Алгоритм выполнения расчета.

↑

▷ Содержание

Стр 1 из 19Следующая ⇒

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

 «Сибирский государственный аэрокосмический университет

имени академика М.Ф. Решетнёва» (СибГАУ)

АЭРОКОСМИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ

Методические указания

Для выполнения

Практических работ

по МДК.01.01

«Эксплуатация газонефтепроводов и газонефтехранилищ: обслуживание и диагностика»

Специальность: 21.02.03.

Форма обучения: очная

Г.

Практическая работа № 1

Тема: Основные характеристики насоса.

Цель: Актуализация знаний по основным характеристикам насоса

Общие сведения:

Производительность или подача, Q (от долей до десятков, тыс. м3/ч)-кол-во жидкости, проходящей через насос в единицу времени.

Напор насоса – полное приращение удельной механической энергии создаваемое насосом.

Дж/кг

Напор жидкости – полный запас удельной механической энергии в данной точке.

В гравитационных условиях вблизи поверхности земли.

Напор – давление жидкости, выражаемое высотой столба жидкости.

h_п = H – (p₂-p₁)/(ρ·g) – H_г

Мо́щность — физическая величина, равная отношению работы, выполняемой за некоторый промежуток времени, к этому промежутку времени.

Частный случай мощности при вращательном движении:

M — момент силы, ω — угловая скорость, — число пи, n — частота вращения (число оборотов в минуту, об/мин).

Полезная мощность Nп(Вт) - мощность, сообщаемая насосом подаваемой жидкости (Nп = рgQH/1000; практически от 0,1 до неск. МВт).

Мощность на валу N(Вт) - подводимая от двигателя или потребляемая насосом мощность; N = Nп+ΔN, где ΔN-потери мощности на преодоление гидравлич. сопротивлений, внутр. протечки жидкости через зазоры и уплотнения и на трение.

КПД

Коэффицие́нт поле́зного де́йствия (КПД) — характеристика эффективности системы (устройства, машины) в отношении преобразования или передачи энергии. Определяется отношением полезно использованной энергии к суммарному количеству энергии, полученному системой; обозначается обычно η («эта»). η = Wпол/Wcyм. КПД является безразмерной величиной и часто измеряется в процентах. Математически определение КПД может быть записано в виде:

где А — полезная работа, а Q — затраченная работа.

η -отношение Nп/N (на практике η= 0,6-0,9, но бывает 0,2-0,5 и даже 0,1-0,25).

Кавитационный запас. Допустимый кавитационный запас - это минимальный напор при котором не проявляется явление кавитации и обеспечивается работа насоса без изменения основных технических показателей. Напор при котором начинает проявляться кавитация называется критическим кавитационным запасом.

Задание

Трехпоршневой насос перекачивет жидкость с плотностью … кг/м³ из открытой емкости в сосуд под давлением … бара с расходом …м³/час. Геометрическая высота подъема жидкости составляет … метра. Полезная мощность, расходуемая на перекачивание жидкости, составляет … кВт. Необходимо найти величину потери напора.

Решение:

Практическая работа №2

Тема: Кавитация. Борьба с кавитацией.

Цель работы:

1. Убедится на практике в существовании явления кавитации в центробежном насосе и уяснить причины ее возникновения.

2. Освоить методику кавитационных испытаний центробежного насоса.

3. Получить в результате испытаний кавитационную характеристику насоса.

4. Изучить методы борьбы с кавитацией.

Теоретические сведения.

Кавитацией называется нарушение сплошности потока жидкости, обусловленное появлением в ней пузырьков или полостей, наполненных паром и газом. Кавитация возникает, когда абсолютное давление в потоке падает до давления насыщенных паров жидкости при данной температуре. При этом из жидкости интенсивно выделяются пузырьки, заполненные парами жидкости и растворенными в ней газами (жидкость закипает). Обычно выделение газа из жидкости незначительно и не оказывает существенного влияния на технические параметры работы насосов, поэтому кавитацию называют паровой. В дальнейшем под термином кавитация будем подразумевать паровую кавитацию.

