đồ án máy thủy khí tính toán bơm 2 của hút

Đồ án môn học máy thuỷ khí VII là một trong các đồ án có tầm quan trọng nhất đối với một sinh viên khoa cơ khí.. Đồ án giúp cho sinh viên hiểu những kiến thức đã học môn thuỷ lực va máy

Ngành cơ khí chế tạo máy chiếm một vị trí quan trọng đối với sự phát triển của nền kinh tế quốc dân Vì vậy phải đẩy mạnh việc cải tiến kỹ thuật trong ngành chế tạo máy

Đồ án môn học máy thuỷ khí VII là một trong các đồ án có tầm quan trọng nhất đối với một sinh viên khoa cơ khí Đồ án giúp cho sinh viên hiểu những kiến thức đã học môn thuỷ lực va máy thuỷ khí Đồ án còn giúp cho sinh viên đợc hiểu dần về thiết kế và tính toán thiét ké một công cụ máy quan trọng đó là máy bơm

Đợc sự giúp đỡ và hớng dẫn tận tình của thầy giáo nguyễn đức sớng trong bộ môn Máy và thiết bị mỏ đến nay đồ án môn học của em đã hoàn thành Tuy nhiên việc thiết kế đồ án không tránh khỏi sai sót em rất mong

đợc sự chỉ bảo của các thầy và sự chỉ bảo của các bạn

Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo nguyễn đức sớng, các thày, cô giáo trong tổ bộ môn Máy và thiết bị mỏ và các bạn đã giúp đỡ

em hoàn thành đề tài này

Hà Nội, ngày 6 tháng 2 năm 2004

Sinh viên : Tạ Thị Thuỳ Linh

Công suất yêu cầu trên trục bơm:

27 ,

70 =

=

q

n

Vì ns quá lớn , kiểu máy bơm 2 miệng hút( phân đôi lu lợng)

II Tính toán các thông số ở cửa vào bánh công tác:

c

t H gQ N

, 0 1000

46 11 , 0 81 , 9 1000

kW

y H

i Q n

n s 3/4t

4 / 3

=

) / ( 27 , 70 2

46

1 11 , 0 1450 65 ,

4 / 3

ph v

2> Xác định đờng kính đầu ra của trục bơm (đờng kính trục lắp khớp nối) Tính theo công thức :

3 [ ]

/ 2 ,

0 τ

x r

) 5 , 2452 1962

.(

2 , 0

6 , 43624

Q D

11 , 0

7> Xác định chiều rộng mép vào b1:

α0=900  C0 = C0r

C0= (1 - 1,1)Cs

=(1- 1,1) 3,9 = 3,9 – 4,3 (m/s)

111 , 0 2

0 1

Q

C1r = C0r

1 1

C1r= 1,2.4,1= 4,92 (m/s)

8> Xác định góc vào của cánh β1

tgβ1,0 =

1 0 1

1 1

1

1

cos α

C u

C C

15 , 0 1450 14 , 3 2 30 2

92 ,

4 =  β1=26,60.9> Xác định chiều dày cánh dẫn S

Theo (1) : Chọn vật liệu dùng để chế tạo cánh dẫn là thép nhẹ

 u2= 1,082.9,81.46 28,84

1

2

84 , 28 60

k Q

2 2

2

,

3

05 , 1 11

92 , 4

4 , 4

6> Xây dựng các tam giác tốc độ:

_Tam giác tốc độ ở cửa vào BCT:

α2 =120 - 300

β2=250

w2=10,4 (m/s)

C2r=(0,7-1)C2r=(0,7-1)4,92=3,444 - 4,92  C2r=4,4 (m/s)u2=28,84 (m/s)

C2u=u2- w2.cos250=28,84 -10,4.cos250 = 19,41 (m/s)

41 , 19

4 , 4 2

2 2

1 2

1 β + β

−

+

D D

D D k

2

38 , 23 25 sin 15 38

15 38 5

,

− +

Vậy: Z= 6 cánh

8> Chiều dày đĩa BCT

ở phần giáp với moay ơ : m=10 mm

PhÝa ngoµi chiÒu dµy nhá h¬n : m= 8 mm

IV.KiÓm tra kÕt qu¶ tÝnh to¸n

1> KiÓm nghiÖm c¸c hÖ sè thu hÑp

38 , 23 sin

4 , 0 6

15 14 ,

15 14 , 3

1

1 1

D z

D k

S¬ bé: k1= 1,2

Sai kh¸c: δ =1,2−1,12,147.100%=4,4% < 5%

25 sin

6 , 0 6

38 14 ,

38 14 , 3

2

2 2

D z

D k

S¬ bé: k2 =1,05

Sai kh¸c : δ=1,021,−051,05.100% = 2,85% < 5%2> KiÓm nghiÖm tû sè b2/D2

V× b¬m 2 miÖng hót, xÐt tû sè b2//D2

0382 , 0 380 2

29 2

, 0

252 , 19 00073 , 0

00073 ,

2

3 / 4

b

Sai kh¸c: δ =0,03910,0391−0,0382.100% = 2,4% <5%

Phần ii Xây dựng biên dạng cánh

Với số vòng quay đặc trng ns =70,27 >60,

I.Đặc điểm tính toán BCT

II Xây dựng biên dạng cánh dẫn trên mặt kinh tuyến (mặt đứng)

