Применение кулисного механизма для привода рабочего органа поршневого насоса | Статья в журнале «Молодой ученый»

Библиографическое описание:

Алимов Б. М., Уразкелдиев А. Б., Едылбоев У. Д. Применение кулисного механизма для привода рабочего органа поршневого насоса // Молодой ученый. — 2014. — №9. — С. 102-105. — URL https://moluch.ru/archive/68/11418/ (дата обращения: 17.10.2018).

Производство бетонных смесей на заводах с большой производительностью позволяет достигнуть выработки до  на одного рабочего в смену, что снижает стоимость приготовления бетонных смесей в 5–8 раз по сравнению с приготовлением их на мелких установках. Для доставки бетонных смесей к месту укладки применяются бетононасосы. Главным параметром этих насосов является производительность.

Нами предлагается кинематическая схема (рисунок 1) кулисного механизма с планетарной передачей для привода рабочего органа поршневого насоса при транспортирования бетонных смесей. С помощью предлагаемого бетононасоса возможно перемещение бетонов на расстояние до  по горизонтали, а также подъем на высоту до . Данная производительность является в два раза больше, чем серийные кривошипно-шатунные бетононасосы. Бетонная смесь (рисунок 1, а) из приемного бункера 1 подается лопастными устройствами 1 и 3, в котором она непрерывно перемещается, к всасывающему клапану 4 цилиндра 5 насоса. После заполнения цилиндра 5 всасывающий клапан 4 закрывается и открывается последующий клапан 6 нагнетания. Основная деталь бетононасоса — поршень 6, перемещающаяся в цилиндре 5. Поршень движется возвратно-поступательно и совершает движение под воздействием кривошипно-шатунного механизма (7, 8, 9) воздействующего на шток 7. При движении ползуна 12 вправо поршень 6 совершает рабочий ход, а при движении ползуна 12 влево происходит холостой ход.

Для преобразования вращательного движения кривошипа  в возвратно-поступательное движение ползуна 12 применяется кулисный механизм . Кривошип 9 вращается со средней угловой скоростью , а кулиса  качается относительно точки . Кулисный механизм позволяет получить большую скорость обратного хода, т. е. холостого хода. Для получения нужной основной скорости поршня служит коробка передач. Величину хода  поршня можно изменять в зависимости от изменения длины радиуса  кривошипа

                                                                                                                           (1)

При заданной величине хода поршня  определяем длину радиуса кривошипа , т. е. . Кривошипно-шатунный механизм применяется для преобразования непрерывного вращения ведущего звена-кривошипа 9 в возвратно-поступательное движение ведомого звена — поршня в бетононасоса и, наоборот, для преобразования поступательного движения поршня 6 в непрерывное движения кривошипа 9. Перемещение ползуна 12, в кулисном механизме из одного крайнего положения  в другое  происходит при повороте кривошипа на угол , а обратный ход коромысла — во время поворота кривошипа 9 на угол . Углы  и  будем называть фазовыми углами соответственно прямого — рабочего и обратного — холостого ходов:

                                                                                                                (2)

Разность между каждым из этих углов и  обозначается углом  — размаха кулисы, которая определяется:

                                                                                                                 (3)

                                                                                                              (4)

Отношение этих углов называется коэффициентом  изменения скорости хода поршня:

                                                                                                       (5)

отсюда находим угол  размаха кулисы

                                                                                                             (6)

В кривошипно-ползунных механизмах при разных звеньев фазовый угол  может иметь величину от  практически примерно до , т. е. коэффициент  изменения скорости хода поршня бетононасоса может изменяться в следующем интервале .

Коэффициент увеличения средней скорости кулисы будет

                                                                                         (7)

Подставляя численные значения радиуса кривошипа,  и - межосевого расстояния кулисного механизма,  в уравнение (6) получим:

и, следовательно, разница в интервалах прямого  и обратного  ходов возрастает по мере приближения межосевого расстояния кулисы к радиусу .

По коэффициенту увеличения средней скорости  определяем угол  размаха качающейся кулисы :

Находим длину радиуса качающейся кулисы  данного механизма:

                                                                                                        (8)

а также параметр высоты катета  кулисного механизма:

                                                                                                         (9)

где - ход вершины  кулисы  кулисного механизма.

В обоих уравнениях (8) и (9) имеем по две неизвестных: радиуса  качающейся кулисы (катета ) и хода  кулисного механизма, поэтому длину радиуса  кривошипа и межосевое расстояния  кулисного механизма подбираем таким образом, чтобы соблюдалось условие:

                                                                                                  (10)

Подставляя численные значения радиуса кривошипа  и межосевое расстояние  кулисного механизма, получим:

Принимаем радиус  качающегося кулисы, , тогда подставляем данное значение в уравнение (7) получим длину хода  качающейся кулисы:

Подставляя численные значения  и , получим:

Полученное данное численные значения хода  кулисы подставляем в уравнение (9) получим высоту катета  кулисного механизма:


Рис. 1. Кинематическая схема кулисного механизма (а) и привода (б) рабочего органа поршневого насоса.


При этом если подставим полученные значения  в уравнения (1), то получим:

,

подставляя численные значения ;  получим:

 

Решая данное уравнение будем иметь:

 

Принимаем , тогда подставляя  в уравнение (2) получим численное значения :

 

Второе конструктивное условие ограничивает число  сателлитов  и  планетарной передачи таким образом, чтобы зубья колес смежных сателлитов, устанавливаемых вокруг центрального  и коронного  зубчатого колеса не пересекались между собой. Условие соседства смежных сателлитов для заданной схемы планетарного редуктора пишется в виде:

 (11)

Отсюда определяем максимальное количество  расположение сателлитов в планетарном передаче:

По расчету вполне можно установить в данном планетарном редукторе количество сателлитов . Принимаем .

