Пластинчатый насос двукратного действия
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
?ий (), [1, стр. 150].
на радиусе r0:
(24)
Конструктивно принимаем .
Положение вспомогательных окон, осуществляющих всасывание, задаётся углом относительно геометрической нейтрали насоса:
на радиусе R:
(25)
на радиусе r0:
(26)
Конструктивно принимаем , (см. рис.2).
Рис.2 Эскиз распределительного диска.
4. Проектировочный раiет вала
4.1 Определение диаметров участков вала
С учетом гидромеханических потерь и отсутствия подпора на входе в насос, крутящий момент на валу насоса, [1, стр.38],
,(27)
где - давление нагнетания, Па;
- рабочий объём, м3/об;
- полный КПД насоса (для данной конструкции насоса , [5, стр.287]).
.
Из условия статической прочности по теории наибольших касательных напряжений определяем диаметр вала, выполненного из материала Сталь 45 ГОСТ 1050-88 и нагруженного только крутящим моментом (эквивалентный момент равен крутящему):
(28)
где - предел текучести материала, [6, т.1, стр. 86] ;
- коэффициент запаса прочности.
С учетом посадки на конец вала игольчатого подшипника, принимаем . Назначаем подшипник 4254902 ГОСТ 4657-82.
Диаметр вала под ротор находим из условия технологической выполнимости эвольвентного шлицевого соединения. Назначаем шлицевое эвольвентное соединение ГОСТ 6033-80: наружный диаметр Dэ =25 мм, модуль m=1,25мм, количество зубьев z=18. При этом диаметр впадин шлицев .
Для крепления насоса к электродвигателю АИР132М6 ТУ 16-525.564-84, выходной участок вала выполняем коническим по ГОСТ 12081-72, диаметром 30 мм. Соединение - муфтой с торообразной оболочкой 200-1-30-2-38-1 ГОСТ 20884-93.
На диаметр вала dвп/п=30 мм назначаем подшипник радиальный с короткими цилиндрическими роликами 32206 ГОСТ 8328-75.
Диаметр буртика под подшипник, dбп:
,
где r =2 мм - координата фаски подшипника.
4.2 Проверка прочности шлицевого соединения
Прочность шлицевого соединения определяется по формуле, [6, т.2, стр.860]:
,(29)
где - допускаемое напряжение на смятие;? 0,7тАж0,8 - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения усилий между зубьями;- число зубьев;? m=1,25 мм - высота поверхности контакта зубьев;з - рабочая длина зубьев;m = mz=1,2518=22,5 мм - раiетный диаметр поверхности контакта.
Условие выполняется.
4.3 Проверка прочности шпоночного соединения
Назначаем шпонку призматическую по ГОСТ 23360-78. Поперечные сечения шпонок назначаем по диаметру вала d = 30 мм , для которого по ГОСТ 23360-78: b = 5 мм - ширина и h =5 мм - высота шпонки. Из условия работы шпонок на смятие определим раiетные длину шпонки lр:
, (30)
= lр + b = 21,4 + 5 = 26,7 мм. По ГОСТ 23360-78 предварительно принимаем l = 28 мм.
Т.к. длина полумуфты lпм = 40 мм. По ГОСТ 23360-78 уточняем длину шпонки l = 28 мм.
5. Раiет сил прижима распределительного диска к статору
Сила, прижимающая диск к ротору, Pп, H, [2, стр. 136]:
,(31)
где Fн- площадь прижима диска, мм2;
pн- давление нагнетания, МПа.
Площадь прижима диска равна кольцевой поверхности между диаметрами d7 и d8 (см. рис.3) за вычетом площади двух нагнетательных окон (в разрезе В-В заштрихованы):
Следовательно прижимающая сила,
Для нахождения отжимающей силы определяем зону отжима угол AOB = 1800- ?=1800-480=1320.
Всю поверхность торца диска, на которую действует отжимающее давление, делим на 3 участка, на каждом из которых распределение давления принимается по одному закону, рис.3.
Рис.3. Схема для раiета сил, действующих на распределительный диск.
Участок РЖ - часть кольцевой поверхности торца диска в зоне нагнетания, ограниченная диаметрами d и d1. На участке между d и d1 принимаем изменение давления по линейному закону, см. рис.3. Отжимающая сила на первом участке,
Участок РЖРЖ - часть кольцевой поверхности торца диска в зоне нагнетания, ограниченная диаметрами d1 и d4. На всей поверхности этого участка действует давление нагнетания, см. рис.3. Отжимающая сила на втором участке,
Участок РЖРЖРЖ - часть кольцевой поверхности торца диска в зоне нагнетания, ограниченная диаметрами d4 и d7 и шириной h1+h2. На всей поверхности этого участка действует давление нагнетания и таких участков будет четыре, см. рис.3. Отжимающая сила на третьем участке,
Таким образом, общая сила отжима,
.
Для нормальной работы насоса должно выполняться условие
Следовательно, данная конструкция работоспособна по условию прижима распределительного диска.
6. Проверочный раiет вала
6.1 Раiет вала на статическую прочность
Т.к. ротор насоса разгружен от действия радиальной силы, то на вал насоса действует крутящий момент Мкр и изгибающий момент Ми от радиальной силы Fм, возникающей на полумуфте.
Радиальная сила от действия муфты:
,(32)
где D0 - средний диаметр на котором расположены упругие элементы муфты, D0 = D ;=200 мм - наружный диаметр муфты.
.
Составляем раiетную схему (рис.4), на которую наносим все внешние силы, нагружающие вал.
Рис.4. Раiетная схема вала.
Значения реакций определяем по раiетной схеме:
пластинчатый насос двукратный распределитель
Под раiетной схемой строим эпюры изгибающего