8.5.6 Цилиндры
Цилиндр с запрессованной втулкой рассчитывают в такой последовательности.
Рисунок 71-Расчетная схема цилиндра
Задаются максимальным натягом i (мм) и определяют удельное давление втулки на корпус цилиндра:
РI = i / Двн (1/Са / Еа – Св/ Ев) , (42)
где Двн – внутренний диаметр корпуса цилиндра, м;
Еа, Ев – модули упругости материалов корпуса и втулки, МПа;
Са , Св – коэффициенты определяемые по формулам.
Са = (Дн / Двн)2 + 1 /(Дн / Двн)2 – 1 + 1 / ma , (43)
Св = (Двн /Дн )2 + 1 /(Двн /Дн)2 – 1 - 1 / mв .
где Д – внутренний диаметр втулки, м;
1 / ma, 1 / mв – коэффициенты Пуассона для материалов корпуса;
Дн – наружный диаметр корпуса цилиндра.
Напряжение в корпусе цилиндра составляет:
= Ррез (Дн / Двн)2 + 1 /(Дн / Двн)2 – 1, (44)
доп 120 МПа.
Материал для цилиндров СЧ-21-40, для втулок цилиндров – СЧ-32-52.
8.5.7 Клапаны
В основу расчёта клапанов положена теория, разработанная Доллежалем.
Расчёт сводится к определению проходного сечения в седле клапана, проходного сечения в щели клапана при полном его открытии, предварительной затяжки пружины Р, конструктивных размеров и упругости пружины и конструктивных размеров деталей клапана, а также потерь в клапане. Формулы эти эмпирические и большие.
Ранее мы, рассматривая устройство клапана, указывали, что основной его частью являются пластины, выполняемые в виде плоских полос. Пластины подпружиниваются. Размеры пружин во избежание резонансных колебаний должны соответствовать условию:
с / в , (45)
где с - число собственных колебаний пружины в с;
в – число вынужденных колебаний, с.
в = n0 / 60 ,
где n0 – частота вращения вала компрессора, мин-1;
- коэффициент запаса на резонанс, 10.
Допускаемые удельные давления для седел клапанов чугунных 8 МПа стальных – 50 МПа.
Для изготовления пластин применяют сталь 30ХГСА с термообработкой и закалкой до твёрдости НRc 50.
Лекция 9. Нефтепромысловые насосы
9.1.Принцип работы и классификация
Поршневой насос относится к машинам объёмного действия, характеристические особенности которых следующие:
а) камеры периодически сообщаются со всасывающими и нагнетательными патрубками;
б) нагнетательный патрубок герметически изолирован от всасывающего;
в) подача перекачиваемой жидкости неравномерная;
г) максимальный напор теоретически неограничен и определяется мощностью двигателя и прочностью деталей.
9.1.1 Устройство поршневого насоса.
Каждый поршневой насос состоит из механической и гидравлической частей. Гидравлическая часть служит для преобразования механической энергии поршня в механическую энергию жидкости, механическая – для преобразования движения привода (вращательного) в возвратно – поступательное движение поршня.
Объём, ограниченный стенками цилиндра, поршнем и клапанами называется рабочей камерой
Мёртвое пространство – объём рабочей камеры при крайнем левом положении поршня.
Разница между максимальным (поршень в правом крайнем положении) объёмом рабочей камеры и мёртвым пространством называется полезным объёмом рабочей камеры.
Работа насоса ясна из его схемы (рисунок 72 ).
1-цилиндр; 2-поршень; 3-шток; 4-шатун; 5-всасывающий клапан; 6-нагнетательный клапан; 7-кривошип; 8-крейцкопф
Рисунок 72-Схема поршневого насоса
Поршневые насосы классифицируются по следующим признакам.
По способу приведения в действие:
а) приводные – поршень приводится в работу двигателем через шатунно – кривошипный механизм; б) прямого действия – привод от парового или гидравлического насоса без кривошипно – шатунного механизма; в) ручные.
По роду органа, вытесняющего жидкость: а) поршневые; б) плунжерные (ШГН); в) диафрагменные.
По способу действия: а) одинарного действия (за 1 ход всасывание); б) двойного действия (за 1 ход всасывание и нагнетание); в) дифференциальные.
По расположению цилиндров: а) одноцилиндровые; б) двухцилиндровые; в) трёхцилиндровые; г) многоцилиндровые.
По роду перекачиваемой жидкости: а) обыкновенные; б) горячие; в) буровые (грязевые); г) специальные (кислотные, нефтяные).
По быстроходности рабочего органа: а) тихоходные (число двойных ходов плунжера 40 – 80 мин; б) средней быстроходности (80 – 150 мин); в) быстроходные (150 – 350 ходов в минуту).
Рисунок 73-Схема насоса одинарного действия
Рисунок 74- Схема насоса двойного действия
Рисунок 75-Схема насоса дефференциального действия