Расчет критических частот ротора.

 

Вал ротора разделяют на отдельные участки с постоянным диаметром D. При этом пренебрегают канавками, небольшими буртикам, шпоночными пазами. Конические участки вала и резьбовые участки заменяют цилиндрическими. Границами участков являются места ступенчатого изменения диаметра вала, середины радиальных подшипников, а так же места расположения центра масс насадных деталей (РК, втулок, думмиса, диска упорного подшипника). Участки вала выбирают так, чтобы центр масс насадных деталей, а также точки приложения жестких опор и центров масс подвижных деталей опор, располагались в начале участков. Число участков вала N не должно превышать 50.

Массу каждой насадной детали MQ располагают в одной точке – в центре масс этой детали. Масса участков вала программа рассчитывает автоматически, поэтому в исходных данных их не учитывают.

Жесткость опоры (смазочного слоя подшипника или конструкции опор) и подвижных частей упругой опоры задают в середине подшипника, которая всегда является началом следующего участка. Участок с жесткой шарнирной опорой не может быть первым, так как программа не позволяет начинать расчет с жесткой опоры. В этом случае искусственно вводят первый участок.

Массы насаженных деталей.

 

Исходные данные для расчета собственных частот ротора приведены в табл. 16. Расчет выполняется с помощью ЭВМ. Результаты приведены в табл. 16.

1. Ротор является гибким, так как работает между первой и второй критическими частотами.

2. Запас по соседним критическим частотам.

 

Запас по первой критической частоте недостаточный. При увеличении диаметров всех участков ротора на 10% первая критическая частота равна 450 об/с, а запас уменьшается. При уменьшении диаметров критические частоты уменьшаются.

 

Расчет необходимой мощности двигателя

Мощность двигателя необходимая для привода нагнетателя,
работающего в номинальном режиме, определяем по формуле:

 

Nдв min = Nвн + Nподш + Nупл

 

где N_BH - мощность компрессора при политропном сжатии (затраченная), N_BH=24110кВт;

N_подш- потери мощности на трение вала о газ в магнитных подшипниках, кВт

N_упл - потери мощности на трение в концевых сухих газодинамических уплотнениях, кВт

 

Поскольку в системе магнитного подвеса и концевых уплотнениях
происходит трение ротора только о воздух, величинами N_подш и N_упл можно
пренебречь.

Таким образом, N_{дв min} = 24110кВт, что не превышает мощности на валу
свободной турбины двигателя (25000кВт).

 

 

Список используемой литературы.

1. Биргер И.А. и др. Расчет на прочность деталей машин: Справочник/ И. А. Биргер, Б.Ф. Шорр, Г. Б. Иоселевич – М.: Машиностроение, 1993 – 640 с.

2. Расчет осевых и критических частот ротора центробежного компрессора: Метод. указания / Казан. гос. технол. Ун-т; Сост.: А. В. Палладий. Казань, 1999. 24 с.

3.Термогазодинамический расчет центробежных компрессоров: Учеб. Пособие / А.В. Палладий, С.Л. Фосс: Казан. гос. технол. ун-т. Казань, 2007. - ….с.

4.Шнепп В.Б. Конструкция расчет центробежных компрессорных машин. – М.: Машиностроение. 1995. – 240 с.

5.Селезнев К.П., Галеркин Ю.Б. Центробежные компрессоры. – Л.: Машиностроение. Ленингр. отделение. 1982. – 272 с.

6. Расчет осевых сил и критических частот центробежного компрессора: Метод. Указания / Казан. гос. технол. ун-т: Сост.:А. В. Палладии. Казань,1999. 24 с.

6. Практические занятия по основам САПР: Метод. указания/Казан. Хим.-технол.ин-т: Сост.: В. В. Крамин, Е. А. Чекмарев, О. В. Панченко. Казань,1990. 40 с.

 

Автоматизация и защита.

Таблица 17.

 

параметр	контроль	сигнал	блокировка
	+	7,45 МПА	+ 8,195	+ 8,5675
	+	317 К	+ 348	+ 365

 

В данном компрессоре должны быть установлены устройства регулирования, защиты, контроля и сигнализации.

В КМ должны контролироваться температуры всасывания и нагнетания после каждой ступени. Также давление газа после каждой ступени и на всасывании.

 

 

Блокировка КМ выполняется в случае:

1) давление начальное во входном патрубке КМ ниже или выше установленного давления

2) давление конечное в нагнетательном патрубке КМ ниже или выше установленного давления

 

Автоматическая остановка КМ выполняется в случае:

1) отклонение давления газа от допускаемого значения на всасывании и на последней ступени КМ

2) уменьшение расхода масла в уплотнении

Компрессорная установка должна оснащаться световой и звуковой сигнализацией.

 

Заключение.

 

Выполнив данный курсовой проект, мы изучили метод проектирования центробежного компрессора для сжатия смеси газов. Проведены: термогазодинамический расчет, расчет осевых сил, расчет на прочность дисков рабочего колеса, расчет критической частоты ротора, расчет упорного подшипника, расчет торцевого уплотнения, определена мощность КМ. Так же представлены вопросы автоматизации и защиты.

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ

 

2. Ширина канала в сечении 5

3. Угол потока на входе в обратно-направляющий аппарат

4. Принимаем угол входа лопатки в обратно-направляющий аппарат

5. Радиус кривизны выпуклой стенки ПК

6. Относительная ширина обратно-направляющего аппарата в сечении 6

где - геометрические размеры рабочего колеса следующей ступени.

7. Ширина канала ОНА в сечении 6

8. Радиус поворота стенки ОНА в сечении 6

9. Диаметр ОНА в сечении 6

10. Число лопаток в ОНА

Принимаем

11. Радиус изгиба средней линии каждой лопатки ОНА

12. Радиус окружности центров изгибов лопаток

13. Скорость газа в сечении 5

14. Температура газа в сечении 5

15. Степень сжатия газа в сечении 5

16. Плотность газа в сечении 5

17. Давление газа в сечении 5

18. Отношение скоростей в сечениях 5 и 6

Допускается

С₆=69,943м/с