Анализ привода поршневого насоса-дозатора для карамеле-начиночной машины

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

НАСОС - устройство для перемещения жидкостей. Иногда насосами называют устройства для накачивания велосипедных, автомобильных и футбольных камер. Правильнее их называть компрессорами. Насосы бывают разных видов: поршневые, ротационные, центробежные, осевые, спиральные, или шнековые. Последние и являются родоначальниками всех насосов. Их изобретение приписывается Архимеду.

Во всяком случае, ему принадлежит первая конструкция насоса, состоящего из вала, наклонно опущенного в воду, обвитого цилиндрической спиралью, которая обшита сверху просмоленной тканью. Усилий одного человека было достаточно для того, чтобы вращать это устройство. Вода в нем, как гайка по вращающемуся винту, поднималась вверх и выливалась в приёмный лоток. Этот насос послужил прототипом очень многих изобретений.

Принцип действия этих устройств без изменения сохранился до сих пор. Насосы огромных размеров перекачивают нефть, воду, химические продукты. Без насосов не мог бы работать ни один завод, ни одна фабрика.

Насосами оборудованы пожарные автомобили и суда. Топливо и смазочные материалы в современных двигателях внутреннего сгорания также подаются насосами.

Поршневые насосы, выпускаемые в широком ассортименте, разнообразны по своей конструкции и применяемых материалах. Чтобы понять принцип работы поршневой гидравлической машины, можно рассмотреть рабочий цикл обыкновенного одноступенчатого устройства. Изучаемый вариант состоит из рабочей камеры (цилиндра), и поршня, совершающего в нем возвратно-поступательное движение.

Как правило, в современных устройствах для передачи движения поршню применяют кривошипно-шатунный механизм, преобразовывающий движение вращения в возвратно-поступательное. Камера имеет напорное и всасывающее отверстия, оснащенные клапанами. При движении поршня и увеличении объема рабочего цилиндра давление в нем падает, в результате чего открывается клапан и пропускает внутрь определенное количество жидкости.

Для того, чтобы увеличить КПД поршневых машин и стабилизировать давление в напорном трубопроводе, применяют насосы двухстороннего действия и имеющие несколько цилиндров агрегаты. Насосы двухстороннего действия, в отличие от описанных выше, имеют поделенный пополам цилиндр, каждая часть которого имеет свой напорный и всасывающий патрубки, оснащенные клапанами. При движении поршня, в разных частях цилиндра создается либо избыточное, либо всасывающее давление, под действием которого открывается та или иная пара клапанов.

В качестве дополнительного прибора, обеспечивающего равномерную подачу поршневых насосов, применяются также воздушные колпаки, представляющие собой емкость, заполненную до некоторого уровня воздухом. При выбросе жидкости из камеры насоса, воздух, благодаря своей упругости, гасит часть давления, а при обратном цикле - воздух расширяется, и подача жидкости в напорный трубопровод или резервуар продолжается.

К недостаткам поршневых насосов следует отнести сложность изготовления, и как следствие, их высокую стоимость. К тому же, такие насосы требуют дополнительных уплотнительных приспособлений между стенками рабочей камеры и поршня, которые в результате воздействия сил трения подвержены износу.

Поршневые насосы описанной конструкции не применимы для перекачки сред, содержащих абразивные частицы. Зачастую такие насосы требуют дополнительной системы охлаждения. Последовательное соединение поршневых насосов с возвратно поступательным движением поршня не применяется, т.к. высокое давление на входе неприемлемо.Неоспоримыми достоинствами поршневых насосов является возможность генерирования больших напорных значений при малых габаритах, взаимозаменяемость деталей, возможность регулировки давления в напорном трубопроводе путем изменения частоты движения или хода поршней.

Принцип работы поршневого насоса воплощен в некоторых дозировочных насосах. Такие насосы широко применяются в химической и пищевой промышленности, в системах водоснабжения и в быту.



