 |
Расчет пластинчатого насоса
|
|
|
|
Исходные данные для расчета:
- производительность насоса Qл = 100 л/мин;
- давление насоса p = 5 МПа;
- частота вращения n = 750 об/мин.
Последовательность расчета.
4.1. Теоретическая подача насоса:
Qт = Qс/h0 = 0,0016/0,85 = 0,0018 м3/с
где Qс - секундная действительная подача, Qс = Qл/60000 = 100/60000 = 0,0016 м3/с;
h0- объемный КПД насоса; ориентировочно можно принимать из диапазона h0 = 0,8...0,9. Принимаем h0 = 0,85.
4.2. Наименьший радиус r полости статора насоса, принимаемый за его определяющий размер, вычисляется на основе выражения для теоретической подачи насоса:
где R - наибольший радиус полости статора, м; b - ширина пластины, м;
K - кратность действия насоса, т.е. число нагнетаний, совершаемых одной рабочей полостью (между пластинами) за оборот ротора. Принимаем К = 1.
Kп - коэффициент стеснения объема рабочей полости пластинами, значение которого лежит в диапазоне Kп = 0,8...0,95. Принимаем Kп = 0,9.
Для выполненных насосов характерны следующие диапазоны значений соотношений геометрических размеров:
KR = R/r = 1,12...1,35; KB = b/r = 0,7...1,0.
Принимаем KR = 1,2 и KB = 0,8.
Причем значение коэффициента принимается ближе к нижнему пределу при небольшом количестве пластин.
С учетом приведенных выражений, формулу для расчета наименьшего радиуса r (м) полости статора можно записать в виде
4.3. Основные геометрические размеры насоса вычисляются с учетом принятых выше соотношений:
R = KRr = 1,2*0,052 = 62 мм;
b = KBr = 0,8*0,052 = 42 мм;
r0 = (0,93...0,94)r = 0,93*0,052 = 48 мм,
где r0 - наружный радиус ротора.
Вычисленные значения r, R, b, r0 округляются до целого числа в миллиметрах.
Принимаем R = 0,062 м, b = 0,042 м, r0 = 0,048 м.
Существующие пластинчатые насосы имеют от 4 до 16 пластинок. Для получения более равномерной подачи и высоких напоров количество пластинок Zп рекомендуется принимать не менее 4 для насосов однократного действия и не менее 8 для насосов двукратного действия.
|
|
|
Принимаем Zп = 6.
Угловой шаг пластинок: b = 360°/Zп = 360/6 = 60°.
Углы между камерами всасывания и нагнетания принимаются равными между собой и каждый из них должен быть больше угла b во избежание заклинивания пластин жидкостью, находящейся между ними.
Угловая протяженность окон камер всасывания и нагнетания для насоса двойного действия может быть определена по формуле
a = 90°- e
При профилировании полости статора следует иметь в виду, что в пределах углов e (т.е. между камерами всасывания и нагнетания) поверхность полости имеет постоянный радиус кривизны, равный r или R. В пределах окон камер всасывания и нагнетания (углы a) радиус статора постепенно изменяется.
4.4. Мощность, потребляемая насосом:
где h - полный КПД насоса, принимаемый равным h = 0,5...0,8. Принимаем h = 0,6.
4.5. Диаметры всасывающего и напорного патрубков насоса:
Принимаем d = 40 мм.
где J - скорость рабочей жидкости в трубопроводе, принимаемая в пределах J = 1,3...1,5 м/с. Принимаем J = 1,4 м/с.
4.6. Выбор приводного двигателя насоса.
Мощность требуемого двигателя: 
Передача – цилиндрическая зубчатая (открытая):
kg = 1,1 – коэффициент запаса прочности двигателя.
Выбираем двигатель: асинхронный, закрытый. Тип: 4АМ200М8У3. Синхронная частота вращения 750 об/мин. Мощность 18,5 кВт.
5. РАСЧЕТ АКСИАЛЬНО-ПЛУНЖЕРНОГО НАСОСА
Исходные данные для расчета:
- производительность насоса Qл = 150 л/мин;
- давление насоса p = 5 МПа;
- частота вращения n = 1000 об/мин.
Последовательность расчета.
6.1. Теоретическая подача насоса (м3/с)
QT = QC/h0
где QC=QЛ/60000 - секундная действительная подача, м3/с;
h0- объемный КПД насоса, принимаемый из диапазона 0,9...0,95.
6.2. Через геометрические параметры насоса теоретическая подача может быть выражена следующим образом
|
|
|
где d, h - диаметр и ход плунжера, м;
z - число цилиндров; принимается нечетным z = 7 или 9.
С учетом приведенных соотношений, расчетная формула для диаметра плунжера может быть записана в виде
где Kh=h/d - коэффициент, значение которого принимается из диапазона 1,0...1,5.
Вычисленное значение d округляется до целого числа в мм.
Z = 7
6.3. Основные геометрические размеры насоса вычисляются на базе определяющего размера, за который принимается диаметр плунжера d и характерных для существующих насосов соотношений размеров.
Ход плунжера h = Khd = 1,3*28 = 36 мм
Угол наклона диска к оси блока цилиндров обычно выбирают в пределах g= 20°...25°. Выбираем 
.
Пренебрегая влиянием наклона шатунов плунжеров к оси цилиндра, диаметр окружности в блоке, на которой расположены оси цилиндров, можно с достаточной точностью вычислить по формуле:
Dd = h/tgg = 36/0,13 = 276 мм
Геометрические размеры должны удовлетворять условию размещения цилиндров по длине окружности p×Dd/Z > d+D, где D=5...7 мм - минимально допустимая толщина стенок между соседними цилиндрами.
Угол между осями цилиндров a = 360°/Z.
Диаметр отверстия, соединяющего цилиндр с окнами распределителя, dk=(0,45...0,55)d.
Между серповидными окнами распределителя делаются перемычки, ширина которых несколько превышает диаметр dk: lП=(1,1...1,2)dk .
6.4. Мощность (кВт), потребляемая насосом,
N = p×Qc×103/h,
где h - полный КПД насоса, принимаемый из диапазона h =0,65...0,75.
|
|
|
