Проектирование поршневого гидронасоса с электрическим приводом

Размещено на http://www.allbest.ru/

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПОРШНЕВОГО ГИДРОНАСОСА С ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ПРИВОДОМ

Задание на проектирование

Спроектировать одноцилиндровый одноходовой гидравлический насос заданной производительности с электроприводом.

Исходные данные:

- производительность насоса - Qдейств=7,5 м3/ч;

- средняя скорость движения поршня - Vср=0,6 м/с;

- отношение длины цилиндра насоса к его диаметру - К = 1,3;

- отношение длины кривошипа к длине шатуна - Lкрив / Lш =0,18;

- частота вращения вала электродвигателя - 2790 об/мин;

- модуль зуба зубчатых колес редуктора насоса - m = 5 мм;

- Кс = 3

Определение параметров рабочей камеры насоса

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 Т0

,

где Lкрив - длина кривошипа насоса.

Отсюда продолжительность одного цикла

.

Число циклов за одну секунду

и,,

где - номинальный рабочий объем насоса.

Учитывая, что отношение хода поршня Lкрив к его диаметру D, К = 1,3, можно записать

, и .

Отсюда диаметр цилиндра насоса

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

Номинальный рабочий объем насоса

.

По таблице (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

.

Таким образом, кривошип гидронасоса должен делать 2,32 оборота в секунду или 139 об/мин.

Исследование 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 б. Примем шаг поворота кривошипа равным 30°.

Рисунок 1 - К расчету перемещения поршня

гидравлический насос поршень электрический

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 точкойАi, в которой будет находиться шток поршня при его повороте на угол бi.

.

Очевидно, для крайнего левого положения точки А0

Отрезок СО найдем из ДВiCО.

.

Аналогично

.

Отрезок АiС найдем из ДАiВiC по теореме Пифагора

и ,

.

.

Очевидно, дляперемещение поршня.

Вычисляем для .

.

Для , следовательно,

.

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

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 1).

Рисунок 1 - Диаграмма перемещения поршня при повороте кривошипа

Построение диаграммы аналога скорости поршня

Скорость движения тела определяется как отношение приращения перемещения к времени, за которое это приращение произошло. В нашем случае мы будем рассматривать отношение приращения перемещения поршня к приращению угла поворота кривошипа, в силу чего, данная величина, строго говоря, не является скоростью, поэтому ее принято называть аналогом скорости.

Другими словами, если скорость есть производная перемещения по времени, то аналог скорости, в нашем случае, равен производной перемещения по координате (по углу поворота).

Найдем значения аналога скорости для соответствующих углов Очевидно, при,аналог скорости движения поршня . Для имеем

При

Далее необходимо найтидля, и все последующие значения аналога скорости ползуна вплоть до угла поворота кривошипа , то есть нужно сделать еще 10 однотипных расчетов.

При

При

При

При

При

При

При

При

При

При

Полученные данные занесем в таблицу 2.

Рисунок 2 - Диаграмма аналога скорости поршня

Построение диаграммы аналога ускорения поршня

Ускорение, с которым движется тело, равно как отношение приращения скорости к времени, за которое это приращение произошло, что соответствует первой производной скорости по времени или второй производной перемещения по времени.

В нашем случае это будет вторая производная перемещения поршня по углу поворота кривошипа, которая будет называться аналогом ускорения.

Итак, аналог ускорения это производная . Найдем ее.

Теперь вычислим значения аналога ускорения поршня насоса для соответствующих углов поворота кривошипа. Для :

Аналогично для :

При

При

При

При

При

При При

При

При

При

При

Полученные данные занесем в таблицу 3:

Рисунок 3 - Диаграмма аналога ускорения поршня

Размещено на Allbest.ru