Розробка трьохгвинтового насоса з однобічним підведенням рідини, страница 2

2.2 Розрахунок теоретичної та дійсної подач

Теоретична подача насоса при , яка вимірюється в м³/год, визначається за формулою [3, ст.89]

,                                         (2.9)

де      d_н –в см;

n – в об/хв;

  

Дійсна подача насоса визначається за формулою [3,ст.90]

                                                          ,                                                 (2.10)

2.3 Осьові й радіальні сили діючі на гвинти насоса

Для знаходження осьових і радіальних сил нам необхідно знати діаметри розвантажувальних поршнів на гвинтах, а так само діаметр підшипника ковзання на ведучому гвинті. Для цього скористаємося формулами [3, ст.92]

                                           ,                        (2.11)

де      Р₁ – осьова сила, Н;

d₁ – діаметр приводного валу насосу, м;

d₂ – діаметр розвантажувального поршня на кінці гвинта, м;

р – тиск, який розвиває насос, МПа .

,                           (2.12)

де      Р₂ – осьова сила, Н ;

d₃ – діаметр розвантажувального поршня на кінці гвинта, м.

Приймаємо -  осьові сили  рівні нулю.

 

Звідси:

.

Приймаємо =

Із формули (2.11) знаходимо:  

.

Осьова сила на привідному гвинті, що має осьове розвантаження визначаємо по формулі (2.11)

          

Для веденого гвинта осьова сила визначається по формулі (2.12)

       

Максимальна радіальна сила , що діє на ведений гвинт,  спрямована нормально до площини осей гвинтів і дорівнює по величині [3, ст.93]:

,                                            (2.13)

2.4 Розрахунок розмірів патрубків

Щоб визначити діаметри  патрубків нам необхідно визначити швидкість на вході в насос. Для цього побудуємо графік за даними, приведеними в [5, табл.2, ст.11].

Рисунок 2.1 – Графік залежності

Із графіка (рис.2.1) визначаємо швидкість для мастила И-20А в’язкістю [6, ст.500]. Приймаємо середнє значення   

Тоді для всмоктувального патрубка:         ;

для напірного патрубка:                                       .

Діаметр всмоктувального патрубка визначається за формулою:

                                         (2.14)

де       - діаметр всмоктувального патрубка, м;

- допустима швидкість руху рідини у всмоктувальному патрубку, м/с.

Приймаємо [7, ст.7].

Діаметр напірного патрубка визначається за формулою

                                                                                                   (2.15)

де       - діаметр напірного патрубка, м;

- допустима швидкість руху рідини у напірному патрубку, м/с.

Приймаємо  [7, ст.7].

3 Розрахунки на міцність

3.1 Розрахунок валу

Проектування валу  починають з визначення діаметра вихідного кінця, що з’єднується з муфтою,  із розрахунку на чисте кручення по заниженій допускаючий напрузі без урахування впливу згину [8, ст.161]:

                                                          ,                                                (3.1)

де         Т – крутний момент, Н_.м;

 -  допустима напруга на кручення; для вала із сталі 45 приймаємо .

Крутний момент визначимо за формулою [8, ст.4]

                                                              ,                                                   (3.2)

де       -  потрібна потужність електродвигуна (див.п.5), кВт;

- кутова швидкість, рад/с.

                                                            .                                              (3.3)

Підставивши формулу (3.3) у формулу (3.2) ми отримаємо наступний її вигляд:

                                                              .                                              (3.4)

Згідно формули (3.4)

     .

Із формули (3.1) знаходимо  діаметр валу

                

Округляємо дане значення до найближчого із стандартного ряду

[8, ст.161-162]:

3.2 Розрахунок шпонки

Для вала (d_в = 38мм) визначаємо параметри шпонки (рис.3.1) 

[8, табл.8.9, ст.169]: b´h = 12´8 мм; l = 50 мм; t₁ = 5 мм; t₂ = 3,3 мм.

Рисунок 3.1 -  Розміри шпоночного пазу

Довжину шпонки призначають зі стандартного ряду так, щоб вона була  менше довжини ступиці ( приблизно на 5-10 мм). Напруга зминання вузьких граней шпонки не повинна перевищувати  допускаючої, тобто повинна виконуватися умова [8, ст.170]:

                                                         ,                              (3.5)

де          T -  обертаючий момент, Н^.м;