đồ án môn học tính toán máy bơm ly tâm CONG SON một cấp

Phần I: Tính toán cơ bản
Bài 1: Tính chọn động cơ và phơng án kết cấu
BCT (bánh công tác)
1. Công suất yêu cầu trên trục bơm.
Ta áp dụng theo công thức:
c
t
HgQ
N


.1000
.
=
(1)
(theo tài liệu hớng dẫn thiết kế môn học Máy thuỷ khí)
-Trong đó ta có:
QQ
t
)15,102,1( ữ=

Thay giá trị
h
m
Q
3
60=
=
s
m
3600

60
vào công thức trên ta có
s
m
Q
t
2
)018,0016,0(
3600
60
)15,102,1( ữ=ữ=
ta chọn:
s
m
Q
t
2
017,0=
-Hiệu suất chung
c

đợc tra theo
q
n

Mà ta có:
yH
iQn
n
n

t
q
4
3
4
3
s
3,65
=
thay số vào ta có.

ph
v
n
q
49,29
130
1.017,02900
4
3
4
3
==
trong đó: i=1 và y=1 vì đây là máy bơm Konson
Nh vậy tra theo biểu đồ
=

f
)(
q

n
hình 1-23 bài giảng Máy thuỷ khí, ta trọn
đợc hiệu suất chung
72,0=
c



Thay các giá trị vừa tìm đợc vào công thức (1) ta sẽ có.
94,6
72,0.1000
30.017,0.81,9.1000
==N
kw
2. Công suất động cơ.
áp dụng theo công thức:
NN
dc
)35,11,1( ữ=
(2)
thay số vào công thức trên ta có.
)369,9634,7(94,6)3,11,1( ữ=ữ=
dc
N
kw
theo tài liệu ta chọn
N
=10kw
3. Số vòng quay đặc trng
1

ph
v
n
yH
iQn
n
q
t
s
6,10749,29.65,365,3
.
65,3
4
3
4
3
====
(3) Vậy
ph
v
n
s
6,107=

BàI 2:Tính toán các thông số ở cửa vào BCT
1.Vẽ sơ đồ kết cấuBCT và quy ớc các kích thớc.


2.Xác định đờng kính đầu ra của trục bơm.
áp dụng theo công thức:

][2,0

x
r
M
d =
(cm)
(4)
Trong đó:
-Mô men xoán trên trục đợc tính theo công thức:
B
n
N
M
x
.97403=
(N
cm
)
thay số vào ta có.
228781,9
2900
94,6
.97403 ==
x
M
(N
cm
)
-Ta chọn vật liệu thép 35 với ứng suất cắt cho phép.

2
)24531962()250200.(81,9)250200.(][
cm
N
B ữ=ữ=ữ=

ta lấy
2
1962][
cm
N
=


Thay các giá trị vừa tìm đợc vào công thức (4) ta có:
cmd
r
41,2
1962.2,0
2287
==
Ta chọn giá trị
mmd
r
41,2=
3.Xác định đờng kính trục nơi lắp BCT.
Theo kết cấu các chi tiết trên trục bơm từ đầu ra của trục có đờng kính d
r
đến
nơi lắp BCT ta lấy kích thớc trục nơI lắp BCT là d=21mm.

4. Đờng kính moay ơ BCT
2
Ta có:
)2510(
0
ữ+= dd
(5)

Thay số vào ta có:
)4631()2510(21
0
ữ=ữ+=d
(mm)
ta chọn d
o
=31mm
5. Xác định đờng kính D
s
.
Để xác định đờng kính D
s
ta dựa theo lu lợng:
s
m
C
dD
Q
st
3
2

o
2
s
4
)(
=




s
D
Đợc tính theo công thức:
2
4
o
s
t
s
d
C
Q
D +=

(6)
Trong đó:
s
m
gHkC
css 1

2=
Với :
m
i
H
H 30
1
30
1
===
099,06,107.006,0006,0
3
2
3
2
===
scs
nk

s
m
C
s
4,230.18,9.2099,0 ==
Từ những giá trị vừa tìm đợc ta thay vào công thức (6) ta có:
mD
s
099,0031,0
4,2.14,3
017,0.4

2
=+=
6. Xác định đờng kính D
1
.
Với giá trị n
s
lớn hơn 60 ta có:
s
DD )95,08,0(
1
ữ=
(7)
thay số vào công thức 97) ta có:
mD )094,0079,0(099,0)95,08,0(
1
ữ=ữ=
ta lấy D
1
=0,08m
7. Chiều rộng mép vào.
Do đây là máy bơm góc nên ta chọn
o
90=


C
o
=C
or

Trong đó C
o
là tốc độ dòng chảy ngay trớc khi vào cánh và C
o
đợc tính theo
công thức.
m
s
m
CC )64,24,2(4,2)1,11()1,11(
so
ữ=ữ=ữ=
và ta chọn C
or
=2,64m
-Từ lu lợng ta có:
or1
1
CD
Q
b
t

=
m
thay số vào ta có:
3
mb 02,0
64,2.08,0.14,3
017,0

1
==
-Tốc độ dòng chảy tăng từ C
o
đến C
1
.
áp dụng theo công thức:
o1or1
11
1
1
CkCk
t
t
CC
orr
==

=

(8)
ta chọn sơ bộ
2,115,1
1
ữ=k
và ta lấy k
1
=1,2
khi đó thay vào công thức (8) ta có:

s
m
C
r
168,364,2.2,1
1
==
8. Xác đinh giá trị góc vào của cánh
1

Để xác định góc vào của cánh ta dựa theo tam giác vận tốc ở cửa vào và đợc
tính theo công thức:
)53(
11
oo
o
ữ+=

(9)
-Tính góc vào không va đập
10

, nghĩa là ứng với
o
90
1
=

Ta có:
tg

1
0,1
,1
u
C
o
=

+với :
2.302
11
1
nDD
u


==
(
s
m
)
thay số vào ta có.
s
m
u 14,12
2.30
08,0.2900.14,3
1
==

Từ các giá trị vừa tính đợc ta sẽ có.
tg
217,0
14,12
64,2
0,1
==


o
o
24,12
,1
=


Thay các giá trị vừa tìm vào công thức (9) ta có:
)53(24,12)53(
00000
0,11
ữ+=ữ+=


00
24,1724,15 ữ=
ta chọn:
0
1
24,17=

9. Chiều dày cánh dẫn S chọn tuỳ theo công nghệ chế tạo.
Chọn S =S
1
=S
2
=3mm, với vật liệu đồng và gang đặc biệt.
Bài 3:Tính toán các thông số ở cửa ra của BCT
1. Góc ra của cánh dẫn.
Để đảm bảo tổn thất nhỏ ta lấy
2

theo n
s
.
do n
s
=107,6 nên


)2220(
00
2
ữ=

và ta lấy
0
2
20=

2. Tính tốc độ vòng ở mép ra u
2
.
Ta áp dụng theo công thức:
4
s
m
gHkuu 2
22
=
(10)
-Trong đó ku
2
là hệ số tốc độ và đợc tính theo công thức.

1
2
=ku
theo n
s

ta lấy
)9,06,0( ữ=

(tài liệu hớng dẫn thiết kế môn học MTK)


118,1
8,0
1

2
==ku


Thay các giá trị vừa tìm đợc vào công thức (10) ta có.

s
m
u 12,2730.81,9.2118,1
2
==
3.Tính đờng kính D
2
tại cửa ra của BCT.
Ta áp dụng theo công thức:
n
u

2
2
60
D =
m
thay số vào ta có.
m178,0
2900.14,3
12,27.60
D
2
==

Tham khảo:
m
D
D
64,1
10815,0
23,0
1
2
==
với
05,1
2
=ku
4. Tính chiều rộng BCT ở cửa ra b
2
.
Ta áp dụng theo công thức:
r
t
r
t
cD
kQ
cD
t
t
Q
b
22

2
22
22
2
2


=

=
m (10)
Trong đó:
-với
s
m
cc
r
)168,32176,2()0,17,0(
12
ữ=ữ=
-chọn sơ bộ
1,105,1
2
ữ=k
và lấy
s
m
c
r
5,2

2
=
trong đó k
2
là hệ số thu hẹp ở cửa ra.

Thay các giá trị vừa tìm đợc vào công thức (10) ta có.
mmmb 12012.0
25.178,0.14,3
05,1.017,0
2
===
5. Tính giá trị tốc độ tơng đối.
áp dụng theo công thức:
w
1
=
1
1
sin

r
c
thay số vào ta có.
5
W
1
=
s
m

69,10
24,17sin
5,2
0
=
Và ta có: w
2
=
s
m
c
r
3,7
20sin
5,2
sin
0
2
2
==

6. Xây dựng các tam giác tốc độ.
Từ các giá trị góc
1

,
2

; các tốc độ
1

u
,
2
u
ta xây dựng các tam giác tốc độ ở
cửa vào và cửa ra.
Ta có:
s
m
tg
tg
c
uc
r
u
93,1
24,17
168,3
14,12
0
1
1
11
===