1. Обрабатываемый продукт

Фруктовую начинку приготовляют как периодическим, так и непрерывным способом. При этом тот и другой способ может осуществляться как под вакуумом, так и под атмосферным давлением. Для этой цели используют змеевиковые варочные колонки, сферические и другие вакуум-аппараты периодического действия, варочные котлы с паровой рубашкой и др. Применяя вакуум, можно получить начинки более высокого качества, с меньшим количеством продуктов разложения cахаров и более светлые.

Основная задача процесса уваривания -- удаление воды. Содержание сухих веществ в рецептурной смеси составляет примерно 50%, а в начинке -- 81--84%, т. е. из каждых 100 кг рецептурной смеси должно быть удалено около 40 кг воды, что подтверждается следующим расчетом. В 100 кг рецептурной смеси содержится 50кг сухого вещества, из чего может получиться только 50/0,84 = 60 кг готовой начинки. В связи с необходимостью удаления такого значительного количества воды в виде водяного пара выпарная вакуум-камера или пароотделитель при уваривании без вакуума должны иметь увеличенный объем. В процессе уваривания кроме удаления влаги в начинке происходят химические изменения сухого остатка. Под влиянием кислоты, содержащейся во фруктовой мякоти, интенсивно протекает процесс гидролиза сахарозы. Однако при варке фруктовой начинки заметный рост содержания редуцирующих веществ не имеет такого отрицательного значения, как при варке карамельной массы. Для того чтобы в процессе хранения начинка не засахарилась, в ней должно содержаться не менее 30% редуцирующих веществ. Однако следует учитывать, что содержание их более 60% может привести к растворению карамельной оболочки. Кроме того, при повышении содержания инвертного сахара снижается вязкость начинки, что ухудшает технологические качества ее. При варке частично разрушаются пектиновые вещества пюре, что также снижает вязкость начинки. При варке начинка стерилизуется, т. е. в ней уничтожаются микроорганизмы. Потемнение начинки при варке может быть следствием образования меланоидиновых вешеств в результате реакции азотистых соединений пюре с сахаром. При варке начинки завершается процесс удаления сернистого газа. Содержание сернистой кислоты в карамели с фруктовой начинкой не должно превышать 20 мг на 1 кг готовой продукции.

Процесс уваривания начинки кратковременный и длится примерно 3 мин. Наряду с удалением от 20 до 30 % влаги во время уваривания протекают такие процессы, как гидролиз сахарозы, распад редуцирующих Сахаров по схеме последовательной реакции. Однако, благодаря кратковременному увариванию, распад Сахаров не достигает образования красящих и гуминовых веществ, и начинки получаются светлыми.

Конечная влажность фруктово-ягодных начинок 16-19 %, что соответствует температуре уваривания 113-118°С.

Уваренная начинка вместе с экстрапаром поступает в пароотделитель 5, из которого пар отсасывается вентилятором, а начинка стекает в темперирующую машину.

Темперирующая машина - это цилиндрическая емкость, оборудованная пароводяной рубашкой и мешалкой со сложным движением. Поступившая в машину начинка быстро охлаждается до температуры 65-68°С, в нее вносят необходимые вкусовые, ароматические вещества, а также мо-лочную или виннокаменную кислоту, если кислотность начинки ниже 1 %.

Готовая к формованию карамели начинка плунжерным насосом на-гнетается в кольцевую линию, проходящую над начинконаполнителями обкаточных машин . Избыток начинки отводится по обратной ветви трубопровода в темперирующую машину.

Регулирование влажности начинки производится по показаниям тер-мометра, установленного на выходе начинки из пароотделителя, путем изменения давления греющего пара, а регулирование температуры - изменением расхода воды в рубашке темперирующей машины.

Если начинка по условиям производства не может быть сразу использована, ее необходимо охладить до температуры 20-25°С. Хранение начинки в горячем состоянии вызывает глубокий распад моносахаридов, образование темноокрашенных веществ, которые ухудшают ее качество.

