Определяне на работния обем на ротационните ролкови пневматични двигатели



Дата14.01.2019
Размер85.09 Kb.


Годишник на Минно-геоложкия университет "Св. Иван Рилски"


том 44-45, свитък III, Механизация, електрификация и автоматизация на мините, София, 2002, стр. 17-20

определяне на работния обем на

ротационните ролкови пневматични двигатели



Георги Фетваджиев
Минно-геоложки университет

“Св. Иван Рилски”

София 1700, България
Резюме

Проследено е извеждането на аналитични зависимости за определяне на моментните стойности на камерите, на работния обем на една камера и на работния обем на целия двигател, валидни за ротационните ролкови пневматични двигатели. Могат да се използват за определяне на теоретичната работа, мощността, въртящия момент и разходът на сгъстен въздух необходими при проектирането и технологичното пресмятане на този тип двигатели.




Основен проблем при оразмеряването на ротационните ролкови пневматични двигатели (РРПД) е определянето на работния обем на двигателя, а оттук и на теоретичната му работа, мощност и въртящ момент.
Не е известен метод за определяне на работния обем на РРПД или по-точно на обема на камерите му в зависимост от ъгъла на завъртането им. В момента той се определя с помощта на аналитичните методи за оразмеряване на ротационните пластинкови двигатели (Зеленецкий, Ряпов, Микеров, 1976; Зиневич, Ярмоленко, Калита, 1975; Макагон, 1971), които са неточни при оразмеря­ването на РРПД. При използването на тези методи работният обем на камерите се увеличава, защото не се отчита намаляването на обема от наличието на ролки.
Както и при ротационните пластинкови двигатели работният обем на РРПД се определя по формулата (Зиневич, Ярмоленко, Калита, 1975):


,

(1)

където:


Vдв е работен обем на двигателя, m3;

Vр - работен обем на една камера, m3;

z - брой на работните камери равен на броя на ролките.
Обемът на една камера е пространството, затворено между две съседни ролки, повърхнините на ротора, цилиндъра и страничните дискове.


,

(2)

където:


Vmax е максималният работен обем на камерата, m3;

Vmin - минималният работен обем на камерата, m3.


Съгласно схемата на фиг. 1 максималния работен обем Vmax се получава при ъгъл на завъртане на ротора  = , а минималния Vmin - при  = 0.


Фигура 1. Определяне площта на напречното сечение

Fk на работната камера
Определянето на работния обем на камерата се свежда до определяне на площта на камерата в зависимост от ъгъла на завъртане  на ротора. Този площ е защрихова­ната площ ampc на фиг. 1.
Ако се приеме, че точката на контакта на сечението на ролката с окръжността на цилиндъра g съвпада във всеки един момент от завъртането на ротора с точка с, която е пресечна точка на окръжността на ролката с продълже­нието на радиуса на ротора, преминаващ през центъра на ролката, то за моментната стойност на работния обем на камерата може да се запише


,

(3)

където:


Vk е моментна стойност на работния обем на камерата , m3;

Fk - площ на камерата, равна на площта ampc, m2;

b - дължина на ротора (цилиндъра и ролката), m.
Площта на камерата се определя, съгласно равенството (фиг. 1)


,

(4)

където Fabdc e площ на камерата без да е отчетена площта на ролките. Тя се определя по известната формула за площ на камерата при ротационните пластинкови двигатели без да е взета предвид дебелината на пластината (Зиневич, Ярмоленко, Калита, 1975).






,

(5)

където:


 е ъгъл между ролките, rad;

R - радиус на цилиндъра, m;

r - радиус на ротора, m;

e - ексцентрицитет между осите О и О1 на ротора цилиндъра, m.

Fabm и Fpdc са половината от площите на двете съседни ролки, намиращи се над ротора, m2.
Площите на ролките над ротора могат да се приемат за площи на сегменти от напречните сечения на ролките. То­гава площта на камерата ще се намали с площ bb’m от площта на левия сегмент и ще се увеличи с площ pp’d, която не е включена в площта на десния сегмент. Тези площи се приблизително равни, поради което влиянието им върху площта на камерата може да се пренебрегне.
По известната формула за площ на сегмент (Бронштейн, Семендяев, 1986) за площите Fabm и Fpdc се получава:


;

;

(6)

където:


rp е радиус на ролките, m;

1 и 2 - ъгли, определящи съответно левия и десния сегмент от двете страни на камерата, rad.

Ъглите 1 и 2 се разполовяват от отсечките Оа и Ос, намиращи се спрямо правата минаваща през средата на камерата съответно на ъгъл и (фиг. 2). Средата на камерата се определя от ъгъла на завъртане на ротора .

