21
Длина цилиндра, обеспечивающая движение плунжера без перекоса и заклинивания, l=2(e+d).
Длина притертой части плунжера lПЛ=l+0,1d.
Диаметр отверстия в роторе D0=(1,5...2,0)d. Наружный диаметр ротора DP=D0+2 l+0,6d.
Величина внутреннего диаметра статора зависит от способа организации движения плунжера вдоль внутренней поверхности статора (ползун, ролик или др.):
DC=DP+h+2 l,
где l - длина скользящей части плунжера.
4 Мощность (кВт), потребляемая насосом,
N p QC 103 / ,
где - полный КПД насоса, принимаемый из диапазона =0,65...0,75.
Рисунок 6.1 – Схема радиально-плунжерного насоса:
а– крайние положения плунжера;
б– общая схема расположения статора, ротора и плунжеров.
22
7 РАСЧЕТ АКСИАЛЬНО-ПЛУНЖЕРНОГО НАСОСА
Исходные данные для расчета насоса:
-производительность насоса QЛ, л/мин;
-давление, развиваемое насосом, p , МПа;
-частота вращения n, об/мин.
Последовательность расчета.
1 Теоретическая подача насоса (м3/с)
QT = QC/0 ,
где QC=QЛ/60000 - секундная действительная подача, м3/с;
0- объемный КПД насоса, принимаемый из диапазона 0,9...0,95.
2 Через геометрические параметры насоса теоретическая подача может быть выражена следующим образом
QT 4 d 2 hz 60n ,
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
d 3 |
|
240 QT |
, |
Kh z n |
где Kh=h/d - коэффициент, значение которого принимается из диапазона 1,0...1,5 .
Вычисленное значение d округляется до целого числа в мм.
3 Основные геометрические размеры насоса (рис. 7.1) вычисляются на базе определяющего размера, за который принимается диаметр плунжера d и характерных для существующих насосов соотношений размеров.
Ход плунжера h=Khd.
Угол наклона диска к оси блока цилиндров обычно выбирают в пределах = 20°...25°.
Пренебрегая влиянием наклона шатунов плунжеров к оси цилиндра, диаметр окружности в блоке, на которой расположены оси цилиндров, можно с достаточной точностью вычислить по формуле D = h/tg .
Геометрические размеры должны удовлетворять условию размещения цилиндров по длине окружности D /Z d+, где =5...7 мм - минимально допустимая толщина стенок между соседними цилиндрами.
Угол между осями цилиндров = 360 /Z .
23
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 . На рисунке 6 для наглядности приведен вид А на неподвижную пяту с серповидными канавками, которые служат для подвода и отвода жидкости от рабочих камер вращающегося барабана насоса.
4 Мощность (кВт), потребляемая насосом,
N = p Qc103/ ,
где - полный КПД насоса, принимаемый из диапазона =0,65...0,75.
Рисунок 7.1 – Схема аксиально-плунжерного насоса
24
8 ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ
ЗАДАНИЕ 1
Определить основные размеры и параметры поршневого насоса. В отчете привести схемы насоса, его привода и воздушного колпака. Для насоса с электроприводом подобрать электродвигатель. Исходные данные приведены в табл. 8.1.
Таблица 8.1 – Исходные данные задания 1
Последняя |
Произво- |
Напор, |
|
Пред- |
Тип редуктора или |
|
дитель- |
Назначение |
последняя |
давление свежего |
|||
цифра |
м вод. |
|||||
ность, |
насоса |
цифра |
/отработавшего пара, |
|||
шифра |
ст. |
|||||
м3/ч |
|
шифра |
кПа |
|||
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
0 |
5 |
300 |
питательный |
0 |
1000/200 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
10 |
220 |
питательный |
1 |
червячный |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
20 |
320 |
осушительный |
2 |
цилиндрический |
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
50 |
40 |
осушительный |
3 |
1200/300 |
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
20 |
250 |
балластный |
4 |
червячный |
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
80 |
60 |
балластный |
5 |
цилиндрический |
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
100 |
60 |
балластный |
6 |
1400/200 |
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
120 |
50 |
топливный |
7 |
червячный |
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
140 |
100 |
нефтяной |
8 |
цилиндрический |
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
220 |
80 |
нефтяной |
9 |
1600/150 |
|
|
|
|
|
|
|
ЗАДАНИЕ 2
Определить основные размеры и параметры шестеренного насоса, подобрать электродвигатель. В отчете привести профиль его роторов в масштабе. Исходные данные приведены в табл. 8.2.
ЗАДАНИЕ 3
Определить основные размеры и параметры винтового насоса, подобрать электродвигатель. В отчете привести профиль роторов в масштабе. Исходные данные приведены в табл. 8.3.
