đồ án môn học máy thủy khí bơm ly tam nhiều cấp khac linh mtk

Nguyễn KHắC LĩNH -k53 - - Bản thuyết minh máy thuỷ khí
Lời nói đầu
Môn học máy thuỷ khí đóng vai trò quan trọng trong chơng trình đào
tạo kỹ s và cán bộ kỹ thuật về thiết kế và chế tạo các loại máy, các thiết bị
phục vụ các ngành công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải
Đồ án môn học máy thuỷ khí kỳ 8 là một trong các đồ án có tầm quan
trọng nhất đối với một sinh viên Máy và Thiết Bị Mỏ. Đồ án giúp cho sinh
viên hiểu những kiến thức đã học không những môn máy thuỷ khí mà các
môn khác . Đồ án còn giúp cho sinh viên hiểu dần đựơc về thiết kế và tính
toán các bớc của môn máy thuỷ khí.Nó củng cố đợc phần lý thuyết và giúp
em hiểu sâu hơn phần lý thuyết đã học.
Đợc sự giúp đỡ và hớng dẫn tận tình của thầy PGS.TS NGUYễN đức
sớng và các thầy trong bộ mô 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 .
Em xin chân thành cảm ơn thầy PGS.TS NGUYễN ĐứC SƯớNG đã
giúp đỡ em hoàn thành công việc đợc giao.
Hà Nội, ngày 1/5/2012
Sinh viên: Nguyễn Khắc Lĩnh
Phần I tính toán cơ bản
I. Tính chọn động cơ và phơng án kết cấu bánh công tác
Theo số liệu sau
Máy bơm nhiều cấp ( 10 cấp )
Lu lợng Q= 150 m
3
/h
Cột ấp H =1120 m
1
Nguyễn KHắC LĩNH -k53 - - Bản thuyết minh máy thuỷ khí
Số vòng quay trên máy n =2950 v/ph
Hiệu suất

%65=
à
1.
công suất yêu cầu trên trục bơm

kW
HQg
N
c
t
7,775
3600.65,0.1000
1120.165.81,9.1000
.1000

===


Q
t
=1,1.150 =165m
3
/h =
3600
165
m
3
/s
2.Công suất động cơ
N

đc
=(1,1-1,3) .N =1,1.775,7 =853,27 KW
Chọn đông cơ có N
đc
= KW số vòng quay n=2950 v/ph
3.số vòng quay đặc trng
n
s
=
97,66
1.1120
10.04583,0.2950.65,3
.
65,3
4
3
4
3
4
3
4
3
==
yH
iQn
t
v /ph
với i=10 vì bơm mời cấp
y =1 là số cửa hút
theo bảng 1. dạng cánh bơm 1 cấp thuộc nhóm bơm cao áp.

Có
5,2
2
=
S
D
D
II .Tính toán các thông số ở cửa vào bánh công tác
1 .vẽ sơ đồ bánh công tác
2
Nguyễn KHắC LĩNH -k53 - - Bản thuyết minh máy thuỷ khí
2.Xác định đờng kính đầu ra của trục bơm (đờng kính lắp trục khớp nối )
[ ]
mmcm
M
d
x
r
3,86)(62,8
1962.2,0
04,251254
.2,0
33
====

với M
x
là mô men xoắn trên trục
M
x

=97403 .
04,25125481,9.
2950
7,775
.97403. ==B
n
N
(N.cm)
ứng suất cắt cho phép
[ ]

[ ]

=B.200 =9,81.200 =1962 N/cm
2
3. Xác định đờng kính nơi lắp bánh công tác
Dựa vào kết cấu của bơm mẫu.
d =95(mm).
4. Đờng kính moay ơ của bánh công tác
d
0
= (1,2ữ1,25)d =1,2d =1,2.95 =114 mm
chọn d
0
=116 mm
5 . Xác định đờng kính D
s .
3
Nguyễn KHắC LĩNH -k53 - - Bản thuyết minh máy thuỷ khí
D

s
=
2
0
.
.4
d
C
Q
s
t
+

=
2
116,0
63,5.14,3
04583,0.4
+
= 0,154 ( m) = 154 mm
d
0
=0,116 m=116 mm: là đờng kính chỗ lắp bánh công tác:
Tốc độ cửa vào C
s
C
s
= K
cs
i

