Материал: Разработка и исследование радиально-поршневого насоса с автоматическим управлением по давлению
Тогда должно выполняться условие:
,
что произойдет при cos (4 · 165,50 + φ) = 0.
Отсюда φ = -3920;
Следовательно,
; (4.6)
Посадка клапана (h’ = 0) произойдет при ωt = 1800.
Таким образом, закон движения клапана на участке посадки имеет вид:
для всасывающего клапана:
;
(4.7)
для нагнетательного клапана:
.
(4.8)
Пользуясь зависимостями (4.3.), (4.4.), (4.7.) и
(4.8.) определим величины подъема клапанов в зависимости от угла поворота вала.
Расчет сводим в та-блицу 4.1.
Таблица 4.1 - Расчет профиля кулачков
|
ωt, град. |
hвс., мм |
hн., мм |
|
0 |
0 |
0 |
|
10 |
0,32 |
0,21 |
|
20 |
0,64 |
0,43 |
|
30 |
0,94 |
,063 |
|
40 |
1,20 |
0,80 |
|
50 |
1,44 |
0,96 |
|
60 |
1,62 |
1,08 |
|
70 |
1,76 |
1,18 |
|
80 |
1,85 |
1,24 |
|
90 |
1,875, |
1,25 |
|
100 |
1,85 |
1,24 |
|
110 |
1,76 |
1,18 |
|
120 |
1,62 |
1,08 |
|
130 |
1,44 |
0,96 |
|
140 |
1,20 |
0,80 |
|
150 |
0,63 |
|
|
160 |
0,64 |
0,43 |
|
165,5 |
0,47 |
0,31 |
|
170 |
0,32 |
0,21 |
|
180 |
0,07 |
0,05 |
|
190 |
0 |
0 |
По данным таблицы 4.1. строим эквидистантные
кривые и по ним профилируем кулачки.
4.2 Изменение параметров для определения
оптимальных характеристик насоса
Для определения наиболее оптимальных параметров для насоса необходимо внести изменения значений некоторых параметров в формулах 4.17, 4.18 и 4.21. Необходимо поменять такие параметры, как эксцентриситет вала (е), параметр К, равный соотношению плеч рычагов, длине рычага Н=ДF и соотношению плеч рычагов - λ.
Изменим λ, назначив λ =0,1, λ =0,5, λ =1, λ =1,5 и подставим их в формулы 4.17, 4.18, 4.21.
Закон движения поршня при изменении параметра λ
представлен
на рисунке 4.1.
Рисунок 4.1 - Закон движения поршня при
изменении параметра λ
Данные и результаты расчета для закона движения
поршня при изменении параметра λ представлены
в таблице 4.1
Таблица 4.1 - Данные и результаты расчета для закона движения поршня при изменении λ
|
K |
e |
w |
λ |
H(ДF) |
t (С) |
YF |
YF при (λ=0,5) |
YF при (λ=1) |
YF при (λ=1,5) |
|
0,666 |
0,006 |
149,6 |
0,109 |
0,03 |
0,001 |
0,017 |
0,0179 |
0,019 |
0,01 |
|
|
|
|
|
|
0,004 |
0,016 |
0,01694 |
0,01710 |
0,017257 |
|
|
|
|
|
|
0,008 |
0,014 |
0,01438 |
0,01398 |
0,01358 |
|
|
|
|
|
|
0,012 |
0,012 |
0,01191 |
0,0115 |
0,011108 |
|
|
|
|
0,5 |
|
0,016 |
0,010 |
0,01047 |
0,01063 |
0,010785 |
|
|
|
|
|
|
0,021 |
0,009 |
0,0100 |
0,01055 |
0,011058 |
|
|
|
|
|
|
0,025 |
0,010 |
0,0104 |
0,01063 |
0,010785 |
|
|
|
|
1 |
|
0,029 |
0,012 |
0,01191 |
0,0115 |
0,011109 |
|
|
|
|
|
|
0,033 |
0,014 |
0,01439 |
0,01398 |
0,013582 |
|
|
|
|
|
|
0,037 |
0,016 |
0,01694 |
0,01710 |
0,017259 |
|
|
|
|
1,5 |
|
0,042 |
0,017 |
0,01805 |
0,01855 |
0,019058 |
График скорости звеньев механизма и его точек представлен на рисунке 4.3
Данные и результаты расчета для графика скорости звеньев механизма и его точек представлены в таблице 4.2
Для уравнения ускорения башмака и поршня изменим λ. График представлен на рисунке 4.3
Данные и результаты расчета для графика ускорения башмака и поршня от времени при изменении значения λ представлены в таблице 4.3
Анализ полученных зависимостей показывает, что наибольшее влияние оказывает λ. Причем при уменьшении влияния составляющей формул, определяемой удвоенной частотой (2ώ), уменьшается и при λ<0,5 зависимости становятся практически одночастотными.
Далее проведены исследования влияния К и е при λ=0,109.
График
движения поршня при изменении эксцентриситета вала представлен на рисунке 4.4.