Xây dựng cánh dẫn cong 1 chiều đơn giản, có dạng cánh cong mặt trụ, hẹp và dài

Các trị số bi thay đổi từ cửa vào đến cửa ra(từ vị trí r1 =

2 1

i t

C D

k Q

.

ir

t

S W

C

+

Qui luật biến đổi thông số W:

10,412,4

4,4

0

r i

f

1

1

180 i rr

i r i

f

ϕ π

=

∆

∑

1> Tốc độ của dòng chảy từ mặt bích nối với ống hút của bơm:

11 , 0 4

=0,2 (m)=20 (cm) Tốc độ cửa vào BCT Cd:

CD= (1,3 – 1,5)Ch

= (1,3 – 1,5).3,45= 4,485 – 5,175 ( m/s)

Lấy: CD= 5 ( m/s)

3> Xác định diện tích các tiết diện ở cửa vào BCT

3.1> Diện tích tiết diện IV (F4)

Coi vận tốc dòng chảy ở cửa vào BCT là không đổi (Cp=CD)

11 , 0

=0,0055 (m2) =55 (cm2)3.2> Diện tích của tiết diện III (F3)

4

3

F = 55 4

3

= 41,25 (cm2)3.3> Diện tích của tiết diện II (F2)

4

2

F = 55 4

2

= 27,5 (cm2)3.4> Diện tích của tiết diện I (F1)

4

1

F = 55 4

1

=13,75 (cm2)3.5> Diện tích của các tiết diện V, VI, VII

Coi tốc độ dòng chảy ở cửa vào BCT biến đổi theo qui luật đờng thẳng

Do đó xác định các giá trị vận tốc ở cửa vào nh sau:

11 , 0

=0,01309 m2=130,9 cm2

F6=

6

2 h

t

C Q

=20.3,11,75=0,01467 m2=146,7 cm2

Ta coi hình dáng ở các tiết diện vào của BCT có dạng là những hình thang cân đã biết (Fi), có đáy lớn là ai cha biết và đáy nhỏ b=b1= 2,85 (cm) , có các chiều cao hi dựa vào (H1) Sau khi tính dợc cac tiết diện hình thang này ta thiết

kế lại sao cho có hình dáng hình học phù hợp

F

34 , 5

75 , 13 2

2

b h

F

8

5 , 27

2

b h

F

67 , 10

25 , 41

5.4> ở tiết diện IV (F4)

F4 = 55 (cm2);

h4 = OE – DS/2 = 20 – 16/2 =12 (cm)

a4 = 1

4 4 2

b h

F

12

55

b h

F

16

9 , 130 2

II.Bộ phận dẫn hớng ra

Dựa vào nhiệm vụ của bộ phận dẫn hớng ra và căn cứ vào bản vẽ chi tiết, yêu cầu kỹ thuật của bơm, ta chọn phơng pháp thiết kế bộ phận dẫn hớng ra của bơm có kiểu xoắn ốc mở rộng dần, tiết diện máng xoắn hình thang

1> Chiều rộng máng xoắn ứng với bán kính ra BCT :

Theo 1 : b3 = b2 + (0,02 – 0,05)D2

b3 = 2,2 + (0,02 – 0,05)38 = 2,96 – 4,1 (cm) Lấy: b3= 3,6 (cm)

2> Bán kính đờng tròn cơ sở của đờng xoắn ốc :

Theo 1 : r3=r2 +

30 2

r

=

60 2

2

2 D D

60

38 2

38 + = 19,633 (cm)

3> Tốc độ dòng chảy trong máng xoắn Cmx

Với điều kiện tốc độ dòng chảy trong máng xoắn không thay đổi từ tiết diện 1 đến tiết diện 8 , ta chia máng xoắn thành 8 điểm

Cmx = Kmx 2gHTheo giản đồ H29 (1): Kmx= 0,43

Cmx = 0,43 2.9,81.46 = 12,918 (m/s)

4> Diện tích các tiết diện trong máng xoắn:

4.1> Diện tích tiết diện 8 của máng xoắn:

Chia máng xoắn làm 8 phần, mỗi phần có các góc φi =450

F1 =

360

45

.85 = 10,625 (cm2)4.2.2> Diện tích tiết diện ở điểm 2 :

F2 =

360

90

.85 = 21,25 (cm2) 4.2.3> Diện tích tiết diện ở điểm 3 :

F3 =

360

135

.85 = 31,875 (cm2) 4.2.4> Diện tích tiết diện ở điểm 4 :

F4 =

360

180

.85 = 42,5 (cm2) 4.2.5> Diện tích tiết diện ở điểm 5 :

F5 =

360

225

.85 = 53,125 (cm2) 4.2.6> Diện tích tiết diện ở điểm 6 :

F6 =

360

270

.85 = 63,75 (cm2) 4.2.7> Diện tích tiết diện ở điểm 7 :

F7 =

360

315

.85 = 74,375 (cm2) 5> Chiều cao hình thang có tiết diện máng xoắn:

hi =

) 2 / ( 2

).