64,1
93,1
168,3
1
1

===
u
r
c
c
tg

0
1
62,58=

s
m
c
c
r
71,3
62,58sin
168,3
sin
0
1
1
1
===

Và
s
m
tg

tg
c
uc
r
u
25,20
20
5,2
12,27
0
2
2
22
===

123,0
25,20
5,2
2
2
2
===
u
r
c
c
tg

0
2

7=

s
m
c
c
r
5,20
7sin
5,2
sin
0
2
2
2
===

7.Số cánh dẫn Z.
Số cánh dẫn Z của BCT đợc xác định theo công thức:
2
sin
21
12
12

+

+
=
DD

DD
kz
(11)
-với k=6,5 cho bánh công tác với chiều dày tơng đối lớn.

thay sô vào công thức (11) ta có.
46,5
2
2024,17
sin
08,0278,0
08,0178,0
5,6
00
=
+

+
=z
cánh
Lấy z=5
8. Chiều dày đĩa BCT.
Dựa theo công nghệ đúc giáp moay ơ
mmm )1510( ữ=
Bài 4:Kiểm tra kết quả tính toán
1. Kiểm nghiệp các hệ số thu hẹp.
Kiểm nghiệm theo công thức:
6
1
11

1
1
sin



s
z
D
z
D
k

=
thay số vào ta có.
248,1
24,17sin
003,0
5
08,0.14,3
5
08,0.14,3
0
1
=

=k

Sai số nhỏ trong phạm vi cho phép
- Để kiểm nghiệm giá trị k

2
ta kiểm nghiệm theo công thức:
2
21
2
2
sin



s
z
D
z
D
k

=
thay số vào ta có.
08,1
20sin
003,0
5
178,0.14,3
5
178,0.14,3
0
2
=

=k

Sai số trong phạm vi cho phép.
2. Kiểm nghiệm tỷ số
2
2
D
b
Ta kiểm nghiệp theo công thức:
2
3
4
2
2
.0073,0
u
q
k
n
D
b
=
thay số vào công thức ta có.
067,0
178,0
012,0
2
2
==
D

b

059,0
118,1
)
65,3
6,107
(0073,0
0073,0
3
4
2
3
4
==
u
q
k
n
Sai số trong phạm vi cho phép
3. Kiểm tra tỷ số
1
2
D
D
hoặc
2
D
D
s

225,2
08,0
178,0
1
2
==
D
D
7
vµ
05,0
178,0
009,0
2
==
D
D
s
49,0
118,1
)
65,3
6,107
.(0576,0
0576,0
3
2
3
2
2

==
u
q
k
n
Sai ¸ trong ph¹m vi cho phÐp.
4. KiÓm nghiÖm tû sè
2
1
w
w
46,1
3,7
69,10
2
1
==
w
w
Theo [2]
36,1
2
1
=
w
w
Sai sè trong ph¹m vi cho phÐp.
8
Phần II: xây dựng biên dạng cánh
BàI 1.:Xây dựng biên dạng cánh trên mặt kinh tuyến.

Dựa vào (hình8) với các điểm chia ta tìm đợc các giá trị sau:
Sau khi tính toán ta có bảng thống kê số liệu sau:
Bảng thống kê số liệu
Đ/c
i
D
i
S
ir
C
i
w
i
t
i

sin
i
k

i
b
m
m m/s m/s m - - m mm
1 0,008 0,003 3,168 10,69 0,05024 0,35606 1,20148 0,02566 25,66
2 0,0908 0,003 3,0937 10,313 0,05702 0,35259 1,17539 0,02265 22,65
3 0,1017 0,003 3,0195 9,936 0,06386 0,35087 1,15458 0,02035 20,35
4 0,1126 0,003 2,9453 9,56 0,07071 0,35051 1,13769 0,01857 18,57
5 0,1235 0,003 2,8711 9,183 0,07755 0,35133 1,12371 0,01715 17,15
6 0,1344 0,003 2,7968 8,806 0,08440 0,35314 1,11191 0,01601 16,01

7 0,1453 0,003 2,7226 8,43 0,09124 0,35584 1,10179 0,01507 15,07
8 0,1562 0,003 2,6484 8,053 0,09809 0,35945 1,09299 0,01430 14,30
9 0,1671 0,003 2,5742 7,676 0,10493 0,36394 1,08525 0,01365 13,65
10 0,178 0,003 2,5 7,3 0,11178 0,36930 1,07836 0,01311 13,11
Bai 2: Xây dựng biên dạng cánh dẫn trên mặt cắt vĩ tuyến.
Ta có:
Các giá trị thay đổi từ cửa vào đến cửa ra của bánh công tác.
Dựa theo biểu đồ biến thiên (Hình 8), ta có bảng tổng kết sau:
Bảng thống kê số liệu
Đ/
c
i
r
ir
c
i
w
i