Выделяющиеся из жидкости в местах пониженного давления пузырьки, заполненные паром, уносятся потоком и, попадая в область с повышенным давлением, конденсируются. При этом частицы жидкости, окружающие пузырьки пара, с весьма большими скоростями устремляются в пространство, занимаемое ранее паром. Происходит столкновение частиц жидкости, сопровождающееся мгновенным местным повышением давления, достигающим сотен и даже тысяч атмосфер. Если конденсация происходит у стенок каналов насоса, то материал стенок быстро разрушается. Причем в первую очередь разрушаются те места, в которых имеются микроскопические трещины на поверхности стенок.

Рисунок 1. Разрушение рабочих колес вследствие кавитации

Например, из чугуна, прежде всего, выбиваются графитовые включения, а затем жидкость, действуя как клин, еще более интенсивно разрушает материал стенок, образуя на их поверхности значительные раковины.

Кроме того, материал стенок подвергается разрушению от химического воздействия воздуха богатого кислородом, и различных газов, выделяющихся из жидкости. Описанный процесс разрушения стенок каналов называется эрозией и является очень опасным следствием кавитации. Разрушения рабочих колес вследствие кавитации приведены на рисунок 1.

Внешним проявлением кавитации является наличие шума, вибрации, падение напора, подачи, мощности и КПД. Очевидно, что работа насоса в кавитационном режиме недопустима.

Возникновение и характер кавитационных явлений определяются кавитационным запасом D h – превышением удельной энергии жидкости при входе в насос над удельной энергией её насыщенных паров

                                     (1)

где   р, u – абсолютное давление и скорость на входе в насос; р _нп – давление насыщенных паров жидкости на входе в насос, зависящее от рода жидкости и её температуры. Для воды и бензина р _нпв кПа приведены в табл. 1.

Таблица 1

Начальная стадия кавитации определяется критическим кавитационным запасом D h _кр – кавитационным запасом, при котором в насосе наблюдается падение напора на 2 % на частной кавитационной характе-ристике (Н = f (D Н)) или на 1 м при напоре насоса более 50 м.

Величину критического кавитационного запаса D h _кр можно определить при кавитационных испытаниях насоса по частной кавитационной характеристике или по формуле С. С. Руднева:

                                          (2)

где n – частота вращения, об/мин; Q – подача насоса, м ³ / с; С – кавитационный коэффициент быстроходности, величина которого зависит от конструктивных особенностей насоса и равна: 600–800 – для тихоходных насосов; 800–1000 – для нормальных, насосов; 1000–1200 – для быстроходных насосов.

Работа насоса без изменения основных технических показателей, т. е. без кавитации, определяется допускаемым кавитационным запасом D h _доп, вычисляемым по формуле:

                                            (3)

где А – коэффициент кавитационного запаса A = f (D h _кр) (А = 1,05–1,3).

Графическая зависимость допускаемого кавитационного запаса от подачи в рабочем интервале подач D h _доп= f (Q) называется кавитационной характеристикой насоса (см рис 2.9 и 2.12). Её получают при кавитационных испытаниях насоса по частным кавитационным характеристикам.

Частная кавитационная характеристика – это зависимость напора насоса от кавитационного запаса при постоянной частоте вращения, подаче и температуре жидкости, H = f (D h) (рис. 2.5)

При испытаниях насоса кавитационный запас определяется по формуле:

                                  (4)

где p _а, p _в – показания барометра и вакуумметра.

Полученные опытным путем значения D h _oп приводятся к номинальной частоте вращения n _н по формуле:

                                            (5)

и строится частная кавитационная характеристика насоса (см. рисунок 3)

Рисунок 2. Кавитационная характеристика насоса	Рисунок 3. Частные кавитационные характеристики насоса.

По каждой частной кавитационной характеристике находим D h _кр и Q, а затем D h _доп (по формуле 3). По значениям D h _доп и Q ₁ строим кавитационную характеристику D h _доп= f (Q) (см. рисунок 2). Контроль работы насоса при его эксплуатации производится по показаниям вакуумметра, установленного на входе в насос.

Связь кавитационного запаса с вакуумом можно найти из выражения

Подставив в него значение абсолютного давления p из формулы (1).

