Tính toán thiết kế cơ bản máy bơm ly tâm hai cửa hút theo máy mẫu với các thông số sau (bom 2 mieng hut cuaquoc)

Đồ án máy thuỷ khí

Lời nói đầu
Ngành cơ khí chế tạo máy chiếm một vị trí quan trọng đối với sự phát
triển của nền kinh tế quốc dân. Vì vậy phải đẩy mạnh việc cải tiến kỹ thuật
trong ngành chế tạo máy.
Đồ án môn học máy thuỷ khí VII là một trong các đồ án có tầm quan
trọng nhất đối với một sinh viên khoa cơ khí. Đồ án giúp cho sinh viên hiểu
những kiến thức đà học môn thuỷ lực va máy thuỷ khí .. Đồ án còn giúp cho
sinh viên đợc hiểu dần về thiết kế và tính toán thiét ké một công cụ máy quan
trọng đó là máy bơm
Đợc sự giúp đỡ và hớng dẫn tận tình của thầy giáo nguyễn đức sớng
trong bộ môn Máy và thiết bị mỏ đến nay đồ án môn học của em đà hoàn
thành. Tuy nhiên việc thiết kế đồ án không tránh khỏi sai sót em rất mong đợc
sự chỉ bảo của các thầy và sự chỉ bảo của các bạn.
Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo nguyễn đức sớng, các thày,
cô giáo trong tổ bộ môn Máy và thiết bị mỏ và các bạn đà giúp đỡ em hoàn
thành đề tài này.

Hà Nội, ngày 6 tháng 2 năm 2004
Sinh viên : Tạ Thị Thuỳ Linh

Phần i : Tính toán cơ bản
I. Tính chọn động cơ và phơng án kết cấu bánh công tác:
1. Công suất yêu cầu trên trục bơm:
Lu lợng định mức:
Q=360 (m3/h) =0,1 (m3/s)
Lu lợng tính toán:
Qt = 1,5.01 =0,115 (m3/s)
Công suất yêu cầu trên trục b¬m:
N=

ρgQt H
1000η c
1

N=

1000.9,81.0,115.46
= 69,2(kW )
1000.0,75


Đồ án máy thuỷ khí

2. Công suất động cơ:
Nđ/c=1,1.69,2=76(kw)
Chọn Nđ/c theo tiêu chuẩn: Nđ/c =75 (kW)
n=1450 (v/ph)
3. Số vòng quay ®Ỉc trng:
ns =

n Qt i 3 / 4
H 3/ 4 y

Trong đó: Lu lợng tính toán Qt =0,115 (m3 /s)
Số cấp bánh công tác i=1
Số cửa hút bánh công tác y=2
VËy:ns=51(v/ph)
n s = 3,65

1450. 0,115.13 / 4
46 3 / 4 2 .2

= 51(v / ph)

ns=51, kiểu máy bơm 2 miệng hút( phân đôi lu lợng)
II. Tính toán các thông số ở cửa vào bánh công tác:
1. Sơ đồ kết cấu bánh công tác và qui ớc các kích thớc

2

D

b2

b1

D2
Ds

D1

d0

d

2. Xác định đờng kính đầu ra của trục bơm (đờng kính trục lắp khớp nối)
Tính theo công thức d r = 3
)

Mx

0,2[τ ]

/

[τ ] / = B(200 − 250) = 1962 − 2452,5

2


Đồ án máy thuỷ khí

Do máy bơm hai miệng hút nên:
dr=(130ữ250) 3

N
69,2
=(130ữ250) 3
=47,15ữ90,1 (mm)
n
1450

Lấy dr=50 (mm)
3. Xác định đờng kính nơi lắp bánh công tác:
Theo kết cấu của bơm mẫu và bản vẽ chi tiết của bơm, chọn:
d=75 mm
4. Đờng kính moay ơ BCT:
d0 =d + (10ữ 25) , mm
d0 =90 mm

5. Xác định đờng kính Ds
Ds =

4Qt
+ d 02
Cs

Cs=kcs 2 g H = 0,12 2 g H = 3,605 (m/s)
i

Ds =

i

4.0,115
+ (90.10 −3 ) 2
∏ 3,9.2

= 0,169mm

6. X¸c ®Þnh ®êng kÝnh D1:
Víi ns < 60  D1 ≈Ds =1,05.0,169=0,174 (m)
Vậy:

D1=174( mm.)

