MÁY THỦY KHÍ MTK

Thuyết minh đồ án môn học Máy Thuỷ Khí Bộ môn Máy & Thiết bị Mỏ PHầN I : TNH TON C BN I. Tính chọn động cơ và phơng án kết cấu BCT 1. Công suất yêu cầu trên trục bơm c t HgQ N 1000 = . Trong đó nc = 1000 (kG/m 3 ) g = 9,81 (m/s 2 ) H = 820 m H 2 O =820 at c = 0,63 Q t =(1,02 ữ1,15)Q=(1,02ữ1,15)41,7 =42,543 ữ 47,955 (l/s) Chọn Q t = 43 (l/s) =0,043 (m 3 /s) N = 63,0.1000 820.043,0.81,9.1000 =549 (kW) 2. Công suất động cơ: N đc = (1,1ữ1,3)N =(1,1ữ1,3) 549 =(604ữ714) ( kW) Chọn N đc = 604 (kW) 3.Số vòng quay đặc trng: Số vòng quay đặc trng của BCT máy bơm đợc tính theo công thức sau: )/( . . 65,3 4/3 4/3 phv yH iQn n t S = i =10 (cấp) ; y =1( số cửa hút của BCT );n =2950 (v/ph) = S n )/(82 1.820 10.034,0.2950 65,3 4 3 4 3 phv = và n p = 1.820 10.034,0.2950 4 3 4 3 = 1.820 10.034,0.2950 4 3 4 3 = 22,5 (v/ph) II. Tính toán các thông số ở cửa vào của bánh công tác Sinh viên thực hiện:Hoàng Thế Kha 1 Thuyết minh đồ án môn học Máy Thuỷ Khí Bộ môn Máy & Thiết bị Mỏ 1. Vẽ sơ đồ kết cấu bánh công tác D1 2. Xác định đờng kính đầu ra của trục bơm (đờng kính trục lắp khớp nối). với bơm có trục xuyên qua d r = ' ].[2,0 3 x M . Trong đó ' ][ =B (200ữ250) = 9,81 (200ữ250) =(1962ữ2452,5) Chọn ' ][ = 2000 (N/cm 2 ) Mô men xoắn trên trục : M x =97403 n N .B và B= 9,81 M x = 97403. 2950 549 .9,81 = 177824,5 (Ncm) =1778,245 (Nm) d r = 2000.2,0 5,177824 3 = 7,6 (cm) =76(mm) 3. Xác định đờng kính trục nơi lắp BCT. Chọn kích thớc đờng kính trục nơi lắp BCT là d = 8 (cm) = 80 (mm) 4. Đờng kính moay ơ của BCT. d 0 = d+ (10 ữ 25) =80 + (10ữ25) = 90 ữ105 (mm) Chọn d 0 =100 (mm) =0,1 (m) 5. Xác định đờng kính D s : Vì là bơm có trục xuyên qua nhiều cấp nên D s = 2 0 4 d C Q s t + . Trong đó: Tốc độ cửa vào C s =K cs . 1 2gH với g=9,81 (m/s 2 ) )(82 10 820 1 m i H H === Sinh viên thực hiện:Hoàng Thế Kha 2 Thuyết minh đồ án môn học Máy Thuỷ Khí Bộ môn Máy & Thiết bị Mỏ K cs =0,14 6,582.81,9.214,0 = s C (m/s) Vậy ta có: (mm) 140 0,14(m)1,0 6,5.14,3 034,0.4 D 2 s ==+= 6. Xác định đờng kính D l D 1 = (0,8ữ 0,95)D s =(0,8ữ0,95)0,14 = (0,112ữ0,133) (m ) chọn D 1 =0,12(m )=120 (mm) 7. Xác định chiều rộng mép vào b l 0 0 90= nên tốc độ dòng chảy C 0 = C 0r C 0 =(1 ữ1,1)C s = (1ữ 1,1)5,6 =(5,6ữ6,16) chọn C 0 = 6 (m/s) = 6000 (mm/s) Từ lu lợng ta có: )(20)(02,0 6.12,0.14,3 043,0 . 