                           (6)

По аналогии с (6) можно записать выражения для критического и допускаемого вакуума.

Критический вакуум:

                                   (7)

Допускаемый вакуум

                                 (8)

Употребляется также понятие вакуумметрической высоты всасывания Н _в, которая связана с вакуумом зависимостью:

  или                      (9)

Вакуум на входе в насос зависит от расположения насоса по отношению к свободной поверхности жидкости в приемном резервуаре геометрической высоты всасывания H _вс, режима работы насосов и других факторов.

Такая зависимость находится с помощью уравнения Бернулли:

                             (10)

где h _вс – потери насоса во всасывающем трубопроводе.

Максимальная (критическая) высота всасывания, т. е. высота, при которой начинается кавитация, вычисляется по формуле:

 или            (11)

Допускаемая высота всасывания H _вс, т. е. высота при которой обеспечивается бескавитационная работа насоса, равна:

или          (12)

ОПИСАНИЕ УСТАНОВКИ

Установка с замкнутой схемой циркуляции жидкости (рисунок 4) включает в себя: испытуемый центробежный насос 1, бак 3, всасывающий 2 и нагнетательный 6 трубопроводы, задвижку 5, вакуумный насос 4, контрольно-измерительную аппаратуру (манометр 9 и вакууметр 8, диафрагму с подключенным к ней дифференциальным манометром 7, ваттметр 10 и тахометр 11).

Рисунок 4. Схема установки для кавитационных испытаний насоса.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ И ОБРАБОТКА РАСЧЕТНЫХ
ДАННЫХ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЧАСТНЫХ КАВИТАЦИОННЫХ

ХАРАКТЕРИСТИК

Частные кавитационные характеристики H = f (D h) следует получить для минимальной, номинальной и максимальной подач насоса.

С этой целью необходимо:

1. Включить насос 1 и обеспечить заданную подачу задвижкой 5.

2. Уменьшать ступенчато давление на входе в насос, включением вакуумного насоса 4, начиная с давления, заведомо исключающего кавитацию, и заканчивая при резком падении напора, обеспечивая при этом Q_i = const и снимая на каждой ступени показания манометра 9, вакуумметра 8, дифманометра 7 и тахометра 11. Результаты измерений записать в табл. 2.3.

3. Вычислить параметры, необходимые для построения частной кавитационной характеристики: напор насоса Н – по формуле

;

где  – показания манометра и вакуумметра, расположенных соответственно на напорном и всасывающем патрубках насоса, Па;  – превышение оси вращения стрелки манометра над точкой подключения вакуумметра, м; – средние скорости движения жидкости в напорном и всасывающем трубопроводах, м/с.

Подачу насоса Q – по формуле (2.9); кавитационный запас D h _оп по формуле (4).

Если в опытах частота вращения n _оп отличается от номинальной n _н более чем на 0,5 %, кавитационный запас D h _оп необходимо привести к n _н по формуле (5). Если же n _оп отличается от n _н менее чем на 0,5 %, принять D h = D h _оп.

4. Результаты вычислений записать в табл. 2 и построить по ним частные кавитациопные характеристики (см. рисунок 3). Таблица 2

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ И ОБРАБОТКА ОПЫТНЫХ
ДАННЫХ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КАВИТАЦИОННОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Для получения кавитационной характеристики D h _доп= f (Q) необходимо:

1. По каждой частной кавитационной характеристике H_i = f (D h) определить допускаемый кавитационный запас D h _доп= А D h _кр, предварительно определив критический кавитационный запас D h _кр по падению напора на 2 % на кривой H_i = f (D h) и коэффициент кавитационного запаса A = f (D h _кр) из табл. 3.

Таблица 3

2. Результаты расчетов свести в таблицу 4 и построить по данным этой таблицы кавитационную характеристику D h _доп= f (Q) (см. рисунок 2).

Таблица 4

3. Перечислите меры борьбы с кавитацией.

Контрольные вопросы

1. В чем заключается явление кавитации?

2. Как выглядят в аналитической записи условия бескавитационной работы центробежного насоса?

3. Как повысить всасывающую способность центробежного насоса?

Практическая работа №3

Тема: Движение жидкости в рабочем колесе ЦБН.

