0 前言
   
    泥漿泵是絞吸式挖泥船的核心設(shè)備，蝸殼是泥漿泵的重要組成部分，良好的蝸殼可以為導(dǎo)向噴嘴提供周向均勻的參數(shù)分布，減小固液兩相流對(duì)葉輪葉片的沖擊，延長(zhǎng)其使用壽命。本文的中心內(nèi)容是設(shè)計(jì)渦室，然后利用SolidWorks實(shí)體造型軟件繪出泥漿泵渦殼圖，最后輸出工程圖。
   
    1 渦室的水力設(shè)計(jì)
   
    1.1 渦室的作用
   
    (1)收集從葉輪中流出的液體，并輸送到排除口或下一級(jí)葉輪吸人口。
    (2)保證流出葉輪的流動(dòng)是軸對(duì)稱的，從而使葉輪具有穩(wěn)定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，以減少葉輪的水利損失。
    (3)降低液流速度，使速度能轉(zhuǎn)換成壓能。
    (4)消除液體從葉輪流出的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，以避免由此造成的水力損失。
   
    1.2 渦室主要結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定
   
    吸水室位于葉輪之前，壓水室位于葉輪之后，它們和葉輪一起構(gòu)成泵的過(guò)流部件。通常說(shuō)的壓水室是螺旋形壓水室，環(huán)形壓水室和導(dǎo)葉等的總稱。因?yàn)榱鞒鋈~輪的液體，其絕對(duì)速度很大，且具有很大的旋轉(zhuǎn)分量。但液體通過(guò)壓水室后，絕對(duì)速度變小，旋轉(zhuǎn)分量等于零或是很小的值，因而壓水室是轉(zhuǎn)換能量的過(guò)流部件。
   
    當(dāng)液體從葉輪流出后，進(jìn)人 2個(gè)平行的平板之間，當(dāng)忽略液體的勃性摩擦力，這種液流不受任何外力作用，因而遵從速度矩保持定理。因此，壓水室的形狀，最好按這種流動(dòng)規(guī)律來(lái)設(shè)計(jì)。
   
    (1)基圓直徑D3
   
    切于隔舌頭部的圓成為基圓，要使基圓直徑稍大于葉輪外徑，從而使隔舌與葉輪間有適當(dāng)?shù)拈g隙，如果該間隙過(guò)小，容易因液流堵塞而引起噪聲和振動(dòng)。但如果間隙過(guò)大，除增加徑向尺寸外，因間隙處存在旋轉(zhuǎn)的液流環(huán)，消耗一定的能量，間隙越大，泵的效率下降越多，因此，通常取D3=(1.03~1.05)*D2,即
   
    D3=1.05D2=391mm
   
    (2)渦室進(jìn)口寬度b3
   
    b3通常大于包括前后蓋板的葉輪寬度 b3，至少要有一定間隙，以補(bǔ)償葉輪的串動(dòng)和制造誤差。目前，有些渦室的b3取得相當(dāng)寬，這樣，使葉輪前后蓋板帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)的液體可以順暢地進(jìn)人壓水室，從而回收一部分圓盤摩擦功率，提高了泵的效率，另外，可適應(yīng)不同寬度的葉輪，提高產(chǎn)品的通用性。在通常情況下
   
    B2=b2+4=153mm
    b3=B2+7=160mm
   
    1.3 渦室的幾何繪圖
   
    為了便于計(jì)算和繪圖，渦室通常取8個(gè)彼此成45°的斷面，即用8個(gè)軸面切割渦室。設(shè)計(jì)時(shí)先計(jì)算第VIII斷面，其他斷面以第VIII斷面為基礎(chǔ)進(jìn)行確定。采用速度系數(shù)法進(jìn)行設(shè)計(jì)。事實(shí)上，速度系數(shù)法是一種廣義的相似換算法，它是根據(jù)統(tǒng)計(jì)的性能良好的速度系數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，和葉輪速度系數(shù)法類似。渦室斷面的平均速度
   
    通過(guò)第VIII斷面的流量
    
    第VIII斷面的面積
   

    其他斷面的面積，按渦室各斷面速度相等確定

    表 1為渦形體各斷面面積。
   

    在本次設(shè)計(jì)中，此泵采用矩形渦室，因此，渦室寬度 b為常數(shù)。
   
    渦室各斷面的半徑如表2。
   

    根據(jù)渦室的斷面面積以及各斷面的半徑值，可以繪制出圖 1。
   

    用傳統(tǒng)的方法繪制泥漿泵葉輪圖比較繁瑣，不僅要計(jì)算大量的數(shù)據(jù)，而且要繪制大量的圖紙，尤其工作輪廓面是空間不可展曲面，數(shù)學(xué)模型極其復(fù)雜，很難用常規(guī)的機(jī)械制圖方法繪制。在這種情況下，借助于計(jì)算機(jī)進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)就比較方便。在三維造型軟件中，SohdWorks的功能比較強(qiáng)大，操作比較簡(jiǎn)潔。本次設(shè)計(jì)選擇 solidwokrs進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，提高了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)效率和所建三維模型的精度，為以后的零件加工和分析提供了重要的原始數(shù)據(jù)和數(shù)控編程依據(jù)。渦殼的三維結(jié)構(gòu)如圖2所示。在裝配體中的位置可通過(guò)爆炸圖顯示，如圖3所示(按爆破方向?yàn)?密封蓋-前蓋板-密封圈-傳動(dòng)軸-葉輪-渦殼)，為方便企業(yè)中使用，也可以生成工程三視圖，如圖4所示。
   

    2 結(jié)語(yǔ)
   
    本文給出了離心式泥漿泵渦殼的水力設(shè)計(jì)各參數(shù)的選取和計(jì)算方法，并用SolidWorks實(shí)體造型軟件繪出泥漿泵渦殼圖，輸出了工程圖，為泥漿泵的設(shè)計(jì)提供了可靠支持。