123007 (Гидравлический расчет проточной части центробежного насоса НЦВС 40/30), страница 4

Х=0; N = 731,86 Н

х = ℓ₂ = 0,054 м

Н

Сечение IV-IV 0 ≤ х ≤ ℓ₄

Х = 0; N = 733,16 Н

х = ℓ₂ = 0,094 м

Н

3.2.5 Строим ЭПЮР нормальных напряжений с помощью формулы.

Сечение I-I 0 ≤ х ≤ ℓ₁

Х = 0; δ = 0

х = ℓ₁ = 0,02 м; мПа

Сечение II-II 0 ≤ х ≤ ℓ₂

Х=0; мПа

Сечение III-III

Х=0; мПа

х = ℓ₃ мПа

Сечение IV-IV 0 ≤ х ≤ ℓ₄

Х=0; мПа

х = ℓ₄ = 0,094 мПа

3.2.6 Строим ЭПЮРЫ перемещений с помощью формулы 3.8.

Сечение IV-IV 0 ≤ х ≤ ℓ₄

Х=0: δ^IV-IV = 0,91 · 10⁶ · 0,09/206 · 10⁹ = 0,53 · 10^-6 м

Сечение III-III 0 ≤ х ≤ ℓ₃

Х=0: δ^III-III = 0

х = ℓ₃ = 0,054 δ^III-III = 1,93 · 10⁶ · 0,054/206 · 10⁹ = 0,41 · 10^-6 м

Сечение II-II 0 ≤ х ≤ ℓ₂

Х=0: δ^II-II = 0

х = ℓ₂ = 0,002 δ^II-II = 6,47 · 10⁶ · 0,002/206 · 10⁹ = 0,16 · 10^-6 м

Сечение I-I 0 ≤ х ≤ ℓ₁

Х=0: δ^I-I = 0

х = ℓ₁ = 0,022 δ^I-I = 244 · 0,022/206 · 10⁹ = 0,1 · 10^-6 м

3.2.7 Абсолютное удлинение складывается из относительных по формуле:

(3.18)

δ₄ = δ^IV-IV = 0,53 · 10^-6 м

δ₃ = δ^IV-IV + δ^III-III = 0,53 · 10^-6 + 0,41 · 10^-6 = 0,94 · 10^-6 м

δ₂ = δ^IIII-III + δ^II-II = 0,94 · 10^-6 + 0,16 · 10^-6 = 1,1 · 10^-6 м

δ₁ = δ^III-II + δ^I-I = 1,1 · 10^-6 + 0,0001 · 10^-6 = 1,1001 · 10^-6 м

3.2.8 Строим ЭПЮРЫ крутящих моментов м с помощью формул 3.9 и 3.10.

Сечение II-II и I-I исключаются, т.к. момент преломления в сечении III-III.

Сечение III-III :

мПа

Сечение IV-IV : мПа

3.2.9 Строим ЭПЮРЫ углов поворота φ с помощью формул 3.11 и 3.12.

Сечение III-III : φ^III-III = 19,12 · 0,044/ рад

Сечение IV-IV : φ^IV-IV = 19,12 · 0,09/ рад

3.2.10 Аналогично абсолютному удалению

рад

3.2.11 Опасными сечениями являются III-III и II-II, т.к. δ_II =6,4 мПа δ_III = 1,93 мПа τ_III =9,15 мПа

3.2.12 Определяем предельно допустимые напряжения по формуле:

мПа

мПа

мПа

3.2.13 Коэффициент статического запаса прочности в опасных сечениях:

- от действия нормальных сил по формуле:

мПа

мПа

- от действия касательных сил по формуле:

мПа

- от их совместного действия по формуле:

3.2.14 Проверка условий статической прочности определяют отношением :

Для прочих материалов:

Коэффициент запаса статической прочности (η_δ; η_τ; η) не менее допустимого η_τ, следовательно вал удовлетворяет условиям статической прочности.

