Пути повышения надежности насосов типа НД 10/100

Насосы дозировочные типа НД 10/100 предназначены для объемного напорного дозирования нейтральных и агрессивных жидкостей, эмульсий и суспензий кинематической вязкостью от 35 до 800 кв.см/с, максимальной плотностью до 2000 кг/м3, с температурой от –15 до +200° С. Концентрация твердой неабразивной фазы перекачиваемой жидкости составляет до 10% по массе с величиной зерна не более 1% от диаметра условного прохода присоединительных патрубков. Дозировочные насос конкретно рассматриваемого типа широко используются в нефти - и газодобывающей промышленности; транспортировке и переработке углеводородов, а также во многих других сферах помимо нефтегазового комплекса таких как:

• •    химическая промышленность;

• •    теплоэнергетическая промышленность;

• •    атомные станции;

• •    целлюлозно-бумажная промышленность;

• •    пищевая промышленность;

• •    производство строительных материалов;

• •    очистка сточных вод.

В моей работе я рассматриваю плунжерный насос типа НД 10/100, который служит для подачи различных видов химических реагентов предназначенных для решения таких проблем как:

• •    Выделение и отложение на внутренней поверхности труб асфаль-тосмолопарафиновых отложений (АСПО);

• •    Транспорт высоковязких и высокозастывающих нефтей по трубопроводам;

• •    Снижение затрат на перекачку нефти по трубопроводам;

• •    Борьба с коррозией в трубопроводах;

• •    Борьба с образованием гидратов в трубопроводах;

Плунжерный дозировочный насос состоит из трех основных частей: редуктора с механизмом регулирования, гидроцилиндра и электродвига-тель[1].

Принципиально важной частью редуктора является Эксцентриковый механизм, который служит для преобразования вращательного движения приводного вала двигателя в возвратно-поступательное движение плунжера. Одной из принципиально важных частей эксцентрикового механизма в местах соединения является шпонка, также эта деталь присутствует и в соединение вала электродвигателя и червяка привода[2].

В общем смысле шпонка предназначена для соединения вала с втулкой, а шпоночное соединение является наиболее распространенным разъемным соединением деталей. Следует отметить, что шпоночные пазы ослабляют вал и ступицу насаживаемой на вал детали. Ослабление вала обусловлено не только уменьшением его сечения, но, главное, значительной концентрацией напряжений изгиба и кручения, вызываемой шпоночным пазом. Учитывая эти недостатки, а также обращая внимание на статистику наиболее частых неисправностей дозировочного насоса типа НД 10/100, можно утверждать, что часто причиной отказа является износ сопрягаемых поверхностей червячного колеса и вала (см. поз. 5,8, рис. 1).

Рис.1 – Типовой насос-дозатор электроприводной одноплунжерный.

1 - червяк; 2 - подшипник; 3 - муфта; 4 - корпус; 5 - червячное колесо; 6 -шатун; 7 - ползун; 8 - вал; 9 – эксцентрик.

Поэтому рассматривая основной критерий работоспособности шпоночного соединения, которым является прочность, можем сделать вывод, что увеличение сопротивления от различных напряжений, возникающих в соединении во время работы, (шпонки работают на смятие и срез, а боковые стенки пазов на валах и в ступицах - на смятие.) ведет к общему увеличению его прочностных показателей, а это в свою очередь увеличивает надежность всего дозировочного насоса в целом. Основываясь на исходных размерах шпоночного соединения в насосе-дозаторе марки 10/100 применяем более надежное профильное соединение, а именно профильное соединение с трехгранным равноосным контуром (рис.2) [3].

Рис.2- Геометрические параметры сопрягаемой поверхности РК - профиля. D 1 – диaметp oписaннoй oкpужнoсти; d – диaметp вписaннoй oкpужнoсти; R – paдиус сpедней oкpужнoсти; φ – углoвoй пapaметp; Е – эксцентриситет пpoфиля; N – кoличествo гpaней

РК- профильные соединения имеют ряд эксплуатационных и технологических преимуществ. Они имеют высокую крутильную жесткость, износостойкость, сопротивление усталости, центрируемость под нагрузкой и, как следствие, понижение уровня шума и вибрации, а также возможность уменьшения массы (до 20-40%) и габаритов передающих деталей соединения машин по сравнению со шлицевыми и шпоночными соединениями [4].

Полученные в результате анализа данные могут служить основой для конструирования и проектирования производства насосов типа НД 10/100 более высокого качества.