Построение статической характеристики струйной установки

Данное устройство предназначено для строительных и коммунальных служб, в частности для струйной и струйно-абразивной обработки различных поверхностей при удалении дефектных участков и слоев бетона, нанесении штукатурных, клеевых и окрасочных составов, термической обработке.

Техническая формулировка задачи. Машины, используемые для проведения струйной обработки различных поверхностей, имеют, как правило, системы ручного интуитивного управления. Это предопределяет выход из оптимальных режимов работы машины, приводит к увеличению нагрузок и энергоемкости процессов, снижению показателей надежности.

В связи с этим была разработана принципиальная конструктивная схема устройства для струйной обработки объектов показанная на рис. 1.

Рис. 1. Схема устройства для струйной обработки объектов

Математическая постановка задачи. При исследовании предложенной конструкции было выявлено, что рассчитать данную схему тривиальными методами расчета последовательного, либо же параллельного включения элементов, весьма затруднительно так как, схема имеет мостовое соединение, и сложную взаимосвязь отдельных компонентов. Поэтому было предложено рассчитать данную схему включения элементов по методу электрогидроаналогий[1,2]. Для этого преобразуем данную схему в электрическую эквивалентную схему (рис. 2).

Основные допущения задачи. Подобными величинами в электрических и гидравлических процессах являются напряжение и давление, сила тока и расход, омическое сопротивление и гидравлическое сопротивление. Потери давления в трубопроводах на различных участках в данной математической модели не учитываются, объемные потери равны нулю, сумма расходов на всех сливах равна общему расходу, потери давления по длине трубопровода не учитываются.

статистическая характеристика струйная установка.

Методика расчета. По законам Кирхгофа составляем уравнения, пользуясь электрической эквивалентной схемой, а, преобразовав уравнения сопротивлений движения потока в дросселях, конфузоре [3] и уравнение движения цилиндра получим систему уравнений описывающих статический режим работы установки.

В результате получаем следующую систему уравнений:

Моделируя эту систему в среде Mathcad получим ряд зависимостей, которые характеризуют закономерности изменения расходов от смещения заслонки (рис.3).

Рис. 3. Статические характеристики расходов струйной установки в функции расстояния от среза сопла до обрабатываемой поверхности.

Таким образом, решив поставленную задачу можно смоделировать процесс струйной обработки объектов, в различной интерпретации настройки параметров системы. Поскольку данный метод в некоторых случаях не совсем корректно описывает поведение системы, поэтому требуется дополнительная проверка полученных результатов экспериментальным путём.

Проведённый конкретный расчёт показал важность расширения технического арсенала струйной техники и поиска методов, увеличивающих чувствительность установки для струйной и струйно-абразивной обработки различных поверхностей.

• 1. Блэкборн Д., Ритхоф Г., Шеффер Д. Л. Гидравлические и пневматические силовые системы управления. Учебник.- Москва. Издательство иностранной литературы, 1962 -614с.
• 2. Денисов А. А., Нагорный В. С. Пневматические и гидравлические устройства автоматики Учебное пособие для втузов.- Москва.: «Высшая школа», 1978 -214с с ил.
• 3. Дмитриев. В.Н., Градецкий В. Г. Основы пневмоавтоматики. М., «Машиностроение», 1973, 360с.