Главная  Промышленность 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 [ 124 ] 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162

--f -----s--2-sina = 0. (150)

da to/«

Введем обозначения:

2sf,

Frfctgp tof« tod,

тогда вместо равенства (150) получим линейное дифференциальное уравнение первого порядка

+ ау -sina = 0. (151)

Решение этого уравнения при а = const имеет вид аа .osirm-cosa

Поскольку клапан является свободным телом, не имеющим жесткой связи с плунжером, записать какие-то начальные или граничные условия, которые безусловно выполнялись бы, невозможно.

Определение постоянной интегрирования с произведем для периода посадки клапана при условии, вытекающем из требования работы клапана без отставания и стука, а именно: положим,, что в конце хода плунжера вместе с приходом его в крайнее положение клапан садится на седло, т. е. положим у = О при а = = 2л. Тогда из уравнения (152) получаем выражение

~ 1+а подставляя которое в уравнение (152), имеем

у = -- \e"- + а sin а - cos а]. (153>

Дифференцируя равенство (153) для безразмерной скорости посадки клапана, найдем

у = [а cos а + sin а - ае" "~"]. (154)

Отсюда видно, что при а = 2л скорость клапана у = О, т. е. посадка клапана при этом условии будет происходить без стука. Дифференцируя равенство (154), получим для безразмерного ускорения

у" = - [а (ае" - sin а) + cos а]. (155>



в конце хода нагнетания поршня при а = 2я yj реходя к размерному ускорению клапана, получаем

CPs /-rfctgp 2

Дифференциальное уравнение движения можно написать также в виде (рис. 208)

M==KiSo~s)-fAp + G±T, (156)

где М - масса клапана;

К-коэффициент жесткости пружины; G - вес клапана;

Т--сила трения при движении клапана.

Для а = 2я S = О и расход жидкости, обусловливаемый

движением плунжера, обращается в нуль, а следовательно, и Ар должно обращаться в нуль. Тогда, пренебрегая влиянием веса клапана и силой трения, для ускорения можно записать

= /C-=-, (157)

М "


Рис. 208. К расчету клапана

где Ро--сила начального натяжения пружины клапана.

Приравнивая правые части уравнений (155) и (156), получаем выражение, определяющее начальную силу пружины клапана для работы при заданных числах оборотов вала насоса:

Mdctgn кГ, (158)

Ро = 5,5

10"

где п - число оборотов в минуту.

Из уравнения (158) можно определить максимальное значение числа оборотов, до которого данная пружина обеспечивает своевременную посадку клапана и его работу без стука;

<13

об I мин.

(159)

FMd ctg р

Коэффициент жесткости пружины можно определить, зная максимальную высоту подъема клапана Sg , которую найдем, положив в уравнении Вестфаля второй член правой части равным нулю для момента, когда подача поршнем достигает максимума, т. е.

ctgp.



откуда

211,]/ 2g-

Жесткость пружины К найдем по отношению Sq к Sq + s. Коэффициент [д, расхода через клапан необходимо брать из опытов. Для предварительных расчетов можно принять рк =

= 0,60,7. Отношение -= т, для быстроходных насосов

можно принять равным 1,2-ь1,4. Тогда, зная Ро, можно найти/С,

так как So= - и К =

т~\ So

Испытания насосов показали, что подбором соответствующего значения Ро можно обеспечить нормальную работу клапанов насоса при числах оборотов до 6000-8000 в минуту. Это подтверждает справедливость полученных уравнений (158) и (159).

В случае появления стука при работе клапанов их отставание от движения плунжера можно уменьшить введением отрицательного перепада давления на клапан до прихода плунжера в его крайнее положение. Практически это можно осуществить сообщением полости цилиндра с линией слива, как это показано на рис. 206. Тогда согласно уравнению (156) сила пружины и величина перепада на клапане будут суммироваться и клапан, получив большее ускорение, быстрее сядет на седло. Регулируя величину открываемой площади канала и момент открытия, можно обеспечить достаточно плавную и своевременную посадку клапана без значительного снижения объемного к. п. д. насоса и снизить инерционные нагрузки перемещения плунжера. Этот способ, устраняющий отставание посадки клапана, вызывает дополнительные технологические трудности, связанные с обеспечением одновременности открытия каналов.

Действительная работа клапана более сложна, чем это описывается уравнениями (152) -(154), полученными при предположении а = const, так как а - величина переменная и является функцией а.

Конструкция плунжерного узла

Вал, вращаясь, скользит опорной поверхностью по бронзовому башмаку, шарнирно соединенному с плунжером. Опыты показали, что вал, изготовленный из стали Х12Ф1, а башмаки - из бронзы Бр.АЖ9-4 обеспечивают удовлетворительную работоспособность узла. Для предотвращения быстрого износа башмаки следует делать гидравлически разгруженными за счет подвода .масла под башмак под давлением, как это показано на рис. 209.



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 [ 124 ] 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162