂直方向的分量。注意:实际倒立摆系统中的检测和执行装置的正负方向已经完全确定,因而矢量方向定义如图所示,图示方向为矢量正方向。 图1-2 小车及摆杆受力分析 分析小车水平方向受力,可以得到以下方程: M x?=F-bx?-N (1-1) 由摆杆水平方向的受力进行分析可以得到以下方程: N =m d 2dt (x +l sin θ) (1-2) 即: N =mx?+mlθcos θ?mlθ2sin θ (1-3) 将这个等式代入式(1-1)中,可以得到系统的第一个运动方程: (M +m )x?+bx?+mlθcos θ?mlθ2sin θ=F (1-4) 为推出系统的第二个运动方程,我们对摆杆垂直方向上的合力进行分析,可以得出以下方程: P ?mg =m d 2dt 2 (l cos θ) (1-5) P ?mg =? mlθsin θ?mlθ2cos θ (1-6) 利用力矩平衡方程可以有:

?Pl sinθ?Nl cosθ=Iθ (1-7) 注意:此方程中的力矩方向,由于θ=π+?,cos?=?cosθ,sin?=?sinθ,所以等式前面含有负号。 合并两个方程,约去P和N可以得到第二个运动方程: (I+ml2)θ+mgl sinθ=?mlx?cosθ (1-8) 设θ=π+?,假设?与1(单位是弧度)相比很小,即?<<1,则 可以进行近似处理:cosθ=?1,sinθ=??,(dθ dt ) 2 =0。用u来 代表被控对象的输入力F,线性化后的两个运动方程如下: {(I+ml2)??mgl?=mlx? (M+m)x?+bx??ml?=u (1-9) 假设初始条件为0,则对式(1-9)进行拉普拉斯变换,可以得到: {(I+ml2)Φ(s)s2?mglΦ(s)=mlX(s)s2 (M+m)X(s)s2+bX(s)s?mlΦ(s)s2=U(s) (1-10) 由于输出为角度?,求解方程组的第一个方程,可以得到: X(s)=[(I+ml2) ml ?g s ]Φ(s) (1-11) 或改写为:Φ(s) X(s)=mls2 (I+ml2)s2?mgl (1-12) 如果令v=x?,则有:Φ(s) V(s)=ml (I+ml2)s2?mgl (1-13) 如果将上式代入方程组的第二个方程,可以得到: (M+m)[(I+ml2) ml ?g s ]Φ(s)s2+b[(I+ml2) ml +g s ]Φ(s)s?mlΦ(s)s2= U(s) (1-14) 整理后可得传递函数: Φ(s) U(s)= ml q s2 s4+b(I+ml 2) q s3?(M+m)mgl q s2?bmgl q s (1-15)

SH型单级双吸中开离心泵型号参数

SH型单级双吸中开离心泵 概述 SH型泵系更新换代的高效节能新产品,它采用国家标准规范设计,其系列化、标准化、通用化程度高,该型泵性能先进、运行平稳、安全可靠,在设计中采用新结构、新材质,可适用多种介质的输送。 SH型泵供输送清水或物理化学性质类似于水的液体。温度为-20℃~80℃。 SH型泵,广泛用于城市给排水、电站、工业流程系统的取水、加压、农田排灌及各种水利工程、石化工程。 结构说明 SH型泵的吸入口与吐出口均在水泵轴心线的下方,与轴线垂直成水平方向。检修时无需拆卸进出口水管及电动机。从传动方向看去,水泵为顺时针方向旋转(根据用户需要亦可改为逆时针方向旋转)。 泵的主要零件有;泵体、泵盖、叶轮、轴、双吸密封环、轴套等。除轴的材料为优质碳钢外,其余主零件由铸铁、铸钢、不锈钢制成。 泵体与泵盖构成叶轮的工作室,在进出法兰上,装有安装真空表和压力表的管螺孔。进出水法兰的下部,装有放水的管螺纹孔。

