Проверочный расчет шпоночного соединения.
Шпоночное соединение проверяется по боковым граням шпонки под действием окружного усилия, передаваемого рабочему колесу у 2Mр.к. D h-t l 3.15 где, Мр.к момент передаваемый рабочему колесу.
D - диаметр вала t - глубина паза по валу l - длина посадочной части рабочего колеса h - высота шпонки.
Момент, передаваемый рабочему колесу определяется из мощности передаваемой двигателем насосу.
Мощность двигателя выбирают по основным параметрам насоса.
К основным параметрам относятся подача, напор, КПД. Для определения напора необходимо определить количество ступеней находящихся в насосе. Количество ступеней можно определить следующим образом. Существует 5 видов секций отличающихся длиной, в зависимости от длины в каждой секции располагаются различное число ступеней.
Для расчета возьмем следующий насоса ЭЦН М-5-50-1300 состоящий из 2-х секций 2 и 5, в некоторых расположено 264 ступени, в секции 2 расположено 73 ступени, а в секции 5 расположено 192 ступени. Длина одной ступени ЭЦН 50 - 24 мм. Ступени насоса в секциях располагаются в пределах L n l 3.16 где, n - число ступеней l - длина одной ступени L 72 24 192 24 L 1728 4608 L 6336 мм Длина одной ступени ЭЦН - 30 равна 17,5 мм, в секциях расположится nр L 3.17 lp где, np - число ступеней, рассчитываемого насоса в двух секциях lp - длина одной ступени ЭЦН - 30. np 6336 17,5 np 362 ступени Значит в секции 2 расположится 99 ступеней, а в секции 5 расположится 263 ступени.
Напор одной ступени равен 3,73 м. Общий напор равен произведению количества ступеней на напор одной ступени H N h 3.18 где, h-напор одной ступени H 362 3,73 H 1350,26 м H 1350 м. Гидравлическая мощность насоса равна Nг Q H j 3.19 102 з где, Q - подача насосной установки H - напор насоса j-относительный удельный вес жидкости з-КПД насоса Q 30 м3 сут 3,5 10-4 м3 с Н 1350 м j 1900 кг м3 з 0,43 Nг 3,5 10-4 1350 1300 102 0,43 Nг 15 КВт Мощность двигателя должна быть Nд ? 1,05 Nг, 3.20 где Nд - мощность двигателя Nг - гидравлическая мощность насоса Nд 1,05 15 Nд 15,8 КВт По 1 подбираем двигатель, соответствующий условию отраженному в формуле 3.20 Двигатель ЭД 20-103 Мощность двигателя Nд 20 КВт. Момент, передаваемый на рабочее колесо Мр.к. Nдв. 3.21 Nz n где, Nдв мощность подобранного двигателя Nz - число рабочих колес, установленных в насосе n - число оборотов вала насоса Nz 362 ступени n 2840 об мин 47,33 об сек Мр.к. 20 103 362 47,33 Мр.к. 1,17 Вт. Расчет шпонки на смятие производится по формуле 3.15 усм. 2Мр.к. D h-t l Мр.к. 1,17 Вт. D 17мм 0,017 м l 10мм 0,01 м h 1,6мм 0,0016 м t 0,8мм 0,0008 м усм 2 1,17 0,017 0,0016-0,0008 0,01 усм. 17205881 Н м2 усм. 17,2 Мпа Шпонка представляет собой кружок твердый, вытянутый, изготовленный из латуни марки П63. Сопротивление латуни этой марки разрыву ув 75-95 кгс мм2 ув 750-950 МПа Сопротивление смятию находится в пределах Ѕ ув, запас прочности на смятие нас удовлетворяет. 3.3.