4 Расчет и проектирование спирального отвода
Основные данные насоса:
Q = 190 м3/ч = 0,053 м3/с
Н = 20 м
Нм = 22 м
D2 = 270 мм
b2 = 29 мм
n = 1500 об/мин
Сечение спирального отвода:
1,48
м2/с
Радиус базовой окружности спирального отвода:
140,4
мм
Начальная ширина входа в спиральный отвод:
29
+ 0,05 ∙270 = 42,5 мм
Определяем аналитическим путем радиус кругового сечения спиральной камеры
63305,7
0,0072
м
5 Расчет гидравлических усилий на роторе
5.1 Радиальные силы
Определяем компоненты поперечной силы действующий на окружную поверхность
Таким образом, составляющая поперечной силы, действующей на наружную поверхность в направлении оси Х, проходящей через конец зуба спирального отвода, равна нулю.
10,73кГ
= 107,3 Н,
Где динамический напор колеса равен:
5,28
м
Определяем компоненты поперечной силы действующей на внутреннюю поверхность:
26,8
Н
-
3,51 Н
Составляющая абсолютной скорости при выходе потока из колеса
4,47
м/с
10,18
м/с
Полная величина составляющих поперечной силы наружную и внутреннюю поверхность
0
+ 26,8 = 26,8 Н
103,7
- 3,51 = 100,19 Н
Равнодействующая поперечных сил
103,71
Н
Угол наклона 9F силы F к оси определим по значению тангенса
3,74;
9F
= 75,03о
5.2 Осевая сила при отсутствии нагрузки
Осевая сила, действующая на наружную поверхность колеса, может быть определена:
=132кГ
= 1295Н
Осевая сила, действующая на внутреннюю поверхность колеса, может быть определена:
3,6
кГ =36Н
Результирующая осевая сила действующая на колесо:
-
1259 Н
5.3 Осевая сила при наличии разгрузки
Второе уплотнение, устанавливается у колеса с односторонним подводом потока, чем создается камера за диском, в которой давление с помощью отверстий в диске уравнивается с давлением при входе в колесо. Такое устройство позволяет исключить составляющую FZH осевой силы по наружной поверхности. Остаются неуравновешенными составляющая FZH осевой силы по внутренней поверхности и возможная осевая сила FZH при одностороннем износе уплотнений, на величину которых Fz = FizH – FzB и должен быть рассчитан упорный подшипник. Такая система уравновешивания осевой силы ведет к удвоению объемных утечек и в настоящее время относительно редко применяется:
6 Расчет ротора
6.1 Определение реакции опор
Данные для расчета:
Fx = 26,8 Н
FY = 100,19 Н
Fz = - 1259 Н
l1 = 270 мм
l2 = 20 мм
Определение реакции опор в подшипниках
Построение эпюр моментов
А) вертикальная плоскость
388,6
Н
361,8
Н
Проверка
0
б) Строим эпюру изгибающих моментов, Нм
7
Нм
Б) Горизонтальная плоскость
а) определяем реакции опор , Н
1452,76
Н
H
Проверка: YA + YB – FY = -1352,57 + 1452,76 – 100,19 = 0;
б) Строим эпюру и изгибающих моментов, Нм
27,05
Нм
В) Определяем суммарные радиальные реакции, Н
1400,1
H
390,5
H
Г) Определяем суммарные изгибающие моменты в наиболее нагруженных сечениях, Нм:
27,94
Нм