КР расчеты. 2 Есептеу блімі 1 цнс 1801900 сорабыны жмысшы элементтерін есептеуге арналан бастапы деректер

• Название: 2 Есептеу блімі 1 цнс 1801900 сорабыны жмысшы элементтерін есептеуге арналан бастапы деректер
• Дата: 15.05.2018
• Размер: 1.14 Mb.
• Имя файла: КР расчеты.doc
• Тип: Документы; #43849

2 Есептеу бөлімі
2.1 ЦНС 180-1900 сорабының жұмысшы элементтерін есептеуге арналған бастапқы деректер
ЦНС 180-1900 көпсатылы ортадан тепкіш сорабы арыны 1900 метрге жететін терең ұңғымаларда, 180 м³/сағ берілісімен сұйық айдап-соруға қолданылады. Сораптың негізгі жұмысшы элементтерін есептеуге арналған бастапқы мәліметтер 2.1-кестеде берілген.
2.1-кесте – ЦНС 180-1900 сорап қондырғысының техникалық сипаттамасы

Сипаттамалар	Көрсеткіштер
Берілісі, м3/ч	710
Арыны, м	280
Сорудың рұқсат етілген вакууметрлік биіктігі, м	6
Кіреберістегі рұқсат етілген қысымы, МПа	6
Айдалатын сұйықтың температурасы,оС	5-80
Секция саны	1
Жұмысшы дөңгелек саны, мм	4
Айналау жиілігі,мин-1	3000
Қолану қуаты, кВт	800
ПӘК, %	80
Ұзындығы, мм	4685
Ені, мм	1520
Биіктігі, мм	1463
Салмағы, кг	10660

2.2. Жұмысшы дөңгелектің ағынды каналын есептеу
Есеп үшін бастапқы деректер:

Берілісі: 710= 0,2 ;

Арыны: 280 м;

Тезжүргіштік коэффициенті:
; (2.1)
мұндағы =280/1= 280 – бір сатының тудырған арыны, м;

n = 50 – дөңгелектің айналу жиілігі, айн/с;

Q = 0,2 – сорап берілісі, ;

.
Жұмысшы дөңгелектің каналындағы сұйық шығыны, :
; (2.2)
мұндағы - пайдалы әсердің көлемді коэффициенті;
;
.
Жұмысшы дөңгелектің кіреберісіндегі диаметрі, м:
; (2.3)
мұндағы ‒ кіреберістегі коэффициент;
м.
Сораптың ПӘК-і:
; (2.4)
мұндағы ‒ гидравликалық ПӘК;
;
-көлемді ПӘК;

- механикалық ПӘК;
.

2.1-сурет – Жұмысшы дөңгелек
Сораптың тұтынылатын қуаты, кВт:
; (2.5)
мұндағы Н=280 – сораптың жалпы арыны, м;

‒сұйықтың тығыздығы;
кВт.
Біліктің минималды рұқсат етілген диаметрі, м:
; (2.6)
мұндағы = 12 МПа – бұралу кезіндегі білік материалының рұқсат етілген кернеуі;
.
Барлық ЦНС-180 сораптың білік диаметрі D_в=0,07 м.

Төлкенің ішкі диаметрі, м:
; (2.7)
м.
Дөңгелектің кіреберісіндегі диаметрі, м:
; (2.8)

мұндағы ‒жұмысшы дөңгелектің кіреберісіндегі сұйықтың остік жылдамдығы, м/с;
; (2.9)
м/с;
м.
Қалақшаның кіреберіс жиегіндегі дөңгелек диаметрі, м:
; (2.10)
м.
Қалақшаның кіреберіс жиегіндегі жұмысшы дөңгелек каналының ені,м:
; (2.11)
мұндағы = 8,87 – қалақшалардың кіреберісіндегі ағынды қимасына дейінгі ағынның жылдамдығы, м/с;
м.
Қалақшаның кіреберіс жиегіндегі бұрышы:
; (2.12)
мұндағы шабуыл бұрышы .

