Весна 17 курс 4 ОрТОР / Гидромеханические системы / АААААААААААААААА
.pdf
2)Определить основные геометрические размеры аксиальноплунжерного насоса с числом цилиндров z=9 и подачей Q=61,6 л/мин, если объемный КПД насоса η=95%, а частота вращения привода n=2500 об/мин.
Решение Рабочий объём аксиально-поршневой гидромашины с наклонным диском
определяется по выражению:
V |
Qтеор |
|
Q / |
|
61,1/ 60000 / 0,95 |
25,71 |
10 |
6 |
м³/с, |
(1) |
n |
n |
2500 / 60 |
|
|||||||
0 |
|
|
|
|
|
|
|
где n – номинальная частота вращения вала гидромашины, (об/мин) Также, рабочий объем можно определить по следующей формуле:
V |
dn2 |
z D tg , |
(1.1) |
|
|||
0 |
4 |
|
|
|
|
|
где - угол наклона диска, (град); dn -диаметр поршня,(см);
D-диаметр окружности расположения осей цилиндров в блоке,(см); z -число поршней .
Диаметр окружности расположения осей цилиндров:
|
D 0,35...0,4 dn z 0,4 14,7 9 52,92 мм |
(2) |
|||||||||||
Подставив в выражение 1.1 формулу 2, получим |
|
|
|
|
|||||||||
|
V |
|
dn2 |
z 0,35...0,4 d |
|
z tg |
(1.2) |
||||||
|
|
|
|
|
n |
||||||||
|
0 |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Отсюда |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
dn 3 |
4 V |
|
|
|
|
|
4 25,71 10 6 |
|
|
|
|
|
|
z2 0,35...0,4 tg 3 |
3,14 92 |
0,35 tg20 0,0147 м=14,7 мм, (3) |
|||||||||||
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где - угол наклона |
диска, |
(град), |
конструктивно принимаем |
20 |
|||||||||
градусов;
dn -диаметр поршня,(м);
D-диаметр окружности расположения осей цилиндров в блоке, (м); z -число поршней.
7
Рассчитаем наружный диаметр блока цилиндров:
Dнар D 1,6 dn 53,28 1,6 14,7 76,8мм Толщина стенки между цилиндрами в блоке:
b 0,2 dn 0,2 14,7 2,94 мм Толщина стенки между цилиндром и наружной поверхностью:
с 0,3 dn 0,3 14,7 4,41 мм Рассчитаем длину ротора:
Lнар 3...4 dn 3 14,7 44,1мм Площадь питающего окна:
F |
|
Qтеор |
|
пит |
|
|
доп |
|
|
|
|
где доп - допустимая скорость жидкости, (м/с). Принимаем доп =4 м/с
Fпит 0,001074 26,7 10 5 м² Рассчитываем диаметр круглых питающих окон:
(4)
(5)
(6)
(7)
(8)
|
|
|
|
F |
|
|
26,7 10 |
5 |
|
|
|
d |
|
2 |
|
пит |
|
2 |
|
|
6,15 10 3 м |
(9) |
|
0 |
z |
3,14 9 |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Степень неравномерности подачи насоса определяется соотношением:
|
qmax qmin |
, |
(10) |
|
|||
|
qcp |
|
|
где qmax и qmin - максимальная и средняя мгновенная подача насоса соответственно; qcp qmax 2 qmin - среднее значение подачи.