经过静平衡检验的叶轮,用轴套和两边的轴套螺母固定在轴上,其轴向位置可通过轴套螺母进行调整。叶轮的轴向力利用其叶片对称布置、两面进水达到平衡。 泵轴承为向心球轴承。轴承装在轴承体内、安装在泵体两端,用黄油润滑。 双吸密封环用以减少水泵压力室的水漏回吸水室。 泵通过弹性联轴器由电动机直接传动,必要时亦可用内燃机传动。 轴封为软填料密封(根据需要也可装机密封)。为了防止空气进入泵内和冷却润滑密封腔,在填料之间装填料环,水泵工作时少量高压水,通过泵盖中开面上的梯形凹槽流入填料腔,起水封作用。 材质说明 SH水平中开泵的材料可为铜、铸铁、球铁、316不锈钢、416;7锈钢、双向钢、哈氏合金、蒙耐合金,钛合金及20号合金等材料。 型号说明 例:14SH6 14——吸入口径被25除(泵入口直径为350mm) SH——单级、双吸、中开离心清水泵 6——比转数被10除化整的约数 A——叶轮外径变化

单级倒立摆系统的分析与设计

单级倒立摆系统的分析与设计 小组成员:武锦张东瀛杨姣 李邦志胡友辉 一.倒立摆系统简介 倒立摆系统是一个典型的高阶次、多变量、不稳定和强耦合的非线性系统。由于它的行为与火箭飞行以及两足机器人行走有很大的相似性,因而对其研究具有重大的理论和实践意义。由于倒立摆系统本身所具有的上述特点,使它成为人们深入学习、研究和证实各种控制理论有效性的实验系统。 单级倒立摆系统(Simple Inverted Pendulum System)是一种广泛应用的物理模型,其结构和飞机着陆、火箭飞行及机器人的关节运动等有很多相似之处,因而对倒立摆系统平衡的控制方法在航空及机器人等领域有着广泛的用途,倒立摆控制理论产生的方法和技术将在半导体及精密仪器加工、机器入技术、导弹拦截控制系统、航空器对接控制技术等方面具有广阔的开发利用前景。 倒立摆仿真或实物控制实验是控制领域中用来检验某种控制理论或方法的典型方案。最初研究开始于二十世纪50年代,单级倒立摆可以看作是一个火箭模型,相比之下二阶倒立摆就复杂得多。1972年,Sturgen等采用线性模拟电路实现了对二级倒立摆的控制。目前,一级倒立摆控制的仿真或实物系统已广泛用于教学。 二.系统建模 1.单级倒立摆系统的物理模型 图1:单级倒立摆系统的物理模型

单级倒立摆系统是如下的物理模型:在惯性参考系下的光滑水平平面上,放置一个可以在平行于纸面方向左右自由移动的小车(cart ),一根刚性的摆杆(pendulum leg )通过其末端的一个不计摩擦的固定连接点(flex Joint )与小车相连构成一个倒立摆。倒立摆和小车共同构成了单级倒立摆系统。倒立摆可以在平行于纸面180°的范围内自由摆动。倒立摆控制系统的目的是使倒立摆在外力的摄动下摆杆仍然保持竖直向上状态。在小车静止的状态下,由于受到重力的作用,倒立摆的稳定性在摆杆受到微小的摄动时就会发生不可逆转的破坏而使倒立摆无法复位,这时必须使小车在平行于纸面的方向通过位移产生相应的加速度。依照惯性参考系下的牛顿力学原理,作用力与物体位移对时间的二阶导数存在线性关系,单级倒立摆系统是一个非线性系统。 各个参数的物理意义为: M — 小车的质量 m — 倒立摆的质量 F — 作用到小车上的水平驱动力 L — 倒立摆的长度 x — 小车的位置 θ— 某一时刻摆角 整个倒立摆系统就受到重力、驱动力和摩擦阻力的三个外力的共同作用。这里,驱动力F 是由连接小车的传动装置提供,控制倒立摆的稳定实际上就是依靠控制驱动力F 使小车在水平面上做与倒立摆运动相关的特定运动。为了简化模型以利于仿真,假设小车与导轨以及摆杆与小车铰链之间的摩擦均为0。 2.单级倒立摆系统的数学模型 令小车的水平位移为x ,运动速度为v ,加速度a 。 小车的动能为212kc E Mx =,选择特定的参考平面使得小车的势能为0。 摆杆的长度为L ,某时刻摆角为θ,在摆杆上与固定连接点距离为q (0

单级单吸立式管道离心泵检修规程..