Hg 2
= 0,12

.
112.81,9.2
=5,63 m/s
K
cs
=0,12 :Hệ số tốc độ chọn theo bảng [3]
H
i
là cột áp của bánh công tác
H
i
=H/i =1120/10 =112 m
6. Xác định đuờng kính D
1
có n
s
=66,93
Theo bơm mẫu ta có:
vậy D
1
= 0,9.0,154 =0,1386m = 138,6 mm
7. Xác định chiều rộng mép vào b
1
có
1

=90 nên ta có C

0
=C
0r
C
0
là tốc độ dòng chảy trớc khi vào bánh công tác .
C
0
=(1,0 ữ1,1 ) .C
s
=1,05.5,63 =5,91 m/s
b
1
=
0178,0
91,5.1386,0.14,3
04583,0

1
==
or
t
CD
Q

(m)
Trên đây là chiều rộng tính toán , trong thực tế do sự đổi hớng đột ngột của dòng chảy
ở cửa vào từ hớng trục sang hớng kính nên trong kết cấu ta lấy b
1
lớn hơn để tránhvùng

chếtở cửa vào
Vớidạng cánh hẹp hớng kính, số vòng quay n
s
nhỏ mép vào song song với trục,
ta lấy b
1
tăng thêm 10%- 20%so với tính toán:
Vây b
1
=21 mm
C
1r
= K
1
. C
0
=1,2.5,91 =7,1
s
m
Chọn sơ bộ K
1
=1,2
4
Nguyễn KHắC LĩNH -k53 - - Bản thuyết minh máy thuỷ khí
8. Xác định giá trị vào của cánh
1


1

=90
0

tg
,

0 =
2763,0
39,21
91,5
1
0
==
u
C
r
vậy
1

,0 =15,5
0
với u
1
tốc độ vòng ở cửa vào u
1
=
2
.
1
D

m/s
trong đó
7,308
30
2950.14,3
30
.
===
n


(1/s )
vậy u
1
=
2
.
1
D

=
39,21
2
1386,0.7,308
=
m/s
vậy
=+=

0,11
15,5 + 5 =20,5
0
9. Chiều dài cánh dẫn S
chọn S= 5(mm ) =0,005 (m) đúc bằng gang
III. TíNH TOáN CáC THÔNG Số ở CửA RA BáNH CÔNG TáC
1.
Góc ra của cánh dẫn
Để đảm bảo tổn thất nhỏ , ta thuêòng lấy
2

theo n
s
nh sau:
n
s
ph
v
40 100 200 300
2

độ 30-36 25-30 20-22 15-20
Ta tra đợc
2

=30
o
2.
tính tốc độ vòng ở mép ra của cánh u
2

u
2
= K
u2
1
2 Hg
= 0,976.
75,45112.81,9.2 =
m/s
5
Nguyễn KHắC LĩNH -k53 - - Bản thuyết minh máy thuỷ khí
Trong đó K
2
=

1
=0,976

là hệ số áp suất , tra bảng
n
s
đến(40)
40
.
.
80
80 100 100 200 150350

11,2 11,1 0,91,0 0,80,9 0,60,7
Ta tra đợc

=1,05
3.
Tính đờng kính tại cửa ra của bánh công tác D
2
D
2
=
=
n
u
.
.60
2

)(296,0
2950.14,3
75,45.60
m=
4.Tính chiều rộng bánh công tác ở cửa ra b
2
b
2
=
0102,0
07,5.296,0.3600.14,3
05,1.165

.
22

2.
==
r
t
CD
KQ

(m )
với C
2r
=(0,8 ữ1,1) .C
0
= 1.C
o
=1.5,91=5,91(m/s)
K
2
hệ số thu hẹp ở cửa ra chọn K
2
=1,05
Do có tổn thất trao đổi ở ca ra nên giá trị b
2
thực tế đợc lấy về mỗi bên 1 đến 1,5
mm so với giá trị tính toán
Nên chọn b
2
=12(mm)
5.Xác đ ịnh vận tốc tơng đối
W
1

