Анализ служебного назначения электронасосных агрегатов типа ЦНС 180

         1 Анализ служебного назначения машины, узла детали. Описание конструктивных особенностей детали и условий ее эксплуатации.

          Процесс создания машины складывается в основном из двух частей: проектирования и изготовления. Оба эти процесса взаимосвязаны и преследуют одну и туже цель – создание машины удовлетворяющей заданному служебному назначению. Эксплуатационные показатели качества машины зависят не только от ее конструкции, но и в большей степени от технологии изготовления деталей и сборки в изделие.

          Поэтому четкое определение назначения машины, конкретизация ее функции, а также области и условий эксплуатации, причин выхода ее из строя необходимо для обоснованной постановки задач по разработке ТП изготовления и сборки изделия.

          Назначение агрегата.

          Агрегаты электронасосные типа ЦНС 180, предназначены для закачки в нефтеносные пласты чистой воды и нефтепромысловых вод без содержания сероводорода. Содержание примесей  не более 0.1% по весу и размерах твердых частиц не более 0.1мм.

Таблица 1 Техническая характеристика агрегата

Устройство и принцип работы

          Принцип действия насоса заключается в преобразовании получаемой от привода динамической энергии в потенциальную энергию давления, кинетическую энергию потока перекачиваемой жидкости за счет взаимодействия с жидкостью рабочих колес ротора и направляющих аппаратов насоса.

          Насос типа ЦНС-180 – центробежный, горизонтальный, секционный, однокорпусный с односторонним расположением колес, с гидравлической пятой, подшипниками скольжения и кольцевыми уплотнениями комбинированного типа – щелевое уплотнение и уплотнение с мягкой сальниковой набивкой или торцевое уплотнение.

          Базовыми деталями насоса являются крышки входная напорная с лапами, расположенными в плоскости, параллельной горизонтальной от насоса. Входной патрубок – горизонтальный, напорный патрубок – направлен вертикально вверх. Во избежании перетока воды по валу, имеется плотный металлический контакт в стыках. В секциях по напряженной посадке посажены направляющие аппараты. От проворота направляющие аппараты стопорятся в секциях штифтами.

           Ротор насоса состоит их рабочих колес, посаженных на вал по скользящей посадке, диска разгрузочного, защитных втулок, и других деталей собираемых на валу. Для предотвращения обводнения масла, предусмотрены водомаслоотражатели на валу и уплотнительные и уплотнительные кольца в корпусе подшипников. Опорами ротора служат подшипники скольжения, с принудительной смазкой.

          Приводом агрегатов электонасосных типа ЦНС-180 служат синхронные электродвигатели серии СТД с разомкнутым или замкнутым циклом вентиляции, а также двигатель серии 4АДМ или АЗМ. Насос с электродвигателем соединяется с помощью зубчатой муфты с консистентной смазкой или с упругой пластинчатой муфты без смазки.

          Деталь «Вал» 1.3000-41.15-06 предназначена для установки рабочих колес насоса и передачи вращательного момента от полумуфты к рабочим колесам. Вал представляет собой тело вращения цилиндрической формы.

          Вспомогательными  конструкторскими базами вала являются цилиндрические поверхности  Æ75h7 и Æ48h7, шпоночные пазы выполненные для установки на этих поверхностях, канавки для установки колец 14,15, на них производится установка рабочих колес 7, 8 и разгрузочного диска 11, проставки 10, кольца промежуточной ступени 16 (см. приложение А, Б). Кроме этого основными конструкторскими базами являются цилиндрическая поверхность Æ55к6, на них производится установка полумуфты. Также к конструкторским базам можно отнести цилиндрическую поверхность  М30x2, на которую производится установка обтекателя 9 (см. приложение А, Б).

          Основными конструкторскими базами вала являются поверхности Æ60h7 и шпоночные пазы, выполненные на этих поверхностях данные поверхности являются двойными направляющими базами – лишают деталь 4 – х степеней свободы),  поверхность 25 (см приложение В ) – опорная база(лишает одной степени свободы) – на них устанавливаются втулки подшипников 2, при помощи которых вал устанавливается в корпус насоса.

          Долговечность данной детали лимитирует долговечность сборочной единицы – ротора, сборочной единицы более высокого порядка – насоса и всей машины – электронасосного агрегата в целом. Поэтому необходимо подробно рассмотреть режимы и условия работы детали в машине и причины ее выхода из строя.

          Деталь при работе изолирована от воздействий перекачиваемой среды. Среда – чистая вода либо нефтепромысловые воды с содержанием примесей не более 0.1% по весу, температура перекачиваемой среды порядка 4-20⁰С.

          Передаваемая мощность на валу 1600кВт. Частота вращения вала 3000 об/мин. Основной вид разрушения – усталостное разрушение металла вала в местах концентрации напряжений. Абразивного изнашивания поверхность вала испытывать под действием внешней среды не будет, т.к. в местах трения с элементами подшипника скольжения установлены втулки.

          Суммируя, можно заключить следующее: работа вала осуществляется в условиях динамических, знакопеременных, циклических нагрузок при высоких частотах вращения, при нормальной температуре без воздействия перекачиваемой среды. При работе вал испытывает изгиб с кручением в совокупности со сжимающими нагрузками, возникающими от осевой силы.

         2 Анализ технических требований и определение технических заданий по изготовлению детали.