3.3 Проверка прочности шпоночного соединения

В зависимости от диаметра и толщины ступицы выбираем шпонку с параметрами шпона 10х6х36 ГОСТ 23860-78.

3.3.1 Направление силы стеснения:

, Н/мм²,

где ℓ - длина шпонки, ℓ = 36 мм

n – высота шпонки, n = 10 мм

b – глубина шпонки паза, b = 5 мм

t – ширина шпонки

мПа

3.3.2 Допустимые напряжения

Условие прочности выполнено.

3.4 Расчет колеса насоса на прочность

Расчет прочности включает в себя расчет на прочность ступицы, а также расчет на прочность лопатки рабочего колеса.

3.4.1 Расчет на прочность ступицы колеса.

3.4.1.1 Усилия в контакте с передающей шпонкой определяется по формуле:

Z – число шпонок, Z = 1

b – ширина шпонки, b = 6 мм

Н

3.4.1.2 Площадь поверхности рабочего контакта определяется по формуле:

F_Cm = L· b₁, мм²

где L – длина шпонки, L = 28 мм

F_Cm = 28 · 6 =168 мм²

3.4.1.3 Напряжение сжатия в ступице колеса определяется по формуле:

мПа

мПа

3.4.1.4 Запас прочности для ступицы колеса определяется по формуле:

,

где σ_τ – предел текучести материала.

Для стали Ст45 σ_τ = 290 мПа

3.5 Расчет лопатки рабочего колеса на прочность

3.5.1 Напряжение в лопасти от расчетного перепада давления напора определяется по формуле,

где - расчетный перепад давления, = 11,85

b – ширина лопатки, b = 12 мм

δ – толщина лопатки, δ = 3,5 мм

Напряжение лопасти рассчитывается по трем точкам: на входе, среднем диаметре, выходе:

мПа

Напряжение в лопасти от расчетного перепада давлений напора во всех трех точках одинаково.

3.5.2 Нагрузка, действующая на лопасть от центробежных сил на произвольном радиусе.

, мПа,

где - плотность материала кг/см³, = 250

W – относительная скорость с^-1, (W = 300,39 с^-1)

R – радиус закругления лопатки на входе, посередине, на выходе.

На входе: G = 250 · 3,5 · 300,39² = 197 мПа

По середине: G = 250 · 3,5 · 1,8 · 300,39² = 214 мПа

На выходе: G = 250 · 3,5 · 2,9 · 300,39² = 228 мПа

3.5.3 Напряжение изгиба лопасти на произвольном радиусе:

мПа (3.26)

На входе: мПа

По середине: мПа

На выходе: мПа

3.5.4 Суммарные напряжения в лопасти

, мПа

На входе: мПа

По середине: мПа

На выходе: мПа

3.5.5 Коэффициент запаса прочности определяется по формуле:

(3.28)

- допустимое условие прочности выполнено.

3.6 Расчет прочности корпуса насоса

Считаем оболочку насоса прочной, т.к. ,

где δ = 0,014 м – толщина оболочки

R = 0,123 м – радиус кривизны оболочки.

Напряжение в таких случаях можно определить по элементарной бесмоментной теории оболочки, в которой перемещается, принимается во внимание лишь растягивающее и смещающее напряжение изгиба и среза.

3.6.1 Растягивают напряжение в элементах в рамках безмоментной теории оболочек вращения.

3.6.1.1 Меридиальное напряжение

мПа (3.29)

мПа (3.29)

3.6.1.2 Окружное напряжение

мПа (3.30)

мПа (3.30)

3.6.1.3 Эквивалентное напряжение b₁ в расчетном сечении

мПа (3.31)

мПа

3.6.1.4 Рассчитываем допустимые напряжения.

, (3.32)

где ε – коэффициент, учитывающий влияние характерных размеров (толщину стенки, радиусов в расчетном сечении δ, на величину допустимых напряжений, ε = 0,95

мПа

3.6.1.5 Определяем запас прочности

n – удовлетворяет условию прочности.

