5. Определение мощности насоса

Мощность, затрачиваемая на привод вакуумного насоса, (Вт)

где – КПД двух роторных вакуумных насосов, учитывающий термодинамические, газодинамические и механические потери,

Мощность двигателя

где – КПД редуктора, устанавливаемого между двигателем и вакуумным насосом.

В двухроторных вакуумных насосах стремятся соединить непосредственно вал двигателя и вал насоса, в этом случае,

Выбираем двигатель асинхронный двигатель 4А80А2У3 с мощностью N_дв = 1,5 кВт и диаметром вала d = 22 мм.

6. Синхронизирование вращения роторов

Синхронизацию вращения роторов обеспечивают косозубые, синхронизирующие шестерни. Шестерни изготовлены из цементуемой стали. Зубчатый венец закалён и отшлифован.

С помощью этих шестерен так же выставляются профильные зазоры. Для облегчения сборки синхронизующих шестерен передача момента с ротора на шестерню и с шестерни на ротор осуществляется через коническую втулку. При этом для сохранения положения шестерен относительно вала во время работы необходимо обеспечить достаточные силы трения между втулкой, валом и шестернями.

Рис. 6. Система фиксации шестерни с валом

Втулка 3 располагается между валом 4 и шестерней 5 и сохраняет свое положение на валу затягиванием гайки 1 с шайбой 2. Фиксация шестерни 5 на конической втулке 3 происходит благодаря посадке конус на конус, в результате чего образуется жесткое соединение.

7. Выбор и расчет подшипников

Роторы насоса вращаются в радиально-упорных шарикоподшипниках, образующих плавную опору, не препятствующую тепловому удлинению роторов, ведущий вал – в сдвоенных радиально-упорных шарикоподшипниках, образующих жесткую опору способную воспринимать двухстороннюю осевую нагрузку, а под шкив выбраны шариковые радиальные подшипники.

Для первой и второй ступеней применяем шариковые радиально-упорные подшипники средней серии.

Под подбираем № 46308 ГОСТ 831-75.

Для ведущего вала применяем шариковые сдвоенные радиально-упорные подшипники средней серии.

Под подбираем № 246307 ГОСТ 832-78.

Для шкива применяем шариковые радиальные подшипники средней серии.

Под подбираем № 80317 ГОСТ 7242-81.

Сведем параметры выбранных подшипников в таблицы.

Таблица 1 - Параметры шариковых радиально-упорных подшипников.

Обозначение	d, мм	D, мм	B, мм	r, мм	α	C, кН	Со, кН
46308	40	90	23	2,5	26	50,8	31,1

Таблица 2 - Параметры шариковых сдвоенных радиально-упорных подшипников.

Обозначение	d, мм	D, мм	B, мм	r, мм	α
246307	35	80	42	2,5	26

Таблица 3 - Параметры шариковых радиальных подшипников.

Обозначение	d, мм	D, мм	B, мм	r, мм	C, кН	Со, кН
80317	85	180	41	4	133,0	90,0

Рис. 7. Геометрические размеры подшипника

В результате расчета сил в опорах (подшипниках) самого нагруженного вала с ротором получим:

Правильность выбора подшипников проверим по их расчету на долговечность. Рассчитываем подшипник № 46308 ГОСТ 831-75.

Зададим среднее время эксплуатации до капитального ремонта двухроторного вакуумного насоса:

Рис. 8. Схема нагружения подшипника

Табличные значения коэффициентов:

коэффициент влияния осевого нагружения,

коэффициент осевой нагрузки.

Определяем осевые составляющие радиальных нагрузок:

Так как то

Определяем отношения

Тогда эквивалентная динамическая нагрузка:

при

при

В случае изменения нагрузки, согласно графику нагрузки, эквивалентная нагрузка считается по следующей формуле:

где коэффициент, учитывающий данные циклограммы изменения внешней нагрузки привода:

где показатель степени для шариковых подшипников.

С учетом заданного графика нагрузки получаем

Номинальная долговечность:

где показатель степени для шариковых подшипников.

Следовательно, окончательно принимаем подшипник № 46308 ГОСТ 831-75.