7. Xác định chiều rộng mép vào b1:
0=900 C0 C0r
C0= 1,1Cs=3,97
Vì bơm 2 miệng hút nên lu lợng nớc qua b1 giảm đi một nửa:

Qt
0,115
=
= 0,0265 (m)
D1C 0 r .2 3,14.0,174.3,97.2
20
Ta lÊy thªm: b1=0,026.
=0,032 ( m)
100
t
C1r = C0r . 1 =k1.C0
t1 − σ 1
b1 =

S¬ bé: k1= 1,15- 1,2 chọn k1=1,2
C1r= 1,2.3,97= 4,32 (m/s)
8>. Xác định góc vào của cánh 1
C

C

1r
1r
tg1,0 = u C = u − C cos α
1
1u
1
0
1

C1r

Víi α1=900  tgβ1.0= u
1
Víi u1 = w

D1 ∏ nD1 3,14.1450.0,160
=
=
= 13,203 (m/s)
2
30.2
30.2

3


Đồ án máy thuỷ khí

tg1,0 =

3,97
= 0,31
130203

=>

1.0=17o

=>1=17o+4o=21o

9>. Xác định chiều dày cánh dẫn S
Theo (1) : Chọn vật liệu dùng để chế tạo cánh dẫn là thép nhẹ
S = 4 ë mÐp vµo BCT
S = 4 ë mÐp ra BCT
III. Tính toán các thông số ở cửa ra của BCT
1> Gãc ra cđa c¸nh dÉn β2
ns

40

100

β2

30- 36

25- 30

ns= 51 (vg/ph)
o

-Chän 2 =31

2> Tốc độ vòng ở mép ra của cánh u2
Theo c«ng thøc thùc nghiƯm:
u2 = ku2 2gH 1
ku2=
3>

1

1
=
=1
Ψ
1

 u2= .2 g.H 1 = 1.2.9,81.46 = 30,04 (m/s)
Đờng kính tại cöa ra BCT D2
D2 =

4>

(m/s)

60u 2 60.30,04
=
= 0,396 (m)
∏ n 3,14.1450

D2 = 396 mm
ChiỊu réng BCT ë cưa ra b2
b2=

Qt .k 2
∏ .D2 .C 2 r

(cm)

Víi C2r =(0,7 ÷ 1,0)C1r =(0,7 ữ 1,0)4,32 =3,024 ữ4,32 (m/s)
Chọn C2r =3,802 (m/s)

Chọn sơ bộ: k2 =1,5
b2=

0,115.1,05
= 0,0127 (m)
3,14.0,396.3,802.2

b2= 0,0127( m)
5>

Giá trị tốc độ tơng đối:
C1r
4,32
=
= 12,74 (m/s)
sin 1 sin 21
C
4,32
= 7,3 (m/s)
W2= 2 r =
sin β 2 sin 310

W1=

4


Đồ án máy thuỷ khí
6>

Xây dựng các tam giác tốc độ:
_Tam giác tốc độ ở cửa vào BCT:
C1=C1r=4,32 (m/s)





1 =900
1=210
w1=12,1 (m/s)
_ Tam giác tốc độ ở cửa ra BCT:

c

w

2

2

c2r
2

2

c2u

7>

u2

2=310
w2=7,4 (m/s)
Số c¸nh dÉn BCT
Z= k .

