Насос аксиально-плунжерный регулируемый “Vickers”

 

2.1.22 Суммарная  составляющая касательных сил

 

Где z – количество плунжеров;

Z=8

 – количество плунжеров в зоне нагнетания

- количество плунжеров  в зоне всасывания=4

2277,574

2.1.29 суммарный опрокидывающий момент

 

18,74929

2.2.Силы, действующие  на ротор насоса в районе  распределительного золотника

2.2.1 площадь отверстия  цилиндра, выходящего на торец  блока (рис.2.3)

 

Где все размеры  d1 и b показаны на рис (2.35)

0,000049625

2.2.2 Активная площадь  со стороны цилиндра

 

0,00004536

2.2.3 Сила, действующая  на ротор в районе цилиндра

 

В зоне нагнетания

444,8455

В зоне всасывания

3,558492

2.2.4 Суммарная  сила, обусловленная действием давления

 

Где – количество плунжеров в зоне нагнетания

- количество плунжеров  в зоне всасывания =4

1793,616

2.2.5 Сила отжатия ротора, действующая на перемычки блока между отверстиями цилиндров

 

Где - площадь перемычки

 

Где z – количество плунжеров

 

 

0,000035155

344,7651

2,75790975

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.2.6 Суммарная  сила отжатия

 

1390,092

2.2.7 Сила отжатия ротора, обусловленная давлением в зазоре между распределительным золотником и поверхностью блока цилиндра

 

 

 

4952,535

88,26

2.2.8 Суммарная  сила отжатия в зоне нагнетания

 

3359,007338

2.2.9 Суммарная  сила отжатия в зоне всасывания

 

59,86146

2.2.10 Сила трения, действующая со стороны плунжера  в зоне нагнетания

 

Суммарная сила трения

53,55064

-0,161125228

 

 

 

2.2.12 Момент от  сил трения и от сил давления, относительно оси ОУ

 

76,69831

 

0,702987

2.2.13 Момент от  сил трения и от сил давления, относительно осей «OZ» на перемычку ротора

 

8,88908684

2.2.14 Момент от  давления относительно сил «OY»

 

3,681513

2.2.15 Момент в  зоне нагнетания для внутренней  и наружной полости

 

18,7205823

0,333623

 

-среднее давление  в районе полоски 

- площадь полоски  в зоне нагнетания

2.2.16 Суммарный  момент относительно оси «OZ»

 

 

2.2.17 Суммарный  момент 

 

 

 

9,094697214 

2.2.18 У ротора

 

 

2.2.19 Площадь внутренней  рабочей поверхности

 

0,00009

 

2.2.20 площадь наружной  рабочей поверхности 

 

0,000135

2.2.21 Площадь перемычек  между окнами 

 

 

2.2.22 удельное  давление 

 

 

0,076379

 

2.2.23 Внутренняя  рабочая полоска

 

 0,0145

2.2.24 окружная  скорость в районе рабочей  полости 

 

4,173535

2.2.25 Наружная  рабочая полоска 

 

0,018

2.2.26 окружная  скорость в районе полоски 

 

5,18094

Параметр нагрузки

 

 – определяется по статическим данным для насоса

 

 

3. Расчет устойчивости  ротора насоса и расчет основных  его элементов

3.1 Опрокидывающий  момент (рис 3.1)

 

 

Где - суммарная составляющая касательной

- приведенная  длина 0,01м

22,77574

3.2 Условие устойчивости  блока цилиндров

 

509,42>506.44 Нм

Условие устойчивости выполняется

 

 

 

3.3 Расчет вала (3.2)

3.3.1 Определение  реакций опор Ra и Rb

 

 

 

Из формулы (3.4) определим Rb

 

1096,61

3,4 изгибающий  момент

 

-30,7051

3,5 определение  угловой деформации

Площадь грузовой эпюры

 

7,802774

 

0,320988

3.6 Угол поворота

 

 

- наружный радиус  хвостовика

-внутренний радиус  хвостовика ротора

 

 

 

 

3.7 определение  подшипников

3.7.1

 

 – суммарная нагрузка

 

3.7.2 Скорость скольжения

 

1,43915

3.8 определение  момента на валу

 

- суммарный момент  сопротивления

 

Где - момент, обусловленный действием касательной составляющей

 – суммарный момент сопротивления, обусловленный действием сил трения в цилиндрах насоса

 

20,8952

 

3.8.2Момент трения  в подшипниках

 

Где R – радиальная сила, действующая в подшипнике

К – коэффициент трения

 

Где ∆- динамический зазор ∆=1 мм

^- - диаметр подшипника

^{- удельная нагрузка}  подшипгика

b – рабочая ширина подшипника

n – число оборотов

 

3.9 суммарный момент  трения в подшипниках

 

 

 

3.10

4. Расчет шлицевого  соединения

4.1 Окружное усилие

 

Где - диаметр делительной окружности

 

4.2 Напряжения  сжатия

 

где - наружный диаметр шлиц 14мм

- внутренний диаметр  шлиц 12мм

z – число шлиц 20

b  - рабочая длина шлиц 25мм

- предел прочности  на сжатие, для материала сталь 110Г13Л

 

 

 

 

Материал вала сталь 110Г13Л –63 HRC. Под воздействием динамических нагрузок, под влиянием холодной деформации происходит самоупрочнение стали 110Г13Л до 600НВ. Если детали работают в условиях значительных давлений и ударных нагрузок, вызывающих наклеп, то твердость и износостойкость значительно возрастают.

 

4.3 угол закручивания

 

Где l – Длина участка l=25мм

G – модуль упругости

 

 

 

 

5 Расчет контакта  плунжера с наклонной шайбой

5.1 суммарное усилие

 

Где – усилие со стороны сепаратора

 

 

 – центробежная сила инерции подпятника

 

Где Rп – радиус центра масс подпятника

m – масса подпятника m=0.00203кг

 

 

 

 

 

Остальные 4 можно не учитывать, т.к. они находятся на участке всасывания и малы в сравнении с силами на нагнетании

5.2 удельная нагрузка  на поверхности подпятника 

 

 

5.3 удельная нагрузка  в зоне сферической головки  плунжера

 

 

- Условие выполняется

 

 

6. Расчет наклонной  шайбы

6.1 выбираю первый  тип шайбы.

6.2 Силы, действующие  на наклонную шайбу

В основной системе  координат

 

 

 

 

Определим

плунжер
1й плунжер (угол 0)	0,6565
2й плунжер (угол 45)	0,6606
3й плунжер (угол 90)	0,6628
4й плунжер (угол 135)	0,6621
5й плунжер (угол 180	0,6587
6й плунжер (угол 225)	0,6543
7й плунжер (угол 270)	0,6509
8й плунжер (угол 315)	0,6501

 

плунжер
1й плунжер (угол 0)	-0,0280
2й плунжер (угол 45)	-0,0214
3й плунжер (угол 90)	-0,0049
4й плунжер (угол 135)	0,0140
5й плунжер (угол 180	0,0263
6й плунжер (угол 225)	0,0263
7й плунжер (угол 270)	0,0140
8й плунжер (угол 315)	-0,0049

 

 

 

 

 

плунжер
1й плунжер (угол 0)	0,0000
2й плунжер (угол 45)	0,0180
3й плунжер (угол 90)	0,0276
4й плунжер (угол 135)	0,0242
5й плунжер (угол 180	0,0096
6й плунжер (угол 225)	-0,0096
7й плунжер (угол 270)	-0,0242
8й плунжер (угол 315)	-0,0276

 

Выберем систему  координат, связанную с шайбой. Для  этого проведем через ось цапф плоскость, параллельную рабочей поверхности  шайбы. В этой плоскости проведем оси Oz Yz через центр цапф шайбы, а ось Oz Zz – перпендикулярно ей. Ось OzXz проведем нормально плоскости YzOzZz.