sin
i

i
tg

itgr
B
i
i

1
=
2
1+
+

=
ii
i
i
BB
r
f


i
r
r
i
f
1


=
i
r
r
r
i
i

f
1
180


m m/s m/s O
1 0,04 3,168 10,69 0,35606 20,8584 0,38103 65,61163 0,33774 0,33774 19,36089
2 0,0454 3,0937 10,313 0,35259 20,64584 0,37678 58,45966 0,29969 0,63743 36,54057
3 0,0508 3,0195 9,936 0,35087 20,54053 0,37469 52,53686 0,27221 0,90964 52,14496
4 0,0563 2,9453 9,56 0,35051 20,51851 0,37425 47,46022 0,24677 1,15641 66,29101
5 0,0617 2,8711 9,183 0,35133 20,56868 0,37525 43,19108 0,22489 1,3813 79,18280
6 0,0672 2,7968 8,806 0,35314 20,67949 0,37745 39,42496 0,20580 1,5871 90,98025
7 0,0726 2,7226 8,43 0,35584 20,84493 0,38076 36,17529 0,18896 1,77606 101,81235
8 0,0781 2,6484 8,053 0,35945 21,06642 0,38519 33,24099 0,17392 1,94998 111,78229
9 0,0835 2,5742 7,676 0,36394 21,34236 0,39073 30,65044 0,16040 2,11038 120,97719
10 0,089 2,5 7,3 0,36930 21,67245 0,39739 28,27437 0,15393 2,26431 129,80121

9
BàI 3: bánh công tác có cánh cong không gian
- Xây dựng mặt đứng (mặt kinh tuyến).
+ Góc ôm ngoài
m

và góc ôm trong
n

.
Các góc đó đợc tính theo công thức kinh nghiệm sau:
Góc ôm ngoài:
2

2
2
2
u
c
K
D
b
K
u
o
m
m


=
thay só vào ta có:
56,16
62,0.26,0
178,0
012,0
18,0
==
m

Góc ôm trong:
2
2
0
2

2
u
c
K
D
b
K
u
n
n


=
thay số vào ta có:
40,18
62.0.26,0.
178,0
012,0
2,0
==
n

trong đó:
62,0
26,0
18,0
2
2
0
=

=
=
u
c
K
K
u
m

(tra theo [3] tài liệu hớng dẫn thiết kế môn học MTK)
- Dựa theo bề rộng của bánh công tác ta chia thành 4 phân tố dòng.
Khi đó điều kiện chia sẽ là.
áp dụng theo công thức:
)(
4
)(
44
1
2
0
22
0
2
dDdD
ss
=

)(
4
1

2
0
22'
dDDD
sss
=
thay số vào ta có:
)(46,79)(07946,0)031,009,0(
4
1
09,0
222
'
mmmD
s
===
tơng tự ta có:
10
)(53,70)(07053,0)031,007946,0(
4
1
07946,0
)(
4
1
222
''
2
0
2

'
2
'''
mmmD
dDDD
s
sss
===
=
)(016,63)(063016,0)031,007053,0(
4
1
07053,0
)(
4
1
222
'''
2
0
2
''
2
'''''
mmmD
dDDD
s
sss
===
=

- Dựa theo bề rộng của bánh công tác ta chia làm 4 đờng dòng và chia làm
6 mặt đẳng tốc:
Khi đó ta sẽ có bảng tính chính xác vị trí các đờng dòng:
Bảng tính toán chia mặt đứng
Mặt
đ
ẳ
n
g

t
ố
c
Đờng
dòng
i
r
i
b
ii
br


n
ii
br
1


=

n
ii
tbii
br
n
br
1
1
)(
ii
n
ii
ii
brbr
n
br

=

.
0
1
1
)(


=
n
ii
r

br
Q
C
i
1
2

1-1
a-a 0,0835 0,004 0,00033 0,00802 0,00167 0,00166
0,31767
b-b
0,0831 0,0041 0,00034 0,002005 0,00166 0,00166
c-c
0,0829 0,043 0,000356 0,002005 -0,00155 -0,00155
d-d
0,0825 0,046 0,00379 0,002005 -0,00178 -0,00178
e-e
2-2
a-a 0,07325 0,004 0,000293 0,00124 0,00031 0,000017
2,05465
b-b
0,07280 0,004 0,000291 0,00124 0,00031 0,000019
c-c
0,0726 0,0045 0,000326 0,000124 0,00031 -0,000016
d-d
0,0700 0,0047 0,000329 0,000124 0,00031 -0,000019
e-e
3-3
a-a 0,0647 0,005 0,000323 0,00132 0,00033 0,000007
1,93012