Рисунок 4.2 - График скорости звеньев механизма
и его точек при изменении значения λ
Таблица 4.2 - Данные и результаты расчета для графика скорости звеньев механизма и его точек при изменении λ
|
K |
e |
ώ |
λ |
t |
υF |
YF при (λ=0,5) |
YF при (λ=1) |
YF при (λ=1,5) |
|
||||||
|
0,666667 |
0,006 |
149,61 |
0,1090909 |
0,001 |
-0,09992 |
-0,13833 |
-0,18746 |
-0,23659 |
|
||||||
|
|
|
|
|
0,0042 |
-0,38636 |
-0,51029 |
-0,6688 |
-0,82732 |
|
||||||
|
|
|
|
|
0,0084 |
-0,59054 |
-0,66711 |
-0,76505 |
-0,86299 |
|
||||||
|
|
|
|
|
0,0126 |
-0,54774 |
-0,47113 |
-0,37313 |
-0,27513 |
|
||||||
|
|
|
|
0,5 |
0,0168 |
-0,31709 |
-0,19318 |
-0,03469 |
0,123804 |
|
||||||
|
|
|
|
|
0,021 |
0,000114 |
5,76E-05 |
-1,5E-05 |
-8,7E-05 |
|
||||||
|
|
|
|
|
0,0252 |
0,317291 |
0,193344 |
0,034808 |
-0,12373 |
|||||||
|
|
|
|
1 |
0,0294 |
0,54785 |
0,471324 |
0,373442 |
0,27556 |
|||||||
|
|
|
|
|
0,0336 |
0,59048 |
0,667144 |
0,765202 |
0,86326 |
|||||||
|
|
|
|
|
0,0378 |
0,38614 |
0,510034 |
0,668503 |
0,826972 |
|||||||
|
|
|
|
1,5 |
0,042 |
-0,00029 |
-0,00041 |
-0,00055 |
-0,00069 |
|||||||
Рисунок 4.3 - График зависимости ускорения
башмака и поршня от времени при изменении значения λ
Таблица 4.3 - Данные и результаты расчета для графика ускорения башмака и поршня от времени при изменении λ
|
K |
e |
ώ |
λ |
t |
WF |
YF при (λ=0,5) |
YF при (λ=1) |
YF при (λ=1,5) |
|
0,66666 |
0,006 |
149,61 |
0,10909 |
0,001 |
-97,8657 |
-131,31 |
-174,087 |
-216,86 |
|
|
|
|
|
0,0042 |
-75,4485 |
-86,261 |
-100,091 |
-113,92 |
|
|
|
|
|
0,0084 |
-19,7569 |
8,561581 |
44,78286 |
81,004 |
|
|
|
|
0,5 |
0,0126 |
35,57853 |
63,88804 |
100,0979 |
136,30 |
|
|
|
|
|
0,0168 |
69,42109 |
58,5942 |
44,74584 |
30,897 |
|
|
|
|
|
0,021 |
79,76541 |
44,76631 |
6,34E-06 |
-44,766 |
|
|
|
|
1 |
0,0252 |
69,40629 |
58,60834 |
44,797 |
30,985 |
|
|
|
|
|
0,0294 |
35,5465 |
63,87389 |
100,1066 |
136,33 |
|
|
|
|
|
0,0336 |
8,501684 |
44,70008 |
80,898 |
|
|
|
|
|
1,5 |
0,0378 |
-75,4795 |
-86,3208 |
-100,188 |
-114,05 |
|
|
|
|
|
0,042 |
-99,2998 |
-134,299 |
-179,065 |
-223,83 |
Данные и результаты расчета для закона движения
поршня при изменении эксцентриситета вала представлены в таблице 4.4
Рисунок 4.4 - Закон движения поршня при
изменении эксцентриситета вала
Таблица 4.4 - Данные и результаты расчета для закона движения поршня при изменении эксцентриситета вала
|
K |
e |
w |
λ |
H(ДF) |
t (с) |
YF |
YF при (е=0,008) |
YF при (е=0,001) |
YF при (е=0,012) |
|
0,666 |
0,006 |
149,61 |
0,10 |
0,025 |
0,001 |
0,01763 |
0,01906 |
0,020402 |
0,021742 |
|
|
|
|
|
|
0,004 |
0,01682 |
0,01800 |
0,019086 |
0,020162 |
|
|
|
|
|
|
0,00 |
0,014 |
0,015 |
0,01554 |
0,01591 |
|
|
0,006 |
|
|
|
0,01 |
0,012 |
0,011 |
0,01142 |
0,01097 |
|
|
|
|
|
|
0,01 |
0,010 |
0,00 |
0,00829 |
0,00721 |
|
|
|
|
|
|
0,02 |
0,009 |
0,008 |
0,00715 |
0,00584 |
|
|
0,01 |
|
|
|
0,02 |
0,010 |
0,009 |
0,0083 |
0,00721 |
|
|
|
|
|
|
0,029 |
0,012 |
0,0118 |
0,011431 |
0,010977 |
|
|
0,012 |
|
|
|
0,033 |
0,014 |
0,0151 |
0,015552 |
0,015921 |
|
|
|
|
|
|
0,037 |
0,016 |
0,0180 |
0,019088 |
0,020165 |
|
|
|
|
|
|
0,042 |
0,017 |
0,0191 |
0,020485 |
0,021841 |