Цель: Изучение движения жидкости в рабочем колесе ЦБН.

Теоретические сведения.

Жидкость подходит в осевом направлении с некоторой скоростью с₀ к центральной части рабочего колеса насоса. У вхо­да в канал лопатки рабочего колеса изменяют осевое направление струи на радиальное, и скорость с₀ возрастает до скорости с₁. В канале рабочего колеса происходит дальнейшее по­вышение скорости до значения с₂.

Частица жидкости, двигаясь в канале рабочего колеса, совершает сложное движение. Она вращается вместе с колесом с окружной скоростью и одновременно двигается относительно рабочего колеса со скоростью w. Таким образом, скорость движения частицы –

это результат сложения по правилу паралле­лограмма окружной и относительной w скоростей. На рис. показаны параллелограммы скоростей на входе и на выходе из канала рабочего колеса.

Для того чтобы колесо работало с высоким к. п. д., выбирают соответствующие значения углов входа (β₁) и выхода (β₂).

Основное уравнение центробежного насоса, связывающее напор, развиваемый рабочим колесом, со скоростями, имеет вид:

В этом уравнении:

- гидравлический к.п.д., изменяется в пределах от 0,85-0,95;

К - коэффициент, зависящий от числа лопаток рабочего колеса;

g - ускорение свободного падения g=9,81 м/с².

Остальные обозначения объяснены на рис. 1.

Лопатки рабочего колеса центробежного насоса делают отогнутыми назад (в сторону, противоположную направлению вращения). При лопатках, отогнутых назад, каналы рабочего колеса расширяются более плавно и менее искривлены, чем каналы других профилей, что приводит к снижению гидравлических по­терь внутри центробежного насоса и благоприятно отражается на к. п. д.

Теоретическую производительность центробежного насоса определяют по формуле

Большое значение для нормальной работы центробежных насосов имеет высота всасывания. Различают геодезическую (или геометрическую) высоту всасывания и вакуумметрическую высоту всасывания.

Задание.

1. Начертить рабочее колесо ЦБН.

2. На чертеже указать движение жидкости в колесе.

3. Ответить на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы.

1. Как классифицируются центробежные насосы?

2. Объясните устройство и принцип действия центробежных насосов.

3. Какими параметрами характеризуется работа центробежного насоса?

4. Как определяется полный напор, развиваемый насосом?

5. Приведите расчетную формулу мощности на валу насоса.

6. Что такое рабочая и универсальная характеристики центробежного насоса?

Практическая работа №4

Тема: Расчет рабочего колеса.

Цель: Научиться рассчитывать рабочее колесо ЦБН.

Задание.

Рассчитать рабочее колесо центробежного насоса для подачи воды Q под избыточным давлением p₂, при давлении входа 10 кПа. Частота вращения ротора насоса n. На фА4, расчетным величинам, начертить рабочее колесо ЦБН.

Лабораторная работа №1

Теоретические сведения

Расходом (подачей) Q называется количество жидкости, протекающей через площадь сечения потока в единицу времени. Расход измеряется:

- в единицах объема м³/с – объемный расход;

- в весовых единицах кг/с – массовый расход;

- в весовых единицах кг м/с³ – весовой расход.

Давление насоса P – это разность давлений на выходе из насоса P_н и входе P_в в насос, измеряется в Па или ата.

Мощность насоса N – мощность, потребляемая насосом, Вт.

КПД насоса η – отношение полезной мощности к мощности насоса. Где полезная мощность – мощность, сообщаемая насосом подаваемой жидкости.

Напор насоса Н – величина определяемая зависимостью, м

Зависимости между основными параметрами насоса для различных режимов работы принято представлять графически в виде характеристик.

Характеристиками центробежных насосов называют – графические зависимости параметров: напора Н, мощности N, КПД η от подачи Q при постоянной частоте вращения ротора n и неизменных значениях плотности и вязкости жидкости: Н(Q), N(Q), η(Q)

Ход работы:

1. Заполнить таблицу

Лабораторная работа № 2

Лабораторная работа №3

Лабораторная работа №4

Практическая работа №5

Теоретические сведения.