=
27,20
5,20sin
1,7
sin
1
1
==

r
C
(m/s)
W
2
=
19,12
29sin
91,5
sin
2
2
==

r
C
(m/s)
6
Nguyễn KHắC LĩNH -k53 - - Bản thuyết minh máy thuỷ khí
6.Xây dựng tam giác tốc độ
w1

c1r
c1
u1
theo định lý hàm số cos ta có
0
11
2
1
2
1
2
1
5,20cos 2 wuuwc +=
=20,27
2
+ 21,39
2
2.21,39.20,27.cos20,5
vậy c
1
=7,49 (m/s)
ta lại có
38,21,749,7
222
1
2
11
===
ru
CCC

m/s
vậy Sin
=
1

49,7
1,7
1
1
=
C
C
r
=0,945
0
1
32,71=

c2
w2
c2r
u2
theo định lý hàm số cos ta có
0
22
2
2
2
2
2

2
29cos 2 wuuwc +=
=12,19
2
+ 45,75
2
2.12,19.45,75.cos29
vậy c
2
=37,88 (m/s)
ta lại có
13,3731,928,38
222
2
2
22
===
ru
CCC
m/s
7
Nguyễn KHắC LĩNH -k53 - - Bản thuyết minh máy thuỷ khí
vậy sin
=
2

243,0
88,37
19,12
2

2
==
C
C
r
0
2
08,14=

47. Số cánh dẫn
Z =
2
sin.
)(.
21
12
21

+

+
DD
DDK
=
5,7
2
295,20
sin.
1386,0296,0
)296,01386,0.(5,6

=
+

+
Với cánh dẫn tơng đối dầy k = 6,5
Vậy chọn số cánh Z =8 cánh
8. Chiều dài đĩa bánh công tác
ở giáp moay ơ thì chiều dầy m
1
= 10 ữ 15 mm
Chọn m
1
= 12 (mm)
Phía ngoài chọn nhỏ hơn: m
2
=8(mm)
IV.kiểm tra kết quả tính toán
1.Kiểm nghiệm hệ số thu hẹp
K
1
=
=

1
11
1
sin
.
.

S
Z
D
Z
D
26,1
5,20sin
004,0
8
1386,0.14,3
8
1386,0.14,3
=

Vậy chọn K
1
=1,2 là hợp lý
K
2
=
=

2
12
2
sin
.
.

S
Z
D
Z
D
034,1
29sin
008,0
8
296,0.14,3
8
296,0.14,3
=

Vậy ta chọn K
2
=1,05 là hợp lý
2.
Kiểm nghiệm tỷ số b
2
/D
2
8
Nguyễn KHắC LĩNH -k53 - - Bản thuyết minh máy thuỷ khí
0334,0
.00073,0
2

3
4
2
2
==
u
q
k
n
D
b
Với n
q
=
65,3
s
n
=
27,18
65.3
9,66
=
vậy tỷ số b
2
/D
2
là hợp lý
3.
Kiểm tra D
2

/D
1
hoặc D
s
/D
2
14,2
138
296
1
2
==
D
D
phù hợp với n
s
=66,9
4.Kiểm tra tỷ số W
1
/W
2
phù hợp với điều kiện

66,1
19,12
27,20
2
1
==
W

W
phù hợp với n
s
=66,9
Vậy tất cả các thông số đã chọn khi kiểm tra, tính toán lại kết quả đều phù hợp với
điều kiện mà yêu cầu đặt ra
Phần 2 :xây dựng biên dạng cánh
2.1. xây dựng biên dạng cánh dẫn trên mặt kinh tuyến (mặt đứng)
Vì n
s
=66,9 nên cánh dẫn sẽ cong một chiều đơn giản , có dạng cánh cong mặt trụ,
hẹp và dài.Việc xây dng biên dạng măt đứng cánh dẫn bánh công tác đơc tiến hành nh
sau :
-Dựng các kích thớc d,d
o
, D
1
,D
s
,D
2
.
- lấy một đểm nào đó làm chuẩn trên D
2
, Kẻ đờng nghiêng một góc so vợi phơng
thẳng đứng , góc này là 4
0
- dùng đờng nghiêng vừa kẻ làm chuẩn dựng kích thớc b
2
trên D