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批准:日期: 发布日期:年月日 目录 单级单吸立式管道离心泵检修规程 (3) 1总则 (3) 1.1适用范围 (3) 1.2结构简述 (3) 1.3技术性能 (3) 2完好标准 (3) 2.1零、部件 (3) 2.2运行性能 (3) 2.3技术资料 (3) 2.4设备及环境 (3) 3设备维护 (4) 3.1日常维护 (4) 3.2定期检查 (4) 3.3常见故障处理方法 (4) 3.4紧急情况停车 (5) 4检修周期和检修内容 (5) 4.1检修周期 (5) 4.2检修内容 (5) 5检修方法及质量标准 (5) 5.1检修方法简述 (5) 5.2检修质量标准 (8)

6试车与验收 (9) 6.1试车前准备工作 (9) 6.2试车 (9) 6.3验收 (9) 7维护检修安全注意事项 (9) 7.1维护安全注意事项 (9) 7.2检修安全注意事项 (9) 7.3试车安全注意事项 (10) 单级单吸立式管道离心泵检修规程 1.总则 1.1适用范围 本规程适用于型号为单级单吸立式管道离心泵的维护和检修。亦可用于ISR型的维护和检修。其它相似类型的泵可作参考。 1.2结构简述 ISR型单级单吸立式管道离心泵主要单级单吸管道离心泵采用IS型离心泵之性能参数,在一

般立式泵的基础上进行巧妙组合设计组成,同时根据使用温度,介质等不同在ISG型基础上派生出适用热水,高温,腐性化工泵,油泵,该系列产品具有高效节能、噪音低,性能可靠等优点。 1.3技术性能 ISR型单级单吸立式管道离心泵主要性能见表1。 表1 2. 完好标准 2.1零、部件 2.1.1泵体及各零、部件完整齐全。 2.1.2基础螺栓及各连接螺栓齐全、紧固。 2.1.3安全防护装置齐全、稳固。 2.1.4各部安装配合符合规定。 2.1.5泵体及附属阀门、管件完整,标志明显。 2.1.6基础及底座完整、坚固。 2.2运行性能 2.2.1油路畅通,润滑良好。 2.2.2运转正常,无异常振动、杂音等现象。 2.2.3压力、流量平稳,各部温度正常,电流稳定。 2.2.4能达到铭牌出力或查定能力。 2.3技术资料 2.3.1操作规程、维护检修规程齐全。 2.3.2设备各项记录齐全,数据准确可靠,包括: a.设备运行记录; b.历次检修及验收记录; c.设备缺陷及事故情况记录。 2.4设备及环境 2.4.1设备清洁,外表无尘灰、油垢。 2.4.2基础及底座整洁,表面及周围无积水、废液,环境整齐、清洁. 2.4.3进出口阀门、管口法兰、泵体等处接合面均无泄漏。 2.4.4轴封处泄漏 a.填料密封:介质为水时,初期每分钟不多于20滴,末期每分钟不多于40滴;其他液

