Конспект лекцій для студентів спеціальності 080303 «динаміка І міцність» icon

Конспект лекцій для студентів спеціальності 080303 «динаміка І міцність»




НазваКонспект лекцій для студентів спеціальності 080303 «динаміка І міцність»
Сторінка2/4
Дата12.07.2012
Розмір0.54 Mb.
ТипКонспект
1   2   3   4

^ Статичний розрахунок врівноважуючого пристрою. Рівняння рівноваги ротора


В осьовому напрямі F=T або у безрозмірному вигляді , де - безрозмірна врівноважувана сила, яка визначається наближеною формулою [12]





HS=H2-H1 - потенційний напір колеса; - колова швидкість зовнішнього обода колеса; i - число ступенів насоса; - питома густина перекачуваного середовища; g - прискорення сили тяжіння.

Геометричні розміри R0, R1, R2 показані на рисунку 1. Якщо виразити потенціальний напір колеса через гідравлічний ККД та теоретичний напір та ввести коефіцієнт теоретичного напору тоді безрозмірну силу можна виразити через





Наведений вираз для безрозмірної осьової сили є наближеним. Насправді її величина залежить від цілого ряду додаткових чинників [11] та у процесі експлуатації машини може змінюватися у широких межах. Тому звичайно рекомендують проводити перевірку працездатності врівноважуючого пристрою на граничному значенні осьової сили, яку можна визначити, беручи статичний тиск у бічних пазухах робочого колеса постійним по радіусу. При цьому




де pі - тиск, що розвивається однією ступенею.

Гранична сила не повинна перевищувати максимальну врівноважувальну силу: Якщо знехтувати відносно малим зусиллям пружин , то остання умова набуде просте геометричне значення: або .


Статична характеристика системи


Із рівняння рівноваги ротора виразимо безрозмірний торцевий зазор як функцію зовнішнього збурення та впливу :


(26)

де в положенні статичної рівноваги - узагальнений зовнішній вплив.

Рівняння (26) показує, що стале значення зазору зменшується зі збільшенням впливу та дифузорності . Конфузорна форма торцевого дроселя приводить до збільшення середнього зазору. В разі плоского зазору з рівняння (26)


(27)


Для побудови статичних характеристик зручніше користуватися виразом (24), який дає як функцію безрозмірного зазору. Це дозволяє уникнути необхідності розв’язування рівняння (26).

З формули (27) можна визначити провідність циліндрових дроселів gc, яка забезпечує оптимальне значення сталого зазору при заданому впливі:



(28)




У процесі роботи машини сила, що діє на ротор, може відхилятися від розрахункового значення і викликати відповідні зміни торцевого зазору. За умов надійності та економічності можна орієнтовно рекомендувати допустимі відхилення сталого зазору від оптимального значення у межах або

Величина статичних відхилень зазору при зміні врівноважувальної сили визначається крутістю статичної характеристики Обчисливши похідну, яка є коефіцієнтом лінеаризованої статичної жорсткості, одержимо


(29)

а відхилення зазору





Останнє співвідношення дає оцінку відхилень середнього зазору за лінеаризованою у точці статичною характеристикою, причому з рівності (23) , оскільки . З формули (29) видно, що жорсткість характеристики зростає зі збільшенням . Те, що коефіцієнт статичної жорсткості від’ємний, свідчить про стійкість статичної характеристики у разі плоского зазору.

Прирівнюючи до нуля другу похідну можна знайти значення або , при якому крутість характеристики досягає максимуму.


