Рычаг 6 при этом поворачивается вниз и через тягу 9 отводит влево поршень 10, что приводит к всасыванию масла (эмульсии) в цилиндр 5 и взведению пружины. После достижения роликом 8 вершины кулачка, рычаг освобождается и происходит рабочий ход поршня 10, при котором масло под давлением проходит через форсунки.

Пружины 11, 12 зажаты между кронштейном 13, установленным на основании 1, и втулками 14, 15, соединёнными между собой на резьбе и стопорными винтами 16. Во втулке 15, закреплённой на поршне 10, имеется упорное кольцо 17.

Тяга 9, с одной стороны, через регулировочную муфту 18, вилку 19 и оси 20, 21, соединена с рычагом 6, а с другой - при помощи сферы 22 и гайки 23 - с поршнем 10. Поршень 10 оснащен 2 -3 уплотнительными кольцами 24.

Клапан, используемый как впускной, и как выпускной, показан на рисунке 3. Масло поступает через входное отверстие в корпусе 1 и выходит через выпускное отверстие в корпусе 2. Движение масла в обратном направлении препятствует сфера 3, являющаяся запорным элементом

. Сфера 3 поджимается к коническому седлу в корпусе 1 пружиной 5, усилие которой регулируется вращением гайки 4. Для впускного клапана рекомендуется гайку 4 завинчивать в корпус заподлицо с его торцем, а выпускного - заглублять в корпус 1 на 2 -3 витка резьбы. Клапан уплотняется с помощью прокладки 6, зажатой между корпусами 1 и 2.

Для расчёта трубопровода определяют, давление используемое для работы насоса. Давление необходимое для работы насоса складывается из давления на выходе форсунок и давления потерь в трубопроводе.

Р = Рф + Рпот ; (4.1)

где Р ф -давление необходимое для равномерного распыления масла, Па;

Рпот - давление потерь в трубопроводе.

Для расчета давления потерь, необходимо найти потри напора в трубопроводе по формуле:

hпот = Рпот/gм (4.2)

где gм- удельный вес масла, Н/м3;

Потери напора состоят из потерь по длине и местных потерь, находят их по формуле:

Hпот = hм +hl, (4.3)

где hм - местные потери,

hl - потери по длине.

Потери по длине зависят от диаметра, длины, сопротивления трубопровода, и скорости движения жидкости

hl = l*(l/d)*(V2/2g), (4.4)

где l - коэффициент удельного сопротивления трубопровода;

d -диаметр трубопровода;

l - длина трубопровода;

V - скорость движения жидкости (масла, эмульсии);

g - ускорение свободного падения.

Задаваясь расходом масла Q необходимым и достаточным на одну форму, Q=3*10-6м3/с, вычислим скорость движения жидкости по трубопроводу, по формуле:

V = Q / W, (4.5)

где, W - поперечное сечение трубопровода.

Поперечное сечение трубопровода вычисляют по формуле:

W = П d2 /4, (4.6)

W =3,14*0,0052 /4 = 2*10-5 м2;

V = 3*10-6 / 2*10-5 = 0,15м/с.

Чтобы найти удельное сопротивление трубопровода, вычислим число Рейнольдса и определим режим движения жидкости.

Rе = V*(d/n), (4.7)

Rе = 0,15*(0,005/2*10-5) = 375

Так как число Rе меньше критического значения 2320, то режим движения жидкости ламинарный.

При ламинарном движении жидкости в трубопроводе, его удельное сопротивление находим по формуле:

l = 64 / Rе, (4.8)

l = 64 / 375 = 0,17.

Отсюда потери по длине:

hl = 0,17*(0,75 /0,005)*(0,152 / 2*9,8) = 0,029 м.

Местное сопротивление вычисляется по формуле:

hм = åx*(V2 /2*g) , (4.9)

где x - коэффициент местных гидравлических сопротивлений, равный 0,33 при угле в 120 0 ,(трубопровод имеет три поворота по 120 0)

hм = 3*0,33*(0,152/2*9,81) = 0,001м

hпот = 0,001+ 0,029 = 0,030 м

Вычислим удельный вес масла, зная его плотность r = 920 кг/м3;

gм = r*g, (4.10)

gм = 920 * 9,81 = 9025 Н/м3.

