Thuyết minh đồ án môn học Máy Thuỷ Khí Bộ môn Máy & Thiết bị Mỏ PHầN I : Tính toán cơ bản -Tính chọn động cơ và phơng án kết cấu BCT 1. Công suất yêu cầu trên trục bơm: c t tr HgQ N 1000 = . Trong đó: = 1000 (kG/m 3 ) Q= 150 m 3 /h g = 9,81 (m/s 2 ) H = 1120 m = 65% Q t =(1,02 ữ1,15)Q= )/(046.0 3600 150 .1.1 3 sm= KW HQg N c t 7,775 3600.65,0.1000 1120.195.81,9.1000 .1000 === (kw). 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: - Số vòng quay đặc trng của BCT máy bơm đợc tính theo công thức sau: )/( . . 65,3 4/3 4/3 phv yH iQn n t S = i =10 (cấp): y =1( số cửa hút của BCT );n =2950 (v/ph) = S n )/(26,74 1.1020 10.049,0.2950 65,3 4 3 4 3 phv= . -Tính toán các thông số ở cửa vào của bánh công tác. -Vẽ sơ đồ kết cấu bánh công tác 5,2 1 2 = D D => Bơm là bơm cao áp Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Định - Lớp máy và thiết bị mỏ K48. 1 Ds d 0 D1 d b2 b1 D2 Thuyết minh đồ án môn học Máy Thuỷ Khí Bộ môn Máy & Thiết bị Mỏ -Xác định đờng kính đầu ra của trục bơm (đờng kính trục lắp khớp nối). với bơm có trục xuyên qua d r = ' ].[2,0 3 x M . - Trong đó: ' ][ =B (200ữ250) = 200B=200.9,81=1962(N/cm 2 ). Mô men xoắn trên trục : M x =97403 n N .B và B= 9,81 M x = ).(3,252083 2950 81,9.26,778.97403 cmN = . d r = ).(63,8 1962.2,0 3,252083 3 cm= -Xác định đờng kính trục nơi lắp BCT. Dựa vào kết cấu của bơm mẫu: tăng bậc 2 lần mỗi lần 5 mm. d =d r +10 =86,3+10 =96,3(mm). Đờng kính moay ơ của BCT. d 0 = (1,2ữ1,25)d =1,2d =1,2.86,3 =103,56 (mm). Xác định đờng kính D s : Dựa theo lu lợng : D s = 2 0 4 d C Q s t + . -Trong đó: Tốc độ cửa vào C s =K cs . 1 2gH với g=9,81 (m/s 2 ) )(102 10 1020 1 m i H H === Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Định - Lớp máy và thiết bị mỏ K48. 2 W1 1,0 1 u 0 =u 1 =C1r 0 = 1 =900 C = C 0 r W0 30 24 Thuyết minh đồ án môn học Máy Thuỷ Khí Bộ môn Máy & Thiết bị Mỏ K cs =0,14 => )/(26,6102.81,9.214,0 smC s = . -Vậy ta có: (mm) 144 0,144(m)10356,0 26,6.14,3 049,0.4 D 2 s ==+= Vì n s =74,26 > 60 nên ta lấy D 1 =0,9D s =0,9.144=130(mm). -Xác định chiều rộng mép vào b l 0 0 90= nên tốc độ dòng chảy C 0 = C 0r C 0 =(1 ữ1,1)C s = 1,1C s =1,1.6,26=6,88 (m/s) - Từ lu lợng ta có: .4,17)(0174,0 88,6.13,0.14,3 049,0 . 01 1 mmm CD Q b r t ==== -Ta chọn b 1 tăng lên 20 0 / 0 b 1 =20(mm). Do chiều dầy cánh dẫn ở cửa vào S 1 mà tốc độ dòng chảy sẽ tăng từ C 0 đến C 1 Từ phơng trình liên tục ta có: 0101 11 1 01 CkCk t t CC rrr = = t 1 : Là bớc cánh ở cửa vào, Z D t 1 1 = Chọn sơ bộ k 1 = 1,2 ==> C 1r = 1,2.6,88 = 8,256 (m/s). 7.Xác định giá trị góc vào của cánh l :Từ các giá trị tính toán ta có tam giác vận tốc. Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Định - Lớp máy và thiết bị mỏ K48. 