水泵型号及技术参数大全

油泵的水泵型号及技术参数 AY型离心油泵:流量Q 6.25~500m3/h 扬程H 60~300m AY型系列离心油泵可用在石油精致、石油化工和化学工业及其它输送不含固体颗粒的石油、液化石油气等介质。 DY型多级离心泵:流量Q 10~540m3/s 扬程H 87~690m DY型单吸多级离心输油泵适用于石油化工厂,用来输送不含固体颗粒、粘度小于120厘沲的无腐蚀油类和石油产品,被输送介质温度不得高于105℃。允许进口压力0.6MPa。 YZ型自吸油泵: 本单位生产的YZ型自吸油泵是根据国内外有关技术资料经消化、吸收、改进后研制而成的最新泵类产品,国内空白独一无二,该泵适用于石油行业、陆地油库、油罐车的理想产品,并适合于作船用货油泵、舱底泵、消防泵和压载泵及机器冷却水循环等,分别输送汽油、煤油、柴油、航煤等石油产品和海水、清水,介质温度-20℃~140℃,如输送化工液体可改用耐腐蚀机械密封。 YZ自吸油泵性能参数:流量4~400m3/h 扬程12~80m 产品特点:1. 该泵属自吸离心油泵,它具有结构简单、操作方便、运行平稳、维护容易、效率高、寿命长,具有较强的自吸能力等优点。管路中不需底阀,工作前只需保证泵体内储有定量引油即可。用于油轮或输水船舶上时,可兼作扫舱泵,扫舱效果良好。2. 该泵是选用优质材料精制而成,密封采用硬质合金机械密封,经久耐用,吐出管路不需要安装安全阀,吸入管路不需安装底阀,因此简化了管路系统,又改善了劳动条件。 IY型单级单吸离心油泵:流量Q 6.3~200m3/h 扬程H 8~125m IY型单级单吸离心油泵,适用于输送不含固体颗粒,粘度小于120厘沲的无腐蚀油类和石油产品,输送液体温度-20℃~80℃,允许进口压力0.6Mpa。ZY型自平衡多级离心油泵:流量Q 10~540m3/s 扬程H 87~690m ZY自平衡多级离心油泵适用于石油化工厂,用来输送不含固体颗粒、粘度小于120厘沲的无腐蚀油类和石油产品,被输送介质温度不得高于105℃。允许进口压力0.6MPa。 化工泵的水泵型号及技术参数

大学单级单吸离心泵设计.pdf

摘要 本论文是设计一台满足设计要求的单级单吸离心泵,通过计算和分析,确定总体参数、配套功率和各部分的尺寸。离心泵的水力性能主要取决于离心泵的水力设计,它包括叶轮设计、压出室和吸入室的设计。目前离心泵水力设计方法有两种:模型换算法和速度系数法。速度系数法是根据经验统计获得速度系数经验值来计算设计模型的各参数,也具有一定可靠性,而且不受水力模型限制,本设计采用速度系数法进行水力设计。使之达到理想的效果,具有良好的性能。 关键词:离心泵叶轮速度系数法

ABSTRACT Thisarticleisto design a centrifugal pump which should be satisfied the designedrequirement, throughing analysis, confirming total parameter, completed set power and each part’s size. The waterpower capability of centrifugal pump is mainly lied on its waterpower design, which includes impeller design, extruded room and inhaled roomdesign .At present the waterpower design of centrifugal pump has two type methods: model conversion method and speed coefficient method. Speed coefficient method is according to experience statistic to obtain the experience value for speed coefficient to calculate each parameter of the design model, which has stated reliability, and can’t be restricted by the waterpower model. The design adopts speed coefficient method to processwaterpowerdesign,so let it reach theidealeffect andhavethewellcapability. Keywords:centrifugalpump impeller speed coefficient method