Насос плунжерный одинарного действия. Определим среднюю мгновенную теоретическую подачу насоса
Q |
V n |
|
25,71 10 |
6 2500 |
0,00010725 |
м3 |
/с=64,35 л/мин (11) |
|
0 |
|
|
||||||
60 |
60 |
|||||||
теор |
|
|
|
|
||||
Для определения максимальной мгновенной теоретических подач насоса необходимо построить график подачи насоса. Мгновенную теоретическую
8
подачу насоса определим, суммировав мгновенные теоретические подачи цилиндров насоса. Мгновенную теоретическую подачу первого цилиндра определим по формуле:
q dn2 |
D tg |
0 |
sin dn2 |
D |
tg 2 n |
0 |
sin |
(12) |
|
4 |
2 |
4 |
2 |
60 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|||||
Площадь рабочей камеры насоса при 0 φ |
Fраб.кам. F |
и при φ 2 |
|||||||
Fраб.кам. 0. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Значит при 0 φ
q |
3,14 0,01472 |
|
0,05292 |
tg20 |
2 3,14 2500 |
0,95 sin 4,06 10 4 |
sin |
|
4 |
|
2 |
|
60 |
|
|
Для того, чтобы нагляднее показать пульсацию подачи насоса примем шаг расчетов в 10 градусов. Для первого плунжера при 10 градусах подача будет равна: q 4,06 10 4 sin10 4,06 10 4 0,17365 0,0000705 м3/с
Дальнейшие подачи рассчитываются аналогично. Для последующих плунжеров необходимо учесть угол развала между соседними кривошипами. Для этого необходимо разделить 360 (градусов в окружности) на количество плунжеров – 9, имеем 360/9=40. Отсюда следует, что следующий плунжер начнет действовать после поворота ротора на 40 градусов относительно той точки, на которой начал действовать предыдущий плунжер.Результаты расчетов приведены ниже в таблице 1.
9
|
Плунжер 1 |
Плунжер 2 |
Плунжер 3 |
Плунжер 4 |
Плунжер 5 |
Плунжер 6 |
Плунжер 7 |
Плунжер 8 |
Плунжер 9 |
Сумма |
Сред. |
0 |
0,000000 |
|
|
|
|
0,000139 |
0,000352 |
0,000400 |
0,000261 |
0,001151 |
0,001160 |
10 |
0,000071 |
|
|
|
|
0,000071 |
0,000311 |
0,000406 |
0,000311 |
0,001169 |
0,001160 |
20 |
0,000139 |
|
|
|
|
0,000000 |
0,000261 |
0,000400 |
0,000352 |
0,001151 |
0,001160 |
30 |
0,000203 |
|
|
|
|
|
0,000203 |
0,000382 |
0,000382 |
0,001169 |
0,001160 |
40 |
0,000261 |
0,000000 |
|
|
|
|
0,000139 |
0,000352 |
0,000400 |
0,001151 |
0,001160 |
50 |
0,000311 |
0,000071 |
|
|
|
|
0,000071 |
0,000311 |
0,000406 |
0,001169 |
0,001160 |
60 |
0,000352 |
0,000139 |
|
|
|
|
0,000000 |
0,000261 |
0,000400 |
0,001151 |
0,001160 |
70 |
0,000382 |
0,000203 |
|
|
|
|
|
0,000203 |
0,000382 |
0,001169 |
0,001160 |
80 |
0,000400 |
0,000261 |
0,000000 |
|
|
|
|
0,000139 |
0,000352 |
0,001151 |
0,001160 |
90 |
0,000406 |
0,000311 |
0,000071 |
|
|
|
|
0,000071 |
0,000311 |
0,001169 |
0,001160 |
100 |
0,000400 |
0,000352 |
0,000139 |
|
|
|
|
0,000000 |
0,000261 |
0,001151 |
0,001160 |
110 |
0,000382 |
0,000382 |
0,000203 |
|
|
|
|
|
0,000203 |
0,001169 |
0,001160 |
120 |
0,000352 |
0,000400 |
0,000261 |
0,000000 |
|
|
|
|
0,000139 |