Вязкость Фруктовой начинки уменьшается при увеличении t

Примерная вязкость при 0оС - 10.000(з, 10 -3 Па· с), при 65 оС - 200(з, 10 -3 Па· с) , при 110 оС - 15 (з, 10 -3 Па· с)

Температура начинки может быть 15-85 toC

Плотность 1300-1400 кг/м3

Удельная теплоемкость 2500-2700 Дж/(кг*К)

Производительность поршневого насоса-дозатора 50-850 кг/ч

Потребность основного и дополнительного сырья определена расчетом, исходя из суточной выработки изделий, норм расхода сырья по рецептуре и выхода готовых изделий. Выход готовых изделий и нормы расхода приведены в специальных рецептурах.

Влажность 1,5% (+1,0%; -0,5%)

Производительность дозаторов периодического действия Q (в л/с) определяется по формуле

,

где V - объем дозируемой жидкости, л; t3- продолжительность отмеривания заданной порции, с; tс - продолжительность слива отдозированной порции. с.

Производительность стаканчиковых и поршневых дозаторов Q (в л/с) вычисляется по формуле



где V1 - объем полости стаканчика или цилиндра, заполненной жидкостью, л; z - число качаний, оборотов стакана или движений поршня в секунду.

Производительность дозаторов Q (в м3/с) по свободному истечению жидкости непрерывным потоком рассчитывается по формуле

,

где м - коэффициент расхода жидкости; для воды м = 0,65ч0,7; F - площадь поперечного сечения калиброванного отверстия, м2; g - ускорение свободного падения, м/с2; H - высота столба жидкости над отверстием истечения, м.

2. Расчетная часть

Насосы дозаторы жидкости с возвратно-поступательным движением рабочего органа - поршневые, плунжерные, мембранные и сильфонные - отличаются наибольшей стабильностью расхода при изменении перепада давления, и, кроме того, эта характеристика значительно меньше зависит от величины сопротивления линии. Эта характеристика может изменяться в довольно широких пределах в зависимости от конструктивного решения, качества изготовления и степени изношенности насоса, что и отображено на рис. 2 графиками 1 и 1'.

В связи с изложенным такие насосы наиболее широко применяются при дозировании. Насосы дозаторы с возвратно-поступательным движением рабочих органов строятся на широкий диапазон производительностей.

Они выполняются из различных материалов, что обеспечивает их надежность и долговечность при дозировании активных и агрессивных жидкостей. Слабым местом поршневых и плунжерных насосов является уплотнение, тогда как применение мембранных и сильфонных насосов полностью исключает утечки дозируемой жидкости.

Рис. 1. Характеристики насосов.

1,1` - поршневые насосы, 2 - шестеренчатые, 3 - центробежные, НтНф - теоретическое и фактическое значение напора,

Qмакс, Qф - максимальный и фактический расходы.

Диапазон вязкостей жидкостей, дозируемых насосами с возвратно поступательным движением, довольно широк и охватывает жидкости от растворителей до вязких нефтепродуктов при необходимости 'Понижения вязкости производится подогрев дозируемой жидкости.

Поршневые насосы, отличающиеся меньшими эксплуатационными затратами и используемые для дозирования и впрыскивания жидкости.

Простая и надежная конструкция для точного дозирования и впрыскивания жидкости под давлением.

Основные преимущества

Простота и надежность

Точность дозирования +/- 0.5%

Работа при высоким давлении

Технические характеристики:

Максимальная подача: 1960 л/ч

Минимальная подача : 3 л/ч

Минимальная температура: - 10*С

Максимальная температура: 150*С

Регулировка производительности: от 0 до 100%

Насосы дозаторы жидкости с возвратно-поступательным движением рабочих органов конструктивно выполняются с одним или с несколькими рабочими элементами. Рядом зарубежных фирм - WilsonChemicalFeedersInc, HillsMcCannaCo (США), Branna. Lubbe, Lewa (ФРГ) - разработаны унифицированные конструкции насосов-дозаторов.

Эти конструкции выполнены в виде отдельных легко объединяемых узлов: приводов, передаточных и регулирующих элементов, насосных, головок разных типов, сервоприводов для регулирования производительности, контрольных и учетных приборов. Насосы-дозаторы на необходимое число рабочих органов заданного типа собираются из стандартных блоков. Характерно, что конструкция узлов допускает объединение в одном агрегате самых различных типов и размеров насосных головок и приводов. Таким образом, создание дозировочного устройства для любого технологического процесса сводится к выбору и комплектованию узлов по заданным параметрам. Диапазон характеристик выпускаемых узлов по производительности, давлению, роду дозируемой жидкости чрезвычайно велик.