b-b
0,06413 0,0051 0,000327 0,00132 0,00033 0,000003
c-c
0,06356 0,0052 0,00033 0,00132 0,00033 0
d-d
0,063 0,0054 0,00034 0,00132 0,00033 -0,00001
e-e
a-a 0,056 0,006 0,000336 0,001406 0,000351 0,000015
11
0,05541 0,00625 0,000346 0,001406 0,000351 0,000005
c-c
0,05483 0,00640 0,00035 0,001406 0,000351 0,000001
d-d
0,05425 0,0069 0,000374 0,001406 0,000351 -0,000023
e-e
a-a 0,05 0,007 0,0035 0,001419 0,000354 0,000004
b-b
0,4875 0,00725 0,000353 0,001419 0,000354 0,000001
e-e
6-6
a-a
0,03725 0,0086 0,00032 0,0001334 0,000333 0,000013
e-e
Phần III: Các bộ phận dẫn hớng
Bài 1:Bộ phận dẫn hớng vào.
Do đây là máy bơm Konson nên bộ phận dẫn hớng có kết cấu đơn
giản vì phơng của dòng chảy song song với trục bơm và vuông góc với đĩa
bánh công tác.Nên ta thiết kế ống dẫn dòng chảy hình nón thu hẹp.
+ Góc côn của ống dẫn hớng vào chọn =
00

1210 ữ
+ Tốc độ gần cửa vào BCT, cuối ống côn.
áp dụng theo công thức:
hD
CC )5,13,1( ữ=
trong đó:
h
h
F
Q
C =
với:
s
m
Q
3
60=
4
2
h
h
D
F

=
mDD
sh
2+=
với
)(158 mmm ữ=

ta chọn
)(013,0)(13 mmmm ==
12
)(112,0013,0099,0 mD
h
=+=
Khi đó:
)(0098,0
4
112,0.14,3
2
2
mF
h
==
Từ những giá trị vừa tìm đợc ở trên ta có:

s
m
C
h
63,1
0098,0
016,0
==

445,2119,263,1)5,13,1( ữ=ữ=
D
C
chọn

4,2=
D
C
+Chiều dài ống côn dẫn hớng.
Ta đã có:
)(112,0 mD
h
=
và
d
D
F
Q
C =
suy ra:
D
d
C
Q
F =
mà
4
2
d
d
D
F

=

4
d
D
D
C
Q

=
0085,0
14,3.4,2
016,0.44
2
===

D
d
C
Q
D

)(092,00085,0 mD
d
==
)(01,0
2
092,0112,0
2
m
DD
D

dh
=

=

=

độ dài ống côn dẫn hớng.
)(0568,0
176,0
01,0
10
10
0
0
m
tg
D
L
L
D
tg
ong
ong
====
BàI 2: Bộ phận dẫn hớng ra.
Để đảm bảo giữ đợc luật chuyển động của dòng chảy và ít tổn thất va
đập ta thiết kế bộ dẫn hớng ra có dạng hình xoắn ốc mở rộng dần.
- Đặt r
2

là bán kính ngoài cùng của bánh xe công tác.
- r
3
là bán kính đờng tròn cơ sở của đờng xoắn ốc.
- b
2
là chiều rộng của BCT
- b
3
là chiều rộng ban đầu của máng xoắn ứng với bán kính r
3
Và đợc tính nh sau:
223
)05,002,0( Dbb ữ+=
chọn
)(0209,0178,0.05,0012,005,0
223
mDbb =+=+=
)(092,0
2.30
178,0
2
178,0
30
2
23
m
r
rr =+=+=
13

- Tính máng xoắn theo định luật tia dòng với
+ Hằng số máng xoắn:

LT
uud
gH
rcrcK ===
23

với:
)(3,33
9,0
30
m
H
H
TL
LT
===

ở đây ta chọn
9,0=
TL

76,151
60
2900.14,3
60
===
n

15,2
76,151
3,33.81,9
==
d
K
-Ta thiết kế biến dạng đờng xoắn ốc từ tiết diện 0 đến tiết diện 8.
+Phân tố lu lợng qua tiết diện máng xoắn.
r
Kbd
cdd
dr
ufQR
== .
,


lu lợng qua tiết diện

=
R
r
r
dR
r
bd
KQ

,
lu lợng cho ra từ bánh công tác ứng với góc

ttR
QQ
360
,


=
Cân bằng hai phơng trình trên ta có:
r
R
r
tt
d
d
r
b
Q
K

=
360

Dựa vào bản vẽ của máy bơm Konson ta xác định đợc tiết diện máng xoắn có
dạng hình tròn bán kính
Giải tích phân trên ta đợc:
A

r
A
ii
i


3
2+=
(m)
trong đó:
s
m
Q
K
A
tt
d
285924
017,0
15,2.14,3.720
720
===

khi đó:
+Tại vị trí
0
1
55=

)(00614,0

285924
55
092,0.2
285924
55
1
m==

+Tại vị trí
0
2
100=

)(00837,0
285924
100
092,0.2
285924
100
2
m==

14
+T¹i vÞ trÝ
0
3
145=
ϕ
)(01,0
285924

145
092,0.2
285924
145
3
m==
ρ
+T¹i vÞ trÝ
0
4
190=
ϕ
)(0177,0
285924
190
092,0.2
285924
190
4
m==
ρ
+T¹i vÞ trÝ
0
5
235=
ϕ
)(0131,0
285924
235
092,0.2

