đồ án máy thủy khí tính toán bơm 2 của hút

Đồ án máy thuỷ khí

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 đã 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 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 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 đã giúp đỡ
em hoàn thành đề tài này.
Hà Nội, ngày 6 tháng 2 năm 2004
Sinh viên : Tạ Thị Thuỳ Linh
1
Đồ án máy thuỷ khí
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 (m
3
/h) =0,1 (m
3
/s)
Lu lợng tính toán:

Q
t
= =(1,02- 1,15)Q=(1,02-1,15)0,1 =0,102- 0,115 (m
3
/s)
Lấy: Q
t
=0,11 (m
3
/s)
Công suất yêu cầu trên trục bơm:
2>. Công suất động cơ:
N
đ/c
=(1,1-1,3)N
=(1,1-1,3) 66,2 =72,82- 86 (kW)
Chọn N
đ/c
theo tiêu chuẩn: N
đ/c
=75 (kW)
n=1450 (v/ph)
3>. Số vòng quay đặc trng:

Trong đó: Lu lợng tính toán Q
t
=0,11 (m
3
/s)
Số cấp bánh công tác i=1

Số cửa hút bánh công tác y=2
Vậy:
Hay:
25,19
65,3
27,70
==
q
n
Vì n
s
quá lớn , 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
c
t
HgQ
N


1000
=
)(2,66
75,0.1000
46.11,0.81,9.1000
kWN ==
yH
iQn
n

t
s
4/3
4/3
=
)/(27,70
246
1.11,0.1450
65,3
4/3
4/3
phvn
s
==
Đồ án máy thuỷ khí
2>. Xác định đờng kính đầu ra của trục bơm (đờng kính trục lắp khớp nối)
Tính theo công thức :


[ ]
3
/
2,0

x
r
M
d =
M
x

=97403
n
N
9,81=43624,6 (Ncm)

[ ]
5,24521962)250200(
/
== B


46,48,4
)5,24521962.(2,0
6,43624
3
=

=
r
d
(cm)
d
r
=48- 44,6 mm
Vậy : d
r
=45 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:
d
0
=d + (10- 25) , mm
d
0
=90 mm
5>. Xác định đờng kính D
s

2
0
4
d
C
Q
D
s
t
s
+

=
C
s
=k
cs
1
2gH
= 0,13

i
H
g2
= 3,9 (m/s)

23
)10.90(
2.9,3
11,0.4

+

=
s
D
= 160 mm
6>. Xác định đờng kính D
1
:
Với n
s
> 60 D
1
=(0,8- 0,95) D
s

= (0,8- 0,95)160 = 128 152
Chọn: D
1
= 150 mm.

7>. Xác định chiều rộng mép vào b
1
:

0
=90
0
C
0
= C
0r
C
0
= (1 - 1,1)C
s
=(1- 1,1) 3,9 = 3,9 4,3 (m/s)
3
Đồ án máy thuỷ khí
Chọn:
C
0
= C
0r
=4,1 (m/s)
Vì bơm 2 miệng hút nên lu lợng nớc qua b
1
giảm đi một nửa:

02848,0
2.1,4.15,0.14,3

111,0
2.
01
1
==

=
r
t
CD
Q
b
(m) =285 (mm)
C
1r
= C
0r
.
11
1

t
t
=k
1
.C
0
Sơ bộ: k
1
= 1,15- 1,2 chọn k

1
=1,2
C
1r
= 1,2.4,1= 4,92 (m/s)
8>. Xác định góc vào của cánh
1
tg
1,0
=
101
1
11
1
cos

Cu
C
Cu
C
r
u
r

=

Với
1
=90
0

tg
1
=
1
1
u
C
r
Với u
1
=
38,11
2.30
15,0.1450.14,3
2.302
11
==

=
nDD
w
(m/s)
tg
1,0
=
4323,0
38,11
92,4
=

1
=26,6
0
.
9>. Xác định chiều dày cánh dẫn S
Theo (1) : Chọn vật liệu dùng để chế tạo cánh dẫn là thép nhẹ
S = 4 ở mép vào BCT
S = 4 ở mép ra BCT
III. Tính toán các thông số ở cửa ra của BCT
1> Góc ra của cánh dẫn
2

n
s
40 100

2
30- 36 25- 30
n
s
= 70,27 (vg/ph)
Chọn
2
=25
0

2> Tốc độ vòng ở mép ra của cánh u
2
Theo công thức thực nghiệm:
u

2
= k
u2
1
2gH
(m/s)
k
u2
=
962,0
08,1
11
==


4
Đồ án máy thuỷ khí
u
2
=
84,2846.81,9.2
08,1
1
.2.
1
1
==

Hg
(m/s)

3> Đờng kính tại cửa ra BCT D
2
D
2
=
38,0
1450.14,3
84,28.60
60
2
==
n
u
(m)
D
2
= 380 mm
4> Chiều rộng BCT ở cửa ra b
2
b
2
=
r
t
CD
kQ
22
2

.

(cm)
Với C
2r
=(0,7 1,0)C
1r
=(0,7 1,0)4,92 =3,44 4,92 (m/s)
Chọn C
2r
=4,4 (m/s)
Chọn sơ bộ: k
2
=1,5
b
2
=
2,2
4,4.38,0.14,3
05,1.11,0
=
(cm)
Do có tổn thất trao đổi ở cửa ra nên giá trị b
2
thực tế đợc lấy tăng về mỗi
bên đến 1,5 mm so với giá trị tính.
Lấy: b
2
= 27 mm
5> Giá trị tốc độ tơng đối:
W

1
=
4,12
'2123sin
92,4
sin
0
1
1
==

r
C
(m/s)
W
2
=
4,10
25sin
4,4
sin
0
2
2
==

r
C
(m/s)
6> Xây dựng các tam giác tốc độ:

_Tam giác tốc độ ở cửa vào BCT:
C
1
=C
1r
=4,92 (m/s)



C
1u
=0

1
=90
0


1
=23
0
21
5
Đồ án máy thuỷ khí
w
1
=12,4 (m/s)
u
1
=w

1
.cos23
0
21=12,4.cos23
0
21=11,38 (m/s)
_ Tam giác tốc độ ở cửa ra BCT:
c
2 2
w
c
2u
c
2r
u
2

2

2

2
=12
0
- 30
0

2
=25
0

w
2
=10,4 (m/s)
C
2r
=(0,7-1)C
2r
=(0,7-1)4,92=3,444 - 4,92 C
2r
=4,4 (m/s)
u
2
=28,84 (m/s)
C
2u
=u
2
- w
2
.cos25
0
=28,84 -10,4.cos25
0
= 19,41 (m/s)
tg
2
=
2266,0
41,19
4,4

2
2
==
u
r
C
C

2
=12
0
38 C
2
=
9,194,441,19
222
2
2
2
=+=+
ru
CC
(m/s)
7> Số cánh dẫn BCT
Z=
2
sin
21
12
1

+

+
DD
DD
k

Z=
137,6
2
38,2325
sin.
1538
1538
.5,6 =
+

+
Vậy: Z= 6 cánh
8> Chiều dày đĩa BCT
ở phần giáp với moay ơ : m=10 mm
6
Đồ án máy thuỷ khí
Phía ngoài chiều dày nhỏ hơn : m= 8 mm
IV.Kiểm tra kết quả tính toán
1> Kiểm nghiệm các hệ số thu hẹp

147,1
38,23sin

4,0
6
15.14,3
6
15.14,3
sin
0
1
11
1
1
=

=



=

S
z
D
z
D
k
Sơ bộ: k
1
= 1,2
Sai khác: =
2,1

147,12,1
.100%=4,4% < 5%

02,1
25sin
6,0
6
38.14,3
6
38.14,3
sin
0
2
22
2
2
=

=



=

S
z
D
z
D
k

Sơ bộ: k
2
=1,05
Sai khác : =
05,1
05,102,1
.100% = 2,85% < 5%
2> Kiểm nghiệm tỷ số b
2
/D
2
Vì bơm 2 miệng hút, xét tỷ số b
2
/
/D
2

0382,0
380.2
29
2
/
2
==
D
b
Theo công thức:

0391,0
962,0

252,19.00073,0
.00073,0
3/4
2
3/4
2
2
===
u
q
k
n
D
b
Sai khác: =
0391,0
0382,00391,0
.100% = 2,4% <5%
7
Đồ án máy thuỷ khí
3> Kiểm tra tỷ số
1
2
D
D
hoặc
2
D
D
s

1
2
D
D
=
144,2
180
386
=
Theo bảng:
1
2
D
D
=2,75
Ta thấy kết quả tính toán quá nhỏ, thích hợp với bơm 2 miệng hút.
4>. Kiểm tra tỷ số
2
1
w
w
2
1
w
w
=
7,9
73,13

=1,415
Theo bảng :
2
1
w
w
=1,49
Sai khác: =
49,1
415,149,1
.100% = 4,9% <5%
Vậy các kết quả ở trên chấp nhận đợc.
8
Đồ án máy thuỷ khí
Phần ii Xây dựng biên dạng cánh
Với số vòng quay đặc trng n
s
=70,27 >60,
I.Đặc điểm tính toán BCT
ở cửa vào BCT ở cửa ra BCT
D
1
=150 mm D
2
=380 mm
b
1
=285 mm b
2
=29 mm

1
=23
0
21
2
=25
0
S
1
=4 mm S
2
=6 mm
m
1
=10 mm m
2
=8 mm
D
s
=160 mm
d=75 mm
d
0
= 90 mm
Z=6 cánh
II . Xây dựng biên dạng cánh dẫn trên mặt kinh tuyến (mặt đứng)
Xây dựng cánh dẫn cong 1 chiều đơn giản, có dạng cánh cong mặt trụ,
hẹp và dài.
Các trị số b

i
thay đổi từ cửa vào đến cửa ra(từ vị trí r
1
=
2
1
D
đến vị trí r
2
=
2
2
D
):
b
i
=
iri
it
CD
kQ

.


ở đây:
k
i
=
ii

i
t
t


; t
i
=
z
D
i

;
i
=
i
i
S

sin
; sin
i
=
i
i
i
ir
t
S
W

C
+
Qui luật biến đổi thông số W:
9
§å ¸n m¸y thuû khÝ
0
10,4
12,4
w
(m/s)
r(cm)
7,5
19
Qui luËt biÕn ®æi th«ng sè C
r
:
C (m/s)
4,92
4,4
0
7,5 19
r(cm)
10
Đồ án máy thuỷ khí
Đ.
Chia
Di Si Cir Wi ti
sini i
ki bi
Đơn

vị
m m m/s m/s m m mm
1 0.15 0.004 4.920 12.400 0.079 0.448 0.009 1.128 0.054 53.565
2 0.16 0.004 4.920 12.400 0.084 0.445 0.009 1.120 0.050 49.860
3 0.2 0.004 4.920 12.400 0.105 0.435 0.009 1.096 0.039 39.031
4 0.24 0.004 4.920 12.400 0.126 0.429 0.009 1.080 0.032 32.049
5 0.28 0.004 4.920 12.400 0.147 0.424 0.009 1.069 0.027 27.179
6 0.32 0.004 4.920 12.400 0.167 0.421 0.010 1.060 0.024 23.590
7 0.36 0.004 4.920 12.400 0.188 0.418 0.010 1.054 0.021 20.837
8 0.38 0.004 4.920 12.400 0.199 0.417 0.010 1.051 0.020 19.687
III. Xây dựng biên dạng cánh dẫn trên mặt vĩ tuyến (mặt trụ)
Dùng phơng pháp giải tích tính từng điểm.
Phần iii - các bộ phận dẫn hớng
I Bộ phận dẫn hớng vào:
Điểm
chia
ri Cir Wi sini i
tgi
m m/s m/s 0 1/m 0
1 0.075 4.92 12.4 0.448 26.6155 0.5011 26.6081 0.1294 0.1294 7.4183
2 0.08 4.897 12.313 0.445 26.4234 0.496912 25.1554 0.4585 0.5880 33.7046
3 0.1 4.807 11.9652 0.435 25.7853 0.483102 20.6996 0.3825 0.9704 55.6292
4 0.12 4.717 11.6174 0.429 25.4041 0.474923 17.5467 0.3280 1.2985 74.4339
5 0.14 4.626 11.2696 0.424 25.0874 0.468166 15.2571 0.2872 1.5857 90.8993
6 0.16 4.536 10.9217 0.421 24.8978 0.464137 13.4659 0.2554 1.8411 105.5400
7 0.18 4.445 10.5739 0.418 24.7084 0.460126 12.0740 0.1177 1.9588 112.2888
8 0.19 4.4 10.4 0.417 24.6454 0.458793 11.4717
11
1
i

i
B
rtg i

=
1
2
i
i i
i
f
B B
r
+
=
+



i
r
r
i
f
1
1
180
i
r
r

i
r
i
f


=


Đồ án máy thuỷ khí
1>. Tốc độ của dòng chảy từ mặt bích nối với ống hút của bơm:

C
h
=K
ch
.
gH2
Theo | 1|, với n
s
< 100:
Hệ số tốc độ K
ch
=0,115
Vậy: C
h
=0,115.
46.81.9.2
=3,45( m/s)
2>. Đờng kính nơi cửa bích hút vào bơm D

h
:
D
h
=
h
t
C
Q

4
=
45,3.14,3
11,0.4
=0,2 (m)=20 (cm)
Tốc độ cửa vào BCT C
d
:
C
D
= (1,3 1,5)C
h
= (1,3 1,5).3,45= 4,485 5,175 ( m/s)
Lấy: C
D
= 5 ( m/s)
3>. Xác định diện tích các tiết diện ở cửa vào BCT
3.1> Diện tích tiết diện IV (F
4
)

Coi vận tốc dòng chảy ở cửa vào BCT là không đổi (C
p
=C
D
)
F
4
=
p
t
C
Q
4
=
D
t
C
Q
4
=
5.4
11,0
=0,0055 (m
2
) =55 (cm
2
)
3.2> Diện tích của tiết diện III (F
3
)

F
3
=
4
4
3
F
=
55.
4
3
= 41,25 (cm
2
)
3.3> Diện tích của tiết diện II (F
2
)
F
2
=
4
4
2
F
=
55.
4
2
= 27,5 (cm
2

)
3.4> Diện tích của tiết diện I (F
1
)
F
1
=
4
4
1
F
=
55.
4
1
=13,75 (cm
2
)
3.5> Diện tích của các tiết diện 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 F
5
: C
h5
= 4,2 ( m/s)
ở tiết diện F
6
: C
h6

= 3,75 ( m/s)
ở tiết diện F
7
: C
h7
= 3,45 ( m/s)
F
5
=
5
.2
h
t
C
Q
=
2,4.2
11,0
=0,01309 m
2
=130,9 cm
2
F
6
=
6
.2
h
t
C

Q
=
75,3.2
11,0
=0,01467 m
2
=146,7 cm
2
12
Đồ án máy thuỷ khí
F
7
=
7h
t
C
Q
=
45,3
11,0
=0,01467 m
2
=146,7 cm
2
4>. Xác định các khoảng cách ở cửa vào :
AE=2D
S
=2.16 =32 (cm)
OO =
4

3
.D
S
=
4
3
.16=12 (cm)
BO =
6
5
.D
S
=
6
5
.16=13,34(cm)
CO=D
S
=16 (cm)
DO =
6
7
.D
S
=
6
7
.16=18,67(cm)
EO =
4

5
.D
S
=
4
5
.16=20 (cm)
HO=
4
6
.D
S
=
4
6
.16=24 (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 đã biết (F
i
), có đáy lớn là a
i
cha biết và đáy nhỏ b=b
1
= 2,85 (cm) , có các
chiều cao h
i
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 (F

1
)
F
1
= 13,75 (cm
2
);
h
1
= OB D
S
/2 =13,34 16/2 =5,34 (cm)
a
1
=
1
1
1
.2
b
h
F

=
85,2
34,5
75,13.2

= 2,3 (cm)
5.2> ở tiết diện II (F

2
)
F
2
= 27,5 (cm
2
);
h
2
= OC D
S
/2 = 16 16/2 =8 (cm)
a
2
=
1
2
2
.2
b
h
F

=
85,2
8
5,27.2

=4,025 (cm)
5.3> ở tiết diện III (F

3
)
F
3
= 41,25 (cm
2
);
h
3
= OD D
S
/2 = 18,67 16/2 =10,67 (cm)
a
3
=
1
3
3
.2
b
h
F

=
85,2
67,10
25,41.2

= 4,88 (cm)
5.4> ở tiết diện IV (F

4
)
F
4
= 55 (cm
2
);
h
4
= OE D
S
/2 = 20 16/2 =12 (cm)
13
Đồ án máy thuỷ khí
a
4
=
1
4
4
.2
b
h
F

=
85,2
12
55.2

= 6,32 (cm)
5.5> ở tiết diện V (F
5
)
F
5
= 130,9 (cm
2
);
h
5
= OH D
S
/2 = 24 16/2 =16 (cm)
a
5
=
1
5
5
.2
b
h
F

=
85,2
16
9,130.2

= 13,5 (cm)
II.Bộ phận dẫn hớng ra
Dựa vào nhiệm vụ của bộ phận dẫn hớng 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 : b
3
= b
2
+ (0,02 0,05)D
2
b
3
= 2,2 + (0,02 0,05)38 = 2,96 4,1 (cm)
Lấy: b
3
= 3,6 (cm)
2> Bán kính đờng tròn cơ sở của đờng xoắn ốc :
Theo 1 : r
3
=r
2
+
30
2
r
=
602
22

DD
+
=
60
38
2
38
+
= 19,633 (cm)
3> Tốc độ dòng chảy trong máng xoắn C
mx
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
C
mx
= K
mx
gH2
Theo giản đồ H29 (1): K
mx
= 0,43

C
mx
= 0,43
46.81,9.2
= 12,918 (m/s)
4> Diện tích các tiết diện trong máng xoắn:
4.1> Diện tích tiết diện 8 của máng xoắn:
F

8
=
mx
C
Q
=
918,12
11,0
=0,0085 (m
2
) =85 (cm
2
)
4.2> Diện tích các tiết diện còn lại từ điểm 1 đến 7 :
Chia máng xoắn làm 8 phần, mỗi phần có các góc
i
=45
0
F
i
=
360
i

.F
8
(cm
2
)

i+1
=
i +
45
0

4.2.1> Diện tích tiết diện ở điểm 1 :
14
Đồ án máy thuỷ khí
F
1
=
360
45
.85 = 10,625 (cm
2
)
4.2.2> Diện tích tiết diện ở điểm 2 :
F
2
=
360
90
.85 = 21,25 (cm
2
)
4.2.3> Diện tích tiết diện ở điểm 3 :
F
3
=

360
135
.85 = 31,875 (cm
2
)
4.2.4> Diện tích tiết diện ở điểm 4 :
F
4
=
360
180
.85 = 42,5 (cm
2
)
4.2.5> Diện tích tiết diện ở điểm 5 :
F
5
=
360
225
.85 = 53,125 (cm
2
)
4.2.6> Diện tích tiết diện ở điểm 6 :
F
6
=
360
270
.85 = 63,75 (cm

2
)
4.2.7> Diện tích tiết diện ở điểm 7 :
F
7
=
360
315
.85 = 74,375 (cm
2
)
5> Chiều cao hình thang có tiết diện máng xoắn:

h
i
=
)2/(.2
).2/(.4
2
33
i
ii
tg
Ftgbb


++
Trong đó :
Góc mở tiết diện
i

= 10

i+1
=
i
+5
0
(i = 1 8)
5.1> Chiều cao hình thang tiết diện máng xoắn ở vị trí 1:
h
1
=
0
02
5.2
625,10.5.444
tg
tg++
=2,5146 (cm)
5.2> Chiều cao hình thang tiết diện máng xoắn ở vị trí 2:
h
2
=
0
02
5,7.2
25,21.5,7.444
tg
tg++
= 4,61 (cm)

5.3> Chiều cao hình thang tiết diện máng xoắn ở vị trí 3:
h
3
=
0
02
10.2
875,31.10.444
tg
tg++
= 6,25 (cm)

5.4> Chiều cao hình thang tiết diện máng xoắn ở vị trí 4:
15
Đồ án máy thuỷ khí
h
4
=
0
02
5,12.2
5,42.5,12.444
tg
tg++
= 7,5 (cm)
5.5> Chiều cao hình thang tiết diện máng xoắn ở vị trí 5:
h
5
=
0

02
15.2
125,53.15.444
tg
tg++
= 8,47 (cm)
5.6> Chiều cao hình thang tiết diện máng xoắn ở vị trí 6:
h
6
=
0
02
5,17.2
75,63.5,17.444
tg
tg++
= 9,22 (cm)
5.7> Chiều cao hình thang tiết diện máng xoắn ở vị trí 7:
h
7
=
0
02
20.2
375,74.20.444
tg
tg++
= 9,85 (cm)
5.8> Chiều cao hình thang tiết diện máng xoắn ở vị trí 8:
h

8
=
0
02
5,22.2
85.5,22.444
tg
tg++
= 10,29 (cm)
6> Kiểm nghiệm chiều cao h
8
theo công thức kinh nghiệm:
k
8KN
=K
P.
22
3
2
D
D

Với : D
3
=K
H
.D
2

Tra theo giản đồ H29 (1) : K

P
= 1,6
K
H
=1,06
=> k
8KN
=(K
P
- K
H
).D
2
/2
=(1,6 1,06).38/2= 10,26
Sai số kiểm nghiệm :

KN
=
100.
29,10
26,1029,10
% = 0,29%
Sai số rất nhỏ => giá trị h
8
đạt yêu cầu.
Phần iv bộ phận lót kín
16
Đồ án máy thuỷ khí
I. Lót kín bánh xe công tác

1>. áp suất khe hẹp h
Y

Theo (1):h
Y
=0,6.46=27,6 (m)
2>. Xác định thông số r
Y1
Theo (1) : h
Y
=H
TA
-

2
2
1
2
1
2
2
2
1
8 r
r
r
r
g
U
y
y
=> r
Y1
=
2
2

22
)(8
.
UhHg
rU
yTA
+
Trong đó H
TA
LT
=
lt
H

1
=
)02,001,0(
1


H
=
)02,001,0(75,0
46

H
TA
=54 (m)
U
2

= 28,84 (m/s)
r
2
= 19.10
-2
(m)
=> r
Y1
=
2
2
84,28)6,2754(81,9.8
10.19.84,28
+

= 0,1016 (m) = 10,16 (cm).
3>. Chiều rộng khe hẹp
1
:

1
= 0,2 (mm)
4>. Đờng kính D
Y1
D
Y1
=2. r
Y1
=2.10,16 = 20,32 (cm)
5> Chiều dài khe hẹp l

1
Với D
Y1
= 20,32 (cm)= 203,2 (mm) > 100 (mm)
Thì
1
1
Y
D
l
=0,12 -0,15
=> l
1
= (0,12 0,15).D
Y1
= (0,12 0,15).20,32 =2,43 3,04 (cm)
Lấy: l
1
= 2,8 (cm)
Khi đó, hệ số lu lợng khe hẹp :
= 0,55
6> Diện tích tiết diện khe hẹp f
Y
f
Y
= 2.r
y1

1
= 2.3,14.10,16.0,02 = 1,276 ( cm

2
)
f
Y
= 1,276.10
-4
(m
2
)
7> Lợng chất lỏng rò qua khe hở lót kín phía trớc BCT:
q
1
=. f
Y
.
y
gh2
= 0,55.1,276.10
-4
.
6,27.81,9.2
=0,0016 (m
3
/s)
Với bơm 2 miệng hút mà ta đang xét thì lu lợng này tăng gấp đôi,
17
Đồ án máy thuỷ khí
=
/
1

q
= 2q
1
= 0,0032 (m
3
/s)
8> Kiểm tra hiệu suất lu lợng

1
.2 qQ
Q
ll
+
=

.100%=
0032,011,0
11,0
+
.100%=97,17 %
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> Số vòng lót kín i
Theo (1) : L = (i + 0,5).b
=> i=
b
L
- 0,5 =
20
75
- 0,5 =3,25
Lấy: i= 3 vòng
Chiều dài phần lót kín:
L= (3 + 0,5).20 = 70 (mm)
Phần v- lực tác dụng trong máy bơm và tính toán
trục bơm
18
Đồ án máy thuỷ khí
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 (F
z
=0) . Bơm chỉ chịu 1 thành phần lực duy nhất đó là lực hớng kính
(F
R
) . Lực này xuất hiện do có sự thay đổi lu lợng của máy bơm và do cấu tạo
của máng xoắn ra.
Lực này đợc xác định:
F
R
= K

R
.
/
22
1 bDH
Q
Q
dm










Theo giản đồ H37 (1), ta xác định đợc các hệ số:
K
R
= 0,25
Q= 0,1 (m
3
/s)
Q
đm
=0,11 (m
3
/s)

= 1000.9,81= 9810 (kg/m
3
)
H= 46 (m)
D
2
= 38.10
-2
(m)

/
2
b
= b
2
+ 2m =2,2 + 2.0,8 =3,8.10
-2
(m)
=> F
R
=
22
10.8,3.10.38.46.9810.
11,0
1,0
1.25,0

= 148 ( KG)
Góc của lực lập với trục X một góc 100
0
.
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 d
r
=45 mm
* 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
19
Đồ án máy thuỷ khí
I. Dựng bản vẽ lắp bơm
Dựa vào bản vẽ máy bơm mẫu
II. Tính sơ bộ hiệu suất của bơm
1> Hiệu suất thuỷ lực

( )
2
1
172,0lg
42,0
1

=
td
tl
D

D
tđ1
=
2
0
2
dD
s

là đờng kính tơng đơng cửa vào.
D
tđ1
=
22
916
=13,23 (cm)

( )

2
172,023,13lg
42,0
1

=
tl


tl
= 0,955 = 95,5%
2> Hiệu suất lu lợng

1
2qQ
Q
dm
ll
+
=

=
0032,0.211,0
1,0
+
=0,969 =96,9%
3> Hiệu suất cơ khí

2
820

1
1
s
ck
n
+=

=>
82045,70
45,70
820
2
2
2
2
+
=
+
=
s
s
ck
n
n

=0,858 = 85,8%
20
Đồ án máy thuỷ khí
(1) Hớng dẫn thiết kế 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-
21