Проектирование центробежного насоса

 Для вентиляции масляной  полости и предохранения от  превышения давления в результате  увеличения температуры масла, устанавливаем  болт-отдушку с отверстием.

Масломерное стекло устанавливаем на 1/3 выше верхнего уровня масла, что позволяет следить зa уровнем масла при заливке.

Отверстие для слива масла располагаем в наклонном канале масляной полости. Во избежание взмучивания осадков можно отделить канал от плоскости действия разбрызгивателя козырьком.

 

2.8. ВЫБОР МАТЕРИАЛА ДЕТАЛЕЙ  НАСОСА, ОБЕСПЕЧИВАЮЩЕГО ЕГО ДОЛГОВЕЧНОСТЬ. ОПИСАНИЕ ОБЩЕЙ (РАБОЧЕЙ) КОМПАНОВКИ.

2.8.1. Выбор материала деталей насоса.

   В дополнение к принятым  ранее мерам, обеспечивающим долговечную  работу подшипников, вводим обработку  т. в. ч. посадочных поясов вала  под подшипники до твердости  не ниже HRC 50 с последующим упрочняющим накатыванием закаленными роликами. В качестве материала для изготовления вала принимаем сталь 45.

   Для увеличения срока  службы смазки и подшипников  целесообразно применить масло  со стабилизирующими присадками (комплексные присадки ЦИАТИМ-330, АЗНИП-8), что должно быть оговорено в технических условиях.

   Долговечность насоса зависит  главным образом от срока службы  сальникового уплотнения и коррозионной  стойкости крыльчатки, корпуса насоса и других деталей, соприкасающихся с фреоном.

   Для изготовления крыльчатки  и корпуса насоса можно применить  следующие материалы:

• серый чугун СЧ 28-48 повышенной прочности. Прочность (в модифицированном состоянии)  σв = 26 — 30 кг/мм2, твердость НВ 180—250, удельный вес 7,2 кг/дм3. Материал хорошо льется. Недостатком его является хрупкость (удлинение δ < 0,3 %);
• коррозиестойкий чугун ЖЧНДХ 15-7-2 (нирезист). Прочность на разрыв     σв = 25 кг/мм2, твердость НВ 150—170, удельный вес 7,6 кг/дм3. Материал выгодно отличается от серого чугуна пластичностью (δ = 3 – 4);
• силумин АЛ4 (8—10 % Si; 0,4 % Мn; 0,25% Mg, остальное А1). Прочность (в модифицированном состоянии) σв = 15 - 25 кг/мм2, твердость НВ 70—80, удлинение δ = 2 - 3 %, удельный вес 2,65 кг/дм3. Материал обладает хорошими литейными качествами.

   Силумин выгоден малым удельным  весом, обусловливающим (при равенстве размеров сечений) резкое (почти в 3 раза) снижение напряжений от действия центробежных сил по сравнению с предыдущими материалами. Однако надо считаться с его пониженной вследствие малой твердости абразивостойкостью. Этот недостаток особенно ощутим для крыльчатки, подвергающейся интенсивному воздействию движущегося с большой скоростью потока фреона и перемещающейся с еще большей скоростью относительно слоев в зазорах между стенками корпуса и дисками крыльчатки.

   Проанализировав сравнительные  преимущества и недостатки перечисленных материалов, приходим к решению — выполнить корпус насоса из нерезиста, крыльчатку — из

силумина. Повышенная стоимость нерезиста вполне окупается увеличением долговечности и надежности насоса.

 При конструировании корпуса, выполненного из силумина, необходимо учесть   мягкость  и   пластичность  этого  материала. В качестве крепежных деталей необходимо применять шпильки. Под гайки крепления следует устанавливать подкладные шайбы. Отверстия под сливную пробку и болты крепления насоса должны быть армированы стальными футерками. Учитывая пониженную жесткость силумина, стенки корпуса надо делать толщиной не менее 8 мм и усиливать внутренним оребрением.

 

   Для дополнительной защиты  стенок полости от коррозии  устанавливаем в ступице неподвижного  лопаточного аппарата цинковый, протектор 1 (рис. 21).

