Курсовая работа. буровой трехпоршневой насос 8Т65001

Название	буровой трехпоршневой насос 8Т65001
Дата	28.04.2022
Размер	3.75 Mb.
Формат файла
Имя файла	Курсовая работа.docx
Тип	Курсовая #502919
страница	2 из 3

1 2 3

3. РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ

3.1 Расчет цилиндра насоса на прочность

Цилиндр поршневого насоса изготовлен из стали 45, для которой допускаемое напряжение равно 360МПа ([] =360МПа). Максимальное давление насоса при минимальной подаче составляет 32 МПа. Геометрические размеры цилиндра данного насоса[11]:

-наружный радиус - 0,072 м

-внутренний радиус - 0,05м

=Р*2r²_нар./(r²_нар-r²_вн.)[]/n, (3.1)

где  - напряжение разрывающее стенки цилиндра, МПа;

P –давление, МПа;

r²_нар – наружный диаметр цилиндра, м;

r²_вн. – внутренний диаметр цилиндра, м;

[] – допускаемое напряжение материала, МПа;

n – коэффициент запаса прочности.

=32*10⁶*2*0,078²_./(0,078²-0,05²)=103009523=103,009 *10⁶

n=[]/; (3.2)

n=360*10⁶/103,009*10⁶=3,5.

3.2 Расчёт штока цилиндра на сжатие

Шток цилиндра поршневого насоса изготовлен из стали 45, для которой допускаемое напряжение сжатия равно 450 МПа ([] =450МПа). Максимальное давление насоса при минимальной подаче составляет 32 МПа.

Радиус штока rшток=0,017 м, радиус цилиндра rцил=0,048м.

=F/Sштока[]/n , (3.3)

где  - напряжение сжимающее шток цилиндра МПа;

F – сжимающая сила, Н;

Sштока – площадь штока, м2;

[] – допускаемое напряжение сжатия, МПа;

n – коэффициент запаса прочности.

F=P*Sцил. , (3.4)

где Р – давление насоса, МПа;

Sцил.- площадь цилиндра, м2.

Sштока=*r штока2 , (3.5)

где 3,14;

r штока – радиус штока, м.

Sштока=3,14*0,0172=0,0012 .

Рассчитаем площадь цилиндра по формуле[11]:

Sцил=*rцил2 , (3.6)

где 3,14;

rцил – радиус цилиндра м.

Sцил=3,14*0,052=0,007 .

Рассчитываем сжимающую силу, действующую на шток цилиндра

F=32*106* 0,007=224*103=224,

=224*103/0,0012=186 ,

n=[]/. (3.7)

Коэффициент запаса прочности:

n=450/186=2,3.

3.3 Расчёт удельного давления штока ползуна приводной части на шток цилиндра

а) Шток до модернизации:

S1=0,00067 м2

F=224кH

Руд.1=F/S1 , (3.8)

где Руд.1 – удельное давление штока ползуна приводной части на шток цилиндра до модернизации, МПа;

F – сжимающая сила, Н;

S1- площадь сочленения, м2.

Руд.1=224*103/0,00067=334,3 .

б) Шток после модернизации:

S2=0,0008м2

F=224кH

Руд.2=F/S2, (3.9)

где Руд.2 – удельное давление штока ползуна приводной части на шток цилиндра после модернизации МПа;

F – сжимающая сила, Н;

S2- площадь сочленения, м2.

Руд.2=224*103/0,00074=302,7.

Удельное давление на шток после модернизации меньше, чем на шток до модернизации, следовательно, работоспособность модернизированного штока больше чем не модернизированного.

3.4 Определение основных размеров и параметров насоса

Заданными параметрами для расчёта поршневых насосов являются: подача – Q=13,5 л/с; давление нагнетания - рн=7,3 МПа; род перекачиваемой жидкости - =1820 кг/м3 и число цилиндров - 3.

В зависимости от назначения насоса задают и другие параметры и условия эксплуатации.

Диаметр цилиндра насоса[11]:

. (3.10)

Здесь m отношение длины хода поршня к его диаметру для современных поршневых насосов рекомендуется принимать в зависимости от скорости вращения коленчатого вала (таблица 3.1).

Таблица 3 - Отношение длины хода поршня в зависимости от скорости вращения коленчатого вала

Насосы	n, об/мин	m
Тихоходные	40-80	2,5-2,0
Средней быстроходности	80-150	2,0-1,2
Быстроходные	150-350 >350	1,2-0,5 0,5-0,2

Принимаем m = 2.

Объемный КПД ( об ) выбирают, руководствуясь данными таблицы 3.2, в которой приведены сведения по зависимости объемного КПД от числа двойных ходов поршня и параметров перекачиваемой жидкости.

Принимаем об = 0,9.

Коэффициент, учитывающий кратность действия насоса[11]:

, (3.11)

где d - диаметр штока.

Для нассов одностороннего действия коэффициент а = 1. Отношение диаметров потоков к диаметрам поршней в современных буровых насосах в зависимости от развиваемого давления от 8 МПа до 40 МПа изменяется в пределах d/D = 0,35-0,615

Таблица 4 - Зависимость объемного КПД от числа двойных ходов поршня и параметров перекачиваемой жидкости

Перекачиваемая жидкость	n об/мин	Давление на выходе насоса, МПа	Объемный кпд
1	2	3	4
Вода	105,2 67,5	5	0,91 0,91
Буровой раствор (/? = 1180кг/м3, 7 = 0,008 Пас)	105,2 67,5	5	0,86 0,91
Буровой раствор (/7 = 1190кг/м3, /7 =0,01 Пас)	105,2 67,5	5	0,79 0,83
Вода	88 44,5	8	0,74 0,90
Буровой раствор (р = 1280кг/м3, 77 =0,015 Пас)	88 44,5	8	0,67 0,78

Принимаем диаметр цилиндра D = 100 мм

Определяющим условием для назначения числа двойных ходов является обеспечение всасывающей способности насоса. При проектировании и эксплуатации насосов используется допустимая высота всасывания[11]:

где hвак.вс –вакуумметрические потери на входе в насос (5,5-6 м);

g – ускорение свободного падения (9,81 м/с2);

Vвх – скорость потока жидкости, м/с;

(3.12)

(3.13)

где Q – подача насоса, м3/с;

S – площадь сечения трубопровода.

(3.14)

.

где r – радиус трубопровода, м

(3.15)

где l – длина трубопровода (1м);

а – ускорение, м/с2

1 2 3