Табл.2. Технические данные различных типов насосов

Тип насоса	Предел производительности, л/ч	Точность, %	Пределы давления, am	Вязкость жидкостей, cпз
Центробежный	20 000 - 5 000 000	-	5 - 150 *	3
Шиберный	8 000 - 100 000	3,0 - 4,0	10 - 20*	10
Шестеренчатый	300 - 12 000	2,0 - 3,0	5 - 30*	3 000
Червячный	1 000 - 18 000	2,0 - 3,0	0,1 - 10	3·106
Плунжерный	5 - 300	0,2 - 1,0	5 - 4 000	3 000
Поршневой	10 - 1 000	0,3 - 1,0	8 - 500	600
Мембранный	2 - 2 000	0,5 - 1,0	0 - 2 000	200
Сильфонный	0,2 - 200	0,5 - 1,0	0 - 2 000	200



Обычно проектирование дозировочной установки требует выбора необходимого оборудования по его техническим характеристикам и заданным параметрам. Однако заданный диапазон регулирования нередко выходит за пределы характеристик, выдаваемых изготовителями. В этом случае возникает необходимость расчета некоторых параметров насоса-дозатора, а также поверки отдельных конструктивных элементов на прочность.

Рис.2. Зависимость погрешности дозирования от скорости поршня.

1 - вязкость 1 спз, 2 - вязкость 12 спз.

Характер изменения точности дозирования от влияния з1 виден из графиков рис. 3. Заштрихованная зона дает значения погрешностей для разных вязкостей. Скорость рабочих органов следует выбирать на основании требуемой точности по этому графику. При регулировании производительности изменением величины хода рабочего органа следует иметь в виду, что с уменьшением хода возрастает влияние объема мертвого пространства, и даже незначительные люфты в механизме насоса и главным образом разброс степени заполнения рабочих органов при всасывании могут привести к значительным погрешностям. На графиках рис. 4 отражено влияние изменения отношения заданного хода к полному ходу на погрешность дозирования при обычной для насосов дозаторов жидкости геометрии рабочих органов.

Рис. 3. Зависимость погрешности дозирования от величины хода поршня.

1 - 30 ходов в 1 мин, 2 - 60 ходов в 1 мин, 120 ходов в 1 мин.

Давление, развиваемое насосом, может быть определено, исходя из уравнения Бернулли

р2 - р1 = ?p + ?ж(V2/2g),

где р2 - р1 - гидравлическое давление на единицу площади поршня;

?p - напор жидкости;

?ж - сумма гидравлических сопротивлений на линиях всасывания и нагнетания.

В сумму гидравлических сопротивлений входят все те сопротивления, которые уже были рассмотрены выше. Кроме того, здесь необходимо учесть сопротивление в клапанах насоса, для которых оно составляет:

hк = ж ((V21/2g)a + V22/2g)b),

где V1 и V2 - скорости жидкости во всасывающем и нагнетательном клапанах; а - число всасывающих клапанов; b - число нагнетательных клапанов; ж - коэффициент сопротивления клапана.

Для точного подсчета сопротивлений необходимо также учесть силы инерции при движении жидкости во всасывающей и нагнетающей линии, величину которых можно определить следующим образом:

h и1 = ( l1/g) W1;

h и2 = ( l2/g) W2 ,

где W1 ,W2 - ускорение потока во всасывающем и нагнетательном трубопроводах;

l1 ,l2 - длина всасывающего и нагнетательного трубопроводов.

