摘 要

随着我国经济的发展，基础设施如公路、铁路、机场、水电煤气等急需加快速度跟上建设以满足人民日益增长的需求，人们对泥沙泵的需求量也日益增加，对其耐磨性也提了一个更高的要求。目前国内应用的普通泥沙泵在泥沙磨损条件下寿命短、更换频率高，容易带来耗材、耗时、耗能等一系列问题，从而影响抽砂船的工作效率，生产难以稳定持续进行。

针对这一现象，进行了对原800型泥沙泵的改进型高耐磨多能泥沙泵的设计，主要包括了泥沙泵基本参数的选择、泥沙泵叶片及压水室的水力设计以及2D AutoCAD、3D UG零件图及装配图的绘制等，并进行了相关的强度计算，结果表明改进型泥沙泵理论上满足耐磨性及工作性能要求。

本文的特色是对一体式的叶轮进行了拆分设计，针对高铬铸铁硬度大不能车螺纹的缺点设计了组合式叶轮；对泵壳进行了复合泵壳的改进设计，具有内中外三层结构以满足稳定性和耐磨性的需求。

关键词：高铬铸铁；泥沙泵；耐磨；改进设计

Abstract

With the development of China's economy, infrastructure such as roads, railways, airports, hydropower and others urgently need to speed up the construction to meet the growing needs of people.People's demand for sediment pumps is also increasing, its wear resistance also raised a higher demand. At present, domestic ordinary sediment pumps' life is short under sediment conditions.The replacement frequency of them is high, which lead to supplies-loss, time-consuming, energy-wasting and a series of problems easyly , thus affecting the efficiency of sediment pump and production.

In view of this phenomenon, the original 800 type of sediment pump improved high wear-resistant multi-pumping pump design, including the selection of the basic parameters, design of pump' impeller and hydraulic chamber,as well as 2D AutoCAD, 3D UG parts drawing and assembly drawing drawing.And carried out the relevant strength calculation, whose results show that the improved sediment pump theoretically meet the wear resistance and performance requirements.

In this paper, the split design of the integrated impeller is designed, and the composite impeller is designed for the shortcomings of the high hardness of the high chromium cast iron. The improved design of the pump shell has the inner and outer three-layer structure to meet the stability and wear resistance needs.

Key Words：High Chromium Cast Iron；Sediment Pump；Wearable；Improved Design

目 录

第1章 绪论 1

1.1 研究的目的及意义 1

1.2 国内外泥沙泵的研究情况 1

1.3 设计的基本内容、目标、拟采用的技术方案及措施 2

1.3.1 设计的基本内容、目标 2

1.3.2 拟采用的技术方案及措施 3

第2章 泵的基本知识 5

2.1 泵的功能 5

2.2 泵的分类 5

2.3 泥沙泵的概述 6

2.3.1 泥沙泵的主要部件 6

2.3.2 泥沙泵的工作原理 7

2.4 原800型泥沙泵的测绘 7

第3章 改进型泥沙泵设计参数的确定 10

3.1 泵的基本参数 10

3.2 泵的设计参数计算^[5，8，11] 10

3.2.1 比转速 10

3.2.2 进口及出口直径的确定 10

3.2.3 水力效率的估算 10

3.2.4 容积效率的估算 11

3.2.5 机械效率的估算 11

3.2.6 泥沙泵的总效率 11

3.2.7 轴功率 11

3.2.8 泵轴所传递的转矩 11

第4章 叶轮的水力设计 12

4.1 叶轮进口直径 12

4.2 叶轮出口直径 13

4.3 叶片厚度S 13

4.4 叶片出口安放角 13

4.5 叶片数z和叶片包角 14

4.6 叶轮出口宽度 14

4.7 叶轮轴面投影图的绘制 14

4.8 叶片绘型 15

第5章 压水室的水力设计 17

5.1 压水室的作用 17

5.2 泵壳的计算 18

5.2.1 基圆直径 18

5.2.2 蜗型体进口宽度 18

5.2.3 隔舌角 18

5.2.4 隔舌安放角 18

5.2.5 蜗形体各断面面积及扩散管的计算 18

5.2.6 复合泵壳的绘型 20

5.2.7 三维渲染图的绘制 22

第6章 相关强度计算及配合精度 23

6.1 叶轮盖板 23

6.2 叶轮预埋件 23

6.3 螺纹连接 24

6.3.1叶轮轴套与叶轮轴连接处螺纹 24

6.3.2 叶轮轴套与叶轮预埋件连接处螺纹 26

6.4 焊缝 27

6.5 零部件配合及精度 28

6.6 表面粗糙度的综合选择 29

第7章 结论及展望 30

参考文献 31

致谢 32

第1章 绪论

1.1 研究的目的及意义

随着国家综合国力的提高，幢幢高楼拔地而起，各种新型建筑结构形式百花齐放，例如索承单层网格结构建造的体育馆、多层轻钢结构建造的环保绿色建筑、央视大楼外部应用的特种玻璃等，但是作为传统且基础的钢筋混凝土建筑结构还是正得到广泛的应用，最近几年更是发展了新型钢筋混凝土结构。钢筋混凝土建筑结构需要用到大量的砂，其来源一般是采砂船在河道里采砂。

采砂船，就是用于砂石采掘的船只，一般而言有链条挖斗式和抽砂泵式之分。其中第二种船只也可叫抽砂船，是利用抽砂泵作为取砂的主要部件，通过抽砂泵的吸力把水下的河砂或者淤泥吸引而上由输砂管输送到制定位置，较为高效但多用于细砂或淤泥，其中用于抽取细砂的泵又叫做泥沙泵。泵在采砂业中得到广泛运用。本次设计改进的就是泥沙泵，工作环境中所采砂质较细。

固液两相流泵作为泵的一大分类在国内外都得到广泛应用，相比清水泵其特点是依赖于它的高耐磨性能输送固液混合物。杂质泵是固液两相流泵的一种，可再细分为叶片式、往复式和其他形式泵，其中叶片泵又有离心、混流、轴流三种形式。而作为抽砂船中的关键部件泥沙泵，本质上就是一种离心杂质泵。