D + D1
D2 − D1

β1 + β 2
2

. sin

0,396 + 0,160

Z= 8. 0,396 − 0,160 . sin

21 + 30
= 8,02
2

Vậy: Z= 8 cánh
8>

Chiều dày đĩa BCT
ở phần giáp với moay ơ :

m=10 mm

Phía ngoài chiều dày nhỏ hơn : m= 8 mm
IV.Kiểm tra kết quả tính to¸n
1>

KiĨm nghiƯm c¸c hƯ sè thu hĐp

5


§å ¸n m¸y thủ khÝ

∏ D1
3,14.174
8
z
k1 =
=
= 1,147
∏ D1
S1
3,14.174
0,4
−
−
8
sin 210
z
sin 1

Sơ bộ: k1= 1,2
Sai khác: =

1,2 1,147
.100%=3,5% < 5%
1,2
∏ D2
z

3,14.39,6
8
k2 =
=
= 1,049
∏ D2
S2
3,14.39,6
0,4
−
−
8
sin 310
z
sin β 2

S¬ bé: k2 =1,05
Sai kh¸c : δ=
2>

1,05 − 1,049

.100% = 0,09% < 5%
1,05

Kiểm nghiệm tỷ số b2/D2

Vì bơm 2 miệng hút, xét tỷ số b2//D2
b2 12,7
=
= 0,03207
D2 396

Theo công thức:
Theo bảng sau ta cã:
ns
60
80
b2/D2
0,03
0,05

100
0,06

120
0,1

150
0,12

200

0,17

0,030207 − 0,03
0,000207
.100% =
.100% = 0,69%.
0,03
0,03
D
D
3>.KiÓm tra tû sè 2 hoặc s
D1
D2

=>=

D2 396
=
= 2,276
D1 174

Theo bảng:
ns
D2/D1

D2
=3.
D1

60

3

80
2,55

100
2,2

120
1,8

150
1,54

Ta thấy kết quả tính toán quá nhỏ, thích hợp với bơm 2 miệng hót.
6

200
1,5


§å ¸n m¸y thủ khÝ

4>. KiĨm tra tû sè

w1
w2

w1 12,74
=

= 1,745
w2
7,3

Theo bảng :

w1
=1,75
w2

Sai khác: =

1,75 1,745
.100% = 0,5% <5%
1,75

Vậy các kết quả thoả mÃn yêu cầu thiết kế.

Phần ii
Xây dựng biên dạng cánh
2.1.Xây dựng biên dạng cánh dẫn trên mặt kinh tuyến (mặt đứng)khi cánh có
dạng mặt trụ.
Với số vòng quay đặc trng ns =51 60 cánh dẫn sẽ cong một chiều đơn giản
Có dạng cánh cong mặt trụ, hẹp và dài. việc xây dụng biên dạng mặt đứng cánh
dẫn bánh công tác đợc tiến hành nh sau:
Ta có các thông số:d=75 (mm); do=90(mm);

7

§å ¸n m¸y thủ khÝ

D1=174 (mm) ; Ds=169 (mm)
D2=396(mm)
-Dùng c¸c kích thớc d,do,D1,Ds,D2.
-lấy một điểm bất kỳ làm chuẩn trên D2 kẻ đờng nghiêng một góc so với phơng
thẳng đứng. Góc này lấy 4o
-Dùng đờng nghiêng vừa kẻ làm chuẩn dựng kích thớc b2trên D2 và b1 trên D1.
-Nối sơ bộ b2và b1 thành dạng hình thang.
Muốn vẽ chính xác, ta tìm các trị số b1thay đổi từ cửa vào ®Õn cưa ra.
(tõ vÞ trÝ r1 =
bi =

D1
D
®Õn vÞ trÝ r2 = 2 ):
2
2

Qt .k i
.Di .C ir

ở đây:
ki =

ti
ti − σ i

; ti =

∏ Di
z

; σi =

Si
sin β i

; sini =

C ir S i
+
Wi
ti

-Các giá trị Ci:Wi:Si tìm trên hình8 ứng với Di .Chia đờng trug bình 1-2 thành
nhiều khoảng các điểm chia cách tâm bán công tác là ri=

