Розрахунок корпусу насоса

 

Корпус розраховують таким чином.

1) Вибирають вихідні дані розрахунку: геометричні розміри корпусу і його найбільш слабкі місця; напір, на який розраховується корпус.

2) Визначають зусилля попереднього затягування пакета ступеней. Затягування повинно забезпечити щільність в місцях з’єднання ступеней і попередити провертання направляючих апаратів.

Вираз для сили затягування знайдений з врахуванням пружності корпусу і стягуючих ступеней.

Задача дещо ускладнюється тим, що робоче навантаження на направляючі апарати не рівномірні по висоті насоса. Воно найбільше для нижньої ступені (сила від напору всіх ступеней) і найменше для верхньої (сила від напору однієї ступені).

У загальному вигляді залежність для визначення сили затягування

 

Т > XPн + G1, (8.1)

де Pн – найбільше робоче навантаження (тобто зусилля від тиску нагнітальної рідини на ступені при режимі закритої засувки);

G1 - вага заглибного агрегату (насоса, гідрозахисту, електродвигуна);

Х - коефіцієнт основного навантаження.

Розкриваючи коефіцієнт основного навантаження і Pн отримаємо:

T = k , (8. 2)

де Ек , Ен.а – модулі пружності матеріалів корпусу і направляючих апаратів відповідно;

Fк , Fн.а – площі відповідно поперечного перерізу корпусу і направляючих апаратів;

Н - напір насоса в режимі закритої засувки;

rвн - внутрішній радіус розточки корпусу;

К - коефіцієнт запасу щільності стику. Приймається рівним 1,4 – 1,5.

 

3) Повне осьове навантаження складається із зусиль попереднього затягування, і додаткового зусилля, яке виникає при роботі насоса

= T + , (8. 3)

Модуль пружності для чавуну направляючого апарата:

=1.45 МПа.

. (8. 4)

4) Визначають осьове напруження в ослабленому перерізі корпусу, наприклад у проточці:

. (8. 5)

Fk - площа поперечного перерізу корпусу в ослабленному перерізі.

5) Визначають тангенціальне напруження в ослабленому перерізі корпусу:

, (8. 6)

де – коефіцієнт Пуассона для сталі 45, = 0,28;

Р - тиск рідини в насосі під час роботи;

S - товщина стінки корпусу в ослабленому перерізі.

Враховуючи умову, що тиск нагнітання рідини діє на корпус:

. (8. 7)

6) Визначають радіальне напруження на внутрішньому діаметрі проточки корпусу:

(8. 8)

Корпус насосів виготовляють із трубних заготовок (l = 2100, 3600, 4200, 5100, 6150 м ).

 

7) Визначають еквівалентне напруження за енергетичною теорією:

 

= (8. 9)

 

Еквівалентне напруження повинно бути менше границі плинності матеріалу корпусу, n = ;

Для сталі 45 границя плинності s у= 360 МПа.