3 Thuyết minh đồ án môn học Máy Thuỷ Khí Bộ môn Máy & Thiết bị Mỏ - Dựa vào tam giác vận tốc ta có : 111 1r 1u1 1r 1 cos. C C - u C tg Cu == u C tg 1 0r 0 1, = - Với tốc độ vòng cửa vào: 2 D u 1 1 = , m/s. -Tốc độ góc của BCT 30 .n = ,1/s 34,0 2950.14,3.13,0 88,6.60 30.2 .D 2C tg 1 0 1 0r 1 ==== nD C r 1,0 = 19 0 Mặt khác : 1 = 1, 0 + , với = 3 o ữ 5 o . Giá trị 1 nên ở trong khoảng từ ( 15 0 ữ30 0 ). 1 =[ 19+( 3 0 ữ5 0 )] =19+5=24 0 (thoả mãn) Vậy chọn 1 =24 0 -Chiều dầy cánh dẫn S đợc chọn dựa theo công nghệ chế tạo, ta chọn cánh dẫn có chiều dầy S = 5 mm đợc chế tạo từ thép nhẹ Có thể lấy chiều dầy cánh không đổi S 1 = S 2 =S =5 mm. III. Tính toán các thông số ở cửa ra của BCT: Góc ra của bánh dẫn 2 . Để bảo đảm tổn thất nhỏ ta lấy 2 theo n S với n s = 74,26(v/ph), ta chọn: 2 = 30 o . 2.Tính tốc độ vòng ở mép ra của cánh U 2 . -Từ phơng trình cơ bản H lt = 2 22 2 2 22 . . 1 . tg CU U gg CU r u = . Do việc xác định cột áp lý thuyết khó khăn nên ta tính theo công thức thực nghiệm sau: 122 2. gHku u = ,m/s Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Định - Lớp máy và thiết bị mỏ K48. 4 Thuyết minh đồ án môn học Máy Thuỷ Khí Bộ môn Máy & Thiết bị Mỏ - Với 1 2 = u k . Vì n S = 74,26 nên ta chọn = 1,1(hệ số áp suất) 1,1 1 2 = u k =0,95 42,5(m/s)102.81,9.2.95,0 2 == u . C 2r = (0.7 ữ 1)C 1r = (0,8 ữ 1,1)C 0 Chọn C 2r = 1,1C 0 = 1,1.6,88 =7,568 (m/s) 3. Tính đờng kính tại cửa ra của( BCT) D 2 : 275(mm)0,275(m) 2950.14,3 5,42.60 . .60 2 2 ==== n u D 4. Tính chiều rộng BCT ở cửa ra b 2 : b 2 = r t CD t t Q 22 22 2 = r t CD kQ 22 2 -với C 2r = (0,8 ữ1,1)C 0 = (0,8 ữ1,1).6,88 =1,1.6,88=7,568 k 2 = 1,05 ữ1,1=1,1 b 2 = )(8)(008,0 658,7.275,0.14,3 1,1.049,0 mmm == - Lấy tăng b 2 lên 15% => b 2 =9 (mm). 5. Xác định giá trị tốc độ tơng đối: 3,20 24sin 256,8 sin 1 1 1 === o r C w (m/s) 136,15 30sin 568,7 sin 2 2 2 === o r C w (m/s). 6. Xây dựng các tam giác vận tốc cửa vào và ra -với bơm nhiều cấp thì 2 =5ữ12 0 . Chọn 2 =12 0 Ta có : C 1 =W 1 .sin 1 =C 1r =8,256 C 2u = 13,293,572365,42 2 2 2 22 == r CwU Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Định - Lớp máy và thiết bị mỏ K48. 5 Thuyết minh đồ án môn học Máy Thuỷ Khí Bộ môn Máy & Thiết bị Mỏ =>C 2 = 8,29 12cos 13,29 cos 0 2 2 == u C -Xác định số cánh dẫn z: 2 sin 21 12 12 + + = DD DD kz -Với k = 6,5 => 8 2 3024 sin 13,0275,0 13,0275,0 5,6 = + + = oo z ,cánh Vậy ta lấy z = 8 (cánh) 8. Xác định chiều dầy đĩa BCT (m): 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 các hệ số thu hẹp: 25,1 24sin 005,0 8 13,0.14,3 8 13,0.14,3 sin . . 1 11 1 1 = = = o S z D z D k 1,1 30sin 005,0 8 275,0.14,3 8 275,0.14,3 sin . . 2 22 2 2 = = = o S z D z D k Ta đã chọn sơ bộ k 1 =1, 2 và k 2 =1,1 Tính sai khác giữa k chọn sơ bộ và k tính toán %5%4%100. 