Розрахунок валу ЕЦН
Розрахунок валу ЕЦН - розділ Геологія, Установки занурювальних відцентрових насосів (УЕЦН) Розрахунок Валу Ецн. Розрізняють Вали Прямі, Колінчасті та Гнучкі. Найбільше Розпов.
Розрахунок валу ЕЦН. Розрізняють вали прямі, колінчасті та гнучкі. Найбільшого поширення мають прямі вали. Колінчасті вали застосовують у поршневих машинах.
Гнучкі вали допускають передачу обертання при великих перегинах.
По конструкції розрізняють вали та осі гладкі, фанонні або ступінчасті, а також суцільні та порожнисті.
Утворення щаблів на валу пов'язане із закріпленням деталей або самого валу в осьовому напрямку, а також з можливістю монтажу деталі при підсадці з натягом. Порожнисті вали виготовляють для зменшення маси або в тих випадках, коли через вал пропускають іншу деталь, підводять масло та ін. Прямі вали виготовляють переважно з вуглецевих та легованих сталей.
Вали розраховують на міцність. Розрахунок валу на міцність. Під час роботи вал насоса піддається впливу моменту, що крутить, осьової стискаючої навантаження на верхній торець валу і радіального навантаження.
Радіальне навантаження на вал викликається насосним розташуванням валів секцій насоса та протектора та можливість неточного виготовлення шліцевого з'єднання. Попередньо оцінюють середній діаметр валу за внутрішнім діаметром шліців d концентраційних напруг і вигину валу фкр Mкр.max Mкр.max 3.26 Wр 0,2 d3 вн. де, dвн. Мкр.max 3.27 0,2 фкр Максимальний крутний момент Мкрmax Nmax 3.28 w де, N max-привідна потужність двигуна, 13 т w р n - кутова швидкість, сек 30 п-частота обертання електродвигуна, про хв. Напруга на кручення визначаємо за межею плинності матеріалу ут. Допустиму дотичну напругу при крученні приймаємо з коефіцієнтом запасу міцності з 1,5 ф ф фт 3.18 з 2зДля валу насоса ЕЦН беремо сталь 40ХН з межею плинності ф 750 МПа. Насосне з'єднання валів і некомпенсовані зазори створюють радіальне навантаження 60-130 кг.с, що діє на шліцевий кінець валу насоса.
Радіальне навантаження Р, знаходиться за формулою Р1 K 3E J ?у 3.29 C3 де К - коефіцієнт, що враховує компенсуючий вплив зазорів і рівний 0,45-0,85 Е - модуль пружності матеріалу валу, Па. J - момент інерції валу, який приймається з урахуванням тіла втулки.
М ?у - стріла прогину шліцевого кінця валу, викликана нездатністю в зчленуванні насоса і протектора, приймається рівним 25 10 м С - відстань від центру підшипника до середини муфти, м Момент інерції валу J р d4вн. а D-dвн. D dвн. z 3.30 64 де а - ширина шліци, м D - зовнішній діаметр шліців, м z - число шліців.
Радіальне навантаження на вал Р2, що залежить від нерівномірної передачі крутного моменту шліцами малі і нею можна знехтувати. П'ять працюючих шліців дають навантаження, що дорівнює 0,2 Р, де Рокр. 2 Мкр.max 3.31 dср. де D - середній діаметр шліців. Р2 0,2 Рокр. 3.32 Згинальний момент на шліцевому кінці валу Мізгб.max Р1 Р2 b 3.33 де b-відстань від середини муфти або від точки докладання сили Р до проточки під стопорне кільце, м. Мізг.max. Р1-Р2 b. Знаючи момент вигину та момент кручення, можна визначити напругу вигину та кручення в небезпечному перерізі валу під проточку на стопорне кільце. уізг.max Мізг.max 3.34 Wx Wх р d4кр. 3.35 32 D де, Wх-момент опору в місці проточки під стопорне кільце, м dкр діаметр валу в місці проточки під стопорне кільце, м уизгб.min Мізг.min 3.36 Wx Напруга кручення фкр. Мкр.max 3.37 Wp Wр 2 Wx - полярний момент опору валу в місці проточки під стопорне кільце Еквівалентна напруга знаходимо по четвертій міцності уекв. ?у2ізг.max 3ф2 3.38 Поцій величині і межі плинності матеріалу валу встановлюється запас міцності з урахуванням статистичних навантажень 1,3 3.39 уекв Привідна потужність двигуна N 2000Вт. Частота оборотів двигуна п 2840 про хв. Межа плинності матеріалу валу 750 МПа. Модуль пружності матеріалу валу 20 10 МПа. За цією методикою зробимо розрахунок з цифровими значеннями Момент інерції валу J р d4вн. а D-dвн D dвн 2 z 64 J 3,14 0,0124 0,0035 0,017 - 0,012 0,017 0,012 2 6 64 J 2,3 10-10 м Навантаження створюване працюючими шліцами Р2 0,2 Р2 0,2 Mкр.max dср Р2 0,2 2 67,28 0,0155 Р2 1736,2584. Максимальний згинальний момент у місці проточки під стопорне кільце Мізг.max Р1 Р2 b Мізг.max 258,957 1736,258 0,035 Мізг.max 69,83 Н м. Мінімальний згинальний момент в цьому перерізі Мізг.min Р1-Р2 b-М5 1736,258 0,035 Міз. осьовий момент опору валу уізг.max. 69,83 3,51 10-7 уізг.max 198,945Мпа Мінімальна напруга вигину уізг.min. 51,71 3,51 10-7 уізг.min. 147,321 МПа Напруга кручення фкр Мкр.max Wp де Wр 2 Wх Wр 2 3,51 10-7 Wр 7,02 10-7 м Це ми знайшли полярний момент опору валу фкр. 67,28 7,02 10-7 фкр. 96,114 МПа Еквівалентна напруга уекв ?у2 изг.max фкр2 уекв v198,9452 3 96,1142 уекв. 259,409 МПа Запас міцності по межі плинності п 1,3 уекв п 750 259,409 п 2,8 З результатів розрахунків видно, що вал зі сталі 40 ХН діаметром 17 мм зі шліцем і з проточкою під стопорне кільце витримує задані навантаження 2,8, який відповідає умові 2,8 1,4 . 3.5. Розрахунки на міцність 3.5.1.