бұрышы мына өрнектермен анықталады:
;
; (2.13)
;
;
β₁=20⁰;
.
Дөңгелектің орташа диаметрін теориялық арынның дәйекті есептелуімен анықталады, м;
м. (2.14)
Дөңгелектің шығаберісіндегі сұйықтың абсолютті жылдамдығын құрайтын айналмалы коэффициенті:
; (2.15)
мұндағы ‒реакция коэффициенті;
.
Айналмалы жылдамдық:
; (2.16)
.
Қалақшаның кіреберіс жиегіндегі жұмысшы дөңгелек каналының ені:
; (2.17)
мұндағы ‒дөңгелектен сұйықтың шығу жылдамдығы;
м.
Қалақшаның кіреберіс жиегіндегі бұрышы :
; (2.18)
мұндағы ; ‒шығаберістегі сығылысу коэффициенті;
;
.
Қалақшалардың оңтайлы санын К.Пфлейдерера формуласымен анықтаймыз,[13]:
; (2.19)
мұндағы k=6,5;
.
Қалақшалардың шексіздік санындағы дөңгелектің теориялық арыны:
; (2.20)
; (2.21)
; (2.22)
;
;
м.
Есепті тексеру:
; (2.23)
мұндағы ;
;

м/c;
; (2.24)
;
- қалақша қалыңдығы, м;
; (2.25)
;
;
;
; (2.26)
. (2.27)
Бірінші және екінші өлшемдердің арасындағы жуықтаулар айырмашылығы мағынасыз.Есеп аяқталды.

2.3 Ортадан тепкіш сораптардың білігіне есеп
Гидравликалық ПӘК-тің ге эксперименталды тәуелділігі:
; (2.28)
.
Көлемді ПӘК:
.
Жұмысшы дөңгелектің дискілі үйкелісуіндегі қуаттың жоғалуы,кВт:
; (2.29)
мұндағы ‒Рейнольдс санына тәуелді коэффициент;

м – диск радиусы;

‒ айналудың бұрыштық жылдамдығы;

‒ сұйықтың тығыздығы;
; (2.30)
; (2.31)

мұндағы ;
;



;
Вт.

2.2-сурет – Біліктегі қуат.

Тұрқы қабырғасы мен дөңгелек арасындағы қуыстағы ағынның кинетикалық энергиясының бөлігін қалпына келтіру дискілі үйкелісудегі қуаттың жоғалуы азаяды:
; (2.32)
мұндағы - сорапты әсерді есепке алатын коэффициент;
.
Бүйіржақ тығыздалуындағы үйкелісуіне қуаттың жоғалуы, Вт:
; (2.33)
мұндағы f=0,1- үйкелісу коэффициенті;

- қос үйкелісудегі сырғанау жылдамдығы;
Вт.
Сырғанаудың радиалды тіректеріндегі қуаттың жоғалуы:
; (2.34)
мұндағы ;

d=0,07 m- білік диаметрі;

- үйкелісу коэффициенті;

;
.
Механикалық жоғалулардың қосындысы:
; (2.35)
мұндағы - сатылар, тығыздықтар, тіректер саны;
.
Сораптың қуатын келесі формуламен анықтаймыз:
; (2.36)

.
Біліктегі айналу моменті:
. (2.37)
Айналудың кернеуі:

; (2.38)
.
Біліктің иілуін тудыратын ортадан тепкіш күш:
; (2.39)
мұндағы m=8.6- соғудың теңгерімсіздігі бар жұмысшы дөңгелек пен жүк түсіретін өкшеліктің салмағы;

r=0.075- жұмысшы дөңгелек үшін соғу;

r=0,015- тығыздауыш беттер үшін;

R=0,03- қорғаушы төлкелер үшін;
.
күші түсірілген, біліктің бұралуына әсер ететін бар және білікте l=2,072 м созылуды тудырады деп есептейік.Бұл күштер біліктің ортасына түсірілген болсын,[14].

Біліктің тірек реакциясын күшінен табамыз, бізге белгілі :
; (2.40)
. (2.41)
күшінен:

Н; (2.42)
; (2.43)

; (2.44)
мұндағы - біліктің қарсыласуының остік моменті;
.
Созылу кезіндегі кернеу, Па:
Па. (2.45)
Эквивалентті созылу, Па:
; (2.46)
Па.
Қордың беріктігін k білік материалының ағу шегінен анықтаймыз, болат үшін 40ХФА=800МПа, k=12÷20 легирленген болат үшін:
. (2.47)
Сондықтан, біліктің 70 мм диаметрі статикалық беріктікті қамтамасыз етеді.

Білікті шаршау қарсыласуына есептейміз. Шыдамдылық шегі кернеудің симметриялық санында, МПа:
МПа. (2.48)
Шыдамдылық шегіайналудың симметриялық санында, МПа:
МПа. (2.49)
Біліктің қима пішінін есепке алғандағы кернеу концентрациясының әсерлі коэффициенті (шпонкалы жырашықтар) бұралуда , айналуда .

Сәйкесінше, білік бетінің күйінен кернеу концентрациясының эффективті коэффициенті .