01 1 mmm CD Q b r t ==== Ta chọn b 1 tăng lên 20 0 / 0 b 1 = )(2420 100 20.20 mm=+ Do có chiều dày cánh dẫn ở cửa vào s 1 mà tốc độ dòng chảy sẽ tăng từ C 0 ( ngay trớc mép vào cánh ) đến C 1 ( ngay sau khi vào cánh ) Từ phơng trình liên tục ta có : C 1r = C 0r 11 1 t t = k 1 C 0r = k 1 C 0 ở đây t 1 là bớc cánh ở cửa vào , t 1 = z D 1 với z là số cánh . k 1 = 11 1 t t là hệ số thu hẹp ở cửa vào ; s là chiều dày cánh ; 1 là chiều dày cánh tính trên cung tròn đờng kính D 1 . Do t 1 cha biết nên khi tính toán ta chọn sơ bộ giá trị k 1 = 1,15 ữ1,2 , ta chọn k 1 =1,2 C 1r = k 1 C 0 = 1,2.6 = 7,2 ( m/s) 8. Xác định giá trị góc vào của cánh l :Từ các giá trị tính toán ta có tam giác vận tốc Sinh viên thực hiện:Hoàng Thế Kha 3 Thuyết minh đồ án môn học Máy Thuỷ Khí Bộ môn Máy & Thiết bị Mỏ u =u 1 0 = 1 =90 0 W 0 W 1 =C 1r C = C 0 r 30 24 1 1,0 Dựa vào tam giác vận tốc ta có : u C C - u C tg 1 1r 1u1 1r 1 == u C tg 1 0 0 1, = Với tốc độ vòng cửa vào: 2 D u 1 1 = , m/s. Tốc độ góc của BCT m/s)(8,308 30 2950.14,3 30 . === n (mm/s) 17000 m/s) (17 2 0,11 8,308u 1 === 42,0 17 7,2 tg 1 == 1 = 23 0 tg 1,0 = 35,0 17 6 = 0 0,1 4,19= Mặt khác : 1 = 1, 0 + , với = 3 o ữ 5 o . Giá trị 1 nên ở trong khoảng từ ( 15 0 ữ30 0 ). 1 =[ 19,4 +( 3 0 ữ5 0 )] =22,4 0 ữ 24,4 0 (thoả mãn) Vậy chọn 1 =23 0 9. Chiều dầy cánh dẫn S Chọn cánh dẫn đúc từ gang: S = 4 ữ 11 Với S nhỏ thì ít bị thu hẹp ở cửa vào. Do đó ta chọn S = 4 (mm) Mặt khác vì đờng kính BCT nhỏ nên ta lấy chiều dày không đổi S =S 1 = S 2 = 4(mm) = 0,004(m) Sinh viên thực hiện:Hoàng Thế Kha 4 Thuyết minh đồ án môn học Máy Thuỷ Khí Bộ môn Máy & Thiết bị Mỏ III. Tính toán các thông số ở cửa ra của BCT: 1. Góc ra của bánh dẫn 2 . Để bảo đảm tổn thất nhỏ ta lấy 2 theo n S với n s = 82 (v/ph), ta chọn 2 = 30 o . 2.Tính tốc độ vòng ở mép ra của cánh U 2 . Theo công thức thực nghiệm ta có: 122 2. gHku u = Với 1 2 = u k . Vì n S = 82 nên ta chọn = 1 1 1 2 = u k =1 40,1182.81,9.2.1 2 = u ( m/s). 3. Tính đờng kính tại cửa ra của( BCT) D 2 : 0,26 2950.14,3 11,40.60 . .60 2 2 === n u D ( m) = 260 (mm) Tham khảo mối quan hệ giữa U 2 và k u 2 ta có: 1 2 D D = 120 260 = 2,2 k n 2 = (1 ữ 1,05) Vậy thoả mãn. 4. Tính chiều rộng BCT ở cửa ra b 2 : b 2 = r t CD t t Q 22 22 2 = r t CD kQ 22 2 với C 2r = (0,8 ữ1,1)C 0 = (0,8 ữ1,1).6 =4,8 ữ6,6 k 2 = 1,05 ữ1,1 Chọn C 2r =6,5 ( m/s) = 6500 (mm/s) k 2 =1,1 b 2 = 5,6.26,0.14,3 1,1.043,0 = 0,0097 (m) = 9,7 (mm) . Lấy tăng b 2 lên : b 2 =14 (mm) 5. Xác định giá trị tốc độ tơng đối: 4,18 23sin 2,7 sin 1 1 1 === o r C w (m/s) 13 30sin 5,6 sin 2 2 2 === o r C w (m/s) 6. Xây dựng các tam giác vận tốc cửa vào và ra Từ các giá trị : ;10;90 0 2 0 1 == 1 = 23 0 ; 2 =30 0 ; u 1 =17; u 2 =40,11; Sinh viên thực hiện:Hoàng Thế Kha 5 Thuyết minh đồ án môn học Máy Thuỷ Khí Bộ môn Máy & Thiết bị Mỏ w 1 =18.4 ; w 2 =12 2 1 1 cua vào của ra 2 Từ tam giác vận tốc ở cửa ra ta có: C 2u = 2 2 tg C r = 0 10 6 tg = 34,03 (m/s) 7. Xác định số cánh dẫn z: 2 sin 21 12 12 + + = DD DD kz Với k = 6,5 8,7 2 3023 sin 120260 120260 5,6 = + + = oo z Lấy z = 6 (cánh) 8. Xác định chiều dầy đĩa BCT (m): ở giáp moay ơ thì chiều dầy m 1 = 10 ữ 15 mm Chọn m 1 = 12 (mm) Phía ngoài chọn nhỏ hơn m 2 = 8 (mm). IV. Kiểm tra kết quả tính toán 1. Kiểm nghiệm các hệ số thu hẹp: 1,19 23sin 4 6 120.14,3 6 120.14,3 sin . . 1 11 1 1 = = = o S z D z D k Sinh viên thực hiện:Hoàng Thế Kha 6 Thuyết minh đồ án môn học Máy Thuỷ Khí Bộ môn Máy & Thiết bị Mỏ 1,08 30sin 4 6 260.14,3 6 260.14,3 sin . . 2 22 2 2 = = = o S z D z D k Ta đã chọn sơ bộ k 1 =1,2 và k 2 =1,1 Tính sai khác giữa k chọn sơ bộ và k tính toán 0 0 0 0 0 0 0 0 1 58,0100 2,1 19,12,1 100 1 11 <= = = sb ttsb k kk 0 0 0 0 0 0 0 0 2 58,1100 1,1 08,11,1 100 2 22 <= = = sb ttsb k kk Vậy ta chọn k 1 và k 2 sơ bộ là thoả mãn 2. Kiểm nghiệm tỷ số b 2 /D 2 . Ta có: 054,0 260 14 2 2 == D b với n s =82 (thoả mãn) 3. Kiểm tra tỷ số D 2 /D 1 . Ta có : 2,2 120 260 1 2 == D D , với n s = 82 ( thoả mãn) 4. Kiểm tra tỷ số w 1 /w 2 . Ta có: 42,1 13 4,18 2 1 == w w , với n s =82 (thoả mãn) Sinh viên thực hiện:Hoàng Thế Kha 7 Thuyết minh đồ án môn học Máy Thuỷ Khí Bộ môn Máy & Thiết bị Mỏ PHầN II : XâY dựng BIêN DạNG CáNH. n S > 60 (n s = 82 v/ph) nên ta thiết kế BCT có cánh dẫn cong không gian. I . Đặc điểm tính toán BCT cánh cong không gian: Các kích thớc và các thông số xác định nh ở cánh mặt trụ chỉ có mép vào b 1 phải nghiêng so với trục BCT khi ( n s = 82 ) nó đợc thiết kế theo 1 đờng cong (mn) nhờ đó sẽ bảo đảm luật đồng đều dòng chảy ở cửa vào. II. Xây dựng mặt đứng (mặt kinh tuyến): Ta đã biết: d = 80(mm); d 0 =100 (mm); D 1 =120(mm); D s = 140(mm); D 2 =260(mm). Lấy 1 điểm làm chuẩn trên D 2 , kẻ đờng nghiêng 1 góc so với phơng thẳng đứng > 5 0 + Xác định mép vào mn . Ta dựa vào góc ôm cánh ( góc ôm ngoài m và góc ôm trong n ) . Lấy m và n theo n