0,001151 |
0,001160 |
130 |
0,000311 |
0,000406 |
0,000311 |
0,000071 |
|
|
|
|
0,000071 |
0,001169 |
0,001160 |
140 |
0,000261 |
0,000400 |
0,000352 |
0,000139 |
|
|
|
|
0,000000 |
0,001151 |
0,001160 |
150 |
0,000203 |
0,000382 |
0,000382 |
0,000203 |
|
|
|
|
|
0,001169 |
0,001160 |
160 |
0,000139 |
0,000352 |
0,000400 |
0,000261 |
0,000000 |
|
|
|
|
0,001151 |
0,001160 |
170 |
0,000071 |
0,000311 |
0,000406 |
0,000311 |
0,000071 |
|
|
|
|
0,001169 |
0,001160 |
180 |
0,000000 |
0,000261 |
0,000400 |
0,000352 |
0,000139 |
|
|
|
|
0,001151 |
0,001160 |
190 |
|
0,000203 |
0,000382 |
0,000382 |
0,000203 |
|
|
|
|
0,001169 |
0,001160 |
200 |
|
0,000139 |
0,000352 |
0,000400 |
0,000261 |
0,000000 |
|
|
|
0,001151 |
0,001160 |
210 |
|
0,000071 |
0,000311 |
0,000406 |
0,000311 |
0,000071 |
|
|
|
0,001169 |
0,001160 |
220 |
|
0,000000 |
0,000261 |
0,000400 |
0,000352 |
0,000139 |
|
|
|
0,001151 |
0,001160 |
230 |
|
|
0,000203 |
0,000382 |
0,000382 |
0,000203 |
|
|
|
0,001169 |
0,001160 |
240 |
|
|
0,000139 |
0,000352 |
0,000400 |
0,000261 |
0,000000 |
|
|
0,001151 |
0,001160 |
250 |
|
|
0,000071 |
0,000311 |
0,000406 |
0,000311 |
0,000071 |
|
|
0,001169 |
0,001160 |
260 |
|
|
0,000000 |
0,000261 |
0,000400 |
0,000352 |
0,000139 |
|
|
0,001151 |
0,001160 |
270 |
|
|
|
0,000203 |
0,000382 |
0,000382 |
0,000203 |
|
|
0,001169 |
0,001160 |
280 |
|
|
|
0,000139 |
0,000352 |
0,000400 |
0,000261 |
0,000000 |
|
0,001151 |
0,001160 |
290 |
|
|
|
0,000071 |
0,000311 |
0,000406 |
0,000311 |
0,000071 |
|
0,001169 |
0,001160 |
300 |
|
|
|
0,000000 |
0,000261 |
0,000400 |
0,000352 |
0,000139 |
|
0,001151 |
0,001160 |
310 |
|
|
|
|
0,000203 |
0,000382 |
0,000382 |
0,000203 |
|
0,001169 |
0,001160 |
320 |
|
|
|
|
0,000139 |
0,000352 |
0,000400 |
0,000261 |
0,000000 |
0,001151 |
0,001160 |
330 |
|
|
|
|
0,000071 |
0,000311 |
0,000406 |
0,000311 |
0,000071 |
0,001169 |
0,001160 |
340 |
|
|
|
|
0,000000 |
0,000261 |
0,000400 |
0,000352 |
0,000139 |
0,001151 |
0,001160 |
350 |
|
|
|
|
|
0,000203 |
0,000382 |
0,000382 |
0,000203 |
0,001169 |
0,001160 |
1.
3)Построить графики мгновенной подачи насоса в зависимости от угла поворота вала и определить степень неравномерности подачи, если мгновенная подача одного плунжера меняется по закону
По результатам расчетов (данным таблицы 1) строим график подачи насоса (рисунок 3).
Коэффициент неравномерности подачи согласно формуле 10 равен:
q |
|
|
qmax qmin |
=0,001169 0,0011513 0,00116 |
|||
cp |
|
||||||
|
2 |
|
2 |
|
|||
|
|
|
|
||||
|
qmax qmin |
= |
0,001169 0,0011513 |
0,0153 1,53% |
|||
|
0,00116 |
||||||
|
|
qcp |
|
|
|||
11
ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ ИСТОЧНИКИ
1.Конспект лекций по дисциплине «Гидромеханические системы»
2.Башта Т.М., Машиностроительная гидравлика. Справочное пособие, -М.: МАШГИЗ, 1963. - 697 с.
13