Учитывая наличие сил инерции, полный напор можно выразить так:

(p1 - p2) / г = ?p + ?ж(V2/2g) + hи,

где hи = hи1 + hи2 - суммарная величина сил инерции на всасывающей и нагнетательной сторонах. Высота всасывания, достигаемая поршневым насосом, имеет ограниченную величину

H1 = (pa - p1 / г) - hи1 - hк1,

Из последнего уравнения видно, что высота всасывания зависит от барометрического давления pa (высоты), потерь напора на преодоление сопротивлений hи1 , hк1 наконец, от давления на поршень в момент всасывания p1 . Теоретически высота всасывания для воды может достигать 10 м при нормальном давлении. Однако практически высота всасывания принимается не более 5-7 м. В насосах-дозаторах следует высоту всасывания делать минимальной вплоть до принудительной подачи в цилиндры. При n, об/мин, теоретическая мощность для насоса любого типа выразится формулой

Nк = ?pLSn / 102·60.

Но LSn = QТ/1000 и, следовательно,

Nк = QТ?p / 1000·102·60,

где QТ - теоретическая производительность насоса, л/мин.

Эту мощность насоса называют индикаторной мощностью, так как ее можно определить по индикаторной диаграмме.

В действительности расход энергии будет значительно больше, так как имеет место целый ряд потерь. Прежде всего фактическая производительность насоса дозатора меньше теоретической, затем вследствие наличия гидравлических сопротивлений в самом насосе за счет трения и ударов фактический напор ?pе всегда меньше теоретического

?pе = зr?pi ,

где зr - гидравлический к. п. д., равный:

зr = (?pе / ?pi ) = (?pе / ?pе + h),

где h - потери напора в самом насосе.

Наконец, имеют место чисто механические потери за счет трения в сальниках, подшипниках и т. д. Вследствие этого фактическая затрата энергии больше теоретической. Фактическая мощность на валу насоса при з = зoзrзm будет:

Ne = (?pе Qе г / 1000·102·60з) ,

где з - общий к. п. д., практически изменяющийся в поршневых насосах в пределах от 0,72 до 0,98.



3. Динамическое исследование основного механизма

Исходные данные

Табл.3. Исходные данные

№ п/п	Наименование параметра	Обозначение	Размерность	Значение
1	Средняя скорость поршня насоса		м/с	0,693
2	Число оборотов коленчатого вала		об/мин	130
3	Отношение длины шатуна к длине кривошипа 1		-	4,86
4	Положение центра тяжести шатуна 2		-	0,24
5	Диаметр цилиндра 4		м	0,10
6	Давление плунжера 3		кГ/см2	22,0
			кГ/см2	0,5
7	Вес шатуна 2		кГ	8,0
8	Вес поршня(плунжера 3)		кГ	20,0
9	Момент инерции шатуна		кГмсек2	0,016
10	Коэффициент неравномерности вращения вала 1		-	1/25
11	Угловая координата кривошипа для силового расчёта		град	300
12	Число зубьев колёс		-	14
			-	27
13	Модуль зубчатых колёс 15-16		Мм	4
14	Угол наклона зуба для колёс 15-16		град	0
15	Число сателлитов в планетарном редукторе		-	3
16	Передаточное отношение планетарного редуктора		-	11,3

1. Цель:Рассчитать маховик, который обеспечит заданную неравномерность вращения механизма , и определить закон движения начального звена.

2. Исходные данные:

1) Отношение длины шатуна к длине кривошипа: ;

2) Отношение расстояния от точки до центра тяжести шатуна к длине шатуна:;

3) Средняя скорость поршня: ;

4) Номинальное число оборотов вала электродвигателя: ;

5) Максимальное давление плунжера: ;

6) Минимальное давление плунжера: ;

7) Масса шатуна: ;

8) Масса поршня: ;

9) Момент инерции шатуна: ;

10) Момент инерции коленчатого вала (без маховика): ;

11) Маховой момент ротора электродвигателя: ;

12)Коэффициент неравномерности вращения коленчатого вала: ;

13) Маховой момент муфты: ;

14) Момент инерции редуктора, приведённый к валу: .

3.Построение плана основного механизма:

1)Определение основных размеров звеньев механизма по заданнымусловиям (средняя скорость поршня, число оборотов коленчатого вала, отношение длины шатуна к длине кривошипа):



; ;

.

Для данного расчёта : длина кривошипа.

.

Для данного расчета: - длина шатуна.- расстояние от точки до центра тяжести шатуна.

