Компетенции в соответствии с разделом Кодекса ПДНВ

№ компе- тенции	Содержание компетенции
К-1	Несение безопасной машинной вахты
К-4	Эксплуатация главных уста­новок и вспо­могательных механизмов и связанных с ними систем управления
К-5	Эксплуатация систем топливных, смазочных, балластных и других насосных систем и связанных с ними систем управления
К-9	Техническое обслуживание и ремонт судовых механизмов и оборудования
К-10	Обеспечение выполнения требований по предотвращению загрязнения
К-25	обнаружение и выявление причин неисправной работы механизмов и устранение неисправностей
К-33	Для несения вахты в котельном отделении: Поддержание правильного уровня воды и давления пара
К-38	Содействие операциям по осушению и балластировке

ЦЕЛЬ И СОДЕРЖАНИЕ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

 

Основной целью курсового проекта служит углубление знаний по устройству, конструкции и особенностям эксплуатации судовых центробежных насосов путем выполнения ряда расчетных, конструкторских и графических работ. В настоящей работе содержатся методические указания к выполнению всех разделов курсового проекта. В связи с определенным дефицитом учебной литературы, часть расчетных методик приведена полностью. Оставшаяся часть методик приведена в литературе, на которую даны ссылки.

Курсовой проект состоит из расчетно-пояснительной записки и графических материалов. Расчетно-пояснительная записка должна состоять из следующих элементов: титульный лист, оглавление, лист задания на курсовой проект, описание и результаты всех этапов расчета, описание конструкции насоса, основные особенности эксплуатации судовых центробежных насосов, заключение и список использованной литературы.

Ориентировочный состав оглавления расчетно-пояснительной записки:

 

1. Задание на курсовой проект

2. Расчет рабочего колеса насоса

3. Расчет спирального отвода и диффузора

4. Расчет насоса на кавитацию

5. Подбор приводного электродвигателя

6. Компоновка конструкции насоса

7. Расчет сил, действующих в насосе

8. Проверочный расчет подшипников на долговечность

9. Проверочные расчеты элементов насоса на прочность

9.1 Расчет вала на статическую и усталостную прочность

9.2 Расчет вала на жесткость

9.3 Расчет критической частоты вращения вала

9.4 Расчет прочности шпоночных соединений

9.5 Расчет рабочего колеса на прочность

9.6 Расчет корпуса насоса на прочность

10. Выбор и проверка муфты

11. Описание конструкции насоса

12. Особенности технической эксплуатации центробежных насосов

Заключение

Список использованной литературы

 

Курсовой проект необходимо оформлять в соответствии с требованиями «Положения о порядке оформления студенческих работ».

Расчетно-пояснительная записка проекта выполняется на стандартных листах писчей бумаги формата А4 (210х297 мм), пронумерованных и сшитых, с плотной обложкой.

Лицевая часть обложки оформляется как титульный лист. Образец оформления титульного листа приведен в приложении Б.

На каждом листе изображается рамка и штамп.

Для каждого этапа расчета дают четко сформулированный нумерованный заголовок. Расчет следует писать с достаточно ясными заголовками, в определенном порядке, с необходительным пояснительным текстом и сопровождать эскизами. Полученный расчетный результат в случае необходимости корректируется по стандарту или же из конструктивных соображений.

В ходе изложения материала необходимо делать ссылки на использованные литературные источники. Следует помнить, что материал, не снабженный такой ссылкой, считается личной разработкой автора. Ссылка делается путем указания в квадратных скобках номера литературного источника (согласно списку литературы) и при необходимости конкретного места в нем. Например, [3] или [4, с.234-236].

Расчеты необходимо производить в единицах СИ – в м, мм, м², м/с, Н, кН, МН, Н∙м, Па, МПа, рад/с, Вт, кВт и т.д. Допускается использование общепринятых исключений – м водяного столба, об/мин и др.

Расчет рекомендуется писать как в целях облегчения проверки его самим автором или другим лицом, так и во избежание ошибок в такой форме: сначала без всяких алгебраических преобразований пишут в цифрах; после этого пишется результат вычисления. Например, при определении скорости течения жидкости C расчет следует писать так: C=Q/F=0,09/0,126=0,71 м/с, где Q – расход жидкости, F – площадь сечения канала. Несоблюдение указанного правила затрудняет чтение и проверку расчета и, кроме того, может привести к ошибке.

Необходимо отметить, что на первом месте всегда должен быть физический смысл рассматриваемого вопроса, а расчет является всего лишь вспомогательным средством. Увлечение абстрактным расчетом в ущерб смысловой стороне дела ведет зачастую к отрицательному результату.

Графическая часть проекта состоит из сборочного чертежа насоса, рабочих чертежей рабочего колеса и вала насоса и листа с основными графиками к расчетам. Масштаб чертежей по возможности должен быть выбран 1:1, но при соблюдении условия, что не менее 75% площади листа должно быть заполнено.