1. Спиральный корпус (улитка), включая всасывающий и нагнетательный патрубок, в классическом исполнении (всасывающий патрубок – расположен горизонтально, нагнетательный – вертикально)
2. Рабочее колесо
3. Узел уплотнения вала
4. Вал
5. Лабиринтное уплотнение масляной камеры подшипников
6. Подшипниковая опора
7. Разгружающая вал несущая опора
8. Глазок-уровнемер для контроля уровня масла в камере подшипникового узла

а - открытого типа;

б - полузакрытого типа;

в - закрытого типа;

г - рабочее колесо закрытого типа с двусторонним входом;

1 - втулка; 2 - лопатка; 3 - несущий диск; 4 - покрывающий диск.

1 - рабочая камера; 2 - рабочее колесо; 3 - направляющий аппарат; 4 - вал;

5 - лопатка рабочего колеса;

6 - лопатка направляющего аппарата; 7 - нагнетательный патрубок;

8 - подшипник; 9 - корпус насоса (опорная стойка);

10 - гидравлическое торцовое уплотнение вала (сальник);

11 - всасывающий патрубок.

Задание

1. Описать назначение каждого узла.

2. Начертить лопатки и описать влияние формы лопаток на характеристики ЦБН.

Контрольные вопросы.

1. Достоинств и недостатки ЦБН.

2. Влияние формы лопаток на работу насоса.

Практическая работа №6

Задание.

1. Составить классификацию поршневых насосов. (таблицей, диаграммой).

2. Описать конструкцию и принцип действия насоса.

- по вариантам.

Практическая работа № 7

Практическая работа №8

Задание.

1. Изучить теоретическую часть.

2. Начертить схему системы маслоснабжения насосных агрегатов.

3. Описать возможные неисправности в работе системы маслоснабжения.

Контрольные вопросы

1. Какое масло применяют в маслосистеме насосных агрегатов.

2. Что включает в себя правила эксплуатации маслосистемы

3. Назначение АВОМ.

Практическая работа №9

Задание.

1. Изучить теоретическую часть.

2. Начертить схему системы оборотного водоснабжения насосных агрегатов.

3. Описать возможные неисправности в работе системы оборотного водоснабжения.

Контрольные вопросы

1. В период эксплуатации системы оборотного водоснабжения обслуживающий персонал обязан: - перечислить.

2. В чем заключается расчет системы оборотного водоснабжения.

Практическая работа №10

Задание

1. Начертить характеристики насоса при разных методах регулирования

2. Сделать выводы по применению методов регулирования.

Контрольные вопросы

1. Какие методы регулирования наиболее перспективны.

Практическая работа №11

Задание

1. Из предложенного списка неисправностей указать причину, которая вызвала неисправность и способ ее устранения.

2. Результаты оформить в виде таблицы.

Исходные данные

Неисправность

1. Отсутствие подачи жидкости после пуска насоса

2. Перегрузка двигателя при пуске

3. Пониженная подача жидкости насосом

4. Уменьшение напора в процессе работы

5. Нагрев подшипников

6. Вибрация насоса

7. Нагрев электродвигателя.

Вывод.

Практическая работа №12

Тема: Определение видов дефектов, методы и средства контроля.