Зная потери напора в трубопроводе и удельный вес масла, выразим из формулы (3.2) потери давления по длине трубопровода:

Рпот = hпот * gм , (4.11)

Рпот = 0,03 * 9025 = 270 Па.

Давление на выходе из форсунки среднего давления равняется 25 атм., или 19620Па. Исходя из выше перечисленных данных, можно вычислить рабочее давление насоса по формуле (3.1):

Рн = 19620 + 270 = 19890 Па.

4.3 Расчет хода поршня плунжерного насоса

Расчитать ход поршня можно по формуле:

l = 4 / ПD2, (4.12)

l = (4 * 3 * 10-6) / (3,14 * 0,012 ) = 0,038 м.

Принимаем l = 0,04 м

Усилие необходимое плунжеру для вытеснения масла из рабочей камеры рассчитывается по формуле:

F = Рн * S, (4.13)

где S - рабочая площадь плунжера:

S = П D2/ 4, (4.14)

S = 3,14 * 0,012/4 = 7,9 * 10-5;

F = 19890 *( 7,9 * 10-5) = 3,2 Н.

4.4 Расчет пружин

Материал пружин выбираем Сталь 65Г ГОСТ 2052 - 53

sвр = 980 мПа;

sтек = 780 мПа;

Предельно допустимое сжатие: [tк] =390МПа;

Рабочее напряжение сжатия: [tк]= [tк]раб = 310мПа;

Начальное усилие сжатия: Fнач = F = 3,2 Н.

Задаваясь индексами пружины С =10, можно определить диаметр проволовки пружины.

С = D/d, (4.15)

где d - диаметр проволоки;

D - межосевой диаметр пружины.

Диаметр проволоки пружины можно произвести по формуле, [ ]:

dпр = 1,6 * Ö (К * Ркон * С) / [tк], (4.16)

где Ркон - конечная нагрузка ( Рнам @10 );

К - коэффициент зависящий от индекса пружины (для С = 10, К = 6.);

D = Ö(6 * 3 * 10) / 310 * 106 = 0,0039 м.

Из формулы (3.15) вычислим межосевой диаметр пружины:

D = d * С, (4.17)

D = 0,0039 * 10 = 0,039м

По полученным данным выбирают по справочнику [ ] стандартную пружину, при d = 0,0039@0,004 м., и D = 0,039 м., принимаем D = 0,046 м.

Внутренний диаметр будет равен Di = 0,036 м.;

Наружный диаметр равен Dа = 0,044 м.;

Р10 = 2,5.

Проверочный расчет на наибольшее напряжение в сечении витков пружмны при Ркон определяют по формуле:

tкон = (8 * К * Ркон * D)/ П *d3, (4.18)

tкон = (8 * 6 * 32 * 0,04) / 3,14 * 0,004 = 3,06 * 108Па.

[tнач]>[tкон], условие выполнено 310 * 108 Па > 306 * 108 Па.

4.4.1 Расчет рабочего числа витков пружины

Рабочее число витков пружины при модуле сдвига определяется по формуле:

i = (l * G *D) / 8 * Ркон * С3, (4.19)

где G - модуль сдвига,G = 8 * 108 Н/м,

i = (0,03 *8 * 108 * 0,04) / 8 * 32 *1000 =3,81.

Принимаем рабочее число витков i = 4 шт.

Для обеспечения надежной опоры поверхности на каждом конце пружины добавляют по 1,25 опорных витка, частично сточенных перпендикулярно оси пружины.

Общее число витков пружины, будет равняется:

iо = i * 2 * 1.25, (4.20)

iо = 4 * 2 * 1,25 = 6,5 шт.

4.4.2 Расчет длины пружины

Длину пружины сжатой до соприкосновения витков можно рассчитать по формуле:

Нd = (iо - 0,5) *d, (4.21)

Нd = (6,5 - 0,5) * 4 = 24 мм.

Зазор между витками пружины в нагруженном состоянии принимают dр=1мм.

4.4.3 Расчет шага пружины

Расчет шага нагруженной пружины производят по формуле:

h = d +( l / i ) + dр, (4.22)

h = 4 + (40 / 4) + 1 = 15,0 мм.

Полный ход пружины до предельного сжатия находят по формуле:

lпред = l + i * dр, (4.23)