Кернеу концентрациясының жалпы эффективті коэффициенті:
; (2.50)
. (2.51)
Бұралу және майысу кезіндегі білікті беріктігіне кернеу бұрышының симметриялылық әсер коэффициенті: , .

Білік қимасының майысу кезіндегі қарсыласу моменті:
; (2.52)
мұндағы b=10 мм, t=5 мм - шпонкалы жырашықтың ені мен биіктігі;
.
Білік қимасының бұралу кезіндегі қарсыласу моменті:
;
Қимадағы майысу кернеуі, Па:
Па. (2.53)
Майысу кернеуі симметриялық циклмен өзгеретін болғандықтан, онда циклдің орташа кернеуі:
;
Цикл амплитудасы:
.
Қимадағы бұралу кернеуі, Па:
Па. (2.54)
Майысу кернеуі нолдік циклмен өзгеретін болғандықтан, онда бұралу кезіндегі амплитудалық цикл және бұралу кезіндегі циклдің орташа кернеуі, Па:
Па. (2.55)
Бұралу кезіндегі біліктің беріктік қорының коэффициенті:
; (2.56)
. (2.57)
Қордың жалпы коэффициенті (n=1,5÷2,5):
. (2.58)

2.4 Тығыздалу түйініне остік күштердің жүк түсіру түйінінің есебі
; (2.59)
мұндағы ;


; (2.60)
.
Дөңгелек төлкесіндегі қысым, Н:
; (2.61)
Н.
Оске түсірілетін күш, Н:
; (2.62)
мұндағы ;

;
Н.
Сатылар саны z=1 сорап роторына түсетін жалпы остік күш:
; (2.63)
Н.
Дискінің сыртқы радиусы тең ; диск және оның тірегінің арасындағы ішкі қуыстың үлкен радиусы ; радиалды саңылаудың ұзындығы ; осы саңылаудың ені ; саңылаудың ұзындығы ; тереңдігі Остік саңылаудың радиусын қабылдаймыз. Күш диск күпшегіндегі қысымға теңескен.
Сондықтан, есептік остік күш, Н:
; (2.64)
Н.
Саңылау ұзындығы қысымының өзгеруі бойынша сызықтық заңының болуы кезінде дискі бетіндегі қысымның орналасу коэффициентін табамыз:
; (2.65)
мұндағы - саңылаудағы қысымның төмендеу коэффициенті;
.
Саңылаудағы қысымның қажетті айырмасы, Па:
; (2.66)
Па.
Радиалды саңылаудан жойылулар көлемі:
; (2.67)
мұндағы -шығын коэффициенті;
.
Радиалды саңылаудан қысымды аламыз:
.
Саңылау алдындағы қысым, Па:
; (2.68)
Па.
Саңылаудың остік қысымының айырмасы, Па:
; (2.69)
мұндағы - сорап соңғы сатысының кіреберісіндегі қысым, Па;

- остік тығыздағыштың төлке жағындағы корпус пен дөңгелек дискісі арасындағы кеңістіктегі сұйық қозғалысы кезіндегі қысымның төмендеуі, Па:
; (2.70)
Па;
Па.
және остік саңылау өлшемін басқа тәуелділіктен табамыз:
. (2.71)
Осы тәуелділіктің бірінші жақыдауынан остік саңылаудың қарсыласу коэффициентін қабылдаймыз :
;
l₀=0,142м.
Жүк түсіру түйінінің өлшемін, коэффициенттерін анықтап, қайтадан есептейміз:
; (2.72)
. (2.73)
Радиалды және остік саңылаудағы қарсыласу және коэффициенттерін ағын сипаттамасы тәуелділігінен гидравликаның формуласынан анықтаймыз:
; (2.74)
мұндағы - саңылаудағы сұйықтың орташа жылдамдығы, м/с;

- температурадағы судың тұтқырлық кинематикалық коэффициенті;

- жүк түсіргіш дискісінің сызықтық жылдамдығы, м/с;
м/c;
м/с;
.
Re үшін арлығында Блазиус формуласы бойынша табамыз:
; (2.75)
; (2.76)
мұндағы - саңылаудағы сұйықтың жылдамдығы;
, (2.78)
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
.
Алынған нәтижелер:

• 
  ;
  
• 
  Па;
  
• 
  ;
  
• 
  ;
  
• 
  ;
  
• 
  .
  

Бірінші және екінші жағдайдағы өлшемдердің айырмашылығы айтарлықтай емес,сондықтан есепті аяқталды деседе болады.