285924
235
5
m==
ρ
T¹i vÞ trÝ
0
6
280=
ϕ
)(0144,0
285924
280
092,0.2
285924
280
6
m==
ρ
T¹i vÞ trÝ
0
7
325=
ϕ
)(0156,0
285924
325
092,0.2
285924
325

7
m==
ρ
T¹i vÞ trÝ
0
8
370=
ϕ
)(0167,0
285924
370
092,0.2
285924
370
8
m==
ρ
-Ta tÝnh ®Õn ma s¸t ë buång xo¾n èc.
TÝnh theo c«ng thøc:
.
'
i
i
ρρ
=
∆
i
ρ
víi ∆
0

0
3
360
025,0
i
i
r
ϕ
ρ
=
+T¹i vÞ trÝ
=
1
ϕ
0
55
∆
360
55
092,0.025,0
1
=
ρ
)(0035,0 m=
)(00649,000035,000614,0
'
1
m=+=⇒
ρ
+T¹i vÞ trÝ

0
2
100=
ϕ
∆
000638,0
360
100
092,0.025,0
2
==
ρ
)(m
)(009,000638,000837,0
'
2
m=+=⇒
ρ
+T¹i vÞ trÝ
0
3
145=
ϕ
∆
)(000926,0
360
145
092,0.025,0
3
m==

ρ
)(0109,000926,001,0
'
3
m=+=⇒
ρ
+T¹i vÞ trÝ
0
4
190=
ϕ
∆
00121,0
360
190
092,0.025,0
4
==
ρ
)(m
15
)(0129,000121,00117,0
'
4
m=+=

+Tại vị trí
0
5
235=

)(0015,0
360
235
092,0.025,0
5
m==

)(0146,00015,00131,0
'
5
m=+=

+Tại vị trí
0
6
280=


)(00178,0
360
280
092,0.025,0
6
m==

)(0161,000178,0014,0
'
6

m=+=

+Tại vị trí
0
7
325=


)(002,0
360
325
092,0.025,0
7
m==

)(0176,0002,00156,0
'
7
m=+=

+Tại vị trí
0
8
370=


)(00236,0
360
370
092,0.025,0

8
m==

)(019,000236,0016,0
'
8
m=+=

Khi đó:
Khoảng cách từ tâm 0 của bơm đến tâm tiết diện máng xoắn và đợc tính theo
công thức:
'
3 i
ra

+=

+Tại vị trí
0
1
55=

)(0985,000649,0092,0
'
13
mra =+=+=

+Tại vị trí
0
2

100=

)(101,0009,0092,0
'
23
mra =+=+=

+Tại vị trí
0
3
145=

)(103,00109,0092,0
'
33
mra =+=+=

+Tại vị trí
0
4
190=

)(105,00129,0092,0
'
43
mra =+=+=

+Tại vị trí
0
5

235=

)(1066,00146,0092,0
'
53
mra =+=+=

+Tại vị trí
0
6
280=

)(1081,00161,0092,0
'
63
mra =+=+=

+Tại vị trí
0
7
325=

)(1096,00176,0092,0
'
73
mra =+=+=

+Tại vị trí
0
8

370=

16
)(111,0019,0092,0
'
83
mra =+=+=

-Ta chọn tốc độ dòng chảy trong ống đẩy
s
m
v
d
2=
2
016,0
===
d
d
d
d
v
Q
F
F
Q
v
s
m
F

d
0083,0=
mặt khác:
14,3
0083,0.4
4
4
2
2
===


d
d
d
d
F
D
D
F
)(1028,00105,0
2
mDD
dd
==
+Chọn độ côn của đoạn ống đẩy là
0
10
Đờng kính phần ống loe tại vị trí 8
)(038,0019,0.22

'
88
mD ===


Chiều dài phần ống loe từ tiết diện 8 đến miệng đẩy
d
l
176,20
038,01028,0
10.2
.2
10
0
88
0

=

=

=
tg
DD
l
l
DD
tg
d
d

d
d
)(184,0 ml
d
=
Phần IV: Bộ phận lót kín
BàI 4:Lót kín bánh xe công tác
-Lợng chất lỏng rò qua khe hở lót kín phía trớc bánh công tác
1

sẽ là:

11
.2
à
yy
ghfq =
+Trong đó:
1
2
yy
rf

=
m
D
r
s
y
+=

2
1
với chọn
mmmm 013,0)(13 ==
)(0625,0013,0
2
099,0
1
mr
y
=+=
từ đó xuy ra:
)(3925,00625,0.14,3.2 mf
y
==
+
y
h
là áp suất khe hẹp và lấy
1
6,0 Hh
y
=
do
ph
v
n
s
6,107=
ở đây là máy bơm Koson một cấp nên.

