Методика решения задачи

В данном случае исходными данными являются:

- тип насоса,

- развиваемое насосом давление,

- размеры поршня (плунжера),

- размеры деталей кривошипно-шатунного механизма.

Вычерчивается кинематическая схема кривошипно-шатунного механизма с указанием направления усилий.

В данной работе предлагается производить упрощенный расчет, т. е. не учитывая усилий, необходимых на преодоление сил инерции и трения в ползуне, уплотнениях поршня и штока.

Усилия вдоль штока

Р_шт = Р_н+Р_тр

где Р_н – сила создаваемая давлением нагнетания Р_н=р_н*F_п ;

где F_п – площадь поперечного сечения поршня, F_п= (π/4)*D_п;

Р_тр – суммарная сила трения обычно принимается равной 10…15 % от силы Р_н.

В шарнирном соединении шатуна с ползуном Р_шт разлагается на две составляющих: сила Р_ш действует вдоль шатуна, сила Р_п действует на параллели ползуна.

; Р_п = Р_шт*tg β

где β – угол отклонения шатуна от горизонтального положения.

Из этих выражений следует, что максимальное значение Р_ш и Р_п возникает при наибольшем значении угла β, т. е. при угле поворота кривошипа на угол 90 градусов, тогда

; ;

для определения этих тригонометрических функций вводится обозначение , и оно имеет значение как правило 1/5…1/6.

Сила, направленная вдоль шатуна в т. А разлагается на две составляющие N и T:

N – направлена вдоль кривошипа и воспринимается подшипниками кривошипного вала.

T – направлена перпендикулярно кривошипу и создает крутящий момент на кривошипном валу. Силы определяются следующим образом:

N = Р_ш*cos φ;

T = Р_ш*cos φ

Здесь ввиду небольшого значения угла β, им пренебрегается. Определив величину тангенциального усилия Т, можно определить величину крутящего момента и мощность на кривошипном валу и сравнить ее с мощностью, определяемой из значений подачи и развиваемого давления по следующим формулам:

М_кр = Т*r; N_кр = М_кр*ω; N_r = Р_кр*Q