Проектування аксіально-плунжерного насоса з автоматичним регулятором подачі

Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України

Національний авіаційний університет

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КУРСОВА РОБОТА

(пояснювальна записка)

 

з дисципліни: «Проектування гідравлічних та пневматичних пристроїв

літальних апаратів»

 

на тему: «Проектування аксіально-плунжерного  насоса з автоматичним регулятором  подачі»

 

 

 

 

 

 

 

 

Виконала:

студентка 501 групи  ФЛА                                           Волошина А.В.

 

Прийняв:

Доцент                                                                            Солонін Р.І.

 

 

 

Зміст

1. Коротка характеристика АПН 3

2. Розрахунок геометричних характеристик насосу 4

3. Розрахунок гідравлічного підп’ятника 6

4. Розрахунок характеристик насосу з регулятором подачі 7

5. Список використаної літератури 11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Коротка характеристика АПН

Відмінною ознакою будь-якої об’ємної гідромашини  є наявність декількох робочих  камер, здатних періодично змінювати  свій об’єм. Камери при збільшенні об’єму з’єднуються із всмоктуючою  лінією та заповнюються рідиною. При  зменшенні об’єму камер рідина витісняється у напірну лінію. Об’ємні машини витісняють або споживають потік  рідини окремими порціями.

Аксіально-поршнева гідромашина, схема якого показана на рис.1, складається з розподільного пристрою (торцевий гідророзподільник) 1, набору пружин 2, циліндрового блоку 3, плунжерів 4, похилої шайби з упорним підшипником 5. Кут нахилу шайби до осі циліндрового блоку .

При обертанні  циліндрового блоку, якщо , плунжері, ведені похилою шайбою, здійснюють обернено-поступальний рух у циліндрах. Віддаляючись від розподільного пристрою, плунжери всмоктують рідину, а наближаючись до нього, витісняють її. Підведення рідини до циліндрів та відведення від них здійснюється через розподільний пристрій поперемінно, що з’єднується то з лінією, ведучою у бак, то з нагнітальною лінією. Лінія всмоктування відділена від лінії нагнітання у розподільному пристрої перемичками, ширина яких перевищує діаметри каналів у торці циліндрового блоку. На відміну від аксіально-поршневого насосу у аксіально-плунжерному насосі плунжери підтиснені пружинами, тоді як у першому підтиснена лише одна пластина, яка притискає в свою чергу башмаки до похилого диску.

Рис.1. Качаючий вузол аксіально-плунжерного насосу 

2. Розрахунок геометричних характеристик насосу

Використовуючи  вихідні дані, передусім розрахуємо геометричні параметри качаючого  вузла.

Зазначені параметри наведені на кресленні  конструктивної схеми качаючого  вузла, що регулюється за тиском аксіально-плунжерного  насоса на рис.1. До них перш за все  слід віднести такі базові параметри  як діаметр  та переміщення плунжерів, середній діаметр , кількість плунжерів , діаметр циліндрового блоку , перемички та , параметри отворів , і , а також товщини стінок і .

1. Максимальна потужність на вході в насос:

  ,

де  - загальний ККД насосу.

2. Максимальна теоретична подача насосу:

.

3. Маса насоса:

  .

Для визначення робочого об’єму насосу відповідно до Державного стандарту приймаємо  частоту 

4. Робочий об’єм:

.

Відповідно  до ДСТУ приймаємо  .

5. Кількість плунжерів у насосі:

.

Число плунжерів  згідно з методичними вказівками приймемо .

6. Робочий об’єм одного плунжера:

  .

7. Діаметр плунжера:

,

де  -  максимальний кут нахилу шайби до осі циліндрового блоку.

Відповідно  до ДСТУ приймаємо  .

8. Хід плунжера:

  .

Відповідно  до ДСТУ приймаємо  .

9. Середній діаметр циліндрового блоку:

 

_{Приймаємо Dср = 36 мм}

Проводимо перевірку:

.

Умова - виконується.

10. Зовнішній діаметр циліндрового блоку:

.

Відповідно  до ДСТУ приймаємо  .

11. Довжина вікон для входу-виходу рідини у дні кожного отвору:

  .

12. Ширина вікон для входу-виходу рідини у дні кожного отвору:

.

13. Перевіряємо окружну швидкість циліндричного блоку:

м/сек

14. Швидкість переміщення плунжера:

 м/сек

Визначення  параметрів торцевого розподільника

15. Ширина перемички поміж вікнами всмоктування та нагнітання:

  .

16. Ширина зовнішнього паска торцевого гідророзподілювача:

  .

17. Ширина внутрішньо паска торцевого гідро розподілювача:

  .

18. Ширина вікон всмоктування та нагнітання торцевого гідро розподілювача:

. 

3. Розрахунок гідравлічного підп’ятника

Розрахункова  схема підп’ятника зображена  на рис.2

Рис.2 Розрахункова схема підп’ятника

Сила тиску  на поршень:

Сила прижиму:

°

Приймаємо:, , , m=0,4

Витоки через  дросельну щілину:

m×

Сила віджимання:

Перекидувальний момент:

 

Утримуючий  момент:

 

     Умову неперекидування виконано.

 

4. Розрахунок характеристик насосу з регулятором подачі

Розрахункову  схему насоса з регулятором подачі показано на рис.3.

Рис. 3. Розрахункова схема аксіально-плунжерного  насосу з регулятором подачі.

1 – качаючий  вузол; 2 – похила шайба; 3 – сервоциліндра; 4 – дросель; 5 – “сопло-заслінка”; 6 – важіль; 7 – датчик тиску; 8 – дросельна решітка.

 

1. Визначаємо розмірний коефіцієнт:

  .

2. Максимальний хід плунжера:

  ,

де  - відстань від сережки до центру шайби.

3. Мінімальний хід плунжера:

  ,

де  - мінімальний кут нахилу шайби.

4. Осьова деформація пружини сервоциліндра:

.

5. Коефіцієнт витоків рідини визначається з виразу:

,

6. Для визначення кількості дроселів дросельної решітки, задамося значеннями витрати рідини через дросель, густиною робочої рідини та діаметром отвору:

,  ,

7. Площа прохідного отвору одного дроселя:

  ,

8. Кількість дроселів у дросельній решітці:

,

де  - коефіцієнт витрат дроселя у дросельній решітці.

Приймаємо кількість  дроселів у дросельній решітці  .

9. Витрата рідини через дросельну решітку:

 

10. Значення тиску у момент початку руху поршня сервоциліндра:

.

11. _{Значення тиску у момент відкриття “сопла-заслінки”:}

  .

12. Розмірний коефіцієнт визначається з виразу:

,

де  , , , , , - параметри чутливого елемента регулятора; , , - параметри виконавчого гідророзподілювача.

13. Розраховуємо тиск перед «соплом-заслінкою» і на виході насосу в момент початку руху поршня сервоциліндра вліво в напрямку зменшення кута нахилу шайби:

 

14. Розраховуємо параметри виконавчого гідропідсилювача:

; .

15. Жорсткість пружини сервоциліндра:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Характерні точки характеристик:

1. – насос працює в режимі постійної подачі;
2. – спрацьовує «сопло-заслінка»;
3. – спрацьовує регулятор; 
   
5. Список використаної літератури

 

1. В.П. Бочаров, М.М. Глазков. Источники энергии и потребители жидкостно-газовых систем воздушных судов: навч. посіб.–Киев: изд. КИИГА, 1985.– 85 с.

 

2. Б.Б. Некрасов. Гидравлика и ее применение на летательных аппаратах: учебн. для авиац. вузов.–М.: Машиностроение, 1967.– 368 с.

 

2012