Чертежи сборочных единиц (узлов) предназначены служить руководством при сборке данных единиц. На этих чертежах должны быть даны все указания, необходимые для их сборки, и размеры: 1) сборочные размеры с указанием допусков; 2) габаритные размеры; 3) присоединительные размеры; 4) размеры, характеризующие сборочную единицу (межосевые расстояния и др.); 5) размеры для справок. На сборочном чертеже приводится также краткая техническая характеристика изделия.

Чертеж сборочной единицы должен иметь спецификацию всех деталей. В спецификации указывается позиция, наименование и количество деталей. Для стандартных деталей наименование их надо давать в соответствии с требованиями ГОСТов на эти детали и с указанием номеров ГОСТов. Спецификацию сборочной единицы, выполненную на листе формата А4, допускается совмещать с чертежом сборочной единицы.

Чертежи деталей предназначены для изображения деталей машин в готовом виде. Детали машины должны быть вычерчены по возможности в натуральную величину в необходимом количестве проекций и с необходимым разрезами, полностью иллюстрирующими их устройство. Чертежи деталей, имеющих малые размеры, рекомендуется выполнять в увеличенных масштабах. На чертеже каждой детали должны быть даны: все необходимые для ее изготовления размеры; предельные отклонения размеров, формы и расположения; шероховатость поверхностей; марка материала; предельные значения твердости. На каждом чертеже детали помещают основную надпись (штамп).

На листе с графиками к расчетам должны быть изображены следующие элементы.

1. Рабочее колесо с спрофилированными лопастями с указанием необходимых размеров; на входе и выходе одной из лопастей должны быть построены планы скоростей потока жидкости.

2. График пропускной способности спирального отвода с полученными изображениями его сечений.

3. Канал спирального отвода с диффузором и номерами сечений.

4. Графики напорных характеристик насоса (теоретической с бесконечным числом лопастей, теоретической с конечным числом лопастей и действительной).

5. Расчетная схема вала насоса с указанием действующих на него сил и размеров, необходимых для определения реакций опор.

Каждый из элементов этого листа должен быть снабжен заголовком.

 

В штампах каждого из элементов курсового проекта необходимо указать их шифр, который составляется следующим образом - КП.СВМ.ААА.ББ.ВВВ. Здесь обозначено: ААА – номер зачетной книжки, ББ – номер сборочной единицы (для насоса принимается 00), ВВВ – номер детали в сборочной единице согласно спецификации. В конце шифра сборочного чертежа проставляются литеры СБ.

 

Курсовой проект студент выполняет самостоятельно, изучив соответствующие разделы курса и ответив на вопросы для самопроверки, приводимые в учебной литературе. Выполненный и оформленный курсовой проект студент сдает на проверку преподавателю. После проверки необходимо устранить все замечания. Завершающим этапом является защита курсового проекта преподавателю. Перечень основных вопросов, выносимых на защиту курсового проекта, приведен в Приложении В.

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

 

Спроектировать судовой центробежный насос с параметрами:

1. Производительность (подача) Q = ....... м³/ч.

2. Напор H = ......... м вод. столба.

3. Частота вращения n = ......... об/мин.

4. Число ступеней насоса – 1.

5. Рабочая жидкость – вода.

В пояснительной записке отразить особенности технической эксплуатации центробежных насосов.

Состав графической части курсового проекта:

Лист 1. Графики к расчетам центробежного насоса (формат А1).

Лист 2. Сборочный чертеж центробежного насоса (формат А1).

Лист 3. Рабочий чертеж рабочего колеса насоса (формат А2).

Лист 4. Рабочий чертеж вала насоса (формат А2).

 

Примечание. В отдельных случаях преподаватель может задать иную конструктивную схему насоса, т.е. количество его ступеней и рабочих колес.

 

 

РАСЧЕТ РАБОЧЕГО КОЛЕСА

 

3.1 Коэффициент быстроходности рабочего колеса:

 

n_S = 3,65 n Q ^0,5 / Н ^0,75.

 

В данную формулу n подставляется в об/мин, Q – в м³/с, Н – в м вод.ст. В зависимости от полученного значения n_S выбирается тип рабочего колеса (тихоходное, средней быстроходности, быстроходное, диагональное или осевое) и принимается значение m = D₂/D₀ в соответствии с классификацией рабочих колес [1, с.68, 69], [2, с.106, 107].

 

3.2 Коэффициент полезного действия насоса.

Гидравлический и объемный КПД центробежных насосов можно количественно оценить с помощью эмпирических зависимостей:

 

.

В указанные формулы значение приведенного диаметра D_1п подставляется в мм.

Обычно значения гидравлического и объемного КПД центробежных насосов находятся в диапазонах: h_г = 0,8...0,95 и h_о = 0,9...0,99. Значение механического КПД насоса принимается из диапазона h_м = 0,9...0,95.

Полный КПД насоса h = h_г h_о h_м .

 

3.3 Мощность на валу насоса (т.е. мощность подведенная от приводного двигателя).

Для определения мощности следует воспользоваться известной зависимостью, общей для всех гидравлических машин с учетом КПД насоса (см., например [1, 2]).

 

3.4 Крутящий момент на валу насоса.

Величина крутящего момента вычисляется по известным мощности и частоте вращения с помощью известной зависимости.

