Проектирование насоса для циркуляции масла (стр. 1 из 18)

Содержание

Техническое задание

1. Назначение насоса и описание конструкции насоса

2. Расчет проточной полости насоса

2.1.Определение коэффициента быстроходности насоса, оценка требуемых кавитационных качеств

2.2 Определение основных размеров лопастного колеса

2.3 рофилирование меридианного сечения центробежного колеса

2.4 Расчет предвключенного устройства

2.5 Расчет осевых и радиальных сил, действующих на ротор, выбор способов их разгрузки

2.6 Оценка прочности и жесткости вала насоса. Расчет подшипников вала

2.7 Определение потерь энергии в насосе и уточнение КПД насоса

3. Профилирование лопастей центробежного колеса

3.1 Построение меридианного сечения рабочего колеса

3.2 Подготовка меридианного сечения колеса для профилирования лопастей

3.3 Построение координатной сетки на развертке цилиндра

3.4 Профилирование средней поверхности лопасти на развертке цилиндра

3.5 Построение меридианных сечений средней поверхности лопасти на меридианной проекции колеса

3.6 Оценка качества профилирования лопасти рабочего колеса

3.7 Построение меридианных сечений лицевой и тыльной поверхности лопасти

3.8 Выполнение рабочего чертежа для изготовления лопастей колеса

4. Выбор типа подвода лопастного насоса

5. Проектирование проточной полости отвода

6. Расчет шпоночного соединения

7. Спецификация к сборочному чертежу

Литература

1. Назначение насоса и описание конструкции насоса

При выполнении курсового проекта в качестве прототипа был использован насос типа ЭЦТЭ. Электронасос герметичный типа ЭЦТЭ предназначен для обеспечения циркуляции трансформаторного масла и других сходных по химико-физическим свойствам жидкостей. Электронасос центробежный, одноступенчатый, моноблочный с мокрым электродвигателем. Литой чугунный корпус с осевым входным и радиальным напорным патрубками фланцем крепится к электродвигателю. Лопастное колесо и шнек насоса с помощью гайки (являющейся одновременно обтекателем) закреплены на валу консольно. Осевое усилие уравновешивается с помощью импеллеров на заднем диске лопастного колеса. Внутренняя полость статора электродвигателя, а также его роторные элементы негерметичны по отношению к внешнему потоку масла. Трансформаторное масло обладает диэлектрическими и смазывающими свойствами, поэтому внутренняя зона электродвигателя легко охлаждается, и подшипники качения смазываются перекачиваемым маслом. Масло омывает опорные подшипники насоса, проходит через зазор между ротором и статором электродвигателя, снимая с них выделяющееся тепло, и через разгрузочные отверстия в лопастном колесе и осевое отверстие в вале насоса возвращается на всасывание рабочего колеса. Пример условного обозначения насоса ЭЦТЭ 108-50: Э – электронасос; Ц – центробежный; Т – трансформаторный; Э – тяговое исполнение; 60 – подача в

; 20 – напор в м.

2. Расчет элементов проточной части центробежного насоса и их характеристик

2.1 Определение коэффициента быстроходности насоса, оценка требуемых кавитационных качеств

Заданы следующие параметры лопастного насоса:

подача насоса -

;

напор -

;

частота вращения -

;

допустимый кавитационный запас -

;

подаваемая жидкость – масло трансформаторное;

температура жидкости -

;

ресурс работы -

;

расположение вала – горизонтальное

1. Определяем коэффициент быстроходности насоса:

Принимаем число ступеней

; .

2. По уравнению Руднева определяем требуемые кавитационные качества насоса:

.

принимаем по ГОСТ 6134-87 с учетом условий работы насоса

Получили

, следовательно, перед центробежным колесом необходимо установить специальное осевое колесо – шнек.

2.2 Определение основных размеров лопастного колеса

1. Определяем наружный диаметр колеса

:

.

2. Определяем ширину колеса

на выходе:

Получили

, рассчитываем по формуле

3. Определение диаметра горловины (входной кромки колеса)

:

- коэффициент приведенного диаметра входа в колесо, выбирается с учетом энергетических и кавитационный качеств насоса. Принимаем

Для определения

, кроме надо знать диаметр втулки колеса . Диаметр втулки зависит от диаметра вала , который надо определить расчетом из условий прочности (передача крутящего момента) и жесткости (прогиб вала) при передаче потребляемой мощности насоса.

4. Мощность, передаваемая валом насоса:

КПД насоса

необходимо оценить еще на стадии проектирования насоса.

Имеем:

а) Механический КПД:

б) Объемный КПД:

в) Гидравлический КПД:

5. Крутящий момент, передаваемый валом насоса:

6. Минимальный диаметр вала по условиям прочности:

На начальной стадии проектирования ориентировочно можно принять для одноступенчатого насоса

.

Полученный расчетом

- минимальный по условиям прочности. Его следует округлить в большую сторону до нормального стандартного ряда линейных размеров. Принимаем

После эскизной проработки насоса следует оценить жесткость вала (прогиб, критическую частоту вращения) и при необходимости изменить (увеличить) диаметр вала.

7. Диаметр втулки колеса

назначается конструктивно с учетом посадки колеса на вал и передачи крутящего момента:

где

- толщина стенки втулки.

Принимаем

По известным

и определяем диаметр :