毕业设计(论文)-杂质泵轴封设计.doc
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1、四川理工学院毕业设计(论文) 杂质泵轴封设计学 生:123学 号:专 业:机械设计制造及其自动化班 级:机设20073班指导教师: 四川理工学院机电系二O一一年六月四 川 理 工 学 院毕业设计(论文)任务书设计(论文)题目:杂质泵轴封设计 系: 机械 专业: 机械设计制造及其自动化 班级: 机设20073班 学号: 07011039036 学生: 指导教师: 李 良 接受任务时间 2011-2-20 教研室主任 (签名)系主任 (签名)一毕业设计(论文)的主要内容及基本要求以100ND泥浆泵为对象:基本设计参数:出口直径D=100mm,流量Q=120 ,扬程H=35m,介质密度,汽蚀余量。(
2、1)画100ND泥浆泵总装配图。(2)分析泵轴封原理,完成轴封设计方案。(3)完成两套轴封设计,画装配图和零件图。(4)编写毕业设计说明书。二指定查阅的主要参考文献及说明 机械设计基础、离心泵设计基础、水泵结构设计、流体力学、机械工程材料、密封、机械设计手册、过程控制机械,水利设计三进度安排设计(论文)各阶段名称起 止 日 期1毕业实习、开题及资料准备、可行性报告2011.1.202011.3.202方案设计和计算2011.3.262011.4.203结构设计和绘图2011.4.212011.5.204毕业设计说明书编写、毕业设计资料提交2011.5.212011.6.55毕业设计资料审核、答
3、辩、整改2011.6.062011-6-24开题报告四川理工学院毕业设计(论文)开题报告设计(论文)名称杂质泵轴封设计设计(论文)类型B指导教师李 良学生姓名杨玲 学号07011039036系、专业、班级机械系机械设计制造及其自动化机设20073班一、选题依据:(简述研究现状或生产需求情况,说明该设计(论文)目的意义。)随着科学技术的不断发展,各种技术的不断完善,杂质泵性能也越来越优良,它的应用领域随之拓宽了很多。大颗粒固体介质,高浓度腐蚀性物质及多种物质的混合物已经成为杂质泵输送的主要工作对象, 杂质泵输送的固体颗粒越来越大,液体的有害性越来越严重,这些物质较普通的泥沙对轴及密封的腐蚀和磨损
4、都会更严重缩短密封的使用寿命,而密封一旦失效,泄漏就直接影响着泵的正常运行甚至是操作人员的人身安全。 因此,采用机械密封、填料,副叶轮密封这两种密封形式来说明他们在杂质泵中的应用,采用合理的轴封结构才能保证泵的安全运行。二、设计(论文研究)思路及工作方法1搜集资料, 结合我国的杂质泵技术的发展现状,分析设计泥浆泵的结构形状和工作原理。2针对100ND泥浆泵的工作原理,深入工厂,了解具体工件的加工工艺和装配方法。3绘制装配图。4完成两套轴封设计,绘制装配图和零件图。5编写说明书,检查。三、设计(论文研究)任务完成的阶段内容及时间安排。毕业实习、开题及资料准备可行报告 2011-03-01 201
5、1-03-25 方案设计和计算 2011-03-26 2011-04-15 结构设计和绘图 2011-04-16 2011-05-20 毕业设计说明书编写、毕业设计资料提交 2011-05-21 2011-06-05 毕业设计资料审核、答辩、整改 2011-06-06 2011-06-24指导教师意见 指导教师签字: 年 月 日教研室毕业设计(论文)工作组审核意见难度分量综合训练程度 教研室主任: 年 月 日设计(论文)类型:A理论研究;B应用研究;C软件设计;D-其它等。摘 要这次毕业设计主要是针对杂质泵的轴封要求,分析了杂质泵轴封的现状与发展,阐明了杂质泵轴封的重要性,介绍了杂质泵轴封的原
6、理以及分类。并以100ND泥浆泵为例,设计了两套轴封方案,一种是采用填料、副叶轮密封;另一种是采用机械密封,并对这两种方案进行了分析比较,说明了这两套方案各自在杂质泵轴封中的应用。关键词: 杂质泵;轴封;机械密封;副叶轮密封ABSTRACTThe graduation design is mainly aimed at impurities pump shaft seal requirements, analyzed the impurity of pump shaft seals, expounds the present situation and the development of t
7、he impurities of pump shaft seals, introduces the importance of the principle of impurity of pump shaft seals and classification. And with 100ND mud pump was designed as an example, the two sets of shaft seal scheme, one kind is to use packing, deputy impeller sealing; Another kind is to use of mech
8、anical seal, and the two schemes are analyzed and compared, and explains the two scheme, respectively, in the application of impurity of pump shaft seals. Keywords: Impurities pump; Shaft seal; Mechanical seal; Vice impeller sealing 目 录摘要.ABSTRACT.第一章 绪论.11.1 杂质泵轴封现状.11.2 填料密封的发展.11.2.1 填料轴封的现状.11.2
9、.2 填料的应用.21.3 机械密封的发展.31.3.1 技术现状.41.3.2 发展趋势.6第二章 泵.72.1泵的介绍.72.1.1 泵的分类.72.2 泥浆泵的介绍.8 2.2.1 泥浆泵注意事项9 2.2.2 泵常见的故障及排除方法9第三章 泵的工作原理.103.1 离心泵的工作原理.103.1.1气蚀现象以及消除103.1.2 提高离心泵抗气蚀性能的措施113.2 离心泵的主要部件12第四章 泵密封的作用.144.1 密封的定义.144.2 密封的材料.144.3 杂质泵轴封的作用15第五章 杂质泵轴封的原理和分类175.1 填料密封.175.1.1 填料密封的定义.175.1.2
10、填料密封原理.175.1.3 填料密封材料特性.175.2 填料,副叶轮密封185.2.1 填料的选用.185.2.2 副叶轮密封.185.3 机械密封.215.3.1 机械密封介绍.215.3.2 机械密封原理21第六章 杂质泵轴封设计.246.1 以100ND杂质泵确定一种方案.246.1.1 采用填料,副叶轮密封246.1.2 填料,副叶轮密封的结构设计.246.2 确定第二种方案26 6.1.2 采用机械密封.266.2.2 机械密封的结构设计.276.3 两种方案的分析.296.3.1 副叶轮密封.296.3.2 机械密封.316.3.3机械密封与填料密封的比较326.4 设计方案的
11、确定.33第七章 总结.34参考文献.35致谢.36.V四川理工学院毕业设计(论文)第一章 绪 论1.1 杂质泵轴封的现状如何既保证泥浆泵和溶液泵的轴封性能,又不需要轴封的辅助密封冷却水以下简称“ 密封水”。在离心泵中, 无论是清水泵、溶液泵或泥浆泵, 常规轴封材料基本上可满足防止轴封的外泄漏以下简称“ 外漏” 要求, 而轴封的内泄漏以下简称“ 内漏” 却往往被人们所忽视。事实上常规轴封密封水的内漏, 会严重影响产品的产量、质量和能源消耗。如果轴封性能良好, 既能防止外漏, 又可取消密封水以杜绝内漏, 则可提高产量和降低水、电、汽及燃料等能量消耗。因此, 研究和改善轴封性能具有重要意义。近年来