2) Построение плана механизма в 12-и положениях: угловая координата кривошипаво всех положениях кратна 30° .

4. Построение планов скоростей для всех 12-и положений:

1) Для каждого положения механизма построить план скоростей, задав произвольный постоянный отрезок, соответствующий скорости точки .

2) Вектор скорости точки С определить по векторной формуле: , где вектор скорости точки С направлен по направляющей, вектор скорости точки В - перпендикулярно АВ, вектор скорости точки С относительно точки В -

перпендикулярно .

3) Вектор скорости точки определить по правилу подобия: точки, принадлежащие одному звену на схеме механизма и концы векторов скоростей этих точек на плане скоростей, образуют подобные фигуры.

4) Построить проекции векторов скоростей точек и на ось у .

5. Построение диаграмм зависимостей аналогов скоростей точек механизма и передаточного отношения от положения механизма :

1) Определить значения проекции аналога скорости точки на ось для всех положений механизма:, гдеи- отрезки плана скоростей, соответствующие проекции скорости точкина ось и скорости точки соответственно (для всехположений механизма).

2)Определить значения аналога скорости точки для всех положений механизма: , где - отрезок плана скоростей, соответствующий скорости точки .

3) Определитьзначенияпроекции аналогаскороститочки на ось длявсех положений механизма: , где - отрезокплана скоростей, соответствующий скорости точки на ось .

4) Определить значенияпередаточногоотношениядлявсех положений механизма:, где - отрезок планаскоростей,соответствующийскорости относительно точки В.

5) Значения, полученные для данного расчета, занесены в таблицу:

7) Построение диаграмм зависимостей аналогов скоростей точек механизмаипередаточногоотношенияотположения механизма в соответствии с выбранными масштабами.

Рис.4. Диаграмма зависимостей аналогов скоростей точек механизмаипередаточногоотношения.

8) Строится индикаторная диаграмма в соответствии с выбранным масштабом.

7. Построение графика зависимости проекции силынаосьуот положения механизма :

1) Вкоординатахпоосиотложитьзначения в миллиметрах для каждого положения механизма, приняв ур = хр индикаторной диаграммы компрессора. фруктовый уваривание сырье насос

2) По полученным точкам построить график.

3) Расчет масштаба силы: Р = , где Р - сила, - давление, - площадь поршня;

.

4) Выбор масштаба для положений механизма:

- этот масштаб будетиспользоваться также для построения всех остальных графиков и диаграмм.

В качестве динамической модели принимаем начальное звено- кривошип 1. Параметрами динамической модели являются приведённый момент сил и приведённый момент инерции , действие которых эквивалентно действию реальных сил и масс.

1) Построение графиков приведенных моментов сил:

а) Определениесуммарногоприведенногомоментасилдлякаждого из 12-тиположений механизма: ,где - приведенный момент силы сопротивления,и- приведенныемоментысил тяжестей поршня и шатуна соответственно.

б) Приведенныемоменты находятся из равенства мгновенных мощностей модели и механизма:

, для данного расчёта: , где - проекция силы сопротивления на ось у, таким же способом определяются моменты и , где -проекциисилтяжестипоршняишатуна соответственно на ось у .

в)Выбор масштаба:

.

г)Полученные для данного расчета приведенные моменты сил занесены в таблицу № 2:

Рис.5. Приведенные моменты сил ()

2) Построение графиков приведенных моментов инерции второй группы звеньев:

а) Приведенныемоментыинерциинаходятсяиз равенства кинетических энергий модели и механизма:

.

Для звена 2:

; , где -

приведённый поступательный момент инерции 2-го звена,

-- приведенный вращательный момент инерции 2-го звена.

в) Выбор масштаба:

.

г) Поданнымтаблицыстроятсяграфикизависимостей приведенных моментов инерциивторой группы звеньев от положения механизма .

д) График суммарного приведенного момента инерции второй группызвеньев строится путем сложения графиков всех моментов инерции второйгруппы звеньев.

9. Построение графика суммарной работы:

1) Работа сил сопротивления определяется по формуле:

Такимобразом,графикработысилсопротивлениястроится методом графического интегрирования графика зависимостиот положения механизма .