单级旋转倒立摆系统

《现代控制理论》课程综合设计 单级旋转倒立摆系统 1 引言 单级旋转倒立摆系统一种广泛应用的物理模型,其物理模型如下:图示为单级旋转倒立摆系统原理图。其中摆的长度1l =1m ,质量1m =0.1kg ,横杆的长度2l =1 m ,质量2m =0.1kg ,重力加速度20.98/g m s =。以在水平方向对横杆施加的力矩M 为输入,横杆相对参考系产生的角位移1θ为输出。控制的目的是当横杆在水平方向上旋转时,将倒立摆保持在垂直位置上。 图1 单级旋转倒立摆系统模型 单级旋转倒立摆可以在平行于纸面3600的范围内自由摆动。倒立摆控制系统的目的是使倒立摆在外力的推动下,摆杆仍然保持竖直向上状态。在横杆静止的状态下,由于受到重力的作用,倒立摆的稳定性在摆杆微小的扰动下,就会使倒立摆的平衡无法复位,这时必须使横杆在平行于纸面的方向通过位移产生相应的加速度。作用力与物体位移对时间的二阶导数存在线性关系,故单级倒立摆系统是一个非线性系统。 本文综合设计以以在水平方向对横杆施加的力矩M 为输入,横杆相对参考系产生的角位移1θ为输出,建立状态空间模型,在原有系统上中综合带状态观测器状态反馈系统,从而实现当横杆在旋转运动时,将倒立摆保持在垂直位置上。 2 模型建立 本文将横杆和摆杆分别进行受力分析,定义以下物理量:本文将横杆和摆杆

分别进行受力分析,定义以下物理量:M 为加在横杆上的力矩;1m 为摆杆质量; 1l 为摆杆长度;1I 为摆杆的转动惯量;2m 为横杆的质量;2l 为横杆的长度;2I 为横杆的转动惯量;1θ为横杆在力矩作用下转动的角度;2θ为摆杆与垂直方向的夹角;N 和H 分别为摆杆与横杆之间相互作用力的水平和垂直方向的分量。倒立摆模型受力分析如图2所示。 图2 倒立摆模型受力分析 摆杆水平方向受力平衡方程: 2 111222(0sin )2 l d N m l dt θθ=++ (1θ2l —横杆的转动弧长即位移) 摆杆垂直方向受力平衡方程: 211 1122(cos )22 l l d H m g m dt θ-=- 摆杆转矩平衡方程: 22111222sin cos 22 d l l J H N dt θθθ=- 横杆转矩平衡方程: 21 222 d M Nl J dt θ-= N

单级倒立摆

2011级自动化1班 杨辉云 P111813841 一级倒立摆的模糊控制 一.倒立摆的模型搭建 1. 单级倒立摆系统的数学模型 对于单级倒立摆,如果忽略了空气阻力和各种摩擦阻力之后,可将直线一级倒立摆系统抽象成沿着光滑导轨运动的小车和通过轴承链接的均质摆杆组成,如图所示,其中小车的质量M=1.40kg ,摆杆质量m=0.08kg ,摆杆质心到转动轴心距离L=0,.2m ,摆杆与垂直向下方向的夹角为,小车华东摩擦系数 f c =0.1。 摆杆 θ 传送带 导轨 直线单级倒立摆 2. 倒立摆控制系统数学模型的建立方法利用PID 控制和拉格朗日方程两种建模。 一级倒立摆系统的拉格朗日方程应为 L (q ,。 .q )=V (q ,。 q )—G (q ,。 q ) (1) 式中:L 是拉格朗日算子,V 是系统功能;G 系统势能。 dt d x ??L — x ??L + x ??D = fi (2)

式中:D 是系统耗散能, f c 为系统的第i 个广义坐标上的外力。 一级倒立摆系统的总动能为: V=θθcos x ml ml 3 2)(212 22。。。+++x m M (3) 一级倒立摆系统的势能为: G=θcos mgl θ (4) 一级倒立摆系统的耗散能为: D= 2 2 1 。x f c (5) 一级倒立摆系统的拉格朗日方程为: 0=??+??-??θ θθD L L dt d (6) F X D X L X L dt d =??+??-?? (7) 将(1)到(5)式带入(6)式得到如下: 0sin sin sin cos m 3 422=-+。。。。。。 ——θθθθθθθθmgl x ml x ml x l ml (8) (M+m )F x ml ml x f c =+ +θθθθsin cos 2。 。 — (9) 一级倒立摆系统有四个变量:。 。,,, θθx x 根据(7)式中的方程写出系统的状态方程,并在平衡点进行线性化处理,得 到系统的状态空间模型如下: =。X ? ?????0 000 0189.000748 .01-- 579.20 386.00 ??????0100+x ? ???? ? ??? ???-8173.007467 .00

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