6. Определение расхода пара

6.1. Последовательные удары

Ход вверх

Свежий пар под давлением Р поступает в нижнюю полость рабочего цилиндра и до точки а₁ на участке оно постоянного, то есть:

. (97)

Поскольку пар поступает в полость занятую отработанным паром, то необходимо определить объем, который получит оставшийся в цилиндре отработанный пар при условии, если его давление Р₁ привести к давлению свежего пара:

, (98)

- приведенный объем

отработанного пара.

Объем свежего пара за один ход вверх составит:

. (99)

Ранее было показано:

, (100)

. (101)

После подстановки получим:

. (102)

аналогично

. (103)

Объемный расход пара за один двойной ход бабы:

, (104)

где - плотность пара при давлении .

Весовой расход пара в час:

. (105)

7. Определение размеров золотника и золотниковой втулки

Размеры золотника и золотниковой втулки определяют в зависимости от фаз паровоздухораспределения, полученных по индикаторным диаграммам и расчетным путем.

Рис. 24. Схема ци­линдрического зо­лотника

l_n - высота нижней полки; l_с - высота средней части;

l_в - высота верхней части; Д_з - диаметр золотника

Рис. 25. Схема золотниковой втулки:

а_н - высота нижних окон; а_с - высота средних окон;

а_в - высота верхних окон; b_н, b_с, b_в - ширина окон;

L_н - высота нижней стенки,

L_пн - высота нижней промежуточной стенки;

L_{пв -} высота верхней промежуточной стенки

L_в - высота верхней стенки; L - полная длина втулки

Отрезок ,

где m₃ - кратность хода ( - для ковочных молотов) .

Суммарная площадь нижних окон .

Суммарная ширина нижних окон 0,65 длины внутренней окружности золотниковой втулки , тогда высота нижних окон .

Рис. 26. Схема положений нижней полки золотника

Размеры верхних и нижних окон обычно принимают равными а_н = а_в, b_н = b_в. Размеры средних окон из соотношения .

Исходным расчетным положением золотника и золотниковой втулки, соответствующим нахождению падающих частей в КНП, принято считать совпадение нижних торцов золотника и втулки. Вначале определяют размеры золотника и втулки при работе молота последовательными ударами. Для получения необходимой работы энергоносителя нижней полости высота нижней полки (участок хода Н_m) должна быть:

. (106)

Аналогично высота верхней полки:

. (107)

Высота средней части золотника принимается из условия, что при подъеме золотника на h_m верхняя кромка (полный ход) нижней полки должна быть на уровне нижней кромки среднего окна (штрих. линия):

. (108)

Высота нижней стенки золотниковой втулки:

. (109)

Высота нижней промежуточной стенки:

. (110)

Высота верхней промежуточной стенки:

. (111)

Высота верхней стенки:

. (112)

Рис. 27. Размерная схема нижней промежуточной стенки

золотниковой втулки.

Рис. 28. Размерная схема верхней стенки золотниковой

втулки

Рис. 29. Размерная схема верхней проме­жуточной стенки зо­лотниковой втулки

Для работы единичными ударами необходимо, чтобы золотник был дополнительно поднят на величину h_п , поэтому расчетные размеры золотникового механизма, установленные для автоматических последовательных ходов, корректируют, увеличивая на величину h_п.

- чтобы не было перекрытия средних окон;

- чтобы верхняя полка золотника не вышла из втулки;

- чтобы сохранился расчетный характер парораспределения.

Если молот и его система управления были рассчитаны на работу влажным паром, то при переходе на сжатый воздух может происходить следующее:

- для влажного пара;

- для сжатого воздуха.

Известно, что при возрастании показателя степени функции внешняя механическая работа, совершаемая энергоносителем при расширении уменьшается, а работа затрачиваемая на его сжатие, увеличивается.

Если молот переводится с пара на воздух, то при установленных периодах отсечек и заданных давлениях впуска-выпуска работа расширения нижнего воздуха, например, при ходе вверх, окажется заниженной, а работа сжатия верхнего воздуха увеличенной по сравнению с процессом влажного пара.

Компенсировать недостающее количество энергии можно только за счет дополнительного введения свежего энергоносителя, что достигается увеличением периода впуска нижнего воздуха посредством регулировки. В этом случае необходимо опустить золотник, то есть увеличить отрезок «а - б» с помощью гайки на тяге золотника.

Если молот рассчитывался на работу на воздухе, и если не предусмотреть изменений в регулировке процесса впуска пара, то при переходе на пар может произойти удар поршня в крышку цилиндра. Проще всего уменьшить проходные сечения дросселя и, следовательно, увеличить предварительное мятие пара, тем самым, снижая давление свежего пара. Эффективная энергия удара при этом не уменьшается, так как работа верхнего пара почти не уменьшится, а противодавление нижнего упадет.