^ Деформації врівноважуючого диска


Визначимо величину деформації спочатку плоского диска під дією прикладеної до диска врівноважуючої сили F1, беручи її рівномірно розподіленою за ефективною площею диска (рис. 19). Інтенсивність розподіленого навантаження з урахуванням (24)








Рисунок 19 – До визначення деформацій диска


Диск постійної товщини b1 вважатимемо жорстко затисненим по радіусу r1. Для прийнятої розрахункової схеми величина прогинання диска на його зовнішньому радіусі визначається за формулою [13]


(30)


де E1 - модуль пружності матеріалу диска. Коефіцієнт K залежить від відношення радіусів (рис. 19). Кут конусності торцевого зазору, який утворений прогином диска, а параметр де




Якщо значення підставити в рівність (27), то одержимо рівняння статичної характеристики, що враховує залежність деформації диска від зовнішнього впливу:





Якщо розв’язати останнє рівняння щодо узагальненого впливу, то одержимо зручніший вираз для розрахунку статичної характеристики


(31)


Одержаний результат є розв’язком статичного варіанта задачі гідропружності врівноважувального диска.

Обчислимо коефіцієнт гідростатичної жорсткості





Коли похідна стає додатною, тобто система виявляється статично нестійкою.


^ Обчислення витрат


Оскільки врівноважуючий пристрій повинен працювати не тільки надійно, але й економічно, статичну характеристику потрібно доповнити витратною, щоб знати величину об'ємних втрат залежно від зовнішнього впливу.

Витрати через торцевий зазор з урахуванням формул (17), (19), (22) можна подати у вигляді


.


Використовуючи значення u із статичної характеристики, одержимо витрати як функцію узагальненої дії . Для плоских контактних поверхонь зазор визначається формулою (27), і витрати у цьому випадку легко виразити через зовнішній вплив:




(32)




^ Послідовність статичного розрахунку


Через надлишок визначальних параметрів багато з них доводиться приймати з конструктивних та технологічних міркувань, ґрунтуючись на наявному досвіді проектування подібних машин. Зокрема, для зменшення деформації диска по зовнішньому діаметру ширину його контактної поверхні слід обмежувати, беручи або . Зусилля віджимного пристрою , радіальні зазори циліндрових дроселів h1, h3 і торцевий зазор визначаються рівнем технології, чистотою перекачувального середовища, антизадирними властивостями матеріалів зв'язаних поверхонь. Витоки через врівноважуючу систему у сталому режимі повинні бути якомога меншими. Звичайно беруть , де - номінальна подача насоса. Елемент розвантажувального поршня дозволяє змінювати величину узагальненого впливу так, щоб він відповідав області оптимальних зазорів . Додатковий циліндровий дросель не тільки збільшує загальний опір гідравлічного тракту, але і дозволяє підтримувати необхідний тиск у камері після розвантажувального диска у разі зменшення торцевого зазору. Наприклад, у живильних насосах тиск насичених парів відповідає температурі живильної води 165°С, . Щоб не допускати пароутворення, слід взяти та з цієї умови, користуючись формулою (19), визначити провідність g3.

При деформації диска зменшуються врівноважена сила та відповідно зазор, тому товщину диска b1 треба вибирати так, щоб . При цьому впливом конусності на статичні характеристики можна знехтувати.

Відхилення зазору у заданому діапазоні зміни безрозмірної сили та тиску можна визначити, знаючи коефіцієнт гідростатичної жорсткості (29) або більш точно - побудовою статичної характеристики (31). За формулою (32) можна побудувати витратну характеристику врівноважуючого пристрою, а розрахунок вести відповідно до блок-схеми, що містить також числовий приклад синтезу основних параметрів врівноважуючого пристрою ротора живильного насоса.


Приклад

1. Початкові дані: Т=280 кН, р1б=18,6МПа,

Обчислюємо:

Беремо: h1=2,5•10-2 см, h3=2•10-2 см, zб= 0,8•10-2 см.

2. або

Обчислюємо:

Одержуємо

3.

Обчислюємо:

Одержуємо:

4.

Обчислюємо:

Одержуємо:

Примітка. максимальна крутість статичної характеристики відповідає .

5.

Обчислюємо:



Одержуємо:

Примітка. Якщо замість взяти , то у врівноваженому стані u>1. Щоб відновити рівність u=1, потрібно збільшити чи (або) зменшити .

6.

