Насосы гидравлических систем станков и машин - Леонов А.Е.
Скачать (прямая ссылка):
Таблица 21
Значения овр для проволоки марок Н, П и В по ГОСТ 5047-49
Диаметр проволоки в мм Значения временного сопротивления при растяжении а в кг/мм2
Н п 1 в
1,0 155 195 250
1,5 140 190 220
1,6 140 185 220
1,8 140 180 210
2,0 130 175 200
2,2 130 170 190
2,5 130 165 175
2,8 120 160 175
3,0 120 155 170
3,5 120 150 165
4,0 НО ! 1 145 160
4,5 ; 110 140 150
5,0 100 130 150
5,5 100 125 140
6 100 120 140
7 95 120 I —
8 95 120 | —
При расчете пружин для поршней, зная Tmi„ и Ттах, а также величину сжатия пружины 2е, необходимо задаться Хкон исходя из соотношения
Кон = (4 - 5) 2е.
Так как усилие пружины при ее нагружении изменяется по линейному закону, то можно определить Ткон по формуле
гр ____ ^'кон (7"тах ^mln) (]77)
* КОН - 2^
Затем, задаваясь индексом пружины j = с, можно определить
диаметр проволоки d и остальные размеры пружины.
Для поршневых пружин обычно применяется проволока марки Я, хотя проволока марки В является более желательной.
При испытании насосов более 3000 ч поломки пружин усталостного характера не наблюдалось. В практике длительного испытания
169
насосов были случаи поломки пружин по причине истирания их наг ружной поверхности о стенки поршня.
Кроме рабочих витков, пружины должны иметь с каждой стороны по 1,5—2 подогнутых витка. Торцы пружины должны быть прошлифованы строго перпендикулярно к своей оси. После холодной навивки пружины обязательно должны проходить операцию отпуска при температуре 180—200° С в течение 1,5—2 ч.
4. Клапаны насосов
Скорость движения поршня эксцентрикового насоса в отверстии изменяется в зависимости от угла поворота эксцентрика.
Мгновенный теоретический объем q жидкости, подаваемый или всасываемый поршнем, равен произведению площади поршня на
соответствующую мгновенную скорость.
Этот объем проходит соответственно циклу через всасывающий или нагнетательный клапан со скоростью v, зависящей от мгновенного расхода жидкости и площади сечения щели клапана F.
Площадь сечения щели клапана можно определить из уравнения неразрывности струи
irrf2
V = | wF,
(178)
Фиг. 69. Схема движения поршня эксцентрикового насоса:
1 — поршень; 2 — эксцентрик.
НИИ
F
р
Г сед
где d — диаметр поршня в см;
V — скорость движения поршня в м/сек;
[л — коэффициент расхода, зависящий от вязкости жидкости и отношения площади выходного сечения щели F клапана к площади сечения его седла Fced\ при отноше-
0,4 ~ 0,5 можно принимать [х = 0,68 0,62 [9];
v— скорость жидкости в щели клапана в м/сек;
F—площадь щели клапана в см2.
Так как мгновенная скорость поршня меняется в широких пределах, то для расчета следует принять ее максимальное значение Ушах.
Для определения максимальной скорости поршня Ушах необходимо установить функциональную зависимость между углом поворота эксцентрика а и скоростью поршня V, а затем найти значение, соответствующее максимальной скорости поршня.
170
При повороте эксцентрика на угол а (фиг. 69) около центра О поршень пройдет путь х, равный х = О К — ОМ.
Из чертежа
О К = ОЛ + JIK и ОМ = г — е.
Из треугольников ООхЛ и ЛОхК
ОЛ = е cos (180° — а) = —ecosa; ЛК = г cos3. Подставляя значения ОЛ и ЛК, получим
О К = — е cos a -f г cos %
тогда
л; = rcos3 — ?cosa — (г — е). (179)
Из треугольника ООгК
г е . л esina
. /IQno---г = -V—т или sin В =---------
sin (180° — a) sin ^ г г
и cos р = У1 — sin2 (3.
Подставляем значение sin (3, тогда
cos ,3 = j/~ 1 — sin a
Разлагаем подкоренное выражение по биному Ньютона cos[S = l-i-(|sin «)2~т(т sin a)4-"
Учитывая, что отношение - обычно составляет 0,08—0,12, для практических целей можно ограничиться двумя первыми членами, так как члены, содержащие множители ^-sina в степени выше второй, имеют ничтожно малые значения.
Тогда
cos р = 1---sinaj2.
Учтя, что 2 sin2 a = 1 — cos 2a, можно написать
е2{\ - cos 2a)
cos и ==
4r или
Ч'
о 1 / е2 е2 cos 2aN cosp = T(r—^ +
4 г т 4г
Подставляя значение cosj3 в формулу (179), получим
В2 . 62 COS 2 a /v / i о л\
х = г—^------------^-------------------------е cos a — (г — е). (180)
Скорость поршня V равна производной пути по времени
V = — dt •
17J
Угловая скорость вращения эксцентрика
da
откуда
тогда
(О
Из формулы (180)
dx е2 sin 2 г
77 =-------*-4«sm«.
Подставляя значение^ в формулу (181), получим выражение скорости поршня в зависимости от угла поворота эксцентрика
V = сое |sin ос--м/шс, (182)
где е—эксцентриситет в м\
г— радиус эксцентрика в м\
(о — угловая скорость эксцентрика в сек—1.
Ускорение движения поршня W определится из уравнения
г_2"
Учтя, что dt = —, получим
17/ dV И/ = О) — .
аа
Подставив из уравнения (182) значание V и продифференцировав его по den, получим
W = ш2е ^ cos ос — у cos 2aj . (183)
Для расчета скорости жидкости и щели клапана необходимо определить максимальное значение мгновенной скорости поршня Ктах.
Скорость поршня Ушах определяется при соответствующем угле поворота эксцентрика а, величина которого находится при максимальном значении выражения у = sin a — е из формулы (182)» тогда
у' — cos a — ~-cos 2a = 0.
