ПРОВЕРОЧНЫЕ РАСЧЕТЫ ЭЛЕМЕНТОВ НАСОСА НА ПРОЧНОСТЬ

 

После завершения разработки конструкции насоса (в виде сборочного чертежа) необходимо выполнить проверку работоспособности его основных деталей и соединений. Оценка работоспособности сводится к проверке ряда условий и формулировке выводов на основании этого.

 

10.1 Расчет вала на статическую и усталостную прочность

 

Расчет выполняется в соответствии с любой инженерной методикой, известной из курса «Детали машин» (см. например [5] и др.).

 

10.2 Расчет вала на жесткость. Расчет критической частоты вращения вала.

Специфической особенностью центробежных насосов является требование достаточной жесткости вала, т.е. способности вала сопротивляться деформациям при действии нагрузки. Это требование связано с необходимостью обеспечения малого зазора между вращающимся рабочим колесом и корпусом в гидравлическом уплотнении на входе в колесо.

Условие жесткости, подлежащее проверке, имеет вид

 

f £ [f] ,

 

где f – прогиб вала в месте гидравлического уплотнения колеса; [f] – допускаемый прогиб.

Прогиб вала определяется по формуле

 

f = R / K ,

 

где К – коэффициент жесткости вала, который при консольной конструкции ротора равен K=3EJ / (a²(L+a)), а при расположении колеса между опорами – K=3EJL / (b² c²); Е – модуль упругости материала вала; L – расстояние между опорами вала; a – длина консольного участка вала; b, c – расстояния от колеса до опор вала (b+c=L); J – момент инерции сечения вала на консольном участке или на участке между опорами.

В качестве допускаемого прогиба рекомендуется принять:

[f] = (0,0002...0,0003)·а – при консольном размещении колеса;

[f] = (0,0002...0,0003)·L – при размещении колеса между опорами [2, 5].

Далее необходимо проверить условие отстройки частоты вращения вала от критической частоты:

n_кр / n ³ 1,4 .

 

Необходимость такой проверки связана с тем, что при близости частоты вращения вала к критической частоте наступает резонанс механической системы и амплитуда прогиба вала существенно возрастает, что приводит к поломке насоса. Ориентировочно критическую частоту вращения вала n_кр (об/мин) можно вычислить по формуле

 

n_кр = (K/M_p)^0,5 30/p .

 

На основе проверки двух указанных условий делается вывод о жесткости вала.

 

10.3 Расчет шпоночных соединений

 

Расчет выполняется в соответствии с любой инженерной методикой, известной из курса «Детали машин» (см. например [5] и др.).

 

10.4 Расчет рабочего колеса на прочность

 

Проверка прочности выполняется для всех основных элементов рабочего колеса: ступицы, лопасти и дисков. Расчет производится по методике, изложенной в [2, с.336-338]. При этом в качестве расчетного перепада давлений следует принять Dp=rgH.

 

10.5 Расчет корпуса насоса на прочность

 

Проверка прочности выполняется для внешней части корпуса спирального отвода, наиболее удаленной от оси вала, как для цилиндрической оболочки вращения. Расчет производится по методике, изложенной в [2, с.338-340].

 

ВЫБОР И ПРОВЕРКА МУФТЫ

 

Муфта должна надежно передавать крутящий момент от приводного двигателя к насосу и компенсировать нарушения соосности валов при эксплуатации. Исходя из этого выбирают тип муфты, ее конкретную марку и выписывают ее основные параметры. Проверка работоспособности производится по передаваемому крутящему моменту. Необходимые материалы можно найти в литературе по деталям машин (см., например, [5]и др.).

 

 

ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ НАСОСА

 

Этот раздел выполняется после изготовления сборочного чертежа насоса. В описании необходимо отразить конструктивные особенности насоса с указанием номеров основных деталей по спецификации и материалов, из которых они изготовлены.

 

 

ОСОБЕННОСТИ ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА

 

К особенностям технической эксплуатации относятся: порядок запуска и остановки насоса, особенности его технического обслуживания при работе и характерные неисправности.

ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

 

Предпослед-няя цифра шифра	Производитель-ность (подача) насоса Q, м3/ч	Частота вращения n, об/мин	Последняя цифра шифра	Напор насоса Н, м вод. ст.	Прототип конструкции насоса
1	10	5800	1	10	Рис. 8
2	15	2900	2	15	Рис. 9
3	20	2900	3	20	Рис. 3
4	30	2900	4	25	Рис. 5
5	60	1450	5	30	Рис. 1
6	80	1450	6	35	Рис. 6
7	100	1450	7	40	Рис. 10
8	200	1450	8	45	Рис. 7
9	300	965	9	50	Рис. 2
0	400	965	0	60	Рис. 4

 

Примечание. Номера рисунков приведены согласно настоящим методическим указаниям.

 

 

⇐ Предыдущая1234567Следующая ⇒

Поделиться: