Страница: 19/49
Минимальное напряжение изгиба
σизг.min.= 51,71
3,51*10-7
σизг.min.= 147,321 МПа
Напряжение кручения:
τкр=Мкр.max
Wp
где, Wр=2*Wх
Wр=2*3,51*10-7
Wр=7,02*10-7 м
Это мы нашли полярный момент сопротивления вала
τкр.= 67,28
7,02*10-7
τкр.=96,114 Мпа;
Эквивалентное напряжение:
σэкв=√σ2 изг.max + τкр2
σэкв=√198,9452+3*96,1142
σэкв.=259,409 Мпа;
Запас прочности по пределу текучести:
п= σт ≥ 1,3
σэкв
п= 750
259,409
п=2,8;
Из результатов расчетов видно, что вал из стали 40 ХН диаметром 17 мм со шлицем и с проточкой под стопорное кольцо выдерживает заданные нагрузки с коэффициентом запаса прочности п=2,8, который удовлетворяет условию 2,8>[1,4].
3.5.Прочностной расчет
3.5.1.Прочностной расчет корпуса насоса
Корпусы погружных центробежных насосов изготавливают из трубных заготовок точением или из холодных комбинированных труб повышенной точности длиной 2100, 3600 и 5000 мм.
Корпус насоса будет рассчитываться в следующей последовательности.
1.Выбираем наружный диаметр и внутренний корпуса насоса.
Dвн.=0,092 м, Dвн=0,08 м
2.Определяем предварительную затяжку пакета ступеней с учетом коэффициента запаса плотности верхнего стыка по формуле:
T=πКρgНrвн.[1-Eк-Fк/2 (ЕкFк+Ена Fна)] (3.40)
где К – коэффициент запаса плотности стыка;
К=1,4
ρ - плотность воды;
ρ=1000м/кг
g – ускорение свободного падения;
g = 9,8 м/с
H- максимальный напор насоса;
Н =1300 м
r - внутренний радиус расточки корпуса насоса;
r=0,04 м
Ек- модуль упругости материала корпуса насоса;
Ек=0,1х10 6Мпа
Fк – площадь поперечного сечения корпуса насоса;
Fк=1,62х10 -3 м 2
Ена- модуль упругости материала направляющего аппарата;
Ена=1,45х10 5МПа
Fна – площадь поперечного сечения направляяющего аппарата;
Fна=6,08х10-4 м2
Т=3,14х1,4х1000х9,81х1160х0,042 [1-2,1х106 х1,62[10-3 /2(2,1х106 х1,62х10-3 +1,45х105 х6,08х10-4 ) ]=48256Н
3.Находим общее усилие, действующее вдоль оси корпуса по выражению:
Q=Т+ρgНrвн 2 EкFк/2(ЕкFк+ЕнаFна)+G + πКρgНrвн (3.41)
где Т – предварительная затяжка пакета ступеней, определенная по формуле
(3.40)
Т=48256Н
G – масса погружного агрегата;
G =20505 Н;
Hmax - максимальный напор насоса;
Нmax =3500 м
Q = 268519Н
4.Вычисляем осевое напряжение в опасных сечениях корпуса по формуле
σ=Q/Fк (3.42)
где Q – общее усилие, действующее вдоль корпуса насоса, определенное по
выражению (3.41)
Q=268591 Н
Fк – площадь ослабленного сечения корпуса по наружному диаметру
трубы;
Fк =1,24х10-3 м2
σz=268519/1,24х10-3=220МПа
5.Определяем тангенциальное напряжение в опасных сечения, по выражению:
σ=pgHmaxrвн/S-MT/F’ (3.43)
где S – толщина корпуса в опасном сечении;
S=0,009 м
M – коэффициент Пуассона;
M=0,28
σт=142 МПа
3.5.2.Прочностной расчет винтов страховочной муфты.
Расчет винтов на срез произведем по формуле:
τ≤[τ] (3.44)
где τ – напряжение среза действующее на винты страховочной муфты;
[τ] – допускаемое напряжение среза.
Допускаемое напряжение среза определяется по формуле:
[τ]=0,4σт
где σт – предел текучести материала винта, для стали 35 из которой
Реферат опубликован: 15/01/2010