Di
,các khoảng chia
2

không nhất thiết phải bằng nhau mà tuỳ theo mức độ cần vẽ chính xác. Tìm các
giá trị cần thiết từ hình 8 ứng với các điểm chia vừa thực hiện,ta tính đợc các
bi.Trị số củ các bi thực teescungx đợc lấy tăng phù hợp với việc lấy tăng b1 và b2
ở trên .
- Dựng các đờng tròn đờng kính bi tơng ứng với các vị trí của Di .Vẽ hai đờng
đờng bao với các đờng tròn bi đó , ta đợc biên dạng cánh dẫn trên mặt kinh
tuyến . Chú ý rằng tâm các đờng tròn bi không nhất thiết nằm trên đờng 1-2 mà
có thể xê dịch chúng để bảo đảm sự điều hoà của dòng chảy ( biên dạng trơn

liên tục )mà vẫn giữ đợc luật thay đổi của bi .Các kết quả thờng đợc ghi vào
một bảng thống kê (bảng2).
(Bảng 2).
Di

Si

Cri

Wi

ti

sin

m

m

m/s

m/s

m

-

ki

ứng suất

-

-

0.1962

0.005

4.2682

12.721

0.2184

0.005

4.2164

12.152

0.0770085 0.40045183 1.19351197 0.012485
1.1681061
0.085722 0.40529978
7 0.0123365

0.24

0.005

4.1646

11.583

0.0942 0.41262272 1.14762736 0.0121176

0.262

0.005

4.1128

11.014

0.285

0.005

4.061

10.445

0.307

0.005

4.0092

9.876

0.4334962 1.11496375 0.0115341
1.1022151
0.1204975 0.44744846
6 0.0111744

0.329

0.005

3.9574

9.289

0.1291325 0.46475071 1.09088526 0.0107584

8

0.102835 0.42203723 1.13020766

0.011847

0.1118625


§å ¸n m¸y thủ khÝ

0.351

0.005

3.9056

8.738

0.374

0.005

3.8538

8.169

9

0.1377675

0.4832603 1.08119841 0.0103463

0.146795 0.50582019 1.07220021 0.0098849


Đồ án máy thuỷ khí

2.2. Xây dựng biên dạng cánh dẫn trên mặt vĩ tuyến (mặt trụ).trên mặt cắt vĩ
tuyến.
Khi ns 60 cánh dẫn có dạng mặt trụ cong một chiều đơn giản .Vì vậy ta chỉ cần
xây dựng biên dạng của một đờng dòng trung bình của chiều rộng cánh dẫn là
đủ.
-ở đây ta dùng phơng pháp giải tích tính từng điểm .
Những điểm riêng đợc mô tả trên toạ đọ cực ,nghĩa là ở một bán kính nào đó thì

ta tính đợc góc tơng ứng .
d =

dr
.tgi

từ phơng trình vi phân này ta đợc góc o và ta có phơng trình giảI tích cho biên
dạng cánh dẫn là:
i o=

180
dr
tgi


Tích phân nay đợc giảI dễ dàng nhờ việc lập bảng biến thiên theo r vói việc
chọn r thích hợp .
Nhờ đó ta có bảng 3.

10


§å ¸n m¸y thủ khÝ

PHẦN III:
CÁC BỘ PHẬN DẪN híng

I Bộ phận dẫn hớng vào:
1. Tốc độ của dòng chảy từ mặt bích nối với ống hút của bơm:
Ch=Kch. 2 gH

Theo | 1|, với ns< 100:
Hệ số tốc độ Kch=0,11ữ0,12
Chọn kch=0,115
Vậy:
Ch=0,115. 2.9.81.46 =3,45( m/s)
2. Đờng kính nơi cửa bích hút vào bơm Dh:
4Qt
4.0,115
=
=0,22 (m)=22 (cm)
Ch
3,14.2.3,45

Dh =

Tốc độ cửa vào BCT Cd:
CD= (1,3 – 1,5)Ch
= (1,3 – 1,5).3,45= 4,485 ÷ 5,175 ( m/s)
Lấy: CD= 5 ( m/s)
3. Xác định diện tích các tiết diện ở cửa vào BCT
3.1 Diện tích tiết diện IV (F4)
Coi vận tốc dòng chảy ở cửa vào BCT là không đổi (C =CD)
F4 =

Qt
4.C D

=

3

4

3
.57,5 = 43,12 (cm2)
4

0,115
=0,00575 (m2) =57,5 (cm2)
4.5

3.2> DiƯn tÝch cđa tiÕt diƯn III (F3)
F3= F4 =

3.3> DiƯn tÝch cđa tiÕt diƯn II (F2)

