4.9. Тербелмелі станок теңестіргішінің басына түсетін жүктемені анықтау

Жүктемені анықтау негізгі екі топқа бөлінетін әртүрлі теориялармен жүзеге асады: статикалық және динамикалық.

А.Н. Адониннің зерттеулеріне сәйкес сорудың статикалық және динамикалық режимдерінің аралығы Коши параметрінің интервалында (ауыспалы аймақ) орналасқан, [1]:

µ=ωL/а=0,35÷0,45, (4.28)

мұндағы, а-штангадағы дыбыс жылдамдығы.

Бірөлшемді тізбек үшін а=4600 м/с, екісатылы үшін а=4900 м/с, ал үшсатылы үшін а=5300 м/с.

Қазіргі уақытта Коши параметрі μ≤ 0,5 болғанда негізгі режимдер қолданылады. μ≥0,7 болғанда көптеген формулалар үлкен резонансты күштердің әсерінен қолданылмайды.

1. Статикалық теория бойынша максималды жүктеме И.М. Муравьев формуласы бойынша анықталады, [1]:

Р_max=P_c+P_ш(b+m), (4.29)

мұндағы, Р_с – биіктігі һ_д-ға тең, буферлік қысымды Р_с есепке алғандағы плунжер үстіндегі сұйықтық бағанының салмағы;

Р_с=F_пл(h_дρ_cg+Р_б), (4.30)

мұндағы, b – сұйықтағы штанганың жеңілдету коэффициенті,

b=1-ρ_c/ρ_ш ; (4.31)

m – динамикалық фактор

m=S_An²/1440, (4.32)

мұндағы, S_A – штанганың ілу нүктесінің жүру ұзындығы, n – бір минуттағы тербеліс саны.

Штанганың ауадағы салмағы:

Р_ш=(q₁L₁+q₂L₂)g.

Минималды жүктеме штангаға сұйықтық салмағы әсер етпей отырған кезде және штанганың бастапқы кездегі төмен қарай жүрісінен байқалады, ал динамикалық фактор алып тасталынады:

P_min=P_ш(b-m). (4.33)

2. А.С. Вирновский формуласы бойынша жүктемені анықтау. А.Н. Адонин [1] зерттеулеріне сай олар жүктеме өлшеулерінің тәжірибелік нәтижелерімен өте жақсы сәйкестігін көрсетеді:

Р_max=P_c+P_шт'+ α₁ ·(P_шт+0,3εР_с') +α₁² ω²S_A/2g [α₁- -2λ_шт /S_Aφ] [1-φ/2]P_шт, (4.34)

мұндағы, Р_с – биіктігі һ_д болатын, ауданы Ғ_пл тең буферлік қысымын есепке алғандағы сұйықтық бағанының салмағы; Р_с΄ = (Ғ_пл – ƒ_шт)ρ_сgL – сақиналы кеңістіктегі сұйықтық бағанасының салмағы; Ғ_пл, ƒ_шт – сәйкесінше плунжер мен штанганың көлденең қималарының аудандары; L – сорапты түсіру тереңдігі; Р_шт – ауадағы штанга тізбегінің салмағы; Р_шт΄ – сұйықтағы штанга тізбегінің салмағы.

Минималды жүктеме формуласы алдыңғы (4.34)-тен шығады, егер Р_с΄=0, Р_с=0 мәндерін қойсақ, ал кинематикалық α₁ мен а₁ коэффициенттерді штанганың төмен қарай жүру кезінде аналогиялық коэффициенттеріне α₂ мен а₂ -ге ауыстырып, соңғы екі мүшенің таңбаларын қарама - қарсы қолдансақ:

Р_min= P_шт' – α₂ 1/3 ·D/d_шт P_шт –α₂² ω²S_A/2g·

· [α₂- 2λ_шт /S_Aφ] [1-φ/2]P_шт, (4.35)

мұндағы, S_A – штанганың ілу нүктесінің жүру ұзындығы; Р_шт – ауадағы штанга тізбегінің салмағы; Р_шт΄ – сұйықтағы штанга тізбегінің салмағы; α₁, α₂, а₁, а₂ – А.С. Вирновскийдің кинематикалық коэффициенттері,

a₁, a₂=2(V_max­)_1,2 /(α_1,2·ωS_A),

мұндағы, V_max – штанганың ілу нүктесінің нақты максималды жылдамдығы; 1 – жоғарыға жүру кезінде; 2 – төменге жүру кезінде; D, d_шт – сорап пен штанганың диаметрлері; ω – бұрыштық жылдамдық, 1/c, ω=πn/30; λ_шт – сұйықтық бағанының салмағына байланысты штанганың ұзаруы,

λ_шт=P_cL/Ef_шт, (4.35')

мұндағы, ε = (F_пл – f _шт) / (F_құб – f _шт) – сораптан құбырға ауысқан кездегі сұйықтың қимасының өзгеру коэффициенті; Ғ_құб – құбырдың ішкі каналының ауданы; ƒ_құб – металл бойынша құбыр қимасының ауданы; φ=ƒ_құб/(ƒ_құб+f_шт) –аудандардың қатынас коэффициенті.

Егер есеп сатылы тізбек үшін жүргізілетін болса, онда ƒ_шт орнына мынаны алу керек:

1

ƒ_шт.орт= , (4.36)

ε₁ /ƒ_шт1 + ε₂/ ƒ_шт2 +…+ ε_n /ƒ_{шт n}

мұндағы, ε₁......ε_n – екісатылы штанга тізбегінің үлестері, ∑ε₁=1.

3. А.Н. Адониннің қарапайым түрге келтірілген А.С. Вирновский формулаларын кең диапазонда қолдануға болады: S_A≤5 м, n≤24 мин^-1, D≤93 мм:

Р_max= P_c+P_шт'+0,011 D/d_штnP_ш +1000 H;

Р_min= P_шт'- 0,011 D/d_штnP_ш - 1000 H. (4.37)

4. И.А. Чарный формуласы бойынша динамикалық теория негізіндегі максималды жүктеме былай анықталады, [1]:

Р_max= P_c+P_ш[b+Sn²/1800 · tgμ/μ], (4.38)

мұндағы, tgµ/µ – штанга дірілін есепке алатын коэффициент

µ=ωL/a, рад/с=μ180/3,1416 о/с;

Р_min= P_ш[b- Sn²/1800 · tgμ/μ].

5. А.Н. Адонинннің эмпирикалық формуласы бойынша динамикалық теория негізіндегі максималды жүктеме:

Р_max= P_c+P_ш+( P_ш+ε P_c) m·r·n^{2,24 -0,33t*0,001}/900+2500S, (4.39)

мұндағы, m – кинематикалық коэффициент,

m=1+ . (4.40)

мұндағы, L_бұл – бұлғақтың (шатунның) ұзындығы; k – теңестіргіштің артқы иінінің ұзындығы.