Файл: Элияшевский, И. В. Типовые задачи и расчеты в бурении учеб. пособие.pdf

В зубчатом зацеплении кроме окружного усилия возникает ра­

диальное и осевое.

Радиальное усилие находим по формуле

где а 1 — угол зацепления, а 1 = 20°; б — угол наклона зубьев, принимаем б = 6° 37'.

r = 10900w l ^ = 3980 Krc-

Осевое усилие определим по формуле

А = Рокр • tg б = 10 900 • tg 6°37* = 1260 кгс.

Рис. 45. График тангенциальных усилий на коренном валу двухцилиндрового насоса двойного действия.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОЩНОСТИ ПРИВОДА НАСОСА

Задача 165. По окружному усилию, которое возникает в зубчатом зацеплении насоса и по условию задачи 164 составляет 10 900 кгс, определить мощность, необходимую для привода насоса.

Решение. Мощность привода насоса определяем по формуле

где кокР — окружная скорость в зубчатом зацеплении. vOKp находим по формуле

где п — число оборотов кривошипного вала насоса, принимаем п = = 65 об/мин; D H0 — диаметр начальной окружности колеса криво­

270

Лобщ — общий коэффициент полезного действия валов насоса, зубчатого зацепления, ременной передачи и привода. Считая, что привод для насоса будет дизельный, принимаем т)общ = 0,85.

Подставив значения в формулу мощности, получим

ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСИЛИЙ, ДЕЙСТВУЮЩИХ НА ПОЛЗУН НАСОСА

Задача 166. Определить максимальное нормальное усилие, дей­ ствующее на ползун насоса двойного действия, если максимальное усилие, которое возникает в шатуне, Рсж = 24 000 кгс (при движе­ нии поршня справа налево). Известно, что радиус кривошипа г = = 225 мм, длина шатуна I = 1000 мм (рис. 46).

Рис. 46. Схема поршневого насоса для определения нормального усилия, действующего на ползун насоса.

Решение. На ползун насоса действует нормальное усилие N, направление которого зависит от направления движения криво­ шипа.

Согласно приведенной схеме, усилие кривошипа направлено вверх на протяжении всего вращения кривошипа по часовой стрелке. Однако, если изменить направление вращения, т. е. против часовой стрелки, изменится направление усилия N.

Кривошипный вал должен вращаться так, чтобы усилие N было направлено вверх. При этом меньше изнашиваются нижние напра­ вляющие ползуна (крейцкопфа), а главное, при таком вращении (по часовой стрелке) осуществляется смазка крейцкопфа и подшип­ ника малой головки шатуна способом разбрызгивания при помощи колеса кривошипного вала.

Как уже говорилось раньше, в насосе двойного действия возни­ кают растягивающие и сжимающие усилия. Причем сжимающие усилия больше растягивающих. Поэтому для дальнейшего расчета нужно брать во внимание максимальное сжимающее-усилие.

Определим усилие, которое действует на крейцкопф,

271

Из рис. 46 видно, что усилие N является максимальным при максимальном угле наклона шатуна к горизонтали.

При угле поворота кривошипа а = 90° угол (5 будет максималь­ ным и составит р = 13° (ем. задачу 164). Таким образом, максималь­ ное нормальное усилие, действующее на ползун, составит

N max = Ркр tg 13° = 25 200 • 0,2309 = 5840 кгс.

где G — вес крейцкопфа (половина веса шатуна и штока). Прини­ маем G — 400 кг. Тогда

./Уф тах = 5840 — 400 = 5440 кгс.

РАСЧЕТ НАПРАВЛЯЮЩИХ ПОЛЗУНА НА ПРОЧНОСТЬ

Задача 167. Рассчитать направляющие ползуна на удельное давление, если фактическое максимальное нормальное усилие, по данным задачи 166, составляет /Уфтах = 5440 кгс, длина ползуна I = 440 мм, ширина В = 240 мм. Материал — СЧ18-36.

Решение. Удельное давление вычисляем по формуле

РАСЧЕТ ШТОКА БУРОВОГО НАСОСА НА ПРОЧНОСТЬ

Задача 168. Рассчитать шток бурового насоса на прочность, если

Решение. Шток поршневого насоса рассчитывается на продоль­ ный изгиб, растяжение и сжатие.

272