11


§å ¸n m¸y thủ khÝ

2
4

2
.57,5 = 28,87 (cm2)
4

1
4

1
.57,5 =14,37 (cm2)
4

F2= F4 =

3.4> DiƯn tÝch cđa tiÕt diƯn I (F1)
F1= F4 =

3.5> DiƯn tÝch cđa c¸c tiÕt diƯn V, VI, VII
Coi tốc độ dòng chảy ở cửa vào BCT biến đổi theo qui luật đờng thẳng.
Do đó xác định các giá trị vận tốc ở cửa vào nh sau:
ở tiết diện F5 : Ch5 = 4,15 ( m/s)
ë tiÕt diÖn F6 : Ch6 = 3,75 ( m/s)
ë tiÕt diÖn F7 : Ch7 = 3,45 ( m/s)
Qt
0,115
=
=0,01369 m2=136,9 cm2
2.Ch 5 2.4,2
Q
0,115
F6 = t =
=0,01533m2=153,3cm2
2.Ch 6 2.3,75
Q
0,115
F7 = t =
=0,03333 m2=333,3 cm2
C h 7 3,45

F5 =

4>. Xác định các khoảng cách ở cửa vµo :
AE=2DS=2.16,9=33,8 (cm)
3
3
4
4
5
5
BO = .DS= .16,9=14,08(cm)
6
6

OO = .DS= .16,9=12,675 (cm)

CO=DS=16,9 (cm)

7
7
6
6
5
5
EO = .DS= .16,9=21,125 (cm)
4
4

DO = .DS= .16,9=19,72(cm)

6
4

6
4

HO= .DS= .16,9=25,35(cm)
5> Thiết kế hình dáng hình học các tiết diện hình thang ở cửa vào .
Ta coi hình dáng ở các tiết diện vào của BCT có dạng là những hình thang
cân đà biết (Fi), có đáy lớn là ai cha biết và đáy nhỏ b=b1= 3,2 (cm) , có các
chiều cao hi dựa vào (H1) .Sau khi tính dợc cac tiết diện hình thang này ta thiết
kế lại sao cho có hình dáng hình học phù hợp.
5.1> ở tiết diện I (F1)
F1= 14,37 (cm2);
h1 = OB – DS/2 =14,08 – 16,9/2 =5,63 (cm)
a1 =

2.F1
2.14,37
− b1 =
− 3,2 = 1,90(cm)
5,63
h1

5.2> ë tiÕt diÖn II (F2)
F2= 28,87(cm2);
12

§å ¸n m¸y thủ khÝ

h2 = OC – DS/2 = 16,9 – 16,9/2 =8,45 (cm)
2.F2

2.28,87

a2 = h − b1 = 8,45 − 3,2 =3,63(cm)
2
5.3> ë tiÕt diÖn III (F3)
F3 = 43,12 (cm2);
h3 = OD – DS/2 = 19,72 – 16,9/2 =11,27 (cm)
2.F3

2.43,12

2.F

2.57,5

a3 = h − b1 = 11,27 − 3,2 = 4,45 (cm)
3
5.4> ë tiÕt diÖn IV (F4)
F4 = 57,5(cm2);
h4 = OE – DS/2 = 21,125 – 16,9/2 =12,675(cm)
4
a4 = h − b1 = 12,675 − 3,2 = 5,87 (cm)
4

5.5> ë tiÕt diÖn V (F5)

F5= 136,9 (cm2);
h5 = OH – DS/2 = 25,35 – 16,9/2 =16,9 (cm)
2.F

2.136,9

5
a5 = h − b1 = 16,9 − 3,2 = 13,0 (cm)
5

II.Bé phËn dÉn híng ra
Dùa vµo nhiƯm vơ cđa bé phËn dÉn híng ra và căn cứ vào bản vẽ chi tiết, yêu
cầu kỹ thuật của bơm, ta chọn phơng pháp thiết kế bộ phận dẫn hớng ra của
bơm có kiểu xoắn ốc mở rộng dần, tiết diện máng xoắn hình thang.
1> Chiều rộng máng xoắn ứng với bán kính ra BCT :
Theo 1 : b3 = b2 + (0,02 ÷ 0,05)D2
b3 = 1,3 + (0,02 ÷ 0,05)39,6 = 2,42 ÷ 3,68(cm)
LÊy: b3= 3,6 (cm)
2> Bán kính đờng tròn cơ sở của đờng xo¾n èc :
r

D

39,6

D

39,6

+

Theo 1 : r3=r2 + 2 = 2 + 2 =
= 20,46(cm)
30
2
60
2
60
3> Tốc độ dòng chảy trong máng xoắn Cmx
Với điều kiện tốc độ dòng chảy trong máng xoắn không thay đổi từ tiết
diện 1 đến tiết diện 8 , ta chia máng xoắn thành 8 điểm

Cmx = Kmx 2 gH
Theo giản đồ H29 (1): Kmx= 0,47
Cmx = 0,47 2.9,81.46 = 14,112 (m/s)
4> DiƯn tÝch c¸c tiÕt diƯn trong máng xoắn:
4.1> Diện tích tiết diện 8 của máng xo¾n:
F8 =

Q
0,115
=
=0,00815 (m2) =81,5 (cm2)
C mx 14,112

13


§å ¸n m¸y thủ khÝ

4.2> DiƯn tÝch c¸c tiÕt diƯn còn lại từ điểm 1 đến 7 :

Chia máng xoắn làm 8 phần, mỗi phần có các góc i =450
Fi =

ϕi
.F8 (cm2)
360

φi+1 = φi + 450
4.2.1> DiÖn tÝch tiÕt diÖn ë ®iĨm 1 :
F1 =

45
.81,5 = 10,187 (cm2)
360

4.2.2> DiƯn tÝch tiÕt diƯn ë ®iĨm 2 :
F2 =

90
.81,5 = 20,375 (cm2)
360

4.2.3> DiƯn tÝch tiÕt diƯn ë ®iĨm 3 :
F3 =

135
.81,5 = 30,562(cm2)
360

4.2.4> DiƯn tÝch tiÕt diƯn ë ®iĨm 4 :

F4 =

180
.81,5 = 40,75 (cm2)
360

4.2.5> DiƯn tÝch tiÕt diƯn ë ®iĨm 5 :
F5 =

225
.81,5 = 50,94 (cm2)
360

4.2.6> DiÖn tÝch tiÕt diÖn ë ®iĨm 6 :
F6 =

270
.81,5 = 61,125 (cm2)
360

4.2.7> DiƯn tÝch tiÕt diƯn ë ®iĨm 7 :
F7 =

315
.81,5 = 71,312 (cm2)
360

5> ChiỊu cao hình thang có tiết diện máng xoắn:
hi =

b3 + b32 + 4.tg (ξ i / 2).Fi
2.tg (ξ i / 2)

Trong ®ã :
Gãc më tiÕt diƯn ξi = 10

ξi+1 = ξi +50 (i = 1 ÷ 8)
5.1> ChiỊu cao hình thang tiết diện máng xoắn ở vị trí 1:
2
0
h1 = − 3,6 + 3,6 + 40.tg 5 .10,187 =2,6571 (cm)

2.tg 5

5.2> Chiều cao hình thang tiết diện máng xoắn ë vÞ trÝ 2:
2
0
h2 = − 3,6 + 3,6 + 4.tg07,5 .20,375 = 4,817 (cm)

2.tg 7,5

14


Đồ án máy thuỷ khí

5.3> Chiều cao hình thang tiết diện máng xoắn ở vị trí 3:
2
0
h3 = 3,6 + 3,6 + 4.tg10 .30,562 = 6,452 (cm)

0

2.tg10

5.4> ChiÒu cao hình thang tiết diện máng xoắn ở vị trí 4:
2
12 0
h4 = − 3,6 + 3,6 + 4.tg0 ,5 .40,75 = 7,683 (cm)

2.tg12,5

5.5> Chiều cao hình thang tiết diện máng xoắn ở vị trí 5:
2
0
h5 = 3,6 + 3,6 + 4.0tg15 .50,94 = 8,62(cm)

2.tg15

5.6> ChiỊu cao h×nh thang tiÕt diện máng xoắn ở vị trí 6:
2
0
h6 = 3,6 + 3,6 + 4.tg17,5 .61,125 = 9,34 (cm)
0

2.tg17,5

5.7> ChiÒu cao hình thang tiết diện máng xoắn ở vị trí 7:
2
0
h7 = − 3,6 + 3,6 + 4.tg 20 .71,312 = 9,899 (cm)

0

2.tg 20

5.8> Chiều cao hình thang tiết diện máng xoắn ở vị trí 8:
2
0
h8 = 3,6 + 3,6 + 4.tg 22,5 .81,5 = 10,33 (cm)
0

2.tg 22,5

6> KiĨm nghiƯm chiỊu cao h8 theo c«ng thøc kinh nghiƯm:
D2 D3
−
2
k8KN =KP. 2

Với : D3=KH.D2

Tra theo giản đồ H29 (1) : KP= 1,5
=> k8KN =(KP- KH).D2/2
=(1,5 – 1,0).39,8/2= 9,9
Sai sè kiĨm nghiƯm :
εKN =

10,33 − 9,9
.100 % = 4,1%
10,33

Sai sè nhá => giá trị h8 đạt yêu cầu.

Phần iv

bộ phận lót kín

I. Lót kín bánh xe công tác
15

KH=1,0


§å ¸n m¸y thủ khÝ

1>. ¸p st khe hĐp hY
Theo (1):hY=0,6.46=27,6 (m)
2>. Xác định thông số rY1
2

2
2
U 2 r2    ry1  
  1 −   
Theo (1) : hΥ=HTA -  
8 g  ry1    r2  
   
U 2 .r2

=> ry1=

2
8 g ( H TA − h y ) + U 2

Trong ®ã HTALT=

H1
=
η lt

H1

η − (0,01 − 0,02)

=

46
0,75 − (0,01 − 0,02)

HTA=54 (m)
U2 = 30,04 (m/s)
r2 = 19,8.10-2 (m)
=> ry1=

30,04.19,8.10 −2
8.9,81(54 − 27,6) + 30,04 2

= 0,109 (m) = 10,9 (cm).

3>. ChiỊu réng khe hĐp δ1:
δ1= 0,2 (mm)

4>. Đờng kính DY1
DY1=2. ry1=2.10,9 = 21,8 (cm)
5> Chiều dài khe hĐp l1
Víi DY1= 21,8= (cm)= 218(mm) > 100 (mm)
LÊy

l1
=0,12 ÷0,15
DY 1

=> l1 = (0,12 ÷ 0,15).DY1
= (0,12 ÷ 0,15).21,8 =2,616 ữ 3,27 (cm)
Lấy: l1= 2,8 (cm)
Khi đó, hệ số lu lỵng khe hĐp :
μ= 0,55
6> DiƯn tÝch tiÕt diƯn khe hÑp fY
fY = 2П.ry1δ1= 2.3,14.10,9.0,02 = 1,36 ( cm2)
fY = 1,36.10-4 (m2)
7> Lợng chất lỏng rò qua khe hở lãt kÝn phÝa tríc BCT:
q1 =μ. fY. 2 gh y
= 0,55.1,36.10-4. 2.9,81.27,6 =0,0017 (m3/s)
Với bơm 2 miệng hút mà ta đang xét thì lu lợng này tăng gấp đôi,
= q1/ = 2q1 = 0,0034 (m3/s)
8> KiĨm tra hiƯu st lu lỵng
η ll =

Q
0,115
.100%=
.100%=97,13 %

Q + 2.q1
0,115 + 0,0034

16


Đồ án máy thuỷ khí

II. Lót kín trục bơm
Để chống rò nớc từ bơm ra và chống khí lọt vào buồng hút, buồng đẩy, ta
dùng các vòng phớt ( đợc làm từ các sợi amiăng, bố trí ở phía cửa hút ) để
lót kín trục
1> Chiều dày vòng phớt b :
b = 0,25.d = 0,25.7,5 = 1,875 (cm) =18,75 (mm)
Theo tiêu chuẩn:
b= 20 (mm)
2> Chiều dài phần lót kín :
L = (i + 0,5).b = d = 75(mm)
3> Sè vßng lãt kÝn i
Theo (1) : L = (i + 0,5).b
L
b

=> i= - 0,5 =

75
- 0,5 =3,25
20

Lấy: i= 3 vòng

Chiều dài phÇn lãt kÝn:
L= (3 + 0,5).20 = 70 (mm)

PhÇn v- lực tác dụng trong máy bơm và tính toán
trục bơm
I. Tính toán các lực tác dụng
Do là bơm 2 miệng hút, dòng chất lỏng sẽ tác dụng đối xứng với nhau
qua BCT nên khi bơm làm việc thì thành phần lực hớng trục không xuất
hiện (Fz=0) . Bơm chỉ chịu 1 thành phần lực duy nhất-- đó là lực hớng kÝnh
(FR) . Lùc nµy xt hiƯn do cã sù thay đổi lu lợng của máy bơm và do cấu tạo
của máng xoắn ra.
Lực này đợc xác định:


FR= KR. 1



Q
Qdm


. .H .D2 .b2/



Theo giản đồ H37 (1), ta xác định đợc các hệ số:
KR= 0,25
Q= 0,1 (m3/s)
Qđm=0,115 (m3/s)

= 1000.9,81= 9810 (kg/m3)
H= 46 (m)

17


§å ¸n m¸y thủ khÝ

D2= 39,6.10-2 (m)
b2/ = b2 + 2m =1,277 + 2.0,8 =2,877.10-2 (m)


=> FR= 0,25.1 −


0,1 
.9810.46.39,6.10 −2.2,877.10 −2
0,115 

= 167,6 ( KG)
Gãc cđa lùc lËp víi trục X một góc 1000.

II. Tính toán trục bơm
* Trục bơm đợc làm từ Thép 45, có chiều dài tối đa , và tạo thành 4 bậc trục
(dựa vào bản vẽ của máy) .
Đờng kính nơi lắp BCT là d=75 mm.
Đờng kính nơi lắp ổ lăn là 55 mm
Đờng kinh nơi lắp khớp nối trục là dr=50mm
* Cố định trục bơm bằng ổ lăn cầu đỡ chặn và các bít nắp ổ.
* ở bề mặt trục lắp ổ lăn và BCT cũng nh nơi lắp khớp nối phải làm nhẵn tới

độ bóng 6 để tạo điều kiện lắp ghép dễ dàng.

Phần VI

Dựng bản vẽ lắp bơm và kiểm tra sơ bộ hiệu
suất

I. Dựng bản vẽ lắp bơm
Dựa vào bản vẽ máy bơm mẫu
II. Tính sơ bộ hiệu suất của b¬m
1> HiƯu st thủ lùc
η tl = 1 −

0,42

( lg Dtd 1 0,172) 2

Dtđ1= Ds2 d 02 là đờng kính tơng đơng cửa vào.
Dtđ1= 16,9 2 9 2 =13,95 (cm)
η tl = 1 −

0,42

( lg13,23 − 0,172) 2

ηtl = 0,955 = 95,5%
2> HiƯu st lu lỵng
η ll =

Q

0,1
=
=0,969 =96,9%
Qdm + 2q1
0,115 + 2.0,0017

3> HiƯu st c¬ khÝ
1
820
= 1+ 2
η ck
ns

18


§å ¸n m¸y thủ khÝ

=>

ns2
512
η ck = 2
= 2
=0,858 = 85,8%
ns + 820 51 + 820

(1) Híng dÉn thiÕt kÕ Máy Thuỷ Khí
- Nguyễn Đức Sớng và nhóm tác giả(2) Bài giảng Máy Thuỷ Khí
- TS Nguyễn Đức Sớng- TS Vũ Nam Ngạn(3) Thiết kế Chi Tiết Máy

- Phạm Tuấn-

19