Chương 2 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MỘT SỐ BỘ PHẬN CHÍNH CỦA MÁY BƠM
2.5. Tính toán thiết kế trục máy bơm
- Theo phần trên tính được đường kính đầu ra của trục theo công thức
dr =
3 ,
. 12 ,
0
Mx
Trong đó:
dr: Đường kính đầu ra của trục bơm.
Mx: Mô men xoắn trên trục.
Mx = 97403.
n
N .9,81 (N.cm)
[ ],: Ứng suất cắt cho phép của vật liệu làm trục. Ở đây ta chọn vật liệu là thép cacbon, với thép C30C45 thì giá trị [ ], = 9,81.(150 250) (N/cm2), từ đó ta chọn [ ], = 9,81.150 (N/cm2).
Thay số vào công thức ta được:
dr = 3
2950 . 150 . 81 , 9 . 12 , 0
140 . 81 , 9 . 97403
= 6,4 (cm) = 0,064 (m) Ta chọn dr = 65mm
- Đường kính trục tại vị trí lắp bánh công tác.
Bơm НПС 65/35 – 500 có 8 cấp bánh công tác, gồm 2 phân đoạn với kết cấu nằm ngang sự bố trí các bánh công tác đôi một đối xứng nhau có tác dụng khử lực dọc trục sinh ra trong khi bơm làm việc. Dựa vào kết cấu của bơm đòi hỏi trục bơm khi thiết kế phải tính đến độ cứng vững cao, khả năng chịu các lực uốn, lực xoắn tốt. Các chi tiết trên trục khi lắp đặt phải có độ đồng tâm cao.
Từ đó ta có thể quyết định kích thước trục với đường kính d > dr từ 5
20 mm.
Ta chọn d = 0,07 m
- Đường kính Moayơ bánh công tác.
do = (1,2 1,25)d (m) Chọn do = 1,2.0,07 = 0,85 (m)
2.6. Bản vẽ lắp máy bơm (hình 2.14).
Hình 2-14. Máy bơm НПС 65/35 – 500
1- gối đỡ lắp hai ổ đỡ chặn; 2- trục bơm; 3- bộ làm kín; 4- buồng làm kín (sanhich); 5- bạc lót buồng làm kín; 6- buồng vào cấp 1; 7- bạc làm kín cấp 1;
8- thân bơm trái; 9- bạc làm kín cấp 2 (cửa hút cấp 2); 10- bác làm kín cấp 2 (cửa đẩy cấp 2); 11- khoang đẩy cấp 4; 12- bạc làm kín thân bơm giữa; 13- buồng cửa ra cấp 3; 14- thân bơm phải; 15- gioăng cao su làm kín; 16- thân bơm nửa trên; 17- bạc làm kín cửa vào cấp 5; 18- thân cử vào cấp 5; 19- bạc lót lót buồng làm kín; 20- buồng làm kín; 21- gối đõ đầu phải; 22- ống giảm tải; thân nửa dưới; 24- bánh công tác.
Cấu tạo
Bơm НПС 65/35 – 500 là loại bơm ly tâm 8 cấp với thân vỏ có thể tháo được theo mặt phẳng ngang. Vỏ thân bơm bao gồm 2 nửa tách rời theo mặt phẳng ngang. Bề mặt phân cách của cả 2 nửa này được mài rà phẳng và được ghép chặt với nhau nhờ các bulông và các đai ốc mũ. Nối thân dưới là kết cấu hàn, bao gồm phần vỏ bằng thép đúc được hàn nối với ống dẫn từ cấp IV (11) ngược vào cấp V (18) và các đầu ống cong lắp ống giảm tải (22) để làm cân bằng áp suất ở khoang trước bộ phận làm kín trục ở phía áp suaát cao với cửa hút cấp I. Hướng đường tâm của các phần nửa hình ống nằm trên mặt phẳng ngang, ở bên cạnh và thẳng góc với trục bơm.
Bộ phận hướng dòng (phần chảy) của bơm bao gồm các ngăn phải (14) và ngăn trái (8), khoang cửa vào cấp I (6) và cấp V (18), khoang cửa ra cấp IV (11) và cấp VIII (13). Tất cả các ngăn và khoang này đều được định tâm theo bề mặt tiện trong của vỏ thân bơm và được hãm chống xoay bởi các chốt.
Việc lắp đúng các khoang tương ứng với các lỗ thoát ở vỏ được bảo đảm bởi các cữ hãm cắm vào. Việc làm kín khe hở giữa các chi tiết của bộ phận hướng dòng và thân vỏ máy bơm nhằm loại trừ việc rò rỉ chất lỏng giữa các cấp được thực hiện bởi các gioăng cao su chịu nhiệt có tiết diện tròn.
Các bánh công tác được lắp trên trục bơm thành 2 nhóm, mỗi nhóm 4 bánh công tác. Các cửa vào của các bánh công tác của 2 nhóm ở phía ngược
nhau, điều đó cho phép giảm đáng kể lực dọc trục tác dụng lên rotô. Việc làm kín trục được thực hiện bởi bộ phận làm kín kiểu mặt đầu hoặc kiểu dây quấn.
Trục (2) của bơm được quay trong gối đỡ vòng bi lắp bên ngoài thân vỏ.