2 / ( 4

2 3 3

i

i i

tg

F tg

b b

ξ

ξ + +

−

Trong đó :

Góc mở tiết diện ξi = 10

ξi+1 = ξi +50 (i = 1 – 8) 5.1> Chiều cao hình thang tiết diện máng xoắn ở vị trí 1:

5 2

625 , 10 5 4 4 4

tg

tg

+ +

−

=2,5146 (cm) 5.2> Chiều cao hình thang tiết diện máng xoắn ở vị trí 2:

5 , 7 2

25 , 21 5 , 7 4 4 4

tg

tg

+ +

−

= 4,61 (cm) 5.3> Chiều cao hình thang tiết diện máng xoắn ở vị trí 3:

10 2

875 , 31 10 4 4 4

tg

tg

+ +

5.4> Chiều cao hình thang tiết diện máng xoắn ở vị trí 4:

h4 = 2 0 0

5 , 12 2

5 , 42 5 , 12 4 4 4

tg

tg

+ +

−

= 7,5 (cm) 5.5> Chiều cao hình thang tiết diện máng xoắn ở vị trí 5:

15 2

125 , 53 15 4 4 4

tg

tg

+ +

5.6> Chiều cao hình thang tiết diện máng xoắn ở vị trí 6:

5 , 17 2

75 , 63 5 , 17 4 4 4

tg

tg

+ +

5.7> Chiều cao hình thang tiết diện máng xoắn ở vị trí 7:

20 2

375 , 74 20 4 4 4

tg

tg

+ +

−

= 9,85 (cm) 5.8> Chiều cao hình thang tiết diện máng xoắn ở vị trí 8:

5 , 22 2

85 5 , 22 4 4 4

tg

tg

+ +

−

= 10,29 (cm) 6> Kiểm nghiệm chiều cao h8 theo công thức kinh nghiệm:

k8KN =KP 2 2

3

2 D D

−

Với : D3=KH.D2

Tra theo giản đồ H29 (1) : KP= 1,6

KH=1,06 => k8KN =(KP- KH).D2/2

=(1,6 – 1,06).38/2= 10,26

Sai số kiểm nghiệm :

εKN = 100

29 , 10

26 , 10 29 ,

10 −

% = 0,29%

Sai số rất nhỏ => giá trị h8 đạt yêu cầu

Phần iv bộ phận lót kín

1 2

2

r r

r g

8

.

U h H g

r U

H

=

) 02 , 0 01 , 0 ( 75 , 0

10 19 84 , 28

11 , 0

II Lót kín trục bơm

Để chống rò nớc từ bơm ra và chống khí lọt vào buồng hút, buồng đẩy, ta dùng các vòng phớt ( đợc làm từ các sợi amiăng, bố trí ở phía cửa hút ) để lót kín trục

Chiều dài phần lót kín:

L= (3 + 0,5).20 = 70 (mm)

Phần v- lực tác dụng trong máy bơm và tính toán

trục bơm

I Tính toán các lực tác dụng

Do là bơm 2 miệng hút, dòng chất lỏng sẽ tác dụng đối xứng với nhau qua BCT nên khi bơm làm việc thì thành phần lực hớng trục không xuất hiện (Fz=0) Bơm chỉ chịu 1 thành phần lực duy nhất đó là lực hớng kính (FR) Lực này xuất hiện do có sự thay đổi lu lợng của máy bơm và do cấu tạo của máng xoắn ra

Lực này đợc xác định:

2

2

1 , 0 1 25 ,

Góc của lực lập với trục X một góc 1000

II Tính toán trục bơm

* Trục bơm đợc làm từ Thép 45, có chiều dài tối đa , và tạo thành 4 bậc trục (dựa vào bản vẽ của máy)

Đờng kính nơi lắp BCT là d=75 mm

Đờng kính nơi lắp ổ lăn là 55 mm

Đờng kinh nơi lắp khớp nối trục là dr=45 mm

* Cố định trục bơm bằng ổ lăn cầu đỡ chặn và các bít nắp ổ

* ở bề mặt trục lắp ổ lăn và BCT cũng nh nơi lắp khớp nối phải làm nhẵn tới

độ bóng ∇6 để tạo điều kiện lắp ghép dễ dàng

Phần VI Dựng bản vẽ lắp bơm và kiểm tra sơ bộ hiệu

suất

I Dùng b¶n vÏ l¾p b¬m

Dùa vµo b¶n vÏ m¸y b¬m mÉu

II TÝnh s¬ bé hiÖu suÊt cña b¬m

1> HiÖu suÊt thuû lùc

1 0 , 172 lg

42 , 0 1

−

−

=

td tl

1 , 0

3> HiÖu suÊt c¬ khÝ

820 1 1

, 70

45 , 70

2 2

2

+

= +

=

s

s ck

n n

(1) Híng dÉn thiÕt kÕ M¸y Thuû KhÝ