25,1 2,125,1 1 <= = %5%0%100. 1,1 1,11,1 2 <= = -Vậy ta chọn k 1 và k 2 sơ bộ là thoả mãn 2. Kiểm nghiệm tỷ số b 2 /D 2 . Ta có: Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Định - Lớp máy và thiết bị mỏ K48. 6 Thuyết minh đồ án môn học Máy Thuỷ Khí Bộ môn Máy & Thiết bị Mỏ 032,0 275,0 009,0 2 2 == D b So với n s =74,26, thoả mãn 3. Kiểm tra tỷ số D 2 /D 1 . Ta có : 1,2 13,0 275,0 1 2 == D D 4.Kiểm tra tỷ số w 1 /w 2 . Ta có: 34,1 136,15 3,20 2 1 == w w Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Định - Lớp máy và thiết bị mỏ K48. 7 Thuyết minh đồ án môn học Máy Thuỷ Khí Bộ môn Máy & Thiết bị Mỏ PHầN II : XâY dựng BIêN DạNG CáNH. 1.Xây dựng mặt đứng (mặt kinh tuyến) khi cánh có dạng mặt trụ -Do n s = 40 cánh dẫn có dangjcong một chiều đơn giản hẹp và dài việc xây dựng cánh dẫn đợc tiến hành nh sau : -dựng kích thớc d ,d 0 ,D 1 ,D s , D 2 nh đã tính toán đợc -lấy một điểm nào đó trên D 2 , kẻ một đờng nghiêng 5 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 2 và b 1 thành một hình thang Muốn vẽ chính xác ta phải tìm các trị số từ cửa vào đến cửa ra, lấy sơ bộ đờng trung bình của b 1 và b 2 . Các giá trị b i tơng ứng với các D i với i là các điểm chia từ b 1 đến b 2 , với mỗi D i tơng ứng ta tính đợc b i nhờ công thức : iri it i CD kQ b . = Trong đó : t i = Z D i . . i i i S sin = . sin i = i i i ri t S W C + . k i = ii i t t . ở đây ta tiến hành chia làm 8 khoảng: 1, 1 , ,2 , , ,2. )( 8 12 m DD D = D 1 =0,13(m) )(148,0 8 13,0275,0 13,0 1'1 mDDD = +=+= )(166,02 1'2 mDDD =+= )(18,03 1'3 mDDD =+= )(2,04 1'4 mDDD =+= )(22,05 1'5 mDDD =+= )(24,06 1'6 mDDD =+= )(256,07 1'7 mDDD =+= D 2 =0,275(m) Dựa vào W 1 , W 2 , C 1r , C 2r vẽ đồ thị quy luật biến đổi các thông số: Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Định - Lớp máy và thiết bị mỏ K48. 8 Thuyết minh đồ án môn học Máy Thuỷ Khí Bộ môn Máy & Thiết bị Mỏ Sau khi đo và tính toán ta đợc bảng sau: Thông số W i Kích thớc trên đồ thị (mm) Tốc độ thực (m/s) W 100 25 W 1 81,2 20,3 W 1 78,62 19,65 W 2 76,04 19 W 3 73,45 18,36 W 4 70,87 17,72 W 5, 68,29 17,07 W 6 65,71 16,43 W 7 63,13 15,78 Thông số C ir Kích thớc trên đồ thị (mm) Tốc độ thực (m/s) C 1r 33,02 8,256 C 1r 32,68 8,17 C 2r 32,34 8,084 C 3r 32 7,998 C 4r 31,65 7,912 C 5r 31,30 7,826 C 6r 30,96 7,74 C 7r 30,62 7,654 C 2r 30,28 7,568 Ta có: 5,0 58 5 654,19 17,8 sin)(058,0 8 148,0.14,3 . , 1 , 1 , 1 =+==>=== m z D t Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Định - Lớp máy và thiết bị mỏ K48. 9 1 r 2 r c w C 2r 100 90 80 70 60 50 40 30 20 ? r r 10 w c r , 0 2 4 6 8 m / s 0 c 1r w 1 w 2 w 1 =20,3 (m/s) w 2 =15,136 (m/s) C 2r =15,872 (m/s) C 1r =8,256 (m/s) Thuyết minh đồ án môn học Máy Thuỷ Khí Bộ môn Máy & Thiết bị Mỏ 10 5,0 5 '1 == =>k 1 , = 2,1 1058 58 = (m) 5,0 65 5 19 084,8 sin)(065,0 8 166,0.14,3 , 2'2 =+==>== mt => 10 5,0 5 '2 == ).(5,14)(0145,0 084,8.166,0.14,3 2,1.049,0 2,1 1065 65 , 2'2 mmmbk ====>= = )(07,0 8 18,0.14,3 , 3 mt = => 506,0 70 5 36,18 998,7 sin , 3 =+= 88,9 506,0 5 , 3 == => 16,1 88,970 70 , 3 = =k => ).(2,14)(0142,0 998,7.18,0.14,3 16,1.049,0 '3 mmmb === )(0785,0 8 2,0.14,3 , 4 mt == => 51,0 5,78 5 72,17 912,7 sin , 4 =+= 8,9 51,0 5 , 4 == => 14,1 8,95,78 5,78 , 4 = =k => ).(5,11)(0115,0 912,7.2,0.14,3 14,1.049,0 '4 mmmb === )(086,0 8 22,0.14,3 , 5 mt == => 52,0 86 5 07,17 826,7 sin , 5 =+= Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Định - Lớp máy và thiết bị mỏ K48. 10 d i d S d 1 d 0 d i d 2 d S d 0 d 1 b i [...]... 3650 .10 82 2 1 2 + 2 fmax = 24.2 .10 4 .10 3.204,8 82 2 82 3 2 2 3 =>nth = 30 3,14 3 -6 = 0,0053 (cm) =53 .10 (m) 9,81 = 4 110 (vòng/ph) 53 .10 6 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Định - Lớp máy và thiết bị mỏ K48 27 Thuyết minh đồ án môn học Máy Thuỷ Khí Bộ môn Máy & Thiết bị Mỏ n=2950 > 0,7.4 110 = 2877(vòng/ph) Vậy trục bơm làm việc ở chế độ trục mềm Phần VI : Dựng bản vẽ lắp bơm Và... dk = d + b = 96,3+24 =120,3 (mm)= 0,1203 (m) B = 9.81 là hệ số quy đổi p = 102 (at) F 1,4 .102 ( ) 3,14 0 ,102 3 2 0,09632 9,81 = 1,31( N ) 4 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Định - Lớp máy và thiết bị mỏ K48 23 Thuyết minh đồ án môn học Máy Thuỷ Khí Bộ môn Máy & Thiết bị Mỏ Phần V : Lực tác dụng trong bơm và tính toán trục bơm I Các lực tác dụng 1 Lực hớng trục: -Xác định lực do chênh áp phía trớc... 7,3 .100 0.0,005 = 36.5 kG = 365 N Vậy với 10 BCT thì: Q = 10. 365 = 3650 (N) Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Định - Lớp máy và thiết bị mỏ K48 26 Thuyết minh đồ án môn học Máy Thuỷ Khí Bộ môn Máy & Thiết bị Mỏ -Trọng lợng trục bơm: Q2 = V Với: 2 2 V = R2h2 = d h2 = 3,14 0,0863 1.11 = 0,0065 m3 2 2 h2=L,, = 1,11 Q2 = 7,852 .100 0.0,0065 = 51 kG Vẽ biểu đồ ngoại lực và nội lực: 3650 N 0,82 m 100 8... Và kiểm tra sơ bộ hiệu suất Dựng bản vẽ lắp bơm Trên cơ sở các phần tính toán thiết kế các bộ phận: Bánh công tác, các bộ phận dẫn hớng, trục máy bơm và các phần phụ, ta xâydựng bản vẽ lắp toàn bộ của máy bơm dựa trên bản vẽ máy bơm mẫu Tính sơ bộ hiệu suất của bơm - Hiệu suất thuỷ lực: Đờng kính tơng đơng cửa vào: 2 Dtd1 = DS d o2 = 144 2 103 ,56 2 = 100 ( mm) tl = 1 ( tl = 1 Nên: - Hiệu suất... toàn bộ bánh công tác của bơm là: EMBED Equation.3 n * F = Fi = 10( FZng + FZng + FZtr ) = 10( 87236,7 2016,3 + 306,2) = 889470( N i =1 -Lực hớng kính: Q ' HD2 b2 FR = K R 1 Qdm R đm tt 3 -Trong đó : K = 0,1 ; Q = Q = 0,049(m /s) Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Định - Lớp máy và thiết bị mỏ K48 25 Thuyết minh đồ án môn học Máy Thuỷ Khí Bộ môn Máy & Thiết bị Mỏ 3 2 = 9 810 N/m ; H = 102 0 (m)... thực hiện: Nguyễn Văn Định - Lớp máy và thiết bị mỏ K48 14 Thuyết minh đồ án môn học Máy Thuỷ Khí Bộ môn Máy & Thiết bị Mỏ +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 đợc 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... 29,13 102 0 1 = 670 2.42,5 at Ds 144 + m1 = + 12 = 84 ,mm 2 2 d 0 103 ,56 = = 51,78(mm) 2 2 = g = 100 0.9,81= 9 810( N/m3) r0 = FZng 42,5 2 0,084 2 0,05178 2 1 = 3,14.9 810 0,084 2 0,051782 670 0,275 8.9,81 2 2 ( ) = = - 87236,7 (N) Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Định - Lớp máy và thiết bị mỏ K48 24 Thuyết minh đồ án môn học Máy Thuỷ Khí Dấu (-) trong công thức của F Bộ môn Máy. .. thiết diện tính theo công thức: F7 = hi = b3 + b32 + 4tg 2i Fi 2tg 2i (theo hình vẽ 30 HDTK) - Trong đó góc mở i thiết diện tăng dần từ (50 100 ) Ta chọn : i + 1 = i + 50 max = 8 = 45 0 min = 1 = 10 0 Ta có : Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Định - Lớp máy và thiết bị mỏ K48 18 Thuyết minh đồ án môn học Máy Thuỷ Khí Bộ môn Máy & Thiết bị Mỏ 2,4 + 2,4 2 + 4tg 10 318,4 2 h1= = 48(mm) 2tg 10 2 2,4... vào công thức : Ch = Kch 2 Hg Ta có: Ch8 =0,11 2 Hg = 0,11 2 .102 0.9,81 = 15,6(m / s) Ch7 =0,115 2 Hg = 0,115 2 .102 0.9,81 = 16,3(m / s ) Ch6 =0,118 2 Hg = 0,118 2 .102 0.9,81 = 16,7(m / s ) Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Định - Lớp máy và thiết bị mỏ K48 16 Thuyết minh đồ án môn học Máy Thuỷ Khí Bộ môn Máy & Thiết bị Mỏ Ch5 =0,12 2 Hg = 0,12 2 .102 0.9,81 = 17(m / s ) Vậy diện tích của các thiết diện V,... lợng: 0,42 2 lg Dtd1 0,172 ) 0,42 0,9 ( lg100 0,172) 2 2 1 1 = 1 + 0,68nS 3 ll = ll 1 + 0,68.74,26 2 / 3 = 0,96 1 820 = 1+ 2 CK nS CK = - Hiệu suất cơ khí: 1 = 0,87 820 1+ 74,26 2 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Định - Lớp máy và thiết bị mỏ K48 28 Thuyết minh đồ án môn học Máy Thuỷ Khí Bộ môn Máy & Thiết bị Mỏ -Tài liệu tham khảo: Hớng dẫn thiết kế môn học máy thuỷ khí, (Tập 1 Trờng ĐH Mỏ - Địa Chất), . của cánh l :Từ các giá trị tính toán ta có tam giác vận tốc. Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Định - Lớp máy và thiết bị mỏ K48. 3 Thuy t minh đồ án môn học Máy Thuỷ Khí Bộ môn Máy &. Định - Lớp máy và thiết bị mỏ K48. 7 Thuy t minh đồ án môn học Máy Thuỷ Khí Bộ môn Máy & Thiết bị Mỏ PHầN II : XâY dựng BIêN DạNG CáNH. 1.Xây dựng mặt đứng (mặt kinh tuyến) khi cánh có dạng. Thuy t minh đồ án môn học Máy Thuỷ Khí Bộ môn Máy & Thiết bị Mỏ PHầN I : Tính toán cơ bản -Tính chọn động cơ và phơng án kết cấu BCT 1. Công suất yêu cầu trên trục bơm: c t tr HgQ N 1000 =