Gối đỡ phía khớp nối bao gồm 2 vòng bi kiểu đỡ chặn ns = 3/4 1/2
4 / 3 2 / 1
. . . . 65 , 3
y H
i Q n t
, còn gối đỡ phía còn lại gồm 2 vòng bi đỡ ns = 3/4 1/2
4 / 3 2 / 1
. . . . 65 , 3
y H
i Q n t
. Các ổ bi này được bôi trơn bằng chất lỏng (dầu bôi trơn). Sự tuần hoàn cục bộ của dầu bôi trơn đã được dự tính đến cùng với sự duy trì tự động mức của nó.
Ở loại Salnhic mềm, các vòng dây Salnhic được phân bổ bởi khoang vòm chứa Salnhic và thông qua đó dầu nguội tuần hoàn vừa làm mát, vừa bôi trơn cho trục rotô và các vòng Salnhic. Ngoài ra dầu bôi trơn tuần hoàn còn có tác dụng làm màng ngăn thủy lực không cho các sản phẩm dầu thô nóng từ nhiệt độ lớn hơn 80oC lọt ra ngoài. Chất lỏng làm kín này (dầu) được đưa khoang vòm chứa các dây salnhic mềm dưới áp suất từ 0,5 – 1,5 at, lớn hơn áp suất chất lỏng công tác (dầu thô) ở phía trước bộ phận làm kín. Áp suất của chất lỏng làm kín được điều chỉnh bở bộ phận điều chỉnh vi sai áp lực được nối vào hệ thống đường ống phụ của bộ phận làm kín. Các chỉ dẫn về cách sử dụng bộ điều chỉnh vi sai này được trình bày trong bảng hướng dẫn đi kèm với tổ hợp bơm. Các sơ đồ nối các đường ống phụ đã được dự tính sao cho có thể điều chỉnh bằng tay mức áp lực nhờ các van và đồng hồ báo đặt trên đường ra. Áp lực của chất lỏng làm kín (và làm mát) được đưa vào mặt đầu của bộ phận làm kín cần phải phù hợp với sự cần thiết đã được chỉ dẫn của cơ sở chế tạo các bộ phận làm kín này.
Nguyên lý làm việc của bơm НПС 65/35 – 500:
Tổ hợp bao gồm bơm và động cơ điện được lắp ráp trên một bộ khung dầm chung. Việc liên kết các trục của bơm và động cơ được thực hiện nhờ khớp nối răng và một trục trung gian. Chiều quay rôto của bơm là chiều quay trái (ngược chiều kim đồng hồ) nếu nhìn từ phía động cơ.
Khi động cơ điện của tổ hợp làm việc, truyền chuyển động quay với vận tốc 2950 3000Vg/phút cho trục rôto của bơm thông qua khớp nối răng, bánh công tác quay, chất lỏng công tác có áp lực (lớn hơn 0,42kG/cm2) từ đường cấp đi vào miệng hút qua khoang cửa vào của bánh công tác cấp 1 (ở nửa bên trái), dưới ảnh hưởng của lực ly tâm bị dồn từ trong ra ngoài chuyển động theo các máng dẫn, đến khoang cửa vào của bánh công tác cấp 2 và tiếp tục như vậy vào cấp 3 và cấp 4 rồi theo đường dẫn hàn nối từ khoang cửa ra cấp 4 đến khoang cửa vào cấp 5 ở đầu bên phải của bơm. Ở nửa bên phải của bơm, chất lỏng công tác đi từ phải sang trái, qua cấp 5, cấp 6, cấp 7, cấp 8 tương tự như ở nửa bên trái, rồi qua cửa ra của bơm đi vào đường ép (đường bơm).
Chất lỏng công tác từ cửa vào của bơm, đến cửa ra, qua mỗi cấp bánh công tác, chất lỏng lại nhận thêm phần cơ năng mới thông qua các cánh dẫn của bánh công tác, tạo thành năng lượng thủy động (gồm động năng V2/2g và áp năng P/) cho dòng chảy của chất lỏng. Mặc dầu số cánh dẫn của mỗi bánh công tác là có hạn, nhưng được quay với vận tốc góc lớn, và do sự liên kết nội năng giữa các phân tử chất lỏng nên dòng chảy chất lỏng đi qua bơm vẫn là liên tục và có năng lượng do các cánh dẫn của bánh công tác truyền cho.
Ở bơm НПС 65/35 – 500, việc 8 bánh công tác của nó được chia thành 2 nhóm bên trái và bên phải, có cửa vào của bánh công tác ở mỗi nhóm ngược nhau. Ở ngăn bên trái (từ bánh công tác cấp 1 đến bánh công tác cấp 4) dòng chất lỏng công tác đi từ trái sang phải. Ở ngăn bên phải (từ bánh công tác cấp 5 đến bánh công tác cấp 8) dòng chất lỏng đi từ phải sang trái, điều đó làm giảm đáng kể lực dọc trục tác dụng lên rotô. Phần chất lỏng có áp lực lớn ở khoang cửa vào cấp 5 rò rỉ đến phía trước bộ phận làm kín trục đầu bên phải theo ống giảm tải trở về đầu cửa hút của bơm.
Chương 3