Вибір раціональних параметрів робочих органів з еквідистантним профілемодногвинтових гідромашин гірничого обладнання

Abstract

Мета. Дослідження спрямоване на аналіз впливу геометричних параметрів одногвинтових насосів зі співвідношенням 3:4, зокрема довжини гвинта та діаметра утворюючого кола, на робочий об’єм насоса і протяжність лінії контакту між ротором і статором з метою зменшення енергетичні витрати та покращення його експлуатаційні характеристики. Методика. Дослідження виконано шляхом комп’ютерного моделювання робочих порожнин насоса. Діапазони значень кроку витка гвинта (150–450 мм) та діаметра утворюючого кола (8–20 мм) визначено на основі аналізу номенклатурних рядів промислових насосів. Використано аналітичні та числові методи для встановлення математичних залежностей між досліджуваними параметрами, а також метод підсумовування для розв’язання завдання багатокритері- альної оптимізації. Результати. Проведено аналіз взаємозв’язків геометричних характеристик гвинтової пари та експлуатаційних показників насоса. Розроблено математичні моделі залежності робочого об’єму та довжини лінії контакту від параметрів роторно-статорної пари. Оптимізація враховує максимізацію робочого об’єму і мінімізацію довжини контакту для зменшення тертя та підвищення ККД насоса. Наукова новизна. Встановлено квадратичну залежність робочого об’єму насоса від довжини гвинта та діаметра утворюючого кола. Встановлено лінійну залежність загальної довжини лінії контакту між ротором і статором від довжини гвинта та діаметра утворюючого кола, де цих же геометричних характеристик. Визначено оптимальні геометричні параметри, що забезпечують баланс між продуктивністю насоса та зменшенням тертя. Практична значимість. Розроблені математичні залежності можуть бути використані при проєктуванні оптимальних конструкцій одногвинтових насосів, зокрема в гірничій промисловості, для підвищення ефективності та довговічності насосного обладнання.