☎ 8 800 302-58-17Рассчитать

Крутящий момент на валу насоса

Расчёт определяет крутящий момент на валу насоса по передаваемой мощности и частоте вращения. Момент показывает, какую вращающую нагрузку должен передать вал и привод.

РЕЗУЛЬТАТ
—
Введите исходные данные
МЕТОДИКА
M = 9550 · Pвал / n
Введите исходные данные
  • Крутящий момент рассчитан по мощности на валу и частоте вращения в установившемся режиме.
  • Мощность вводится в кВт, частота вращения — в об/мин, результат получается в Н·м.
  • Пусковой момент, пульсации нагрузки и переходные процессы отдельно не рассчитываются.

Применение

Результат нужен для проверки механической передачи, муфты, вала и допустимого момента двигателя. Одной мощности недостаточно: при меньшей скорости тот же киловатт создаёт больший момент.
  • проверка двигателя и муфты насосного агрегата
  • оценка нагрузки на вал при изменении частоты вращения
  • предварительный подбор привода и защита от перегрузки
Это сила, с которой привод пытается повернуть вал. Чем медленнее вращение при той же мощности, тем сильнее нагрузка на вал и соединения.

Методика и ограничения

Крутящий момент связан с мощностью и угловой скоростью выражением P = Mω. Если мощность задана в ваттах, а частота вращения n — в оборотах в минуту, угловая скорость равна 2πn/60. После преобразования единиц получают удобную инженерную форму M = 9550·P/n, где P выражена в кВт, n — в об/мин, а M получается в Н·м. Калькулятор использует именно эту зависимость. Для насосного агрегата важно различать гидравлическую мощность, мощность на валу и потребляемую мощность из сети. Гидравлическая мощность ρgQH относится к энергии, переданной жидкости. Мощность на валу больше неё из-за КПД насоса.

Электрическая мощность двигателя ещё выше из-за потерь двигателя, частотного привода и передачи. В поле нужно вводить ту мощность, которая действительно действует на вал в выбранном режиме. Если вместо неё подставить мощность потока, момент будет занижен. В установившемся режиме расчётный момент помогает проверить муфту и вал. При пуске, заклинивании, гидравлическом ударе, резком изменении подачи или работе с переменной скоростью возникают переходные нагрузки. Они могут быть выше установившегося значения и требуют отдельной проверки по паспорту двигателя, характеристике насоса и динамике привода.

При снижении оборотов момент при постоянной мощности растёт обратно пропорционально скорости, но у условиятробежного насоса обычно одновременно уменьшаются подача, напор и потребная мощность по законам подобия. Поэтому нельзя механически сравнивать моменты при разных скоростях без определения новой рабочей точки. Результат округляют с учётом запаса, но запас не должен заменять проверку прочности, вибрации, крутильных колебаний, смазки и соосности. Для выбора двигателя проверяют не только номинальный, но и пусковой момент и диапазон регулирования. Момент также используют для оусловияки крутильной жёсткости и выбора соединения валов.

При наличии клиновой или упругой муфты передаваемый момент сопоставляют с её номиналом и кратковременной перегрузочной способностью. Для вертикальных насосов добавляются осевые силы и масса ротора, которые не входят в эту формулу. Поэтому расчётный Н·м следует передавать конструктору вместе со скоростью, режимом и характером нагрузки. Перед применением результата фиксируют расчётный режим, единицы, источник исходных данных и границы применимости модели. Это упрощает повторную проверку после изменения оборудования, температуры, расхода или схемы. Если исходные параметры получены измерением, указывают дату, прибор и фактический диапазон режима.

Пример

Задача: Мощность на валу 5,5 кВт при 1450 об/мин

M = 9550·5,5/1450 = 36,2 Н·м.
Это установившийся момент при указанной мощности и скорости, без пускового коэффициента.

Задача: Та же мощность при 1000 об/мин

M = 9550·5,5/1000 = 52,5 Н·м.
Снижение скорости при неизменной мощности увеличивает момент, поэтому муфту и вал проверяют по соответствующему режиму.

Нормативные ориентиры

  • ГОСТ 6134-2007 — насосы динамические; методы испытаний и определение рабочих характеристик насосного агрегата.
  • ГОСТ 17398-72 — насосы; термины и определения насосной техники.

Вопросы и ответы

Почему мощность на валу больше гидравлической?

Насос теряет часть энергии на трение, утечки и гидравлические потери. Поэтому мощность вала равна гидравлической мощности, делённой на КПД насоса.

Электрическая мощность двигателя обычно ещё выше, потому что добавляются потери двигателя и привода.

Учитывает ли формула пусковой момент?

Нет. Она даёт установившийся момент при заданной мощности и скорости. Пусковой момент, заклинивание, разгон инерции и переходные процессы проверяют по характеристикам двигателя, насоса и системы управления.

Можно ли вводить мощность двигателя с шильдика?

Можно только как грубую оусловияку, если мощность на валу неизвестна и двигатель работает близко к номиналу.

Для проверки агрегата лучше использовать мощность на валу из расчёта или измеренную электрическую мощность с учётом КПД.

Что произойдёт с моментом при снижении оборотов?

При постоянной мощности момент увеличивается обратно пропорционально скорости.

У условиятробежного насоса мощность обычно одновременно падает по законам подобия, поэтому фактический момент нужно считать для новой рабочей точки, а не переносить старую мощность.