Расчёт и конструирование вихревого насоса

Nmax = NДВ = 1,75 КВт;-1 = 11,15 .Минимальному моменту сопротивления соответствует точка «С» с координатами: и , (5.7) об/мин;.Коэффициент параболы определяется по величине момента при полном развороте двигателя:, (5.8)где -6Данные расчеты моментной характеристики сводим в табл. 5.1.Таблица 5.1 – Пусковая моментная характеристика:n, об/мин0250500750100012501500М, 00,321,282,885,117,9911,5Пусковая моментная характеристика насосного агрегата представлена на рис. 5.1.Рисунок 5.1 – Пусковая моментная характеристика6 механические расчеты6.1 Расчет реакций в опорахРасчетная схема действия сил на ротор насоса представлена на рис. 6.1.Рисунок 6.1 – Схема нагружения валаНагрузку P1 определяем по формуле:, (6.1)где GK – вес рабочего колеса, Н; G1в – вес вала на участке l1 , Н4 R – радиальная сила, Н.GK = 245 Н; G1в = 27 Н; R = 119 Н. Н., (6.2)где G2в – вес вала на участке l2 , Н.G2в = 38 Н. Н.Нагрузка Р3:, (6.3)где GПМ – вес полумуфты; G3В –вес вала на участке l3 , Н.GПМ = 18,6 Н; G3В = 12 Н. Н.Для определения реакции в подшипниковых опорах составим уравнение моментов сил относительно точек опор.RA и RB – реакции в опорах А и В.Размеры вала: l1 = 0,220 м; l2 = 0,175 мм; l3 = 0,0975 м., (6.4), (6.5) Н., (6.6), (6.7) Н.6.2 Расчет долговечности подшипниковВ опорах А и В установлены одинаковые шарикоподшипники. По диаметру вала d(мм) выбираем подшипник шариковый однорядный радиальный средней серии 311 ГОСТ 8338-75.Статическая грузоподъемность:С0 = 41790 Н. Динамическая грузоподъемность:С = 54936 Н.По условиям работы передний подшипник (опора А) воспринимает осевую и радиальную нагрузки и является более нагруженным. Проверяем его на долговечность.Расчетная долговечность подшипника [6]:, (6.8) где С – динамическая грузоподъемность подшипника, Н; Р – эквивалентная динамическая нагрузка, Н.Эквивалентная динамическая нагрузка на подшипник:. (6.9)По условиям работы подшипника принимаем: коэффициент безопасности = 1,2; температурный коэффициент КТ = 1,0; коэффициент вращения V = 1.Радиальная и осевая силы, действующие на подшипник:Fr = RA = 836 H; Fa = A = T = 385 H.Определяем отношение осевой нагрузки к радиальной:.Определяем отношение:.При этом е = 0,2.Т.к. , то коэффициент радиальной нагрузки Х = 0,56.Коэффициент осевой нагрузки Y:Y = 2,2.Динамическая нагрузка: Н.Расчетная долговечность подшипника: ч.6.3 Расчет вала на статическую прочностьРасчет проводим по методике [7].Для определения напряжений в сечениях вала построим эпюру изгибающих моментов.Рисунок 6.2 – Эпюра изгибающих моментовОпределим максимальный изгибающий момент в сечении А:, (6.10)Р1 = 373 Н; l1 = 0,220 м..Наибольший крутящий момент на валу:, (6.11)где N – мощность насоса; N = 1,59 КВт..Момент сопротивления сечения вала в точке А:, (6.12)где d = 55 мм – диаметр вала под подшипником.-6 м3.Момент сопротивления кручению:, (6.13)-6 м3.Напряжение изгиба:, (6.14) Па = 4,9 МПа.Напряжение кручения:, (6.15) Па = 0,32 МПа.Эквивалентное напряжение:, (6.16) МПа.Материал вала – Сталь 45;Предел текучести МПа.Запас прочности по пределу текучести:, (6.17).Условие прочности выполняется.6.4 Расчет шпоночного соединения вала с колесомОсновные исходные данные для расчета.Материал вала — Сталь 45.Предел текучести - МПа.Материал шпонки - сталь 45. Предел текучести - МПа.Материал колеса - 20x13л.Предел текучести - МПа.Крутящий момент на валу:.Размер шпонки под рабочим колесом, мм:bхhхl=8х7х24.При расчете шпоночного соединения вала с колесом определяющим является напряжение смятия:, (6.18)где lp – рабочая длина шпонки; t1 – глубина паза вала; h – высота шпонки; d – диаметр вала.d = 28 мм; lp = l – b = 24 -8 = 16 мм; t1 = 4 мм; h = 7 мм. Па = 15,6 МПа.Допускаемое напряжение смятия вычисляем для материала (вал), имеющего самый низкий предел текучести.Допустимое напряжение смятия:, (6.19)Для материала вала:МПа..Условие прочности на смятие выполняется.ЗаключениеВ данной курсовой работе рассмотрели принцип работы, назначение и описание вихревого насоса. Рассмотрели вариант создания моделей в программе Компас 3D с описанием операций создания и примером выполнения. Создали в программе сборочную единицу «Ротор», а также рассмотрели методику создания сборки в программе Компас 3D.Произвели расчеты гидравлические и механические. Выбрали электродвигатель.Список литературыСвободновихревые насосы: Учеб. пособие/И.А. Ковалев, В.Ф. Герман. - К.: УМК ВО, 1990. - 60 с.Анализ осевого напора, действующего на ротор насоса свободного течения. Перевод статьи Grychowski I, Gontarczuk Z.из журнала Zcszyty politechnika staska, 1978, № 532.Михайлов А.К., Малюшенко В.В. Лопастные насосы -М.: Машиностроение, 1977. - 288с.Лопастные насосы: Справочник/В. А. Зимницкий, А. В. Каплун, А. Н. Папир, В. А. Умов; Под общ. ред. В. А. Зимницкого и В. А. Умова. – Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1986. – 334 с.Анурьев В.И. Справочник конструктора машиностроителя Т.2 - М.: Машиностроение, 1980.Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин: Учебное пособие для машиностроительных вузов. - М.: Высшая школа, 1985.Биргер И.А., Шор Б.Ф. Расчет на прочность деталей машин. 3 издание. -М.: Машиностроение, 1979.