Построение статической характеристики струйной установки
Аннотация
В данной статье дана методика построения статической характеристики струйной установки, а также построена его зависимость от величины расстояния от обрабатываемой поверхности до среза сопла, даны рекомендации и выводы.
Ключевые слова: струйная техника, статическая характеристика, обработка поверхности, сопло – заслонка.Ключевые слова:
Теоретические сведения:
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.
Рис.2. Электрическая эквивалентная схема
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.
Литература
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.