2
Và b
1
trên D
1
.
- Nối sơ bộ b
1
vàb
2
thành một hinh dạng hình thang
9
Nguyễn KHắC LĩNH -k53 - - Bản thuyết minh máy thuỷ khí

Muốn vẽ chính xác ,ta phải tìm các trị số b
i
thay đổi t cửa vào đến cửa ra( từ vị trí
2
1
1
D
r =
đến vị trí
2
2
2
D
r =
). Lấy sơ bộ đờng trung bình của b
1

và b
2
Ta có giá trị b
i
ứng với một D
I
nào đó là:
rii
it
i
CD
kQ
b

.

=

ở đây
ii
i
i
t
t
k


=
;
z

D
t
i
i

=
;
i
i
i
S


sin
=
; với sin
i
i
i
ri
i
t
s
w
C
+=

.

)(0158,0

10
138,0296,0
10
12
m
DD
D =

=

=
D
1
=0,138(m)

)(154,0
1'1
mDDD =+=

)(170,02
1'2
mDDD =+=


)(185,03
1'3
mDDD =+=

)(201,04
1'4

mDDD =+=

)(217,05
1'5
mDDD =+=

)(232,06
1'6
mDDD =+=

)(249,07
1'7
mDDD =+=
10
Nguyễn KHắC LĩNH -k53 - - Bản thuyết minh máy thuỷ khí

)(264,08
1'8
mDDD =+=

)(280,09
1'9
mDDD =+=
D
2
=0,296(m)
Dựa vào W
1
, W
2

, C
1r
, C
2r
vẽ đồ thị quy luật biến đổi các thông số:
11
d
i
d
S
d
1
d
0
d
i
d
2
d
S
d
0
d
1
b
i
Nguyễn KHắC LĩNH -k53 - - Bản thuyết minh máy thuỷ khí
Sau khi đo và tính toán ta đợc bảng sau:
Thông
số W

i
Tốc độ thực (m/s)
W
1
20,27
W
1
19,46
W
2
18,65
W
3
17,85
W
4
17,04
W
5,
16,23
W
6
15,42
W
7
14,61
W
8
13,81
W

9
13,00
W
2
12,19
Thông
số C
ir
Tốc độ thực (m/s)
C
1r
7,1
C
1r
6,98
C
2r
6,86
C
3r
6,74
C
4r
6,62
C
5r
6,51
C
6r
6,39

C
7r
6,27
12
Nguyễn KHắC LĩNH -k53 - - Bản thuyết minh máy thuỷ khí
C
8r
6,15
C
9r
6,03
C
2r
5,91
Ta có:
Trên thục tế, trị số của b
i
dợc lấy tăng 10% để phù hợp với việc lấy
tăng b
1
& b
2
ở trên
Sau khi tính đợc các giá trị b
i
ở các điểm chia vẽ 2 đờng bao với các đ-
ờng tròn đờng kính b
i
nh vậy ta xây dựng đợc biên dạng cánh mặt trụ
13

Nguyễn KHắC LĩNH -k53 - - Bản thuyết minh máy thuỷ khí

1
1'
2'
3'
4'
5'
6'
7'
8'
9'
2
Ds
D
O
d
D1
D2
2.2.xây dựng biên dạng cánh dẫn (mặt trụ) trên mặt cắt vĩ tuyến
Khi n
s
=60 cánh dẫn có dạng mặt trụ cong một chiều đơn giản .Vì vậy ta chỉ cần
xây dng biên dạng của một đờng dòng trung bình của chiều rộng cánh dẫn là đủ.ở đáy
cánh dẫn vuông góc với các đĩa bánh công tác .Hình chiếu của cánh dẫn trên mặt vĩ
tuyến chỉ là một đờng cong .
Ta xây dựng biên dạng cánh dẫn trên mặt cắt vĩ tuyến bằng phơng pháp sau:
Phơng pháp giải tính từng điểm
Phơng pháp này thờng dùng để xây dựng biên dạng cánh bơm .ở đây việc xây dựng
biên dạng cánh không phải từ cung tròn mà bằng việc xác định từng điêm trên toàn bộ

