差动新型式浆料泵运送装置构建研讨

《差动新型式浆料泵运送装置构建研讨》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、差动新型式浆料泵运送装置构建研讨在深入研究和大量数据分析的基础上，我们将传统活塞式砂浆泵的工作缸、补偿缸两不同凸轮机构并联，改为两相同的凸轮机构并联形式。当一缸行程时，另一缸则在回程，互为差动关系。由于补偿缸活塞运动规律与工作缸活塞运动规律之间不存在函数关系，因此其运动关系易于保证，降低了加工难度。通过实验对比指出，由于阀球动作的延滞性，当两缸的凸轮工作区段取为时工作较为理想，因此冋程区段取为，其间有的转角区间(针对单个凸轮而言)为重叠的共同工作区间。1凸轮机构运动分析1.1凸轮机构理论廓线的确定根据工作要求，凸轮实际廓线方程可市等速螺线初步确定：(

2、1)式中：为凸轮实际廓线矢径；为极角。利用极坐标与直角坐标关系：(2)过凸轮实际廓线上一点M的切线斜率为：(3)因此，过M点的法线斜率为：(4)由凸轮理论可知，凸轮的理论廓线与实际廓线的对应点具有公共的曲率中心和法线。市凸轮的实际廓线方程可知，其廓线始终是外凸的。于是，在实际廓线上M点处沿法线方向截取长度为滚子半径，就可得到凸轮理论廓线上的对应点。即点的坐标为：(5)且为过M点的法线与X轴(0A)正向的夹角。由此可求得理论廓线上点的矢径：；极角：1.2摆杆运动位置的确定(6)利用机构的几何尺寸可得：(7)由此，可得活塞的运动位置：(8)1.3活塞速度

3、和加速度近似计算由任意两时间间隔对应的活塞位置、，可得到活塞在该时间间隔内的平均速度：(9)由相邻两时间区间的活塞平均速度，可得到活塞在该区间的平均加速度：(10)1.4计算结果分析按此模型，取转速为，升程活塞位移近似为斜直线，活塞运动速度近似为常数，这是因为阿基米德螺线为等进螺线，矢径的伸长率为常数。回程活塞位移为下凸曲线，运动常数为分段直线，各段加速度均为零。在升程终止和回程起始位置，速度市正值突变为负值，使得加速度在该处趋于无穷大，从而产生“刚性冲击雹所以，凸轮需修正后才能使用。2凸轮机构的修正设计为得到合理的凸轮轮廓曲线，以保证活塞匀速运动和

4、活塞位移量不变为条件，对凸轮进行进一步设计。新凸轮在阿基米德螺线的基础上进行了适当修正，保证活塞在工作区段以等速运动。为减少运动开始和结束位置的刚性冲击，按圆弧对直线进行修正。修正后的曲线应保证直线和圆弧平滑连接(相切)，修正段活塞的运动不再是匀速的。各段位移线方程为：(11)式中，修正圆弧半径。由上式所确定的凸轮转角的位移方程，可得到对应凸轮转角的摆杆摆角的运动规律：(12)由此便可确定修正后凸轮的理论廓线和实际廓线。目前在砂浆泵的设计和制造上广泛采用CAD/CAM技术。在CAD的过程中，要在监视器上显示图形，广泛采用的是直角坐标系;在CAM的过程

5、中，数控机床采用的是X、Y、Z轴步进电机驱动方式，若凸轮轮丿郭采用极坐标描述，则在显示和加工。过程中需进行坐标变换，这将影响速度。因此有必要在直角坐标系上进行凸轮廓线的公式推导，下面采用此法进行这方面的计算。2」修正凸轮理论廓线的确定设摆杆滚子中心的最初位置为，当凸轮转过角后，根据反转法,点转至点，与此同时，摆杆绕点转过角，滚子中心移至A点，取凸轮轴心为坐标原点，并取连心线为X轴。则凸轮理论廓线上一点A的坐标可由下式求得：(13)式中：为中心距，为摆杆长度，为摆杆初始位置角，且为理沦基圆半径。2.2修正凸轮实际廓线的确定因实际廓线与理论廓线在法线方向

6、上的距离处处相等，且等于滚了半径。故当己知理论廓线上任意一点时，只要沿理论廓线在该点的法线方向取距离为，即得实际廓线上的相应点。理论廓线A点处法线的斜率(与切线斜率互为负倒数)应为:(14)式中，、可根据式(13)求得：(15)当求出角后，实际廓线上对应点的坐标可由下式求出：(16)修正后的凸轮机构位移线图不存在尖点，对应的凸轮廓线也不存在尖点。3结论由微分式（11）可知，在工作区间凸轮机构活塞为等速运动，在过渡区间按正弦规律变化。尽管曲线变化较陡，但不存在速度突变。速度图线是连续的。由二次微分式（11）知，在两上作区段，凸轮机构活塞运动加速度为零，

7、在过渡区间按余弦规律变化，在工作区段和过渡区段的分界点，加速度从一定位突变为零或由零突变到一定值。这就是所谓的“柔性冲击雹对于砂浆泵这类低速建筑机械来说，这种柔性冲击是可以接受的。尽管过渡区段活塞运动不是匀速的，但砂浆泵这时处于阀球开启（关闭）和压缩砂浆中气穴阶段，并不排浆，所以就整个工作循环来看，不影响砂浆泵出浆的均匀性。