)(30
1
mHH ==
17
1830.6,0.6,0
1
=== Hh
y
+
1

là chiều rộng khe hẹp.
đây là máy bơm nhỏ nên ta chọn
)(2,0
1
mm=

+Hệ số lu lợng
à
ta có:
)(100)(125
)(125,00625,0.22
11
mmmm
mrD
yy
=
===
nên chiều dài
1

l
ta lấy theo kinh nghiệm sau.
15,012,0
1
1
ữ=
y
D
l
chọn:
1
1
13,013,0
1
1
y
y
Dl
D
l
==
)(01625,0125,0.13,0
1
ml ==
Khi đó chọn
5,0=
à
00073,0
0002,0.18.81,9.23925,0.5,0
1

1
=
=
q
q
-Lợng chất lỏng chảy qua khe hở phía sau bánh công tác.
22
22
22 yy
ghrq
à
=
Với:
)](1[
8
2
2
2
2
2
2
2
2
r
r
g
u
u
gH
h

y
LT
y
+=
trong đó:
)(3,33
9,,0
30
1
m
H
H
tl
LT
===

ở đây ta chọn
9,08,0 ữ=
tl

2

- Là chiều rộng khe hẹp sau bánh công tác và chọn
)(092,0
)(0155,0)(5,15
2
31
2
)(0003,0)(3,0
2

0
2
2
2
mr
mmmr
d
r
mmm
y
y
=
==
==
==

s
m
u 12,27
2
=
18
00019,0
3089,9.81,9.20003,0.0155,0.14,3.2.5,0
3089,9
97,0.37,922,0
])
092,0
0155,0
(1[

81,9.8
12,27
12,27.2
3,33.81,9
2
2
2
2
2
1
1
2
=
=
=
+=
+=
q
q
h
h
h
y
y
y
Hiệu suất lu lợng:
94,0
00019,000073,0016,0
016,0
21

=
++
=
++
=
ll
ll
qqQ
Q


Dựa vào kết cấu bơm và dựa theo
1
l
ta chọn chiều dài
)(018,0
2
ml =
BàI 2: Lót kín trục bơm
- Chọn vòng lót làm từ sợi amiăng có chiều dày.
)(25,521.25,025,0 mmdb ===
)(5,1025,5.22 mmbS ===
- Chiều dài phần lót kín.
áp suất:
)(3
10
30
10
at
H

p ===
( 1at=10m cột nớc)
chọn
)(021,0)(21 mmmdL ===
- Lực ép vòng lót.
BddpF
k
).(
4
4,1
2
2
=

(N)
)(2625,0,0)(25,26
25,521
mmmd
bdd
k
k
==
+=+=
)(00802,081,9.)021,0()02625,0[(
4
14,3
.3.4,1
22
NF ==

Ngoài ra để là m mát các vòng lót và bảo đảm trục luôn đợc lót kín ta đặt các
vành nhận nớc cao áp ở giữa các vòng phốt lót kín.
19
PhầnV: Lực tác dụng trong máy bơm và tính toán trục
bơm
BàI 4: Các lực tác dụng
I. Lực hớng trục.
Gồm 3 thành phần lực hớng trục.
1. Lực do chênh áp phía trớc và phía sau bánh công tác. Coi phía trớc
và phía sau bánh công tác trên khoảng
y
R
đến r
2
là nh nhau. Khoảng từ r
0
đến
y
R
phía trớc bánh công tác có áp suất p
1
rất nhỏ, phía sau lại lớn. Do đó
suất hiện một lực hớng trục hớng từ sau ra phía trớc và đợc tính.
)]
2
1(
8
[(
2
2

0
2
2
2
)2
0
2
r
rR
g
u
HrRF
y
pyzng

=

trong đó:
)
2
1(
2
2
u
c
HH
u
p
=
ở đây:

)(30 mH =
s
m
c
u
25,20
2
=
s
m
u 12,27
2
=
(tìm đợc ở phần 1)
)(799,18
)
12,27.2
25,20
1(30
mH
H
p
p
=
=
)(0625,0
013,0
2
099,0
2

mR
m
D
R
y
s
y
=
+=+=
với m= 0,013(m)
)(092,0
)(0155,0)(5,15
2
31
2
2
0
0
mr
mmm
d
r
=
====
với
3
1000
m
kg
=