Обчислюємо:

Одержуємо:

Примітка. якщо ця умова не виконується, потрібно збільшити чи (або) umin.

7.



Рисунок 20 - Статична та витратна характеристики


Обчислюємо



Одержуємо:b1=3 см.

Примітка. Значення К береться з рисунка 19.

8.




За результатами розрахунку побудовані статична та витратна характеристики (рис. 20), на яких відмічені діапазони зміни зазору та витрати у заданій області зміни узагальненої дії Крива ^ 1 побудована за формулою (33) для . Криві 2-4 характеризують вплив деформації диска. Аналізуючи криву 2, бачимо, що при товщині диска b1 = 3 см зменшення середнього торцевого зазору через деформацію становить , тобто нехтуємо мало. У області малих зазорів, де характеристики ^ 2-4 мають ділянки, що западають система втрачає статичну стійкість.

1   2   3   4

Схожі:

Конспект лекцій для студентів спеціальності 080303 «динаміка І міцність» iconКонспект лекцій для студентів спеціальності 080303 «динаміка І міцність»
Конспект лекцій з курсу «Гермомеханіка». Розділ “ Теорія і конструкції механічних торцевих ущільнень” / Укладачі
Конспект лекцій для студентів спеціальності 080303 «динаміка І міцність» iconКонспект лекцій для студентів спеціальності 080303 «динаміка І міцність»
Конспект лекцій з курсу «Гермомеханіка». Розділ “ Теорія І конструкції механічних торцевих ущільнень” / Укладачі
Конспект лекцій для студентів спеціальності 080303 «динаміка І міцність» iconКонспект лекцій для студентів спеціальності 080303 «динаміка І міцність»
Конспект лекцій з курсу «Гермомеханіка». Розділ “Ущільнення роторів насосів атомних електростанцій” / Укладачі: В. А. Марцинковський,...
Конспект лекцій для студентів спеціальності 080303 «динаміка І міцність» iconКонспект лекцій для студентів спеціальності 080303 «динаміка І міцність»
Конспект лекцій з курсу «Гермомеханіка». Розділ “Ущільнення роторів насосів атомних електростанцій” / Укладачі: В. А. Марцинковський,...
Конспект лекцій для студентів спеціальності 080303 «динаміка І міцність» iconНавчальний посібник для студентів спеціальності 080303 "Динаміка і міцність"
Охватывает диапазон изменения скорости роста трещины от нуля до критического значения, соответствующего окончательному разрушению...
Конспект лекцій для студентів спеціальності 080303 «динаміка І міцність» iconМ. Г. Шульженко, С. О. Закурдай динаміка рухомого складу конспект лекцій
Динаміка рухомого складу. Конспект лекцій /для студентів 4 курсу денної форми навчання напряму підготовки 0922 050702 – «електромеханіка»...
Конспект лекцій для студентів спеціальності 080303 «динаміка І міцність» iconКонспект лекцій з дисципліни " Вступ до спеціальності"
Конспект лекцій з дисципліни «Вступ до спеціальності» (для студентів 1 курсу спеціальності 050100 "Економіка підприємства") Авт....
Конспект лекцій для студентів спеціальності 080303 «динаміка І міцність» iconПаспорт спеціальності 05. 02. 09 Динаміка та міцність машин
Методи дослідження та розрахунку динамічних процесів у машинах, приладах та апаратах
Конспект лекцій для студентів спеціальності 080303 «динаміка І міцність» iconКонспект лекцій для студентів спеціальності 050104 "Фінанси"
Міжнародний менеджмент: Конспект лекцій / Укладач К. В. Савченко. Суми: Вид-во СумДУ, 2009. 154с
Конспект лекцій для студентів спеціальності 080303 «динаміка І міцність» iconКонспект лекцій для студентів спеціальності 050104 "Фінанси"
Фінансовий менеджмент: конспект лекцій / укладачі: О. О. Захаркін, Л. С. Захаркіна. – Суми: Вид-во СумДУ, 2010.– 156с
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи