开式水泵叶轮轮廓曲线测量仪毕业设计.doc

绪论
毕业设计在我们学完大学的全部基础课、技术基础课之后进行的,这是我们在进行毕业设计对所学各课程的深入综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练,因此,它在我们的大学生活中占有重要的地位。另外在做完这次毕业设计之后,我得到一次在毕业工作前的综合性训练。运用机械设计课程中的基本理论以及在生产实习中学到的实践知识,设计出了一个专门针对开式水泵叶片测量的一起,解决了工厂中水泵叶片难以检测,检测精度不够等难题。保证了工人能在工厂现场方便快捷的测量水泵叶片。提供了一套高效省力精确的解决方案。通过对开式水泵叶片测量仪的设计,培养了机械机构的设计能力和零件公差和配合的选择能力。学会使用手册以及图表资料。掌握与本设计有关的各种资料的名称,出处,能够做到熟练的运用。
离心栗叶轮叶形是决定水泵性能的主要因素, 而叶轮通常由铸造生产,精度较低,特别是经过打磨和喷砂以后,叶片的表面难以控制。如果叶片形状不准确,不仅影响性能,而且叶片间形状的不一致还可能引起运行时径向力的不平衡,使水栗产生振动,严重时还会损坏其他零件。
叶轮不规则的形状给检测带来了难度,特别是流道狭窄的叶轮,即使使用三坐标测量机也无法将测头伸进去。利用角度示值计算长度尺寸,则直观地反映了叶片形状的图示方法,满足测量要求。
汽蚀的形成过程及已有检修经验表明,循环水泵叶轮的汽蚀主要集中在叶片及轮盖轮盘的结合部位,汽蚀痕迹形状各异,有的呈现断续分布的坑状,有的呈密集的蜂窝状,而且深浅不一。汽蚀严重时会引起叶片穿孔,导致叶轮报废而被迫更换。
水泵叶轮汽蚀会改变泵内水流状态,造成流动阻力增加,导致泵的流量、扬程和效率降低。同时造成泵的流道材料发生侵蚀而破坏,并使泵产生噪音和振动,危及水泵正常运行。具体表现在以几个方面:
(1) 产生噪声和振动
(2) 对流道的材料造成破坏
(3) 造成泵的性能下降
为此设计出一个能够检测水泵叶片的简单实用仪器,运用的实际中去,在水泵叶片制造初期就能够快速检验是否合格,减少劳动时间,提高生产率。为企业在激烈的竞争中取得优势。
第一章课题分析
水泵运转过程中,若其过流部分的局部区域,通常是叶轮叶片进口稍后的某处,抽送液体的绝对压力下降到等于或低于当时液温下相应的汽化压力时,就会因汽化产生汽泡。汽泡中主要是蒸汽,但由于水中溶解有一定量的气体,所以汽泡中除了蒸汽以外,还夹带有少量的气体。这些汽泡随着水流流到高压区时,高压液体使汽泡急剧缩小以至凝结成水,汽泡逐渐变形而破裂。在汽泡破裂时,细水滴以高速填充汽泡空穴,发生互相撞击而形成强烈的水击,可达到10~100MPa,使过流流道的材料受到腐蚀和破坏。造成水泵气蚀的原因是水泵叶轮轮廓曲线的加工误差,本课题的目的是设计一个开式水泵叶片自动测量仪,以减少现场工人的工作量
课题的意义
目前检测的主要方法是利用三坐标测量仪,检测成本高,不适合现场应用。现场多用游标卡尺进行简单测量,不能保证测量精度要求。特别是对于流道狭窄的叶轮,即使使用三坐标测量机也无法将测头伸进去。现在没有专用的水泵开式叶轮轮廓曲线测量仪。课题研究内容是针对工厂实际要求,开发设计专用测量仪。
课题的设计工作任务要求
汽蚀是水泵产生噪声的主要原因,汽蚀点多发生在水泵的叶轮轮廓表面和壳体内表面处。产生汽蚀的原因很多,水泵的叶轮轮廓曲线加工误差是一个较为主要的原因。目前检测的主要方法是利用三坐标测量仪,检测成本高,不适合现场应用。现场多用游标卡尺进行简单测量,不能保证测量精度要求。没有专用的水泵开式叶轮轮廓曲线测量仪。课题研究内容是针对工厂实际要求,开发设计专用测量仪。
机械方案设计分析
具体设计要求分析:工作载荷、运动参数要求
开发设计电动式“水泵开式叶轮轮廓曲线测量仪”。测量范围:半径《200mm;高度:150mm。
要求:测量头可进行水平、垂直方向直线移动、水平转角移动,在水平检测面内,
1)可通过蜗轮传动等机构实现控制测量杆转角,满足叶轮同一半径、不同等高点测量;
2)可通过齿轮齿条传动,改变测量半径、实现不同等高点测量的测量要求;
3)利用锥面实现对中性稳定可靠,测量精度在1毫米范围内。
工作原理分析

叶片完全不动,全靠仪器动的测量方式

图2-1 测量方式1
这种测量方法可以避免零件的定位误差,测量精度更容易满足要求。但是,以零件不动的方法测量势必会增加设计机械的复杂性。要保证测量精度的条件下,必然要增加测量仪器的体积。
叶片不完全固定方式(叶片围着中心轴旋转)。

图2-2 测量方式2
如图2-2 杆1转动带动零件转动。2为支架,3为测量杆,他的前端有探头。杆3在滚动丝杠的带动下可以左右移动也可以上下移动。这样在圆柱坐标系下也可以进行叶