ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Корпус одноступенчатого насоса из "Расчет деталей центробежных насосов " С точки зрения расчета корпуса на прочность и жесткость целесообразно все насосы разделить на многоступенчатые и одноступенчатые, так как расчетные схемы корпусов этих типов насосов имеют ряд характерных особенностей и требований. В данной работе, в основном, рассматривается расчет корпусов одноступенчатых насосов, однако излагаемая теория оболочек может использоваться и для многоступенчатых насосов, расчет которых достаточно подробно изложен в работе [14], [15]. [c.94] Корпус одноступенчатого насоса представляет собой кольцо или спираль, расширяющуюся к нагнетательному патрубку. Конструктивно корпуса выполняются весьма разнообразно. У консольных насосов корпус большей частью является самостоятельной деталью (рис. 52, а), иногда он объединен с кронштейном и крышками (рис. 52, б). Чтобы придать ему достаточную жесткость, в крупных машинах корпус подкрепляется меридиональными ребрами или стяжными болтами (рис. 53, а, б). В зависимости от выбранной конструкции проектировщик должен ясно представлять себе расчетную схему корпуса и на каждом этапе проектирования уметь правильно оценивать его прочность и жесткость. [c.94] Во всех методах в качестве основной расчетной нагрузки принимается постоянное давление, равное давлению гидравлических испытаний корпуса (давления гидропробы), которое примерно в полтора раза больше, чем рабочее давление насоса . [c.95] Расчет корпуса на разрыв основан на использовании известных в курсе сопротивления материалов котельных формул. [c.95] Если представить себе корпус насоса как цилиндр с размером, равным максимальному радиусу спирали, то можно определить в нем осевые и окружные напряжения, возникающие от заданного внутреннего давления. Однако вычисленные таким образом напряжения заметно отличаются от действительных, полученных экспериментальным путем, так как в корпусе, кроме растягивающих, возникают значительные изгибные напряжения. [c.95] При расчете корпуса как рамы из спирали вырезается элемент сечения единичной или конечной длины. Рама нагружается распределенной нагрузкой (давлением), а по краям — усилиями, найденными из условий взаимодействия с сопрягаемыми деталями (фланец, крышка). Замена плоской задачи на одноосную в этой схеме приводит к существенному завышению расчетных напряжений. [c.96] Таким образом, упомянутые методы расчета корпуса имеют серьезные недостатки. [c.96] Наиболее правильную качественную и количественную оценку напряженного состояния корпуса можно получить с помощью теории оболочек. [c.96] Решение такой задачи в точной постановке едва ли целесообразно. Поэтому введем ряд допущений, мало влияющих на физическую сущность расчетной схемы, но значительно упрощающих ее. [c.97] Сечения корпусов насосов имеют сложную форму (рис. 57). Однако все их можно расчленить на простейщие элементы цилиндрические, конические, сферические и торообразные оболочки вращения. [c.98] Оболочкой вращения называется такая оболочка, срединная поверхность которой образована вращением плоской кривой (образующей) вокруг оси, лежащей в ее плоскости. Так, сфера образована вращением полуокружности вокруг ее диаметра, конус — вращением треугольника вокруг одного из его катетов, цилиндр — прямоугольника, а тор — замкнутой окружности. [c.98] Кривая, образованная на поверхности сечением ее плоскостью, проходящей через ось, называется меридианом. Очевидно, меридианы совпадают с образующими. Радиус кривизны меридиана в какой-либо точке поверхности называется первым главным радиусом кривизны Ri, центр кривизны обозначается ki (см. рис. 58). Радиус кривизны кривой, полученной нормальным круговым сечением, называется вторым главным радиусом кривизны / 2 (центр кривизны kz). Второй центр кривизны оболочки вращения лежит на оси оболочки и оба радиуса — на одной прямой, перпендикулярной к поверхности. [c.99] Определение напряжений и деформаций в тонких оболочках вращения можно выполнять по элементарной безмоментной теории оболочек, в которой принимаются во внимание лишь растягивающие и сжимающие напряжения и не учитываются напряжения от изгиба и среза. Подобное решение справедливо для длинных цилиндрической, конической и сферической оболочек, не имеющих каких-либо искажений конструкции и нагрузки вблизи расчетного сечения. Если подобные исключения существуют, то около таких мест дополнительно возникают изгибные напряжения, которые носят локальный характер. Их следует учитывать в расчете, особенно при проектировании оболочек из хрупких материалов, а также при действии циклических нагрузок. В этом случае расчет приходится выполнять по более точной и трудоемкой моментной теории оболочек. Моментная теория позволяет также получить решение для важной в насосо-строении торовой оболочки и производить расчеты составных оболочек вращения. [c.99] Вернуться к основной статье