2.1Синтез поршневого гидронасоса

Для определения параметров рабочей камеры насоса необходимо найти объем жидкости, действительно подаваемой насосом за одну секунду его работы.

.

Как следует из исходных данных, проектируемый насос относится к насосам малой производительности, поэтому принимаем его объемный КПД равным 0,9. Тогда теоретический объем жидкости, подаваемой насосом за одну секунду

.

Средняя скорость движения поршня определяется как отношение расстояния пройденного поршнем за один цикл, к продолжительности цикла

,

где – длина кривошипа насоса.

Отсюда продолжительность одного цикла

.

Число циклов за одну секунду

и, ,

где – номинальный рабочий объем насоса.

Учитывая, что отношение хода поршня к его диаметру , К = 1,4, можно записать

, и .

Тогда

.

Отсюда диаметр цилиндра насоса

Ход поршня .Учитывая, что по заданному условию , длина шатуна насоса .

Номинальный рабочий объем насоса

.

По таблице Приложения 1, (ГОСТ 14059-68. НАСОСЫ ПОРШНЕВЫЕ.Номинальные рабочие объемы V₀ в см³), берем из дополнительного ряда.Ближайшее значение номинального рабочего объема . Столь малая поправка (1,8%) практически не отразится на найденных значениях DиL.

Продолжительность одного цикла

Следовательно, .

Таким образом, кривошип гидронасоса должен делать 2,86 оборота в секунду или 172 об/мин.

2.2Исследование кинематических характеристик движения поршня

Перемещение поршня1 будет происходить при равномерном вращении кривошипа 5. Для построения диаграммы необходимо найти величины последовательных перемещений поршня для последовательного ряда значений угла поворота кривошипа α. Примем шаг поворота кривошипа равным 30°.

В _i

α _i

О

А ₀А_iВ₀С

Рисунок 3 – К расчету перемещения поршня

При перемещении поршня в крайнюю левую точку кривошип и шатун образуют отрезок А₀О, длина которого равна сумме их длин. При повороте кривошипа по часовой стрелке поршень начнет перемещаться вправо

Перемещение поршня будем находить как расстояние между точкой А₀ в крайнемлевомположении поршня и точкойА_i, в которой будет находиться шток поршня при его повороте на угол α_i.

.

Очевидно, для крайнего левого положения точки А₀

Отрезок СО найдем из ΔВ_iCО.

.

Аналогично

.

Отрезок А_iСнайдем из ΔА_iВ_iCпо теореме Пифагора

и ,

отсюда

.

Тогда

.

Очевидно,для перемещение поршня .

Вычисляем для .

.

Для , следовательно,

.

Аналогично находим для , и далее все последующие значения перемещенияползунадо . Полученные данные занесем в таблицу 1.

Таблица 1 – Перемещения ползуна при повороте кривошипа на угол α_i

№ п/п	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Уголповорота кривошипа, град	0	30	60	90	120	150	180	210	240	270	300	330	360
Перемещение поршня, м	0	0,02	0,08	0,16	0,22	0,27	0,28	0,27	0,22	0,16	0,08	0,02	0

Откладывая по оси абсцисс угол поворота кривошипа, а по оси ординат перемещение ползуна, строим, в соответствующем масштабе на правой половине первого листа формата А2, диаграмму перемещения ползуна (рисунок 4).

S,м

0 ,3

0 ,2

0 ,1

0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 α_i, град

Рисунок 4 – Диаграмма перемещения поршня при повороте кривошипа