Цель: Изучить виды дефектов, методы и средства контроля.
Теоретические сведения
Конструкцией насоса предусмотрены места для установки вибродатчиков, приборов дистанционного контроля температуры подшипников, утечек жидкости через концевые уплотнения ро­тора, температуры перекачиваемой жидкости, давления на входе и выходе насоса.
Конструктивно насос и электродвигатель имеют выносные подшипники, корпуса которых используются для установки датчиков вибрации и датчика измерения частоты вращения ро­тора.
При эксплуатации насосных агрегатов необходимо проводить периодический контроль и оценку интенсивности вибрации агре­гата в соответствии с нормами вибрации на них.
В общем случае вибродиагностические работы при эксплуа­тации насосного агрегата можно представить в следующем виде.
В начале эксплуатации, после окончания ремонтных работ, необходимо провести контроль качества ремонта и паспортиза­цию начальных его технических параметров. В процессе экс­плуатации до момента времени, после которого виброактивность  машины превысит оценки «хорошо», проводится периодический экспресс-анализ по общему уровню вибрации. После превыше­ния интенсивности вибрации оценки «хорошо» устанавливается предварительный диагноз, определяется срок очередного проведения обследования и возможность дальнейшей эксплуата­ции.
При увеличении интенсивности колебаний выше уровня (0,8-0,9) от предельно допустимого проводится техническое обследо­вание с установкой окончательного диагноза, определяется срок и объем ремонтных работ.
В качестве нормируемого параметра вибрации устанавливает­ся среднее квадратическое значение виброскорости.
Условно можно сгруппировать все неис­правности по трем направлениям:
- неисправности, связанные с нарушением жесткости крепле­ния машины и ее узлов;
- дефекты электромагнитного происхождения;
- неисправности механического и гидродинамического проис­хождения.
Неуравновешенность ротора - это состояние ротора, характе­ризующееся таким
распределением масс, которое во время вра­щения вызывает переменные
нагрузки на опоры ротора и его изгиб с частотой, равной частоте вращения ротора
Статическая неуравновешенность ротора - это неуравновешенность ротора, при которой ось ротора и его главная центральная ось инерции параллельна (рис. 1). При этом амплитуда виброскоростей опор ротора на обратной частоте одинаковы и имеют одинаковый фазовфй угол. Такая неуровновешенность полностью определяется главным вектором дисбаланса или эксцентриситетом центра массы ротора, или относительным смещением главной центральной оси инерции и оси ротора, равным значению эксцентриситета центра его массы.
Моментальная неуравновешенность ротора – это неуровновешенность ротора, при которой ось ротора и его главная центральная ось инерции пересекаются в центре масс (см. рис.1).
Моментальная неуравновешенность полностью определяется главным моментом лисбалансов ротора или двумя равными по значению антипараллельными векторами дисбалансов, лежащих в двух произвольных плоскостях, перпендикулярных к оси ротора. Другими словами, на опорах возникают одинаковые по величине и смещению на 180⁰ амплитуда виброскорости на оборотной частоте.
Рис. 1. Виды неуравновешенности ротора насоса: а – статическая неуравновешенность; б – динамическая неуравновешенность; в – моментальная неуравновешенность; А, В – подшипниковые узлы; R – усилие реакции подшипниковых узлов; F – главный вектор сил инерции; РР – пара сил моментной составляющей неуравновешенности
Динамическая неуравновешенность ротора - это неуравнове­шенность, при которой ось ротора и его главная центральная ось инерции пересекаются не в центре масс или перекрещиваются (см. рис.1).