chiều dài của cánh.
Cho một phân tố nhỏ của cung tròn PT =rd, số gia bàn kính là P
,
T=drtừ tam giác
vuông PP
,
T ta có.
rd=
i
tg
dr

14
Nguyễn KHắC LĩNH -k53 - - Bản thuyết minh máy thuỷ khí
Do vậy
i
tgr
dr
d


.
=
Từ phơng trình vi phân trên ta nhận đợc góc
o
và ta có phơng trình giải tích cho
biên dạng cánh dẫn là:


=

r
r
ii
o
i
tgr
dr


.
180
Tích phân này đợc giải một cánh dễ dàng nhờ việc lập một bảng biến thiên theo r
với việc chọn các r thích hợp .
ở đây ta chia thành 10 điểm bằng nhau với các r là bằng nhau
Ta đợc bảng sau
Trong đó:
ii
i
tgr
B

*
1
=
;

=
i
r
r

ii
f
1
180



15
Nguyễn KHắC LĩNH -k53 - - Bản thuyết minh máy thuỷ khí

1
1'
2'
3'
4'
5'
6'
7'
8'
9'
2
?1'
?2'
?3'
?4'
?5'
?6'
?7'
?8'
?9'

?1
?1
s

PHầN III : Các bộ phận dẫn hớng.
I. Bộ phận dẫn hớng vào:
+Vì ta thiết kế là bơm nhiều cấp 1 cửa hút có các BCT đặt cùng
chiều nên ở đó dòng chảy vào theo hớng vuông góc với trục bơm sau đó đ-
ợc phân bố theo hớng vào đối xứng trục (Hình Vẽ 24b HDTK )
+Thiết diện máng dẫn vào thu hẹp dần theo quy luật máng xoắn
để lu thể vào cửa hút BCT cách đều đặn, không gây va đập và khử đợc
không gian chết của dòng chảy ở gần trục quay của bơm đợc thể hiện theo
việc thiết kế máng xoắn từ thiết diện V đến thiết diện I của hình vẽ (Hình
vẽ 25 HDTK).Ta có :
16
Nguyễn KHắC LĩNH -k53 - - Bản thuyết minh máy thuỷ khí
CD
Ch
Ci
Quy luật biến đổi tốc độ
1. Tốc độ của dòng chảy từ mặt bích nối với ống hút của bơm đợc tính
nh sau:
gHKC
chh
2=
.Trong đó :
K
ch
: là hệ số tốc độ chọn theo n
s

.
Theo [3] thì n
s
<100

K
ch
= 0,11 ữ 0,12 , Chọn K
ch
= 0,11

C
h
=
1120.81,9.211,0
= 16,03 ( m/s)
2. Đờng kính nơi cửa bích hút vào bơm:
3.
Tốc độ cửa vào BCT :
C
D
=C
h
(1,3ữ1,5)= 16,03(1,3ữ1,5) =(20,839ữ24,04)
Chọn C
D
= 22 (m/s)
Cho tốc độ C
h
từ mặt bích hút đến C

D
tốc độ cửa vào BDT thay đổi theo
quy luật điều hoà (thờng là đờng thẳng)


Nh vậy ta có thể tính đợc các thiết diện III, II, I dựa vào điều kiện tốc
độ qua các tiết diện này là không đổi C
p
và lu lợng của nó giảm dần khi góc
quay của dòng chảy tăng lên.
Vì C
p
không đổi nên ta có thể chọn C
p
= C
D
= 22 (m/s)
+Gọi diện tích của các thiết diện III, II, I lần lợt là F
3
,F
2
, F
1