Фигура 2. Схема за определяне положението на работната камера в зависимост от ъгъла на завъртане на ротора 
Изразите (5) и (6) се заместват в (4) и за площта на камерата се получава






.

(7)

За да се установи изменението на площта Fk от ъгъла на завъртане j, трябва ъглите a1 и a2 да се изразят чрез този ъгъл.


За да се определи ъгъл a в зависимост от ъгъла j (фиг. 2), се приема, че разликата между височината на сегмента h и височината на излязлата над ротора част от ролката h1 е много малка и може да се пренебрегне. Тогава h=h1.
Изменението на височината h в зависимост от ъгъла на завъртане на ролката заедно с ротора се определя по формулата (Зиневич, Ярмоленко, Калита, 1975) (фиг. 2)


,

(8)

където j0 е ъгъл на завъртане на ролката заедно с ротора, rad.


Височината h, приета и за височина на сегмента, може да се определи и по формулата (Бронштейн, Семендяев, 1986) (фиг. 2).


.

(9)

Приравнявайки десните части на формули (8) и (9) за ъгъл  се получава




.

(10)

Като се знае, че ролките и ъглите a1 и a2 на сегментите са изместени спрямо средата на камерата на ъгъл и това се отрази в ъгъл j0, за тях се получава




;

.

(11)

Моментната площ на камерата се получава, като ъглите a1 и a2 от (11) се заместят във формула (7) при отчитане на ъгъла на завъртане на камерата (ротора) j.


Площите Fmax и Fmin на камерата се получават при ъгли на завъртане съответно: j =  и j = 0. При тези ъгли камерата е разположена симетрично спрямо вертикал­ната ос на двигателя и площите Fabm и Fpdc са равни. За тези два случая във формула (7) се приема a1 = a2 = a.
Тогава за максималната и минимална площ на камерата се получава съответно:






;

(12)





.

(13)

Полагаме изразите


= А;


= Б
Като се извършат означените полагания във формули (12) и (13) и се заместят във формула (2), отчитайки дължината на камерата b, се получава израз за определяне на работния обем на една камера на РРПД.

или
(14)
Работният обем на двигателя се определя по формула (1) в която е заместена формула (14).


.

(15)

ИЗВОДИ



  1. Изведен е аналитичен израз (7) за определяне мо­ментните стойности на площта на камерите на рота­ционните ролкови пневматични двигатели в зависимост от ъгъла на завъртане на ротора.

  2. Изведени са формули за определяне на работния обем на една камера (14) и работния обем на целия двигател (15), с чиято помощ, в процеса на конструиране, могат да се определят теоретичната работа, разходът на сгъстен въздух, мощността и въртящия момент на ротационните ролкови пневматични двигатели.

ЛИТЕРАТУРА
Бронштейн И. Н., К. А. Семендяев. 1986. Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов. М. Наука.

Зеленецкий С. Б., Е. Д. Ряпов, А. Г. Микеров. 1976. Рота­ционные пневматические двигатели. Л. Машино­строение.

Зиневич В. Д., Г. З. Ярмоленко, Е. Г. Калита. 1975. Пневма­тические двигатели горных машин, М. Недра.

Макагон Л. 1971. Графоаналитический метод определения обемов рабочих камер ротационного пневмодви­гателия с радиальными пластинками. Горная електромеханика и автоматика, 19, М.





Препоръчана за публикуване от
катедра “Механизация на мините” на МЕМФ





Каталог: annual -> public html -> 2002
2002 -> Марин Цветков
2002 -> Annual of the University of Mining and Geology "St. Ivan Rilski"
2002 -> The mineralogical education in bulgaria as exposed in textbooks from the XIX and first half of the XX century
2002 -> Том 44-45, свитък III, Механизация, електрификация и автоматизация на мините, София, 2002, стр. 71-72
2002 -> Технология на обработка на гранитни материали за единични дебелостенни изделия
2002 -> Юлиян Димитров
2002 -> Пластична зона на срязване и разломи на крехко разрушаване в югозападния склон на златишко-тетевенска планина
2002 -> Том 44-45, свитък III, Механизация, електрификация и автоматизация на мините, София, 2002, стр. 105-108
2002 -> Том 44-45, свитък III, Механизация, електрификация и автоматизация на мините, София, 2002, стр. 73-75
2002 -> Том 45, свитък I, Геология, София, 2002, стр. 69-74 ценни съпътстващи компоненти в състава на българските медно-порфирни находища


Поделитесь с Вашими друзьями:


База данных защищена авторским правом ©obuch.info 2019
отнасят до администрацията

    Начална страница