2.2. Розрахунок параметрів керованої частини гіт попарної дії

2.2.1. Визначення технологічних параметрів пружинного елемента

Тиск на клапан (Р_ПР), який повинна розвивати пружина, щоб виконувалися задані режими роботи керованої частини можна визначити, якщо використати залежність (2.28), зробивши деякі перетворення.

Такт ссання:

, (2.37)

де Р_П1 – тиск пружини при такті ссання.

Розв’язуємо залежність (2.37) відносно Р_П1:

, (2.38)

Звідки:

. (2.39)

Тепер, для того щоб знайти вираз під логарифмом, застосовуємо експоненціальний закон розподілу, який свідчить, що при ln x = y; x = e^y, тобто для нашого випадку це запишеться так:

, (2.40)

потім цей вираз записуємо так:

. (2.41)

Розкриваємо дужки:

, (2.42)

звідки:

, (2.43)

, (2.44)

Кінцева залежність для знаходження Р_П1 при такті ссання буде мати вигляд:

. (2.45) Вводячи тиск пружини у вираз (2.29) для такту стиснення одержимо:

. (2.46)

Застосувавши ту ж саму методику, що і для випадку з t₁ отримаємо вираз для знаходження тиску пружини при такті стиснення Р_П2:

. (2.47)

Для подальших розрахунків приймаємо середнє значення тиску пружини на клапан Р_Пср:

. (2.48)

Знаючи середню величину тиску, який спричиняє пружина на клапан, знаходимо мінімальний та максимальний тиски, що діють на клапан керованої частини:

, (2.49)

та:

. (2.50)

Використовуючи залежності (2.37, 2.45, 2.46, 2.47) можемо розрахувати, як впливає на режим роботи ГІТ, зокрема на тривалість тактів ссання та стиснення, зміна величини тиску, який створює пружина. (рис.2.17) [97].

t₁

t₂

Рисунок 2.17. Залежність тривалості протікання t₁ і t₂, в керованій частині, від тиску який спричиняє пружина

Щоб знайти силу F_ПР, яку повинна розвивати пружина в такті ссання, використаємо рівняння рівнодії всіх сил, що діють в керованій частині (2.2):

Звідки:

, (2.51)

,(2.52)

Підставивши числові значення до формули, отримаємо величину силу пружини в межах:

, (2.53)

Числове значення сили F_ПР нам потрібне для визначення конструктивних та технологічних параметрів пружини.

2.2.2. Визначення конструктивних параметрів пружини

Виходячи з умов роботи механізму вибираємо клас та розряд пружини [81], за відомими формулами розраховуємо жорсткість пружини, висоту пружини при попередній деформації, висоту пружини у вільному стані , висоту пружини при робочій деформації, силу пружини при максимальній деформації.

Виходячи з умов роботи пружини, можемо стверджувати, що дана пружина має такі параметри:

Сила пружини при максимальній деформації - А₃ = 10,6 кгс; діаметр проволоки - d = 2,0 мм; діаметр пружини - D = 17,0 мм; жорсткість пружини - Z = 3,0 кгс/мм; жорсткість одного витка – Z₁ = 3,906 кгс/мм; максимальна деформація одного витка – f = 2,013 мм, мінімальна кількість витків – n – 3,5, довжина проволоки – L – 158 мм, проволока класів ІІ, ІІа по ГОСТ 9389-75, сталь 65Г.

Визначаємо об’єм, який займає пружина в керуючій камері керованої частини ГІТ. Зробивши розрахунки, приходимо до висновку, що об’єм, який займає пружина незначний і він не може впливати на роботу ГІТ.