20
)(7,108
)98,0.7,93799,18(036,0.3140
)]
099.0.2
0155,00625,0
1(
81,9.8
12,27
799,18][)0155,0()0625,0[(1000.14,3
222
22
NF
F
F
zng
zng
zng
=
=

=
Dấu (-) biểu thị có chiều ngợc trục.
2. Lực tác dụng bên trong của bánh công tác.
Do kết cấu của bánh công tác nên dòng chảy phía cửa vào của bánh công tác
sẽ phải thay đổi cả hớng và độ lớn của tốc độ nghĩa là thay đổi đọng lợng.
Khi đố chúng sẽ sinh ra một lực hớng trục tác động lên bánh công tác hớng
từ phía trớc ra phiá sau của bánh công tác và độ lớn của nó đợc xách định nh
sau

0
C
g
AQ
AF
ztr

=
Do đây là bánh công ác hỗn lu nên
1<A
, ta có thể xác định lực này bằng
thực nghiệm.
7,108)05,001.0(
)05,001,0(
ữ=
ữ=
ztr
zngztr
F
FF
chọn:
)(261,37,108.03,0 NF
ztr
==
3. Lực phụ hớng trục.
Khi vành lót phía trớc bánh công tác bị mòn, áp suất phía trớc đĩa bánh công
tác trên khoảng
y
R
đến r

2
nhỏ hơn áp suất phía sau. Khi đó suất hiện một phụ
lực hớng trục tác dụng lên bánh công tác và hớng từ phía sau ra phía trớc và
độ lớn đợc tính nh sau:
)2
2
ln)((
8
2
2
22
2
2
2
2
22
2
2
2
22
2
2
2
*

+
+

=
r

Rr
R
r
Rr
r
Rr
g
u
F
y
yy
y
zng

thay số vào công thức trên ta có:
)(65,23
)269,177,0.88,1(0045,0.27,29427
)2
092,0.2
0625,0092,0
0625,0
092,0
ln
0625,0092,0
092,0
)(0625,0092.0(
81,9.8
12,27
.1000.14,3
*

*
2
22
2
2
22
2
22
2
*
NF
F
F
zng
zng
zng
=
=

+
+

=
Dấu (-) biểu thị nó có chiều ngợc trục z

Tổng lực tác dụng lên bánh công tác của bơm.
)(971,135621,365,237,108
*
NF
FFFF

ztr
zng
zng
=++=
++=
II. Lực hớng kính.
21
Lực này suất hiện do sự thay đổi lu lợng của máy bơm và do cấu tạo của
máng xoắn ốc dẫn hớng ra và đợc tính theo công thức sau:
'
22
)1( bHD
Q
Q
KF
dm
RR

=
trong đó:
4,0=
R
K
tra theo giản đồ trong tài liệu hớng dẫn thiết kế đồ án
môn học MTK.
)(178,0
)(30
1000
016,0
017,0

2
3
3
3
mD
mH
m
kg
s
m
Q
s
m
QQ
ttdm
=
=
=
=
==

b
2
-là chiều rộng bánh công tác ở cửa ra kể cả chiều dày đĩa bánh công tác tại
đó: Chọn m=18(mm)
mbb 2
2
'
2
+=

)(028,0008,0.2012,0
'
2
mb =+=
)(518,3
028,0.178,0.30.1000)
017,0
016,0
1(4,0
NF
F
R
R
=
=
Phần VI: Dựng bản vẽ lắp bơm và kiểm tra sơ bộ hiệu
suất
BàI 2: tính sơ bộ hiệu suất
1. Hiệu suất thủy lực
áp dụng theo công thức:
)172,0(lg
42,0
1
1

=
td
tl
D

trong đó.
1
td
D
là đờng kính tơng đơng cửa vào và đợc tính theo công thức.
22
2
0
2
1
dDD
std
−=
thay sè vµo ta cã:
095,0031,009,0
22
1
=−=
tl
D
2. ¸p suÊt lu lîng.
¸p dông theo c«ng thøc:
3
2
3
2
66,01
1
66,01
1

−
−
+
=⇒+=
s
tls
tl
n
n
η
η

thay sè vµo ta cã.
96167,0
6,107.66,01
1
3
2
=
+
=
−
tl
η
3. HiÖu suÊt c¬ khÝ
¸p dông theo c«ng thøc:
820
820
1
1

2
2
2
+
=⇒+=
s
s
ck
s
ck
n
n
n
η
η
thay sè vµo c«ng thøc ta cã.
93385,0
8206,107
6,107
2
2
=
+
=
ck
η
23