s nh [2] với n s = 82 n = 120 0 ; m = 115 0 + Xác định lu lợng qua n=4 phân tố dòng . Q i = n Q t = 4 43 = 10,75 ( l/s) = 0,01075 (m 3 /s) + Trên 1 mặt đẳng tốc nào đó ( tốc độ hớng kính C r bằng nhau) , ta tìm mối liên hệ giữa đờng kính tới các điểm chia với chiều rộng của bó dòng b . ứng với các bó , b ; ,, b ; ; ta có r , ; r ,, ; Do trên các b đó có cùng lu lợng và cùng tốc độ C r nên nhận đợc : 2 r , , b = 2 r ,, ,, b = 2 r ,,, ,,, b = 2 r ,,,, ,,,, b Một cách tổng quát : r i i b = const + Sau khi chia sơ bộ , ta có thể tìm đợc r i và b i ( đo trực tiếp ) ; ta xác định đợc tích số r i i b của từng mặt đẳng tốc, và từ đó xác định đợc n 1 r i i b + Xác định số hiệu (r i i b ) = n n 1 1 r i i b - r i i b + Mép vào b 1 của máy khi n s = 82 sẽ không trùng với đờng chuẩn ( đờng vuông góc với các đờng dòng phân tố ) mà nó nghiêng 1 góc 1 với đờng dòng . Do đó ta chọn sơ bộ : 1 =60 0 ; 2 = 45 0 ; 3 =20 0 ; 4 =15 0 ; 5 =10 0 ; 6 =8 0 ; 7 = 5 0 ; 8 =2 0 . + Xác định tốc độ tuyệt đối C 0 trớc mép vào cũng không bằng nhau cho tất cả các đờng dòng . Giá trị của thành phần này đợc tính từ lu lợng: Sinh viên thực hiện:Hoàng Thế Kha 8 Thuyết minh đồ án môn học Máy Thuỷ Khí Bộ môn Máy & Thiết bị Mỏ C 0 = nbr Q ss t 11 2 Với r 1s là bán kính trọng tâm của đờng chuẩn đi qua điểm ban đầu của đờng dòng nào đó còn b 1s là chiều rộng khai triển của đờng chuẩn. Hệ số thu hẹp dòng chảy cũng thay đổi, chiều dày s 1 , trong mặt cắt sẽ lớn hơn s 1 , nghĩa là : s 1 , = s 1 /sin 1 hay s i , =s i /sin i Khi đó hệ số thu hẹp k 1 = 11 t t với 1 =s 1 , /sin 1 =s 1 /sin 1 sin 1 a b c d e 7 6 5 4 3 2 1 a b c d e 7 6 5 4 3 2 1 b ' b '' b ''' s D' s D'' s D''' s d 0 r''' + Qua tính toán và (hình vẽ) ta có bảng thống kê cho các mặt đẳng tốc nh sau: Mặ T đẳN G TẩC đ- ấNG DSS NG R i MM i b (MM ) R I i b n i ii br (R I i b ) TB = n i bri n 1 1 = )( ii br n i iiii brbr n 1 C RI = ii br Q 2 (MM/S) a-a 126 3,75 472,5 0 b-b c-c Sinh viên thực hiện:Hoàng Thế Kha 9 Thuyết minh đồ án môn học Máy Thuỷ Khí Bộ môn Máy & Thiết bị Mỏ 1-1 126 3,75 472,5 1890 472,5 0 0,00351 126 3,75 472,5 0 d-d e-e 2-2 a-a 116 3,98 461,86 1845,958 461,4895 - 0,1905 0,0036 b-b c-c d-d e-e 3-3 a-a 107 4,22 451,54 1807,882 451,9705 0,4305 0,00367 b-b c-c 106,2 4,26 452,412 - 0,4415 d-d e-e 4-4 a-a 98 4,46 437,08 1747,699 436,92475 - 0,15525 0,0038 b-b c-c 96,9 4,51 437,019 - 0,09425 d-d Sinh viên thực hiện:Hoàng Thế Kha 10 [...]