Закон движения поршня приводного насоса

Для представления о том, как меняется подача насоса по длине хода поршня, надо знать закономерности изменения скорости движения поршня. Рассмотрим схему поршневого насоса с кривошипно-шатунным механизмом, представленную на рисунке 6.11.

Рисунок 6.11

Вал кривошипа длиной 2 приводится во вращение от двигателя, и точка а соединения кривошипа с шатуном длиной l вращается по окружности радиуса r с постоянной угловой скоростью w. – положение крейцкопфа в крайнем левом положении, – текущее положение крейцкопфа.

При повороте вала на угол крейцкопф, а вместе с ним и поршень со штоком, проходит путь .

Из рисунка 6.11 очевидно, что путь х равен

.

Большинство насосов имеют длину шатуна, значительно превышающую радиус кривошипа . Так, например, буровые насосы, насосы для добычи нефти имеют , следовательно , поэтому с небольшой степенью погрешности принимаем .

Путь, проходимый поршнем, будет равен . Тогда его скорость составит

,

а ускорение

.

На рисунках 6.12 и 6.13 представлены графики изменения скорости и ускорения.

Рисунок 6.12 Рисунок 6.13

Из графиков видно, что скорость и ускорение движения поршня - величины переменные, скорость изменяется по синусоиде; в точках перемены направления движения поршня (мертвые точки) скорость равна нулю, а в середине хода - максимальная. Ускорение изменяется по косинусоиде, причем в мертвых точках оно достигает максимума.

Разрыв косинусоид ускорения указывает на то, что в начале хода от 0 до имеет место разгон поршня, а в конце хода от до замедление движения поршня. То же самое повторяется и при обратном ходе поршня.