2. Эксплуатация и обслуживание центробежного

насоса НЦВС 40/30

Порядок установки и подготовка к пуску

При размещении обеспечить доступ при обслуживании.

При монтаже не допускать передачи усилий от трубопровода на насосо.

Перед монтажом выполнить требование по эксплуатации электронасоса.

Установить насос на фундамент, снять заглушки с патрубков.

Присоединить напорный, всасывающий трубопроводы, осмотрев их.

Установить контрольно-измерительные приборы.

Заполнить насос перекачиваемой жидкостью.

Проверить затяжку фланцевых соединений.

Проверить вращение двигателя кратковременным включением.

Порядок работы

Закрыть всасывание насоса, открыть нагнетание.

Включить электродвигатель.

Постепенно открыть всасывание и установить режим работы. Допускается производить запуск электродвигателя при открытой задвижке всасывающего нагнетательного трубопровода, если сопротивление сети обеспечивает работу без перегрузки.

Электронасос прост по конструкции и во время работы постоянного наблюдения не требуется, но периодически надо проверять утечки, показания манометров и нагрев подшипников электродвигателя.

Нормально допускаемое уплотнение сальников должно не превышать утечки указанных в формуляре. При увеличении утечки сальник подтянуть или добавить кольцо набивки, торцовое уплотнение разобрать, осмотреть и при необходимости заменить (если в течение 10-15 минут утечки не изменились).

1. Для остановки электронасоса выключите электродвигатель, закройте задвижки на напорных и всасывающих патрубках.

2. При длительном бездействии, минусовых температурах слить из насоса воду.

3. Все неисправности смотри в паспорте, прилагаемом к насосу.

5. НАЗНАЧЕНИЕ И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ БАЛЛАСТНОЙ СИСТЕМЫ

Эксплуатацию корпуса судна обеспечивают так называемые трюмные системы: осушительная и балластная. Балластная система служит для удаления больших масс воды из танков. Она предусматривается на всех судах. Для приема и удаления водяного балласта в целях изменения осадки, дифферента, крена судна. Ею оборудуются все суда. На промысловых и транспортных судах балластная система размещается в междонном пространстве, в форпике и ахтерпике. Количество забортной воды, принимаемой в балластные цистерны, составляет 20-30% водоизмещения судна. Балластные насосы с трубопроводами и арматура располагаются в М.К.О. Балластную систему выполняют по централизованному или групповому принципу. На промысловых судах ее часто совмещают с осушительной.

На рисунке 5.1. показана схема балластной системы рыболовецкого судна типа БМРТ «Николай Чепик», выполненной по централизованному принципу. Система состоит из поршневого насоса – 1; трех- и двухклапанных коробок 4,5; приемного кингстона – 2; фильтра – 6; отливного клапана – 7; балластных трубопроводов – 8. Вся арматура имеет ручной привод и находится в машинном отделении – 9. Переключением клапанов – 10, 11, 12, 13, 14 и 15 на клапанных коробках можно принимать забортную воду: в цистерны самотеком или с помощью насоса, откачивать балласт за борт или перекачивать из танка в танк, находящихся по всему кораблю. Для балластировки днищевых танков достаточно открыть клапана в танки, которые нужно забалластировать и вода самотеком пойдет в них, с подвесными танками балластировку можно произвести только насосами. Прием балласта начинается с днищевых танков, при этом надо постоянно следить за креном. Расчеты по приемке производит второй помощник капитана, который говорит, сколько, куда брать балласта. После каждой операции по приемке клапана следует закрывать и следить за уровнем воды в танках. После окончания приемки производится запись в журнал расчетных операций, сколько было в танке до приемки, сколько приняли в М³ и в какие танки. Насосы в этой системе могут применяться разные, центробежные, поршневые, пропеллерные. Периодически производить проверку трубопроводов на подтекание и арматуры.