... học Máy Thuỷ Khí Sinh viên thực hiện:Hoàng Thế Kha Bộ môn Máy & Thiết bị Mỏ 26 Thuyết minh đồ án môn học Máy Thuỷ Khí Bộ môn Máy & Thiết bị Mỏ lời nói đầu Thiết kế đồ án môn học Máy Thuỷ Khí là một trong những đồ án chuyên ngành Máy & thiết bị Mỏ Đây là tiền đề cho chúng tôi bớc vào thực tế, thiết kế ra những máy bơm không chỉ là hoạt động trong sinh hoạt với công suất nhỏ mà còn thiết kế cả những máy. .. 0,97 1 820 = 1+ 2 CK nS CK = - Hiệu suất cơ khí: Sinh viên thực hiện:Hoàng Thế Kha 1 = 0,89 820 1+ 2 82 24 Thuyết minh đồ án môn học Máy Thuỷ Khí Bộ môn Máy & Thiết bị Mỏ Tài liệu tham khảo 1 Hớng dẫn thiết kế môn học máy thuỷ khí, Tập 1 Trờng ĐH Mỏ Địa Chất, do thầy Nguyễn Đức Sớng, Trần Văn Triều, Lê Kinh Thanh biên soạn năm 1990 2 Bài giảng Máy Thuỷ Khí Trờng ĐH Mỏ - Địa Chất, Nguyễn Đức Sớng,... dẫn hớng - Bản vẽ lắp chung máy bơm Xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của thầy Nguyễn Đức Sớng cùng các bạn sinh viên lớp (Máy và thiết bị mỏ K45) đã tạo mọi điều kiện để tôi hoàn thành đề án này Sinh viên thực hiện Hoàng Thế Kha mục lục Thuyết minh đồ án môn học Máy Thuỷ Khí Bộ môn Máy & Thiết bị Mỏ Trang Lời nói đầu Mục lục Phn th nht: TNH TON C BN I Tớnh chn ng c v phng ỏn kt cu bỏnh cụng tỏc II Tính... Chọn CD = 20 (m/s) 4 Cho tốc độ Ch từ mặt bích hút đến CD tốc độ cửa vào BDT thay đổi theo quy luật điều hoà (thờng là đờng thẳng) Sinh viên thực hiện:Hoàng Thế Kha 13 Thuyết minh đồ án môn học Máy Thuỷ Khí Bộ môn Máy & Thiết bị Mỏ Ci CD Ch quy luật biến đổi tốc độ 5 Nh vậy ta có thể tính đợc các thiết diện IV, III, II, I dựa vào điều kiện tốc độ qua các tiết diện này là không đổi C p và lu lợng của nó... 0,115 2.820.9,81 = 14,6(m / s ) Ch6 =0,118 2 Hg = 0,118 2.820.9,81 = 15(m / s ) Ch5 =0,12 2 Hg = 0,12 2.820.9,81 = 15,22(m / s) Sinh viên thực hiện:Hoàng Thế Kha 14 Thuyết minh đồ án môn học Máy Thuỷ Khí Bộ môn Máy & Thiết bị Mỏ Vậy diện tích của các thiết diện V, VI, VII, VIII là : Qt 0,043 = = 0,0014126m 2 = 1412,6(mm 2 ) 2C h 5 2.15,22 Qt 0,043 = = 0,0014333m 2 = 1433,3( mm 2 ) F6 = 2C h 6 2.15 Qt... dòng chảy trong máng xoắn không đổi từ tiết diện 1 đến 8, ta có : C mx = K mx 2 gH i Theo (hình 29 HDTK) với ns = 82 Kmx = 0,42 Sinh viên thực hiện:Hoàng Thế Kha 15 Thuyết minh đồ án môn học Máy Thuỷ Khí Bộ môn Máy & Thiết bị Mỏ = 0,42 2.9,81.82 = 16,8463( m/s) C