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
Ршт = Рн+Ртр
где Рн – сила создаваемая давлением нагнетания Рн=рн*Fп ;
где Fп – площадь поперечного сечения поршня, Fп= (π/4)*Dп;
Ртр – суммарная сила трения обычно принимается равной 10…15 % от силы Рн.
В шарнирном соединении шатуна с ползуном Ршт разлагается на две составляющих: сила Рш действует вдоль шатуна, сила Рп действует на параллели ползуна.
; Рп = Ршт*tg β
где β – угол отклонения шатуна от горизонтального положения.
Из этих выражений следует, что максимальное значение Рш и Рп 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 = Рш*cos φ;
T = Рш*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:
Мкр = Т*r; Nкр = Мкр*ω; Nr = Ркр*Q