Также второе конструктивное условие выполнено. Третьим конструктивным условием является обеспечение возможности сборки планетарного редуктора, когда

 (12)

где:  — произвольное целое число.

Из уравнения (12) находим произвольное целое число :

Подставляя численное значение ,  и  равный ,  и .

Основные термины (генерируются автоматически): кулисный механизм, качающаяся кулиса, уравнение, угол, холостой ход, планетарный редуктор, межосевое расстояние, конструктивное условие, кинематическая схема, кривошипно-шатунный механизм.


Похожие статьи

Кинематический анализ кривошипно-шатунного механизма

Ключевые слова: рычажный механизм, кривошипно-шатунный механизм, кинематический анализ.

Начальным считается положение механизма, при котором ползун занимает крайнее правое положение и определяется углом.

Кинематическое исследование кулисного механизма для...

В рассматриваемом кулисном механизме кривошипно-шатунного рабочего органа

Скорость точки звена кривошипа кулисного механизма определяем аналитически по формуле.

Рис. 1. Кинематическая схема кулисного механизма (а) и плана скоростей (б, в) звеньев механизма.

Кинематическое исследование гибкого планетарного механизма...

Исследование кривошипно-коромыслового механизма нитепритягивателя швейных машин. Структура и кинематика планетарного механизма со ступенчатым сателлитом. Кинематическое исследование кулисного механизма для привода рабочего органа...

Исследование кривошипно-коромыслового механизма...

Механизм нитепритягивателя обычно конструктивно связан механизмом иглы.

Наличие в механизме только вращательных кинематических пар делает его более быстроходным и долговечным по сравнению с кривошипно-кулисным механизмом нитепритягивателя.

Кинематический анализ замкнутого рычажно-шарнирного...

Рис. 1. Кинематическая схема замкнутого механизма перемещения материала швейной машины. Численные решения задачи кинематики механизма перемещения материала производили при следующих значениях параметров

Анализ конструктивных решений по созданию транспортной...

Определена оптимальная кинематическая схема энергоустановки, наиболее эффективная конструкция теплового двигателя и нагружающего

Ключевые слова: двигатель внутреннего сгорания, кривошипно-шатунный механизм, свободнопоршневой двигатель, энергоустановка...

Разгрузка кинематических пар кривошипно-ползунного...

Бехбудов Ш. Х., Мухамеджанова С. Д., Гайибова У. С. Разгрузка кинематических пар кривошипно-ползунного механизма иглы

Если последнее условие выполняется, то центр масс подвижных звеньев механизма будет двигаться вдоль оси направляющей с ускорением .

Кинематический анализ передаточных механизмов устройства...

Рис. 1. Кинематическая схема привода роликов. Уравнения для вращательного движения.

Если надо связать с углом кручения. (7).

Джураев А. и др. Теория механизмов и машин, Т.: Г.Гулом.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Кинематический анализ кривошипно-шатунного механизма

Ключевые слова: рычажный механизм, кривошипно-шатунный механизм, кинематический анализ.

Начальным считается положение механизма, при котором ползун занимает крайнее правое положение и определяется углом.

Кинематическое исследование кулисного механизма для...

В рассматриваемом кулисном механизме кривошипно-шатунного рабочего органа

Скорость точки звена кривошипа кулисного механизма определяем аналитически по формуле.

Рис. 1. Кинематическая схема кулисного механизма (а) и плана скоростей (б, в) звеньев механизма.

Кинематическое исследование гибкого планетарного механизма...

Исследование кривошипно-коромыслового механизма нитепритягивателя швейных машин. Структура и кинематика планетарного механизма со ступенчатым сателлитом. Кинематическое исследование кулисного механизма для привода рабочего органа...

Исследование кривошипно-коромыслового механизма...

Механизм нитепритягивателя обычно конструктивно связан механизмом иглы.

Наличие в механизме только вращательных кинематических пар делает его более быстроходным и долговечным по сравнению с кривошипно-кулисным механизмом нитепритягивателя.

Кинематический анализ замкнутого рычажно-шарнирного...

Рис. 1. Кинематическая схема замкнутого механизма перемещения материала швейной машины. Численные решения задачи кинематики механизма перемещения материала производили при следующих значениях параметров

Анализ конструктивных решений по созданию транспортной...

Определена оптимальная кинематическая схема энергоустановки, наиболее эффективная конструкция теплового двигателя и нагружающего

Ключевые слова: двигатель внутреннего сгорания, кривошипно-шатунный механизм, свободнопоршневой двигатель, энергоустановка...

Разгрузка кинематических пар кривошипно-ползунного...

Бехбудов Ш. Х., Мухамеджанова С. Д., Гайибова У. С. Разгрузка кинематических пар кривошипно-ползунного механизма иглы

Если последнее условие выполняется, то центр масс подвижных звеньев механизма будет двигаться вдоль оси направляющей с ускорением .

Кинематический анализ передаточных механизмов устройства...

Рис. 1. Кинематическая схема привода роликов. Уравнения для вращательного движения.

Если надо связать с углом кручения. (7).

Джураев А. и др. Теория механизмов и машин, Т.: Г.Гулом.

Задать вопрос