25
Таблица 8.2 – Исходные данные задания 2
Последняя |
Производи- |
Давление |
Предпоследняя |
Частота |
|
тельность, |
насоса, |
вращения, |
|||
цифра шифра |
цифра шифра |
||||
л/мин |
МПа |
об/мин |
|||
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
0 |
10 |
2,5 |
0 |
750 |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
60 |
0,2 |
1 |
1000 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
120 |
1,5 |
2 |
1500 |
|
|
|
|
|
|
|
3 |
200 |
0,35 |
3 |
750 |
|
|
|
|
|
|
|
4 |
250 |
0,8 |
4 |
1000 |
|
|
|
|
|
|
|
5 |
300 |
1,2 |
5 |
1500 |
|
|
|
|
|
|
|
6 |
350 |
2,0 |
6 |
750 |
|
|
|
|
|
|
|
7 |
400 |
0,8 |
7 |
1000 |
|
|
|
|
|
|
|
8 |
500 |
1,0 |
8 |
1500 |
|
|
|
|
|
|
|
9 |
600 |
0,4 |
9 |
3000 |
|
|
|
|
|
|
Таблица 8.3 – Исходные данные задания 3
Последняя |
Производи- |
Давление |
Предпоследняя |
Частота |
|
тельность, |
насоса, |
вращения, |
|||
цифра шифра |
цифра шифра |
||||
л/мин |
МПа |
об/мин |
|||
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
0 |
10 |
10 |
0 |
1000 |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
80 |
12 |
1 |
1500 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
160 |
2,5 |
2 |
3000 |
|
|
|
|
|
|
|
3 |
240 |
1 |
3 |
1000 |
|
|
|
|
|
|
|
4 |
320 |
0,6 |
4 |
1500 |
|
|
|
|
|
|
|
5 |
400 |
1,5 |
5 |
3000 |
|
|
|
|
|
|
|
6 |
480 |
0,8 |
6 |
1000 |
|
|
|
|
|
|
|
7 |
560 |
4 |
7 |
1500 |
|
|
|
|
|
|
|
8 |
640 |
1,2 |
8 |
3000 |
|
|
|
|
|
|
|
9 |
720 |
2 |
9 |
1000 |
|
|
|
|
|
|
26
ЗАДАНИЕ 4
Определить размеры и параметры пластинчатого насоса, подобрать электродвигатель. В
отчете привести профиль его ротора в масштабе. Исходные данные приведены в табл. 8.4.
Таблица 8.4 – Исходные данные задания 4
Последняя |
Производи- |
Давление |
Предпоследняя |
Частота |
|
тельность, |
насоса, |
вращения, |
|||
цифра шифра |
цифра шифра |
||||
л/мин |
МПа |
об/мин |
|||
|
|
||||
0 |
10 |
1,5 |
0 |
750 |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
20 |
2 |
1 |
1000 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
50 |
3,2 |
2 |
1500 |
|
|
|
|
|
|
|
3 |
80 |
4 |
3 |
3000 |
|
|
|
|
|
|
|
4 |
100 |
5 |
4 |
750 |
|
|
|
|
|
|
|
5 |
120 |
4,5 |
5 |
1000 |
|
|
|
|
|
|
|
6 |
140 |
2,5 |
6 |
1500 |
|
|
|
|
|
|
|
7 |
160 |
1,6 |
7 |
3000 |
|
|
|
|
|
|
|
8 |
180 |
0,8 |
8 |
1000 |
|
|
|
|
|
|
|
9 |
200 |
0,4 |
9 |
1500 |
|
|
|
|
|
|
ЗАДАНИЕ 5
Определить основные размеры и параметры роторно-поршневого насоса, подобрать электродвигатель. В отчете привести профиль его ротора в масштабе. Исходные данные приведены в табл. 8.5.
Таблица 8.5 – Исходные данные задания 5
Последняя |
Производи- |
Давление |
Предпоследняя |
Тип |
Частота |
|
тельность, |
вращения, |
|||||
цифра шифра |
насоса, МПа |
цифра шифра |
насоса |
|||
л/мин |
об/мин |
|||||
|
|
|
|
|||
0 |
20 |
20 |
0 |
А-П |
750 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
60 |
20 |
1 |
Р-П |
1000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
80 |
32 |
2 |
А-П |
1500 |
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
100 |
12 |
3 |
Р-П |
750 |
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
150 |
5 |
4 |
А-П |
1000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
200 |
4 |
5 |
Р-П |
750 |
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
400 |
3 |
6 |
А-П |
1000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
500 |
3,5 |
7 |
Р-П |
1500 |
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
600 |
16 |
8 |
А-П |
750 |
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
800 |
3 |
9 |
Р-П |
1000 |
|
|
|
|
|
|
|
Примечание: А-П – аксиально-плунжерный насос; Р-П – радиально-плунжерный насос.
27
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ И РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Судовые машины, установки, устройства и системы: учеб. / В. М. Харин [и др.]; ред. В.
М. Харин. - Одесса: Фенікс ; М.: ТрансЛит, 2010. - 648 с.
2. Тѐ А. М. Судовые вспомогательные механизмы, системы и устройства: учеб. пособие /
А. М. Тѐ. – Владивосток: Мор. гос. ун-т, 2013. – 208 с.
