Розробка трьохгвинтового насоса з однобічним підведенням рідини, страница 4

                                                                                                              (3.24)

Визначивши індекс пружини  вибираємо k=1,24. [3, ст.190]

Тоді, відповідно до формули (3.23)

                 

3.4 Розрахунок корпуса

Розрахунок товщини стінок корпусів насосів виконується виходячи з величини максимального тиску р_і рідини та обраного матеріалу корпуса згідно [3, ст. 207-208].

Якщо відношення зовнішнього радіусу  r₂ корпуса до внутрішнього його радіуса  r₁ > 1,15, то корпус варто розглядати як товстостінний циліндр.

Товщину стінки корпуса з тендітних матеріалів (чавун й ін.) можна визначити по наступній формулі

                                                                                   (3.25) де            - внутрішній радіус обойми, м;

                                                                                                      (3.26)

                 

[s_p] – допустиме напруження на розтягання, кг/см² .

Для сірого литого чавуну [s_p] =250 кг/см² і для високосортного чавуну [s_p] = 400 кг/см².

При розрахунку корпусів із пластинчастого матеріалу (сталь) товщину стінки варто знаходити по формулі:

                                                                                      (3.27)

допустиме напруження [s_p] для сталевого лиття приймається рівним

800 – 1000 кг/см².

Розрахуємо корпус:

                 .

Враховуючи можливі відхилення в товщині стінки при відливці корпуса і деякі інші фактори (корозія, вироботка), отриману розрахунком товщину стінки збільшують на 0,1 – 0,5 см. Тоді конструктивно маємо:

3.5 Розрахунок кришок корпуса

Кришки корпуса насосу і запобіжно-пропускних клапанів згідно 

[3, cт.208] можна розглядати як круглі пластини закріплені по контурі й навантажені рівномірно розподіленим навантаженням.

Розрахункова формула для визначення товщини  стінки кришки має вигляд:

                                      (3.28)  де           r_k – внутрішній радіус кришки, що рівняється внутрішньому радіуса корпуса, м.

Допустиме напруження  для сірого чавуну можна прийняти рівним  250–400 . Отриману розрахунком товщину стінки  необхідно збільшити на 0,1 – 0,3 см.

Згідно формули (3.28)

Приймаємо

3.6 Розрахунок болтового з'єднання

Розрахункова схема для розрахунку болтів , що сполучають деталі, що знаходяться під навантаженням внутрішнього тиску, показана на рис. 3.3. [9, ст.806].

Рисунок 3.3 - Розрахункова схема для розрахунку

болтового з'єднання фланців

Сила, що відкриває кришку і розтягує болти :

                                                             ,                                          (3.29)

де         р - тиск    рідини    в    замкнутому    об'ємі    розрахункового простору, МПа;

D  - внутрішній діаметр циліндрового розрахункового об'єму, мм;

Сила, діюча на один болт:

,                                              (3.30)

де             і - число болтів.

Приймаємо  і  = 8.

Розрахункове навантаження на болт:

                                                                          ,                                        (3.31)

де      β - коефіцієнт, залежний від пружних властивостей вхідних в з'єднання частин;

F₂ - зусилля затягування одного болта,  Н.

Практично можна рахувати F₁=F₂, тоді

.                                        (3.32)

Орієнтовно коефіцієнт β для прокладки з гуми приймають рівним 0,75; з картону або азбесту — 0,55; з м'якої міді — 0,35. Якщо пружні властивості закріпляючих   деталей невідомі і не вимагається високої точності розрахунку, то для надійності приймають Р= 2F₂, і болти розраховують по формулі

,                                         (3.33)

де            d_i — внутрішній діаметр різьблення болта, мм;

[σ_P] — напруга, що допускається, при розтягуванні, МПа. Болти з діаметром d < 12 мм, затягуванні в ручну, при робочому зусиллі на ключі F_P = 300-400 Н можуть розірватися. Тому у відповідальних з'єднаннях органи технічного нагляду не дозволяють встановлювати болти діаметром менше 16 мм.

Відповідно до формули (3.29)

.       

              Приймаємо для надійності розрахункове навантаження Р= 2F₂  ; тоді   

                                                                                               (3.34)