В системе, связанной  с шайбой, координаты точек Oi определяются по формулам

 

 

 

Где - расстояние , определяемое по чертежам

Определим

плунжер
1й плунжер (угол 0)	-0,2372944
2й плунжер (угол 45)	-0,2372944
3й плунжер (угол 90)	-0,2372944
4й плунжер (угол 135)	-0,2372944
5й плунжер (угол 180	-0,2372944
6й плунжер (угол 225)	-0,2372944
7й плунжер (угол 270)	-0,2372944
8й плунжер (угол 315)	-0,2372944

 

плунжер
1й плунжер (угол 0)	-0,02800
2й плунжер (угол 45)	-0,02145
3й плунжер (угол 90)	-0,00486
4й плунжер (угол 135)	0,01400
5й плунжер (угол 180	0,02631
6й плунжер (угол 225)	0,02631
7й плунжер (угол 270)	0,01400
8й плунжер (угол 315)	-0,00486
плунжер
1й плунжер (угол 0)	-0,0548
2й плунжер (угол 45)	-0,0363
3й плунжер (угол 90)	-0,0265
4й плунжер (угол 135)	-0,0299
5й плунжер (угол 180	-0,0450
6й плунжер (угол 225)	-0,0646
7й плунжер (угол 270)	-0,0797
8й плунжер (угол 315)	-0,0831

 

                                   (2.8)

 

плунжер	Реакция со стороны наклонной  шайбы, Н
1й плунжер (угол 0)	2906,64
2й плунжер (угол 45)	2847,84
3й плунжер (угол 90)	2698,94
4й плунжер (угол 135)	2529,62
5й плунжер (угол 180	2419,09
6й плунжер (угол 225)	-238,88
7й плунжер (угол 270)	-128,38
8й плунжер (угол 315)	42,49

 

 

 

плунжер	Опрокидывающий момент, Нм
1й плунжер (угол 0)	-145,46
2й плунжер (угол 45)	-102,28
3й плунжер (угол 90)	-76,87
4й плунжер (угол 135)	-85,89
5й плунжер (угол 180	-123,23
6й плунжер (угол 225)	5,73
7й плунжер (угол 270)	17,56
8й плунжер (угол 315)	12,03

 

 

 

 

 

Суммарный момент

 

 

Опрокидывающая  сила

 

Где - плече усилия

 

Усилие Rc

 

Где - угол между векторами Rc и Rш

Определим проекции силы Rc на оси Oz Yz

 

 

 

 

6.2.3 определение  реакций опор шайбы

 

 

 

 

 

 

 

 

Плоскость шайбы

 

 

 

 

 

 

 

 

Суммарные реакции  на опорах шайбы

 

 

 

 

 

 

 

6.3 расчет опоры шайбы

Радиальные роликоподшипники с короткими цилиндрическими  роликами

 

 

Где z- число роликов в одном ряду

 – диаметр ролика в мм

 рабочая длина  ролика

6 Расчет каналов штуцера

 

 

Скорости входа и выхода:

 – всасывание, примем

 , нагнетание

 

Рабочий объем жидкости:  

 

примем диаметр по таблице 2.5 см

 

Примем диаметр  по таблице  1,35 см

 

7 Расчет фланцевого соединения

 

Определим крутящий момент на валу

 

Определим изгибающий момент от сил тяжести

 

Выберем исполнение 2, тип 5

 

Заключение.

Результат расчета  позволяет определить конструкцию  расчета, соответствующую техническому заданию на расчет и проектирование.

В работе выполнена  расчетная часть и спроектирована рабочая сборка

 

Список литературы:

1. Орлов Ю.М. Объемные гидравлические машины. Конструкция, проектирование, расчет.— М.: Машиностроение, 2006. – 223 с.: ил. – (Б-ка конструктора).

ISBN 5-217-03335-5

 

2. Орлов Ю.М. Методика расчета аксиально-плунжерных насосов; Пермь 1983 г.

 

3. Шейнблит А.Е. Курсовое проектирование деталей машин: учеб. Пособие для техникумов.— М.: Высш. шк., 1991.—432 с.: ил. ISBN 506-001514-9

 

4. Атлас конструкций гидромашин и гидропередач: Учебн. Пособие для студентов машиностроительных специальностей вузов/ Б.М. Бим-Бад, М.Г. Кабаков, С.П. Стесин. – М.: ИНФРА-М, 2004. – 135с. – (Высшее образование). ISBN