3. Черепанов Б.Е. Судовые вспомогательные механизмы, системы и их эксплуатация /
Б.Е.Черепанов. - М.: Агрпромиздат, 1986.-343 с.
4. Будов В.М. судовые насосы: Справочник / В.М.Будов. – Л.: Судостроение, 1988. – 432
с.
5. Андрющенко Р.С. Судовое вспомогательное энергетическое оборудование / Р.С.
Андрющенко, В.Д. Шилов, Б.Г. Дементьев и др. – Л.: Судостроение, 1991. – 392 с.
6. Завиша В.В. Судовые вспомогательные механизмы / В.В.Завиша, Б.Г.Декин. – М.:
Транспорт, 1984. – 360 с.
7. Корнилов Э.В. Вспомогательные механизмы и судовые системы: справочник / Э.В.
Корнилов, П.В. Бойко, Э.И. Голофастов. – Одесса: Экспресс-Реклама, 2009. – 290 с.
28
ПРИЛОЖЕНИЕ А
СПРАВОЧНЫЕ ТАБЛИЦЫ, НЕОБХОДИМЫЕ ДЛЯ РАСЧЕТОВ
Таблица А.1 - Стандартные значения диаметра условного прохода трубопроводов
(по ГОСТ 3262-75)
|
|
|
Dy,мм |
|
6 8 10 15 20 25 32 40 |
|
50 70 80 90 100 125 150 |
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
Таблица А.2 - Рекомендуемые значения передаточных чисел передач |
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Тип передачи |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
Цилиндрическая зубчатая: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
в редукторе |
|
|
|
|
|
|
|
|
3...6 |
|
|
|
|
||||||
|
|
открытая |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4...6 |
|
|
|
|
||||
|
|
Червячная: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
с однозаходным червяком |
|
|
|
|
|
|
|
28...80 |
|
|
|
|
|||||||
|
|
с двухзаходным червяком |
|
|
|
|
|
|
|
14...40 |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
Таблица А.3 - Стандартные значения модуля зубчатого колеса |
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
(по ГОСТ 9563-60, СТ СЭВ 310-76) |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
Ряд |
|
|
|
|
|
|
m, мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
1 |
|
1 |
1,25 |
1,5 |
2 |
2,5 |
3 |
|
4 |
5 |
6 |
8 |
10 |
12 16 20 |
25 |
|
|||
|
|
2 |
|
1,125 1,375 1,75 2,25 2,75 3,5 |
4,5 |
5,5 7 |
9 |
11 |
14 18 22 |
28 |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
Таблица А.4 - Значения КПД элементов привода |
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
Элемент привода |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
Цилиндрическая зубчатая передача: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
в редукторе |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,96...0,98 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
открытая |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,92...0,94 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
Червячная передача: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
с однозаходным червяком |
|
|
|
|
|
|
|
|
0,70...0,75 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
с двухзаходным червяком |
|
|
|
|
|
|
|
|
0,75...0,85 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
Подшипники качения (одна пара) |
|
|
|
|
|
|
0,99...0,995 |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
Муфты компенсирующие |
|
|
|
|
|
|
|
0,985...0,995 |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
29
ПРИЛОЖЕНИЕ Б
ПЕРЕЧЕНЬ ОСНОВНЫХ ВОПРОСОВ, ВЫНОСИМЫХ НА ЗАЩИТУ РАБОТЫ
1.Общий алгоритм работы насосов объемного типа.
2.Отличительные особенности насосов объемного типа в сравнении с динамическими насосами.
3.Устройство и принцип работы каждого из рассматриваемых насосов и его привода. Их достоинства, недостатки, область применения.
4.Основные параметры насосов: напор, давление развиваемое насосом, подача, мощность,
КПД, высота всасывания, кратность действия насоса (понятия, единицы измерения).
5.Понятие напорной характеристики насоса и сети трубопровода, их графики. Условия установившегося режима работы насоса на сеть.
6.Воздушный колпак: устройство, назначение, работа.
7.Типовая последовательность запуска и остановки объемного насоса. Требования к положениям задвижек (клапанов) на всасывающем и нагнетательном трубопроводах.
Особенности его эксплуатации.
8.Понятие кавитации в насосах.
9.Способы регулирования подачи объемного насоса в сеть трубопроводов.
10.Силы, действующие на детали насосов.
30
Александр Николаевич Горбенко
Судовые вспомогательные механизмы. Судовые насосы объемного типа. Методические указания
по выполнению контрольной работы для курсантов специальности 26.05.07 Эксплуатация судового электрооборудования и средств
автоматики, направления подготовки 13.03.02 Электроэнергетика и электротехника заочной формы обучения
Тираж_____экз. Подписано к печати_____________. Заказ №________. Объем 1,2 п.л.
ФГБОУ ВО «Керченский государственный морской технологический университет» 298309 г. Керчь, Орджоникидзе, 82.