一种铸改锻离心泵整体结构设计及冲压成形工艺

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1、沈阳工业大学硕士学位论文一种铸改锻离心泵整体结构设计及冲压成形工艺AKindoftheCentrifugalPumpStructureDesignandStampingProcessbyForgingInsteadofCasting作者：王哲单位：材料科学与工程学院指导教师：于宝义教授单位：沈阳工业大学协助指导教师：高千秋高级工程师单位：抚顺金源科技有限公司论文答辩日期：2015年1月11日学位授予单位：沈阳工业大学摘要不锈钢冲压焊接离心泵是一种新型的离心泵，与传统铸造离心泵不同，其是通过冲压、焊接等方法

2、进行生产制造的。在节能、环保、批量生产等方面，其有着铸造离心泵无法比拟的优点。目前国内冲压焊接离心泵的设计理论仅限于小流量低比转速离心泵，而在中高比转速离心泵方面的研究极少，尚未形成完整的设计体系。针对中高比转速冲压焊接离心泵，本文通过有限元数值分析方法对冲压焊接离心泵的水力模型、泵体结构及制造工艺进行了研究。建立了250QJ(R)230铸造离心泵的水力模型，并通过CFX软件进行数值模拟，获得了铸造离心泵各性能曲线，分析了模拟结果与实验结果产生误差的原因，为设计冲压焊接离心泵建立了参考依据。结合冲压焊接离

3、心泵的结构特点、冲压工艺对结构的要求以及泵的性能要求，设计出了冲压焊接多级离心泵的结构并建立了水力模型。通过CFX软件对冲压焊接泵的水力模型进行了数值模拟分析，研究了各泵体结构参数对冲压焊接离心泵性能的影响，建立了结构参数与性能的关系曲线。对比铸造离心泵结构及性能特点，结合模拟所得冲压焊接离心泵的结构参数-性能曲线优化了冲压焊接离心泵的结构，确定了叶轮结构最优参数：叶片出口角为24°、叶轮出口直径为170mm、叶轮出口宽度为35mm、叶片包角为101°。优化后的冲压焊接离心泵具有效率高、额定功率小、功率输

4、出平稳等优点，综合性能优于铸造泵。设计出了离心泵关键零件的冲压模具及冲压工艺，采用数值模技术拟验证模具合理，并对冲压模具及冲压工艺进行优化，确定冲压模具及工艺。关键词：冲压焊接离心泵，结构设计，CFD数值模拟，冲压工艺，模具设计IAbstractThestainlesssteelstampingandweldingcentrifugalpumpmadewithstampingandwelding,whichisanewtypeofcentrifugalpump,isdifferentfromtradit

5、ionalcastingcentrifugalpump.Ithasmanyadvantagesinenergyconservation,environmentalprotection,batchproductionandotheraspectscomparedtocastingcentrifugalpump.Atpresent,thedomesticdesigntheoryofstainlesssteelstampingandweldingpumpislimitedtothepumpwithsmallfl

6、owandlowspecificspeedofhydraulicturbine.Thereisnocompletedesigntheorysystemonthecentrifugalpumpwithmid-highspecificspeedofhydraulicturbinecausethesystemresearchisrarely.Aimedatthestampingandweldingpumpwithmid-highspecificspeedofhydraulic,thisarticlestudie

7、dthehydraulicmodel,pumpstructureandmanufacturingprocessesofstampingandweldingcentrifugalpumpviafiniteelementnumericalanalysismethod.Firstly,thehydraulicmodelof250QJ(R)230castingcentrifugalpumpwasestablishedandtheperformancecurvesofcastingcentrifugalpumpwe

8、reobtainedthroughnumericalsimulationofthehydraulicmodelviaCFXsoftware.Thefactorsofthatcausederrorbetweentheexperimentaldataandsimulationresultswereresearched.Finally,thereferenceframefordesigningthestampingandweldin