12、泵轴密封技术有很大的进展这主要是在新密封技术,密封产品和密封系统三个方面有较大进展,具体来讲在泵轴密封技术和产品中新概念、新结构、新方法、新技术、新材料和新工艺不断地涌现使密封技术向广度发展,研制出大量的高参数、高性能和高水平的密封产品,使密封技术向深度发展。1.2 填料密封的发展1.2.1 填料轴封的现状离心泵中带用的轴封结构是( 有骨架的橡胶密封、填料密封、机械密封和浮动环密封)。一般离心泵, 尤其是泥浆泵中最常用的轴封结构采用填料密封,泥浆泵的填料密封结构见图1-1;图1-1 泥浆泵填料密封结构1它依靠填料贴合轴套外圆表面并在壳体中部引入密封水来改善填料与轴套接触表面的状况, 从而实现密
13、封。它的基本原理是以润滑理论为基础, 根据压强分布来求液膜厚度, 从而判断其泄漏和摩擦特性。在填料密封中, 由于轴套或轴外径表面以下通称“轴颈” 和填料的接触处存在着相运动, 二者之间具有一定的间隙, 并以润滑剂密封水或被封液体介质使二者相互脱离接触。这不仅能改善工作条件, 减少功率损失, 提高机械效率, 而且能延长轴套和填料的使用寿命。否则, 轴套和填料之间的润滑液膜被挤破, 形成半摩擦甚至干摩擦, 则摩擦系数将显著增加。这时, 密封效果虽好, 但摩擦力矩大, 轴套与填料亦易磨损。因此, 对于填料密封的要求, 是在极小的泄漏或基本不漏情况下, 摩擦阻力尽可能小, 而密封接触表面间的润滑液膜最
14、好是刚建立而尚未完全形成的状态, 也就是边界摩擦和液体摩擦料混合状态。在实际工作中, 为了保证轴封填料底部的径向压紧力大于或等于介质的内压力, 必须使填料与轴颈紧密接触, 但填料经运转一段时间后, 将会产生摩擦和磨损, 尤其是泥浆泵的介质中含有大量的固体颗粒, 更易引起轴套与填料的不均匀磨损。对于液封环外端的密封填料尚可调整压盖以防止外漏而液封环内端, 虽然也有密封填料,某些泵仅有底衬套, 磨损后除解体检修外, 其磨损的间隙无法调整而日益增大, 将导致密封水严重内漏。材料的磨损率主要取决于所承受艘负荷、滑动速度、环境温度、润滑介质、对摩材料的性能和表面光洁度等。1.2.2填料的应用为了使填料密
15、封的效果好, 尤其是能防止溶液泵和泥桨泵的内漏, 对填料材料的选择具有特殊的要求。柔性石墨和编织四氟填料等新型填料基本上熊够满足要求, 已经开始推广使用。柔性石墨又名膨胀石墨, 系纯石墨的一个分支, 是把天然石墨中的杂质除去, 再以某种液体浸入石墨层间, 用强制手段使其层间间隙扩大, 变成质地柔软的柔性石墨, 并以它积层加压成型为方型截面填料环见图1-2;图1-2 柔性石墨垫圈编织四氟填料是以“塑料王” 聚四氟乙烯简称(F 一 4) 的分散法聚合树脂, 用适量的有机溶剂, 经推压干燥而成白色带状薄膜的F 一4生料带, 并用多股生料带穿心编结而成方型截面的绳状填料见图1-3;图1-3编结四氟填料
16、 1.3 机械密封的发展 机械密封是一种先进的动密封产品, 它是靠介质压力及弹簧力, 利用一对光滑平直并存有流体膜的表面达到密封效果。与填料密封相比, 具有密封效果好, 不磨损转轴,使用寿命长, 消耗功率小等优点, 因此在动密封部位采用得比较多。特别是在一些工作环境比较恶劣的场合, 如高速、高温、高压、低温、有毒、真空、腐蚀性、易燃易爆等, 一般的密封产品是无法胜任的。在国外, 19 世纪初就出现了简单的机械密封, 但是真正得到大发展, 还是最近半个世纪的事情, 机械密封的不同结构、品种、规格发展得异常迅速, 很快地在工业生产中得到了广泛应用。我国的机械密封生产开始于20 世纪60 年代, 最
17、早的是沈阳水泵厂及天津机械密封件厂开始生产泵用机械密封,主要应用在水泵上。随着国家工业的发展, 尤其近几年引进了大量国外成套的石油化工装置及先进的工艺装备, 随这些装备带进了大批先进的机械密封产品。备品备件供应的逐步国产化要求, 促进了机械密封技术的发展, 国内机械密封行业也引进了一些国外的制造技术, 并相继建立了多家机械密封合资企业, 这些都使我国机械密封产品在设计、制造、材料选用、生产规模都有了很大的进步。目前机械密封生产单位相比其他机械制造企业, 经济效益普遍较高。除了通用结构机械密封产品外, 近几年国外在高速工况下应用的螺旋槽型干式气体密封, 虽然加工工艺复杂,但经过国内技术人员的攻关
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