17
(mm) 60,3 0,0603(m)
03,16.14,3
04583,0.4
.
4

====
h
t
h
C
Q
D

Nguyễn KHắC LĩNH -k53 - - Bản thuyết minh máy thuỷ khí

O
I
II
III
C
h
Bộ PHậN DẫN HƯớng vào
Ta có:
0010416,0
22.2
04586,0
2
3
===
p
t
C
Q
F
m

2
=
1041,6(mm
2
)
)(1746,1041.
6
1
6
1
2
32
mmFF
===
)(586,1041.
18
1
18
1
2
31
mmFF
===
II. Bộ phận dẫn hớng ra
Theo máy mẫu.

III. Bộ phận dẫn hớng trung gian:
u
r
C

C
b
b
k
rd
dr
tg
2
'
2
3
2
3
1
3
==


.
Trong đó:
k
3
= 1,15; b
3
= 22 mm ; b
2
= 10 mm ; C
2r
,
=

)(45,6
1,1
1,7
2
2
m
k
C
r
==
;



091,0
13,37
45,6
.
22
10
.15,1
3
==

tg


3

= 5,2

0
18
Nguyễn KHắC LĩNH -k53 - - Bản thuyết minh máy thuỷ khí

)sin1(
2
3
2



==
d
c
Z

102 =+= ZZ
d
(cánh)



623,0)2,5sin1(
10
14,3.2
02
==

0
Vậy

3
3

tg
err
=
=153.e
0,622 0,091
= 162 (mm)
+ Xác định chiều cao của thiết diện vào a
0
của ống khuếchtán
a
0
= b
3
= 22 (mm)
+ Góc mở của ống côn

.
mở rộng cả 2 phía
- Theo hớng kính:
9
=
hk

ữ11 ,ta chọn
hk

=10

0
- Theo hớng trục:
4
=
ht

ữ6
0
, ta chọn
ht

=5
0

+ Xác định chiều dài phần ống khuếch tán:
l = (3 ữ 4).22

= 66 ữ 88 (mm).
- Chọn l= 80 (mm)
+ Xác định bán kính cung tròn phần xoắn ốc .

( )
3
3
cos2
1


ocn
Rr +=

. Trong đó :

3
er R
3o

tg
C
=
= r
3
= 163 (mm)
-
C
là góc ở tâm của máng xoắn ốc



cn

= (153+162)
0
7,5cos2
1
= 158 (mm)
Đờng kính ngoài của đĩa dẫn D
4
theo bảng sau :

3

2
5
o
2
0
o
1
5
o
1
0
o
5
o
D
3
/D
4
0,
45
0,
5
0,
6
0,
75
0,
95
Vì
3

= 5,2
0


4
3
D
D
=0,95

D
4
=
95,0
.2
3
r
=
95,0
153.2
=322 ( mm )
19
Nguyễn KHắC LĩNH -k53 - - Bản thuyết minh máy thuỷ khí

l
=
(
3
ữ

4
)
a
0

3
r
4
r
3
d

c
2

/
z
n
d


a
0
a

3
dr

d
e

b
r
R
c
f

Phần IV: Bộ phận lót kín.
- Lót kín bánh xe công tác: ( Hình vẽ 33)
+ Xác định áp suất khe hẹp . Ta có công thức :
h
y
= H
TA
-
g
U
8
2
2
(
1
2
y
r
r
)
2
[ 1- (
2
1

r
r
y
)
2
]



( )
2
2
22
8
.
1
UhHg
rU
r
YTA
Y
+
=
. Trong đó:
H
TA
=
tl
H

1
=
)02,001,0(
1
ữ

H
=
)02,001,0(65,0
112
ữ
=140,7ữ
142.4

Lấy H
TA
= 142 (m)
=> h
y
= 0,6H
1
= 0,6.112 =67,2 (m)
r
2
=
2
2
D
=
2

296
= 148 (mm) = 0,148 (m) ; u
2
= 45,75 (m/s).

