主要结构参数的确定方法与注意事项

2023-06-23 理论教育版权反馈

【摘要】：往复泵的主要结构参数取决于曲轴冲次n、柱塞行程S 和柱塞直径D，设计的主要任务是寻求其最佳组合。由于泵本身存在工作腔的容积损失，主要考虑阀在关闭时滞后造成的容积损失率ΔηV2、阀的密封面磨损造成泄漏形成的容积损失率ΔηV3，它们的和占2%～10%。

往复泵的主要结构参数取决于曲轴冲次n（每分钟往复次数）、柱塞行程S 和柱塞直径D，设计的主要任务是寻求其最佳组合。

已知：流量Q＝7 900～8 900 ÷24 ÷2＝165～185（m3／h）；排出压力p＝18 MPa。

1.柱塞平均速度

根据现场使用条件，确定um＝1.3。

由于

故

2.曲轴转速n 和柱塞行程长度

综合影响曲轴转速n 的因素，取n＝220～280 r／min，由um＝1.3，得S＝195～155 mm。

宜取n＝260 r／min，S＝180 mm，程径比ψ＝S／D，ψ 取2.5。

D＝175 ÷2.5＝70，实际可选取常用值。

3.原动机功率计算及确定

（1）泵的有效功率

根据

式中，p 为压力；

　　　Q 为排量。

将Q＝185 m3／h，p＝18 MPa 代入，得Ne＝907.4 kW。

（2）泵的电动机功率

根据

式中，η 为机械效率取，0.96；

　　　ηd 为传动装置效率，取0.93；

　　　ηd′为电动机效率，取0.95。

将Ne＝907.4 kW、η、ηd、ηd′代入，计算得原动机（电动机）功率为1 070 kW。查电动机功率标准系列，选定电动机功率为1 120 kW。

4.传动比计算，减速机型号确定

根据上述计算确定的S、D、n，核定泵的流量Q。

由式

式中，A 为柱塞面积，A＝πD2／4＝3.14 ×0.072 ÷4＝0.003 846（m2）；

　　　S 为行程，S＝0.180 m；

　　　n 为曲轴转数，n＝260 r／min＝15 600 r／h；

　　　Z 为联数（柱塞数），Z＝7 ×2＝14。

将上述值代入后，得Qt＝151.2 m3／h。

由于泵本身存在工作腔的容积损失，主要考虑阀在关闭时滞后造成的容积损失率ΔηV2、阀的密封面磨损造成泄漏形成的容积损失率ΔηV3，它们的和占2%～10%。容积损失率取4%，由于：

为使泵的实际流量达到设计值185 m3／h，则理论流量Qt＝185 ÷（1－4%）＝192.7（m3／h）。

5.核算柱塞直径D、曲轴转速n

由Qt＝ASnZ 可求得n＝Qt／ASZ，将上述值代入后，得n＝331.4 r／min。曲轴转速大于280 r／min，说明选择的柱塞直径、柱塞行程不合适，需重新核算。前已述及，该设计采用减速机降速，可选取标准减速比，电动机选4 级转速，取标准电动机转速1 490 r／min，传动比i＝5.6，由此计算得到曲轴转速n＝1 490 ÷5.6＝266（r／min）。将其代入Qt＝ASnZ，重新计算A，即可求得D＝0.078 m。取柱塞直径D＝78 mm。

确定减速机的型号为ZDY450－5.6－Ⅰ。

主要结构参数的确定方法与注意事项

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