Розробка шестеренного насосу (фактична подача насоса - 0,00055 куб.м/с), страница 3

де υ – швидкість робочої рідини в магістралі, м/с.

У відповідності до [1] – с.11 – для звичайних насосів площі прохідних перетинів камери всмоктування повинні бути такими, щоб швидкість руху рідини в них не перевищувала 1...2 м/с.

При розрахунку прохідних перетинів напірної камери допускають швидкість руху масла 3...5 м/с для насосів низького тиску і 5...6 м/с для насосів високого тиску.

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 ИГП-18 в’язкістю . Приймаємо середнє значення

 приймаємо наступні значення швидкості:

.

Таким чином, виходячи з формули (2,4), можемо розрахувати діаметр всмоктувальної магістралі:

,

Знайдемо значення діаметру напірного трубопроводу по аналогії з формулою (2.4):

.

Швидкість робочої рідини в нопорній магістралі приймаємо згідно з рекомендаціями, тобто в два рази більшим ніж швидкість на вході:

.

Тому можемо провести обчислення згідно до наведеної вище формули:

.

Приймаємо

2.4 Перевірка безкавітаційної роботи насосу

Безкавітаційна робота насосу буде виконуватись при виконанні слідуючої умови:

,            (2.5)

де Р_В – тиск рідини в камері всмоктування, Па;

   Р_Ц – тиск від центробіжних сил інерції рідини, що знаходиться у впадинах, Па;

   ΔР_КАВ – кавітаційний запас, Па;

   Р_НП – тиск насичених парів рідини, Па;

Кавітаційний запас ΔР_КАВ вибираємо рівним (0,2÷0,3)×10⁵ Па.

Тиск Р_Ц у відповідності до [1] – с.12 - знаходимо із наступного виразу:

,                          (2.6)

де ω – кутова швидкість шестерень, рад/с;

Rе – радіус кола виступів зубів колеса, м;

Rі – радіус кола впадин, м;

   γ – питома вага рідини, Н/м³;

   Р0– тиск на радіусі впадин, Па.

Щоб рідина надійно заповнювала впадини, її абсолютний тиск Рв у всмоктувальній порожнині повинен гарантувати наявність деякого запасу, що запобігає утворенню вакуума у впадинах зубів та виділенню із рідини нерозчинутого повітря. Саме з цих міркувань тиск Р0 не повинен бути нижчим ніж 0,03÷0,04 МПа.

Кутова швидкість шестерен ω визначається за формулою:

,

де п - робоче число обертів, об/хв.

.

Питома вага рідини γ це:

,

де ρ – густина рідини, кг/м³.

Проведемо обчислення згідно до приведеної формули:

 

3 Розрахунки деталей насоса на міцність

3.1 Перевірка довговічності підшипників

Найбільш  навантаженими деталями шестеренного насоса є його підшипники, на які діють статичні сили  Р_ст перепаду тиску рідини на зовнішні циліндричні поверхні шестерні та механічні сили  Р_М, обумовлені реакцією від обертового моменту, при цьому перші з цих сил значно перевищують останні. Деяка частина циліндричної поверхні шестерень,  безпосередньо змивається рідиною зі сторони нагнітаючої й всмоктуваної порожнини, знаходиться під тиском.

На поверхні ж впадин, відділених від даних порожнин зубами,  діє тиск, що   знижується за деяким законом (рис. 3.1) від максимального, рівного тиску рідини   Р₂ у порожнині нагнітання, до тиску   Р₁ у порожнині усмоктування. При   концентричному   положенні шестерень щодо отворів корпуса ця   залежність буде східчато-лінійною, а при ексцентричному їхньому положенні (найбільш імовірний випадок) – східчасто-статичною(крива  l ).

Рис.3.1 Епюра сил тиску