( )
)(76)(076,0
75,452,671142.81,9.8
148,0.75,45
2
1
mmmr
y
==
+
=
20
Nguyễn KHắC LĩNH -k53 - - Bản thuyết minh máy thuỷ khí
+ Xác định chiều rộng khe hẹp
1

:
1

= 0,2ữ0,3 mm , chọn
1

= 0,2 ( mm) = 0,2.10
-3
,

m
+ Xác định chiều dài khe hẹp l
1
:
D
Y1
= 2r
Y1
= 2.76 = 152 mm >100 mm
nên theo công thức kinh nghiệm ta có :
)15,012,0(15,012,0
11
1
1
ữ=ữ=
Y
Y
Dl
D
l
= (0,12ữ0,15)152 = (18,24ữ22,8),mm
- Chọn l
1
=20 mm.
Khi đó
ữ= 6,05,0
à
chọn
5,0=

à
+ Xác định lợng chất lỏng rò qua khe hở lót kín phía trớc BCT
1

là:
YY
ghfq 2.
1
à
=
. Trong đó:
à - là hệ số lu lợng khe hẹp,
- Diện tích tiết diện khe hẹp:
f
Y
= 2r
Y1

1
= 2.3,14.76.0,2= 95,456 mm
2
=95,456.10
-6
m
2
2,0
1
=

,là chiều rộng khe hẹp

)/(00173,02,67.81,9.210.456,95.5,0
36
1
smq ==

+ Xác định lợng chất lỏng chảy qua khe hở phía sau BCT:
2222
2 2
YY
ghrq
à
=
















+=

2
2
2
2
2
2
2
2
1
82 r
r
g
u
u
gH
h
YLT
Y
- Chọn sơ bộ theo (hình 33 HDTK):
r
y
2

= r
0
=
2
0
d
=

)(58
2
116
mm=

mh
Y
26
148,0
058,0
1
81,9.8
75,45
75,45.2
142,0.81,9
2
2
2
2
=

+=
21
Nguyễn KHắC LĩNH -k53 - - Bản thuyết minh máy thuỷ khí
2

= 0,3 ữ 0,4 (mm), chọn
2

= 0,3 (mm) = 0,3.10
-3
(

m)


)/(10.23,126.81,9.210.3,0.058,0.14,3.2.5,0
333
2
smq

==
+ Xác định chiều dài khe hẹp: l
2
= l
1
= 20 (mm)

+ Xác định hiệu suất lu lợng:

94,0
00123,000173,004583,0
04583,0
21
=
++
=
++
=
qqQ
Q
ll

+ Chiều rộng moay ơ (chọn sơ bộ):
L
,
= l
1
+ l
2
+ 2m
1
+ b
1
= 20+ 20+ 2.12+ 21= 85 (mm)
-Lót kín trục bơm:
+ Xác định chiều dày vòng lót :
b = 0,25.d = 0,25.86,3= 22(mm)

+ Xác định các kích thớc đợc chọn :
S = 2.b = 2.22 =44 (mm)
Chiều dài phần lót kín : L = (i + 0,5)b
Vì : p =
10
H
=
112
10
1120
=
at.
=> L = 2d= 2.86,3=172,6 mm


Số vòng lót : i =
34,75,0
22
6,172
5,0 ==
b
L

- Ta chọn : i = 8 (vòng lót).
+ Xác định lực ép vòng lót:

( )
BddpF
k
.

4
4,1
22


.
- Trong đó :
d
k
= d + b = 96,3+24 =120,3 (mm)= 0,1203 (m)
B = 9.81 là hệ số quy đổi.
p = 102 (at)


( )
)(17,581,90963,01023,0
4
14,3
.102.4,1
22
NF =
Phần V : Lực tác dụng trong bơm
và tính toán trục bơm.
I. Các lực tác dụng.
1. Lực hớng trục:
22
Nguyễn KHắC LĩNH -k53 - - Bản thuyết minh máy thuỷ khí
-Xác định lực do chênh áp phía trớc và phía sau BCT:

( )

=
2
222
2
22
2
1
8 r
rR
g
u
HrRF
oY
poYZng

- Trong đó:







=
2
2
2
1
u
C
HH
u
ip
=
4,66
5,42.2
13,37
1112 =

m H2O

8912
2
154
2
1
=+=+= m
D
R
s
y
mm
r
0
=
)(58
2
116
2
0
mm
d
==

g.