mx + Diện tích tiết diện các máng xoắn là: F8 = Q 0,043 = = 0,0025525 m 2 = 25,525cm 2 Các diện tích C mx 16,8463 thứ i từ 1 đến 7 tính nh... min = 1 = 10 0 Ta có : 2 + 2,4 2 + 4tg 10 3,191 2 = 3,557(cm) h1= 10 2tg 2 2 2 + 2,4 + 4tg 15 6,381 2 = 3,874(cm) h2 = 15 2tg 2 Sinh viên thực hiện:Hoàng Thế Kha 16 Thuyết minh đồ án môn học Máy Thuỷ Khí Bộ môn Máy & Thiết bị Mỏ 2 + 2,4 2 + 4tg 20 9,572 2 = 4,359(cm) h3 = 2tg 20 2 2 + 2,4 2 + 4tg 25 12,763 2 = 4,81(cm) h4 = 25 2tg 2 2 + 2,4 2 + 4tg 30 15,953 2 = 5,19(cm) h5 = 30 2tg 2 2 2 + 2,4... 29 HDTK) ta có: Kp =1,55 , KH =1,07 h8 KN = D2 219,5 (k p k H ) = (1,55 1,07) = 62,4(mm) 2 2 Ta có sai số kiểm kiệm ngiệm : Sinh viên thực hiện:Hoàng Thế Kha 17 Thuyết minh đồ án môn học Máy Thuỷ Khí Bộ môn Máy & Thiết bị Mỏ h8 KN h8 62,4 59,53 100 0 0 = 100 0 0 = 4,6% h8 KN 62,4 Vậy thoả mãn KN = III Bộ phận dẫn hớng trung gian tg 3 = dr1 b C' = k 3 2 2 r Trong đó: rd b3 C 2u k3 = 1,3; b3 =... ngoài của đĩa dẫn D4 theo bảng sau : 25 o 20 o 15 o 10 o 3 D3/D4 0,45 0,5 0,6 0,75 Sinh viên thực hiện:Hoàng Thế Kha 18 5o 0,95 Thuyết minh đồ án môn học Máy Thuỷ Khí Vì 3 = 70 D3 2.135,3 2.r =0,85 D4 = 3 = =318 mm D4 0,85 0,85 Phần IV: I Bộ môn Máy & Thiết bị Mỏ Bộ phận lót kín Lót kín bánh xe công tác: ( Hình vẽ 33) + Xác định áp suất khe hẹp Ta có công thức : hy = HTA rY1 = HTA = 2 ry 1 U 2 r2... rò qua khe hở lót kín phía trớc BCT 1 là: q1 = à fY 2 ghY Trong đó: à là hệ số lu lợng khe hẹp, Diện tích tiết diện khe hẹp: Sinh viên thực hiện:Hoàng Thế Kha 19 Thuyết minh đồ án môn học Máy Thuỷ Khí Bộ môn Máy & Thiết bị Mỏ fY = 2rY11 = 2.3,14.67,38.0,2= 84,63 mm2=84,63.10-6 m2 q1 = 0,5.84,63.10 6 2.9,81.49,2 = 0,0013147( m 3 / s ) + Xác định lợng chất lỏng chảy qua khe hở phía sau BCT: q2 = à . 22,5 (v/ph) II. Tính toán các thông số ở cửa vào của bánh công tác Sinh viên thực hiện:Hoàng Thế Kha 1 Thuyết minh đồ án môn học Máy Thuỷ Khí Bộ môn Máy & Thiết bị Mỏ 1. Vẽ sơ đồ kết cấu bánh. =K cs . 1 2gH với g=9,81 (m/s 2 ) )(82 10 820 1 m i H H === Sinh viên thực hiện:Hoàng Thế Kha 2 Thuyết minh đồ án môn học Máy Thuỷ Khí Bộ môn Máy & Thiết bị Mỏ K cs =0,14 6,582.81,9.214,0 = s C (m/s) Vậy. của cánh l :Từ các giá trị tính toán ta có tam giác vận tốc Sinh viên thực hiện:Hoàng Thế Kha 3 Thuyết minh đồ án môn học Máy Thuỷ Khí Bộ môn Máy & Thiết bị Mỏ u =u 1 0 = 1 =90 0 W 0 W 1 =C 1r C = C 0 r 30 24 1 1,0