Установки винтовых насосов для добычи нефти

курсовая работа

2.2 Расчет золотника предохранительного клапана на прочность и устойчивость

Рабочее давление, при котором работает золотник:

(15)

где с - плотность нефти, кг/м3;

g - ускорение свободного падения, м/с2;

H - напор создаваемый насосом, м.

Усилие сжатия золотника со стороны поршня:

(16)

где р - рабочее давление при котором работает золотник, Па;

D - диаметр поршня, м.

Усилие сжатия золотника с другой стороны:

(17)

где d1 - диаметр золотника с другого конца,

Так как центральная часть золотника имеет наименьший диаметр, в нем будут возникать наибольшие напряжения сжатия, определим их:

(18)

где f2 - площадь сечения по внутреннему диаметру:

(19)

Общее усилие сжатия золотника:

(20)

Выбираем сталь марки ВСт2пс, для которой ув =330МПа.

Отсюда находим коэффициент запаса на прочность:

(21)

Запас прочности по усталости:

(22)

где kу - эффективный коэффициент концентрации напряжения, (kу = 1);

у1 - предел выносливости при сжатии для золотника двустороннего действия:

(23)

е - масштабный фактор, (е = 1,5);

Устойчивость золотника (продольный изгиб):

(24)

где l - свободная длина золотника, м,

imin - минимальный радиус инерции штока, м:

(25)

Подставим формулу (25) в выражение (24), получим:

(26)

Выполняется условие: л<105, тогда по формуле Ясинского:

укр =335-0,6л, (27)

укр = 335 - 0,677,3 = 288,62 МПа.

При укр = 288,62 МПа золотник потеряет устойчивость.

Запас устойчивости:

(28)

Данный расчет показывает, что подобранный материал и размеры золотника предохранительного клапана подходят для работы в заданной среде.

Делись добром ;)