Динамическая неуравновешенность включает статическую и моментную неуравновешенности и полностью определяется главным вектором и главным моментом дисбалансов ротора или двумя векторами дисбалансов, в общем случае различных по значению и непараллельных, лежащих в двух произвольных плоскостях, перпендикулярных к оси ротора («крест дисбалан­сов»). При этом амплитуды виброскорости на оборотной часто­те, измеряемые на опорах в радиальной плоскости, различаются как по значению, так и по фазе.
Квазистатическая неуравновешенность ротора - это неурав­новешенность, при которой ось ротора и его главная централь­ная ось инерции пересекаются в центре масс ротора. При этом главный вектор дисбалансов ротора перпендикулярен к оси ро­тора, проходит через центр его масс и лежит в плоскости, со­держащей главную центральную ось инерции и ось ротора, а главный момент дисбалансов перпендикулярен к этой плоскости. Дисбалансы ротора лежат в одной плоскости, содержащей ось ротора и его центр масс.
Наиболее распространенными на практике следует считать динамическую и квазистатическую неуравновешенности. Вели­чину неуравновешенности уменьшают путем установки добавоч­ных грузов или снятием металла в одной или двух плоскостях коррекции ротора с целью достижения допустимой величины дисбаланса.
Расцентровка
Следует выделить два возможных варианта расцентровки: расцентровка из-за несовпадения осей валов и расцентровка, обусловленная дефектным изготовлением соединительных муфт. В первом случае необходимо различать расцентровку, связан­ную с радиальным смещением валов (излом линии вала) и с уг­ловым смещением валов (изгиб линии вала). При радиальном смещении валов (рис.2, а) на концы валов через полу муфты действуют дополнительные изгибающие силы, стремящиеся от­клонить валы от осевого первоначального положения, данному отклонению препятствуют подшипниковые опоры, восприни­мающие дополнительную нагрузку. Нагрузки, действующие на подшипниковые опоры, противоположны друг другу по направ­лению и вызывают рост вибрации подшипниковых узлов. Зна­чительные нагрузки возникают при изгибе линии валов (рис. 2, б, в). Однако в данном случае нагрузки могут как совпа­дать по направлению, так и принимать противоположные на­правления. Возникающие дополнительные нагрузки на подшип­никовые узлы асимметричны и являются суммой статической и динамической составляющих. Последняя является результатом неравномерного силового взаимодействия в зацеплении полу­муфт.
Расцентровка, возникающая в результате сборки по дефект­ным полу муфтам, возникает реже. Возникающие в данном слу­чае дополнительные нагрузки на подшипники аналогичны на­грузкам, возникающим при несовпадении осей валов. Они могут на подшипниковых узлах как совпадать по направлению, так и принимать противоположные направления, т.е. действовать в противофазе. Характерной особенностью данных нагрузок явля­ется их динамический характер. Точки приложения нагрузок жестко связаны с полумуфтами и в процессе вращения нагрузки меняют свое направление на 360° за один оборот вала, что при­водит к изменению нагрузок на подшипники с частотой, совпа­дающей с частотой вращения вала соответственно.

Наличие расцентровок, приводящих к дополнительным на­грузкам, может служить причиной появления других неисправностей, а именно интенсивного износа вкладышей подшипников скольжения, износа элементов зубчатого зацепления полу муфт, разрушения тел и дорожек качения радиально-упорных под­шипников.
При вращении валов, сопряженных муфтами, без перекосов и смещений осей валов, а также при точном изготовлении муфт, все зубцы или пальцы последних нагружены равномерно, и на соединенные валы действуют только вращающие моменты. При наличии неточностей в шагах и форме зацеплений или втулок и пальцев нагрузка на зубцы или пальцы распределяется нерав­номерно, в результате чего на каждую полумуфту будет дейст­вовать радиальная неуравновешенная сила, вращающаяся вместе с муфтой. В предельном случае момент может передаваться ограниченным числом зубьев (пальцев). При этом действую­щая на вал неуравновешенная сила достигает наибольшего зна­чения. Сила, действующая на палец, вызывает радиальную силу, момент относительно оси муфты. Противоположно на­правленная радиальная сила приложена к
ведущей полумуфте. Эти силы вращаются с муфтой и создают дополнительный
изги­бающий момент на валу, т.е. в любой осевой неподвижной плос­кости вызывают

^ Рис.2. Схема расцентровок валов типа радиального (а) и углового (б, в) смещений осей:А, В, С, Д – подшипниковые опоры; R – реакции подшипниковых опор; 1,2 – ведомый и ведущий валы; 3 – проставки; 4 – полумуфты

противофазные колебания с частотой враще­ния. Так как окружное усилие пропорционально передаваемо­му крутящему моменту, то размах виброперемещения каждого подшипника возрастает пропорционально передаваемой мощности.
В дополнение к указанным неуравновешенным силам, дейст­вующим на валы при их вращении, перекос или смещение осей валов вызывают силы трения, препятствующие перемещению полумуфт. Эти силы создают периодически изменяющийся мо­мент, который изгибает валы в плоскости перекоса или смеще­ния их осей и вызывает вибрацию подшипников, а также перио­дически изменяющиеся изгибные напряжения на валах. На виб­рацию основной частоты накладываются высокочастотные виб­рации из-за неравномерной работы зубцов или пальцев.
Муфты с хорошим состоянием рабочих поверхностей обеспе­чивают нормальную работу агрегата при расцентровке, до

12345678910Следующая ⇒

Поделиться:

Познавательные статьи:



Техника прыжка в длину с разбега

Тактические действия в защите

История Олимпийских игр

История развития права интеллектуальной собственности