Поверочный расчет гидравлической части насоса гр 16/40с Расчет диаметра и дины хода поршня.
Диаметр поршня насоса:
;
Где Q=250
л/мин- производительность насоса, i
= 2 - число цилиндров, Ccp
=0,5 м/с - средняя скорость движения
вытеснителя,
=
0,75-0,95 – коэффициент подачи.
Принимаем D=85 мм.
Длина хода поршня:
;
Где n=94 мин-1 – частота работы.
Расчет прочности крышки
Рассматриваем крышку как
плоскую пластинку диаметром 110 мм и
толщиной 10 мм, свободно опертую по
контуру и нагруженную равномерно
распределенной нагрузкой интенсивностью
.
Наибольшее напряжение изгиба имеет место в центре пластинки и определяется по формуле:
,
где
-
коэффициент Пуассона для стали; p
– интенсивность равномерно распределенной
нагрузки, кгс/см2;
-
радиус пластинки по опоре; h=1,0
см – толщина пластинки.
При p=0
.
При
.
Среднее напряжение цикла
.
Амплитуда цикла
.
Механические свойства
материала крышки (сталь 35Л): временное
сопротивление -
;
предел текучести -
.
Предел выносливости при изгибе для несимметричного(пульсирующего) цикла нагружения можно определить по эмпирической формуле:
,
но не более предела текучести.
.
Следовательно, надо принять
.
Запас прочности от предела выносливости определяют по формуле:
,
где
-
коэффициент концентрации напряжений
(нет значительных источников концентрации);
-
коэффициент, учитывающий влияние
состояния поверхности;
-
масштабный фактор;
-
коэффициент чувствительности материала
к асимметрии цикла.
.
Полученный запас прочности вполне достаточен.
Расчет диаметров болтов
Площадь крышки:
,
где
-диаметр
крышки, в см;
.
Сила действующая на крышку:
.
Так как 4 болта, расчет принимаем для одного болта.
Сила, действующая на один болт:
.
Найдем диаметр болта:
,
где K- коэффициент неравномерности распределения нагрузки, K=1,1.
Выбираем сталь Ст2,
-для переменной нагрузки действующей
от нуля до максимума и от максимума до
нуля.
;
Выбираем болт М8.
Расчет диаметра штока.
Конструктивно выбираем диаметр штока 25 мм, и сталь Ст3
,
где
-
сила, действующая на крышку;
K=1,5 – коэффициент запаса;
,
данное значение меньше допустимого для стали Ст3
.
Расчет клапана
1. Определение наибольшей высоты подъема клапана над седлом по формуле Краусе для нормальных (n = 60-100 мин-1) и быстроходных (n > 100 мин-1) насосов:
.
Принимаем 3,65мм.
2. Определение диаметра клапана из формулы Вестфаля:
где
-площадь
поршня;
-
угловая скорость вращения кривошипа;
-
радиус кривошипа;
v – скорость истечения жидкости через щель клапана, для быстроходных насосов v=12-16 м/с. Принимаем v=13 м/с.
-
коэффициент истечения жидкости через
щель клапана, принимается в зависимости
от
.
При
=3,65
мм принимаем
=0,605.
Таким образом,
3. Расчёт пружины клапана:
а) Сила сжатия пружины клапана при наибольшем его поднятии над седлом:
где
–
вес клапана;
- удельный вес перекачиваемой жидкости;
-
площадь клапана.
б) Сила предварительного сжатия пружины:
Принимаем
в) Постоянная пружины:
г) Размеры пружины:
- диаметр проволоки:
где
- радиус пружины,
;
- напряжение скручивания,
,
принимаем
- число витков пружины:
где G=(7,5÷8,0)
–
модуль сдвига пружинной стали
Принимаем 3 витка.
- величина
принимается
конструктивно.
4. Определение наибольшей величины скорости жидкости в седле клапана:
где
.
В результате проделанных расчетов, я
определил наибольшую скорость жидкости
в седле клапана
.
Для минимального износа и долговечной
работы клапана необходимо, чтобы
наибольшая величина скорости жидкости
в седле клапана не превышала 10 м/с. Таким
образом, клапан может долго работать
не изнашиваясь.