1 Определение силы давления газа на диафрагму.
Так как клапан открывается при избыточном давлении Ризб рассчитаем силу, действующую на клапан.
.
где Ризб — избыточное давление в полости протектора, Ризб = 2,2МПа;
Sкол — площадь соприкосновения газа с клапаном.
.
где Rнар — радиус наружного кольца клапана;
Rвн — радиус внутреннего кольца.
мм2.
Н Расчет и подбор энергоразделителя.
По конструктивным соображениям принимаем: Р1=5Н; Р2=26,2Н; h=5.10−3м;
D=9 ч11мм; V0=1м/с Пользуясь таблицей принимаем, что при заданной выносливости пружину следует отнести к I классу.
.
По формуле пользуясь интервалом значений =0,05ч0,25 находим граничное значение силы Р3.
Н Исходя из заданного диаметра и интервала сил, выбираем пружину № 240 с данными d=1мм, D =10мм; Р3=28Н; z = 1,372.104Н; f=2,041 мм.
Учитывая, что для энергоразделителя I класса норма напряжений 3=0,3 В (таблица 2) находим, что для найденного диаметра проволоки расчетное напряжение.
3= 0,3.210=6.3.106Па.
Принадлежность к I классу проверяем путем определения отношения, для чего предварительно находим критическую скорость по формуле.
.
м/с.
и.
Полученная величина свидетельствует об отсутствии соударении витков и, следовательно, выбранная пружина удовлетворяет заданным условиям. Остальные размеры определяем по формулам из таблицы 10 [18].
Жесткость энергоразделителя.
.
где h — рабочий ход энергоразделителя, м;
Н/м.
Число рабочих витков энергоразделителя.
витка.
.
Н/м.
При полутора нерабочих витках полное число витков.
.
где n2 — нерабочие витки, n2 = 1,5витка витков Вычислим деформации:
предварительная деформация.
.
м рабочая деформация.
м максимальная деформация.
.
м.
Вычислим высоту:
Высота энергоразделителя при максимальной деформации.
.
где d — диаметр сечения энергоразделителя м.
высота энергоразделителя в свободном состоянии.
.
м высота энергоразделителя при предварительной деформации.
.
м высота энергоразделителя при рабочей деформации.
.
м Шаг энергоразделителя.
,
где f3 — наибольший прогиб одного витка, м м.