=
= 1000.9,81= 9810(N/m

3
)
( )

2
296,0
.2
058,0089,0
1
81,9.8
57,45
4,66058,0089,09810.14,3
222
22
=

=
Zng
F
= - 5692(N)
Dấu (-) trong công thức của F
Zng
biểu thị lực này có chiều ngợc
trục z của bánh công tác.
b . Lực tác dụng bên trong của BCT:

oZtr
C
g
Q
AF

=
-Hệ số A = 1 với bánh công tác là hớng kính.
Nên:
)(25,24691,5.

81,9
10.6,41.9810
.1
3
NC
g
Q
AF
oZtr
=


23
Nguyễn KHắC LĩNH -k53 - - Bản thuyết minh máy thuỷ khí

c .Lực phụ hớng trục (Hình vẽ 36 HDTK)
( )
( )
,3(N)3124,

2
148.0.2
089,0148,0
089,0
148,0
ln
0,089-0,148
0,148
089,0148,0
81,9.8

75,45
3,14.9810 -
2
2
ln
8
2
22
2
2
22
2
22
2
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
YZng

-Tổng lực tác dụng lên toàn bộ bánh công tác của bơm là:
EMBED Equation.3
N)(84068
)5,2463,31245692.(81,9)(10
*
1

=+=++==

=
ZtrZngZng
n
i
i

FFFFF
-Lực hớng kính:
'
22
.1 bHD
Q
Q
KF
dm
RR















=
-Trong đó : K
R
= 0,1 ; Q
đm

= Q
tt
= 0,0458(m
3
/s)


= 9810 N/m
3
; H = 1120 (m) ; D
2
= 0,275 (m)
b
2
= b
2
+ 2m
2
= 10+ 2.8 = 26 (mm) = 0,026 (m)

)(763026,0.296,0.1120.9810.
0458,0
0417,0
1.1,0 NF
R
=

=

II. Tính toán thiết bộ phận cân bằng lực hớng trục của máy bơm
a. Lực tác dụng F
d
trên đĩa giảm tải đợc tính theo công thức:

prRF
ad
= ).(.
2
0
2


24
Nguyễn KHắC LĩNH -k53 - - Bản thuyết minh máy thuỷ khí
để cân bằng roto thì chênh áp giữa trớc và sau đĩa phảI bằng nhau.và
khi đó F
d
=F
zi

Từ đó ta có độ chênh áp:
)116,01856,0.(14,3.59,0
84068
).(.
222
0
2

=

=

rR
F
p
a
zi

=2161759 (N/m
2
)
Với
2
2
2
0
2
0
2

)1(3
)(3))(21()1)(1(
a
aa
e
a
e
R
r
R
r
R
r
R
r

+++
=


Chọn kết cấu: (r
e
/R
a
) = 0,625; (r
0
/r
e
) = 0,5 va hệ số

= 0,18 thay vào
phơng trình ta đợc
59,0=

: R
a
=185,6 mm ; r
e
= 116 mm
b. Tính lợng chất lỏng Q
S2
chảy chảy qua bộ phận giảm lực hớng
trục
độ lớn nhỏ nhất của khe hở. b
1
=0,001.R
a
= 0,001.0,1856 = 1,856.10
-4
m
)/(10.5,2
10000
2706475
.10.2
5,0625,0625,0.
10.856,1.2
116,0.06,0
10.856,1.116,0.14,3.2
2
5,0

2
2
33
2
4
4
2
2
1
1
2
sm
p
g
R
r
R
r
b
L
br
Q
a
e
a
e
e
s

=
++
=

++
=



c. Xác định kích thớc khe hở trên ống lót của đĩa và các kích thớc
của ống dẫn.
Chiều dài khe hở hớng trục L
0
:




x
S
pp
g
Q
b
L
br

=
+

3
2
0
0
00
25,1
2
2
25