   Другие детали, соприкасающиеся  с фреоном (колпачковую гайку крепления крыльчатки с левой резьбой, спускную пробку), выполняем из нержавеющих сталей: пружину уплотнения, крепеж, гайки, пробку слива — из термообработанной стали 4X13; стопорные детали — из мягкой нержавеющей стали 1Х18Н9.

   Гайки внутренних крепежных  деталей следует законтрить методами  позитивной контровки (например, при  помощи отгибных шайб).

2.8.2. Описание общей (рабочей) компоновки.

   После обсуждения и выбора  окончательного варианта составляют  рабочую компоновку, служащую исходным материалом для рабочего проектирования.

   На рабочей компоновке  проставляем основные увязочные, присоединительные и габаритные  размеры, размеры посадочных и  центрирующих соединений, тип посадок и классы точности, номера шарикоподшипников. Указываем также максимальный и минимальный уровень масла в маслоотстойнике.

   На поле чертежа приводим  основные характеристики агрегата (производительность, напор, число оборотов, направление вращения, потребляемая мощность, марка электродвигателя) и технические требования (проверка водяных полостей насоса гидропробой, испытание крыльчатки на разнос).

На основании рабочей компоновки произведем поверочный расчет на прочность.

 

2.9. ПОДБОР МУФТЫ, СОЕДИНЯЮЩЕЙ  ВАЛ НАСОСА С ВАЛОМ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ.

   Для передачи вращательного момента от двигателя ротору в центробежных насосах применяют в основном соединительные втулочно-пальцевые, зубчатые и упругие муфты. 

 Втулочно-пальцевые  муфты (рис. 22) имеют широкое распространение, что обусловлено простотой их  изготовления и низкой стоимостью. Они дополнительно выполняют  функции амортизаторов (в муфтах  имеются упругие элементы). Так  как упругие элементы таких  муфт обладают низкими прочностными  свойствами, то область их применения  ограничивается насосами средней  и низкой мощности.

Рис. 22.

 Пальцевая муфта

1 — полумуфта;2 — стальной  палец; 3 — резиновые кольца;

4 — стальное кольцо.

 

   У зубчатых  муфт все детали выполнены  из металла. Незначительные перекосы  и осевые смещения валов обусловлены  перемещениями в зубчатом зацеплении. Зубчатая муфта состоит из  двух обойм с внутренними зубьями, в зацеплении с которыми находятся  зубья втулок, установленных на  концах соединяемых валов.

   Зубчатые  муфты надежны в работе и  не имеют быстроизнашивающихся  деталей. Они способны передавать  высокие нагрузки и работать  при высоких частотах вращения  независимо от направления вращения, полость муфты необходимо заполнять  маслом.

   Упругие  муфты имеют высокую технологичность, просты и надежны в работе. Упругий элемент состоит из  пакета фигурных стальных пластин. Пластины устанавливают на болтах  между центральной втулкой и  полумуфтами (часть болтов вворачивается  во втулку, а часть в полумуфту). Упругие муфты описанной конструкции  работают без смазки.

Муфты упругие втулочно-пальцевые получили широкое распространение благодаря относительной простоте конструкции и удобству замены упругих элементов. Муфты МУВП стандартизованы -  ГОСТ 21424-75. Данный вид муфты и принимаем для соединения валов насоса и электродвигателя.

 

 

 

 

 

 

 

Список используемой литературы.

1. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3 т. - 8-е изд., перераб. и доп. Под  ред. И.Н. Жестковой. – М.: Машиностроение 1999.

2. Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Конструирование  узлов и деталей машин: Учеб. Пособие  для техн. спец. вузов - 6-е изд., исп. – М.: Высшая школа, 2000 – 447 с., ил.

3. Орлов П.И. Основы конструирования. Учеб. для ст-тов ВУЗов. М.:Машиностроение 1965 – 442 с.

4. Свидерский П.А. Насосы для  рыбной и консервной промышленности. Учеб. для ст-тов ВТУЗов. М.:1943.

5. Насосы. Справочное пособие. К. Бадеке  и др. Учеб. для ст-тов ВУЗов. М.:Машиностроение 1979 – 442 с.

6. Насосы типа К и Км. Каталог. М.: 1974.

7. ГОСТ 22247 - 96 Насосы центробежные  консольные. Основные параметры  и размеры. Требования безопасности. Методы контроля.

8. учебник Крылова и Пирога «Проектирование холодильников»; 1999-Высшая школа.