2)Так какрассматривается установившееся движение, то выполняется равенство , где - значение работы движущих сил за цикл работыв 12-ом положении, момент движущих сил принимаем постоянным, поэтому график работы движущих сил представляет собой наклонную прямую, значение которой в 0-ом положении равно 0, а в 12-ом положении равно .

3) График суммарной работы строится путем сложения графиков работы сил сопротивления и работы движущих сил.

Определениемасштаба:

,

где OP- отрезок, используемый для интегрирования графика . Для данного расчёта:

.

10. График кинетической энергии второй группы звеньев:

1) График суммарного приведенного момента инерции второй группызвеньев может приближенно быть принят за график кинетическойэнергии второй группы звеньев: так как , а - малая величина ,

то =, где ( средняя угловая скорость 1-го звена) определяется по формуле: ~. Для данного расчёта:



.

2) Определение масштаба: . Для расчёта:

.

11. Определение закона движения начального звена:

1) Так как суммарная работа всех сил, приложенных к механизму(), идёт на изменение кинетической энергии, то график кинетической энергии имеет такой же вид, как и график суммарной работы , но необходимо учесть начальную кинетическую энергию . В соответствии с теоремой об изменении кинетической энергии , таким образом, ось абсцисс для графика будет отстоять вниз от оси абсцисс для графика на расстоянии

2) Закондвиженияведущегозвенаопределяетсякинетической энергиейпервойгруппызвеньев.Кинетическаяэнергиявсегомеханизма равна сумме кинетических энергий первой и второй групп звеньев:. Следовательно, вычитая из графика кинетической энергии всего механизма Т кинетическую энергию второй группы звеньев , приведенную к масштабу работы, строится график кинетической энергии первой группы звеньев . Значения ординат для 12-ти положений механизма в масштабеи в масштабе для данного расчета приведены в таблице № 4 (определяется по формуле: ).

Расчет размеров маховика.

1)Необходимый момент инерции звеньев первой группы, который обеспечит заданную неравномерность вращения (д), рассчитывается по формуле:

.

Имеющийся момент инерции:

,где,

.

На основании равенства кинетических энергий

:

Необходимо установить маховик, момент инерции которого определяется по формуле:

2) Определение размеров маховика

Приведенный момент инерции обода можно рассчитать также по формуле:

.

Рекомендуемое соотношение размеров: ;.

Плотности материала: стали - ;чугуна - .

При расчете D необходимо учитывать соотношение: ,

т.е. (*).

Предположим, что d = 0.9D,аb = 0.1D, материал - чугун:

Соотношение(*) не выполняется, поэтому следует выбрать другиеразмеры. Пусть d=0.7D, b=0.3D, материал - чугун:

Соотношение(*) не выполняется, поэтому следует выбрать другиеразмеры. Пусть d=0.9D, b=0.1D, материал -сталь:

Соотношение(*) не выполняется, поэтому следует выбрать другие размеры.Пусть d=0.7D, b=0.3D, материал -сталь:

Так как размеры маховика превышают размеры шатуна, то его устанавливаем набыстроходный вал. Таковым является входной вал редуктора. На основании равенства кинетической энергии :

Предположим, что d = 0.9D, b = 0.1D, материал - чугун:

.

Все необходимые условия выполняются, поэтому , ,, материал, из которого изготовлен маховик, - чугун.



Заключение

В данной курсовой был рассчитан и рассмотрен привод поршневого насоса-дозатора для карамеле-начиночной машины. Так же были выбраны оптимальные показатели для маховика и звеньев второй группы, произведены прочностные расчеты, и расчеты крутящих моментов. Данные расчеты являются типовыми, и применяются при проектировании большинства поршневых насосов-дозаторов.



Список используемой литературы

1. Соколов В.И. 1983 Основы расчета и конструирования машин пищевых производств

2. Михалев М.В. 2004 Расчет и конструирование машин и аппаратов химических производств.

3. Поникаров И.И., Поникаров С.И., Рачковский С.В. 2008 Расчёты машин и аппаратов химических производств и нефтегазопереработки

Размещено на Allbest.ru

...