2.5 Мойынтіректі есептеу
Сырғанау мойынтірегінің ұзындығын L=(11,5)d=1,5·0,09=0,135 м деп алады, мұндағы d – білік диаметрі. Подшипниктегі диаметалды саңылау: жоғарғысы 0,10-0,18; бүйіріндегі 0,05-0,09. Подшипникті жалпы саңылауды 0,25-0,35 мм тең деп алады.

Подшипниктің салыстырмалы ұзындығын келесі формула бойынша есептейді:
=0,135/0,09=1,5.
Көтеру мүмкіндігінің коэффициентін былай анықтайды:
=(1,5²·7620)/(20·154·0,01·0,045²·0,0675)=0,4; (2.52)
мұндағы R – подшипникке түсетін жүктеме;

r – білік радиусы.
және K_H мәндері бойынша эксцентриситеттің және эксцентриситет бұрышының мәндерін анықтайды. Одан кейін минималды саңылауды есептейді:
h_min==0,15(1,5-0,7)=0,12; (2.53)
мұндағы – подшипниктегі бар саңылау.

мен мәндерінен торцовый майлау шығынының коэффициентін q₁ және оның шығынын анықтайды:
Q₁==[(0,15·154·0,045²)/2] ·1,25=0,03. (2.54)
Осылай етіп циркуляциялық шығын коэффициентін q₂ табады және мынаны анықтайды және мынаны анықтайды:
Q₂==[(0,15·154·0,045²)/2] ·1,1=0,025.
Майлаудың жалпы шығыны:
Q=2Q₁+Q₂=2·0,03+0,025=0,115.
Үйкелу коэффициентін табамыз Ф_тр және үйкеліс моментін анықтаймыз:
М_тр==[(3·0,01·154·0,045²)/0,15] ·3,2=199 Нм. (2.55)
Үйкеліс қуаты:
N_TP==199·154/102=300 кВт. (2.56)
Үйкеліс кезінде бөлінетін жылу мөлшері:
q_TP==300·102/210=145. (2.57)
Май температурысының өсуі (⁰С):
=145/0,45·1000·0,115=2,8 ; (2.58)
мұндағы с=0,45.

2.6 Шпилкаларды механикалық беріктікке есептеу
Бастапқы мәліметтер:

• 
  Шпилка материалы- болат 45;
  
• 
  Шпилкалар саны - z=8;
  
• 
  Шпилкаларды төзуге арналған максималды қысым - Р_max =21,33 МПа;
  
• 
  Бір шпилькаға түсетін үлкен қысымдағы сәйкес келетін жүктеме:
  

, (2.79 )


2.3-сурет – Шпилька
мұндағы D_KH - айдау қақпағының диаметрі, мм;

d_вт -жұмысшы дөңгелектің төлкесінің диаметрі, мм;
.
Шпилкаларды созу күші:
F_зат=К_зат(1-х)F_max; (2.80)
мұндағы К_зат –созу коэффициенті;

х–ішкі жүктеменің коэффициенті;
F_зат=2,5(1-0,3)439,5=769 кН.
Созу кезіндегі шпилкаға берілетін айналу моменті:
М_зат=х₁ F_затd_шп; (2.81)
мұндағы х₁ –гайка мен шайбаның беткі жағдайына тәуелді коэффициент;

d_шп –шпилька диаметрі, мм;
М_зат=0,176976=5844 кНмм.
Толық жүктемеден созу мүмкіндігін ескере отырып шпилкалар жүктемесі:
F=1,3(F_зат+хF_max); (2.82)
F=1,3(769+0,3439,5)=1171 кН.
45 маркалы болаттан жасалған М76 шпилкасы остік жүктемені қабылдайды [F]=1632 кН, шпилканың беріктігі қамтамасыз етілген.
Шпилкаларды төзімділікке тексеру.

Ауыспалы кернеудің амплитудасы:
; (2.83)
мұндағы S- шпилка қимасының ауданы, мм²;
;
Созудың кернеуі:
; (2.84)
.
Тұрақты кернеу:
_т=_зат+_а; (2.85)
_т=169,6+14,5=184,1 МПа.
Үлкен кернеу:

_max=_т+_а ; (2.86)
_max=184,1+14,5=198,6 Мпа.
Материалдың ағу шегінен беріктік қорының коэффициенті:
; (2.87)
мұндағы _Т –ағу шегі, Мпа;

[s_T] - беріктіктің рұқсат етілген қоры;
.
Берілген шпилкалар сәйкес келеді,теңсіздік орындалды.