关于无阀型气动冲击器效率和容积利用率问题.pdfVIP

维普资讯 矿 山机械 l993．4 8一 弓 关于无阀型气动冲击器效率 和容积利用率 题 东北工学院 堕鲢 塑喳 l~ll,ili 【摘要 】从理想配气过程出发 ，推导年口分析 了压气能量利用率扣气室客权利用率 从理谁 出叙【词】篓幽 ， 柑甩率；和j ，，秒移 A【bstract】Thel；aper矗velopesandanalyze~theefficiencyandthecapacityfactor ofpneumaticvalves$impactoronthebasisidealindicator diagram．Thetheoreticalrel~4 tionsofinfluence ofpressureand airdistrlbuting pa ram eterSOR impa ctenerge,efficiency and capacity factorare given，w hich can be used as references fordesing high pressure and high efficiency im pa ctors． 【Descriptors] lmpactor．Efficiency，Capacity，Factor 腔配气机构 的效率 问题，寻求最佳的配气模 一 、 刖 舌 型，给出无囤冲击器的设计准 则。 液压冲击器与气动冲击器相比，前者的能 量利用率达35 左右，而气动冲击器仅有l0 二、理想配气示功过程 ～ 25 ，设计不好时还不到 l0 。可见提高气 为从理论上分析配气效率的最佳情况，应 动冲击器的效率是设计的重要任务之一 那种 按最佳的配气模型建立有关公式。所谓最佳配 只注重冲击能的大小而不注重效率 问题的设计 气模型就是前后气室的进气面积较大，压力损 原则是不可取的。在设计高气压 冲击器 时，效 失可以不计，这样可以为气缸压力等于供气管 率 问题更加突出，因为压力越高，能量损失就 路压力，因而未知参数中就不包含进气 口面积， 越大。所 以有必要对效率 问题进行理论分析。 使 问题得到简化，而分析的结果又不 失实用性 。 就冲击器而言，主要能量损失包括排气损 实际冲击器进气 口面积 因结构的限制而不可能 失、间隙漏气和窜气损失以及机械摩擦损失。 很大，因而进气过程不可能是等压的，但不能 其中排气损失是主要的，它是气动冲击设备效 认为非等压的进气过程是合理的。这一点与有 率低的主要原因。文献 [1]分析了有阔型气动 阀型配气情况不 同。有阔型的进气面积不应太 一冲击机构的效率极值 问题，当表压力为0．5MPa 大，目的是保证进气过程中气缸中的压气有较 时，有阔冲击机构的极限效率为44 ，作者还 充分的嘭胀做功效应，进而保证排气压力较小。 指出了如何按最大效率来设计配气长度尺寸。 而无阔配气的进气面积应该大一些，进气面积 文献 [2j通过对单腔配气无阀冲击机构的理论 越大，则进气节流性能量损失就越小，而压气 分析，指出无闽冲击器效率不存在极值，但能 睇胀做功效应完全在膨胀阶段实现。 量利用率越大，则容积利用率就越小，因而设 这样一来，呵认为理想的配气示功过程如 计无阀冲击器应兼顾能量利用率和容积利用率 图 l所示。图中 表示气室容积； P和PD分别 两方 面。 为供气压力和大气压力； o、 ‰ 和 ％ 分别 本文则分析了实际无 阀配气冲击机构 即双 为后气室气垫容积、进气结束时后气室容积、 一 8一 维普资讯 矿 山机械 l9驰 ．4 辨气压 ，J 三、冲击能及有关运动条件 图 1所示的各区域面积代表相应阶段的压 气对活塞所作的功。活塞在冲程期所获得的冲 击能可 由示功面积表示为 e [EABCF]一 【E A 8℃ F [EABCF 一[E A 口C F ] +[ABCD]+ B CD ] 番 为了使活塞返程能回到冲程开始耐的位置 ，应使 圈 l 无阉配气示功 图 返程期前室压气对活塞所做的功[EABCF ] 膨胀结束时后气室容积和冲程结束时后气室容 等于活塞对后室气体所做的功~EADCF]，这 积。— V V，和 V 分别为前室的气垫容积、 是实现活塞返程到位的条件。满足这一运动条 进气结束时的前气室容积 膨胀结束时的前气 件时的冲击能为 室容积和返程结束时的前气室容积。 e fABCD 十 A 丑C D 本文分析中用到以下一些公式 由前面绐出的基本公式可得 。 1．绝热压缩功 [ABCD] 2．5P ^[1一 子 ] 体积为 压力为P．的气体压缩到体积为 2 r ^ 时，对气体所做的功为 一 2．5PoV^ 旦 一1] A， 2．5PJVI[ VI 。-4一 1] 1 r 2 口cD ]：2．5P m 一 Vq ] 2．绝热膨胀功