 

3.5 Диаметр вала насоса под рабочим колесом.

Предварительно определяется минимально допустимый диаметр вала из условия прочности при кручении. Расчетная формула заимствуется из теории дисциплины «Сопротивление материалов» или «Детали машин». Далее принимается значение диаметра вала D_В под рабочим колесом из стандартного ряда, большее, чем минимально допустимое значение.

 

3.6 Диаметры рабочего колеса.

Диаметр ступицы: D_ст = (1,4...2,0) D_В .

Диаметр входа в межлопастной канал:

Диаметр входа в рабочее колесо: D₀ = (0,9...1,0) D₁ .

Наружный диаметр рабочего колеса: D₂ = m D₀.

 

3.7 Абсолютная скорость жидкости на входе в кольцевое приемное отверстие рабочего колеса

Обычно скорость на входе составляет С₀ = 2...6 м/с.

 

3.8 Абсолютная скорость жидкости на входе в межлопастной канал рабочего колеса:

C₁ = C₀ / m₁ ,

где m₁ = 0,85...0,9 – коэффициент стеснения входного сечения от толщины кромок лопастей.

 

3.9 Окружная скорость на входе межлопастной канал рабочего колеса:

u₁ = 0,5 D₁ w ,

где w - угловая скорость рабочего колеса.

3.10 Радиальная и окружная составляющие абсолютной скорости на входе принимаются равными С_1r = С₁, С_1u = 0, что соответствует радиальному течению жидкости на входе.

 

3.11 Угол установки лопасти на входе:

 

b₁ = arctg C₁ / u₁ .

 

Значение угла b₁ должно находиться в диапазоне 15⁰...30⁰.

 

3.12 Теоретический напор колеса при бесконечном числе лопастей:

 

H_T¥ = H / (k h_г) ,

 

где k - коэффициент, учитывающий влияние конечного числа лопастей на напор. Предварительно значение принимается из диапазона 0,6...0,8.

 

3.13 Окружная скорость на выходе из рабочего колеса

u₂ = 0,5 D₂ w .

 

3.14 Радиальная составляющая абсолютной скорости на выходе принимается равной С_2r  = C_1r  .

 

3.15 Угол установки лопасти на выходе:

 

 

Значение угла b₂ должно находится в диапазоне 15⁰...30⁰. В случае, если они выходят за диапазоны, необходимо повторить расчеты начиная с п.3.5, скорректировав значения некоторых параметров (D_1П, D_В, D_ст, D₀, k или h_г).

 

3.16 Ширина лопасти на входе и выходе из рабочего колеса:

 

 

где m₁ = 0,88...0,92 – коэффициент стеснения выходного сечения от толщины лопастей.

 

3.17 Количество лопастей рабочего колеса:

Значение Z_Л округляется до целого.

 

3.18 Уточнение значения коэффициента k влияния конечности числа лопастей на напор, используя эмпирическую зависимость

.

Уточненное значение коэффициента не должно отличаться от ранее принятого (п.3.12) более чем на 5%. В противном случае необходимо повторить расчет, используя уточненное значение k.

 

3.19 Профилирование лопасти рабочего колеса.

Принимается, что лопасть имеет профиль в виде дуги окружности. Для ее построения вычисляются радиус r дуги лопасти и радиус R_ц окружности расположения центров этих дуг по формулам:

 

 

Используя значения r и R_ц , выполняется графическое построение лопастей рабочего колеса в графической части курсового проекта.

 

3.20 Расчет и построение напорной характеристики насоса.

3.20.1 Теоретическая напорная характеристика при бесконечном числе лопастей описывается линейной зависимостью вида

 

H_T¥ = A_¥ – B_¥ Q ,

 

где

Для ее графического построения вычисляются два значения напора H_T¥ при подачах Q=Q_ном и Q=0. В координатах H - Q эта напорная характеристика представляет собой наклонную прямую линию.

 

3.20.2 Теоретическая напорная характеристика при конечном числе лопастей описывается линейной зависимостью вида

H_T = A – B Q ,

где A = k A_¥ ; B = k B_¥ .

Графическое построение выполняется аналогичным образом.

 

3.20.3 Действительная напорная характеристика.

Действительная напорная характеристика H(Q) представляет собой падающую криволинейную зависимость. Ее графическое построение осуществляется приблизительным образом, исходя из двух положений: 1) кривая H(Q) проходит через точку номинального режима работы H_НОМ – Q_НОМ ; 2) гидравлические потери (соответствующие расстоянию по вертикали между линиями H(Q) и H_т(Q)) обычно обеспечиваются наименьшими в области номинального режима. Таким образом, действительную напорную характеристику можно приблизительно построить, проводя от руки падающую кривую линию, проходящую через точку номинального режима H_НОМ – Q_НОМ, причем так, чтобы вертикальное расстояние между ней и линией H_т(Q) было наименьшим в области номинального режима.

Действительная и обе теоретические напорные характеристики приводятся в графической части проекта.

 

 

⇐ Предыдущая1234567Следующая ⇒

Поделиться: