Основополагающие принципы редукторостроения. Вопрос.

Разница площадей поршня редуктора на что влияет? Стоит ли гнаться за наибольшим соотношением?
Рабочий ход редуктора как влияет на его качество? Что изменяется: скорость заполнения, гистерезис, натекание, зависимость от внешнего давления?

1. разница в силе давления на поршни(давление*площадь=сила)
2. не должен никак влиять, ни на что. (в реальности, чем длиннее ход, тем быстрее скорость наполнения, меньше гистерезис, выше точность. Натекание тоже может быть меньше, если уплотнение не "металл-металл")

Originally posted by Дмитрий .М:

1. разница в силе давления на поршни(давление*площадь=сила)

В таком случае бОльшее соотношение должно давать меньшую зависимость от входного давления?

Ну в какой то мере да. Разница в площадях поршней - это как разные плечи рычага. Можно использовать и для увеличения скорости срабатывания и для увеличения точности и для применения более слабых пружин. А точка равновесия этих рычагов - когда высокое давление давит на малый поршень с той же силой, что и низкое на большой поршень плюс давление пружины и усилие на запирающем клапане.

От входного давления ничего в идеале зависеть не должно. Но играют роль силы трения уплотнений при различном входном давлении и в какой то мере скорость срабатывания(запаздывание закрытия). В этом плане наиболее точные редукторы - мембранные, но у них свои косяки есть, нам не очень годятся.

Про ходы еще важное. Чем больше ходы у поршней, тем больше ходы у пружины. тем быстрее она садится. тем быстрее изнашивается уплотнение по ВД. А чтобы пружина садилась медленно она должна быть " длинная". То есть работать строго в зоне упругой деформации. Стало быть вместе с длинным ходом вырастает и размер редуктора.

Ну а что, других редекторостроителей у нас нет?

А вот всё-таки по разницам площадей, мне всё равно не понятно, ну возьмём мы больше диаметр поршня, так прийдётся ставить мощнее пружины или применять двупаралельную сборку, что мы выиграем ? Какой диаметр поршня мы бы не применяли всё равно прийдётся подобрать пружины так чтоб получить нужный нам ход до закрытия.

Вот например редуктор на Т4, я его в руках не держал но по фото на форуме могу сказать ,что в нём стоят пружины 12.5х6.2х0.7 и применена двухпаралельная сборка из 17 пружин при диаметре поршня около 12.5-13мм я точно не знаю.
Мой редуктор имеет такие же пружины и пакет состоит из 17 пружин обычной сборки, поршень при этом имеет диаметр 9.5мм
Какая между ними будет принципиальная разница ?

Originally posted by greensmith:
Ну а что, других редекторостроителей у нас нет?

Другие, наверняка, выпали в осадок и пошли искать "плечи рычагов и точку их равновесия".
Подозреваю, что это уже в цитатнике .
К слову, РАЗНЫЕ площади поршня - это разве признак всех типов редукторов?

Originally posted by bricks20:

К слову, РАЗНЫЕ площади поршня - это разве признак всех типов редукторов?

Я спросил о РАЗНИЦЕ, а её может и не быть. Кроме того, никто не мешает высказать свои знания и соображения, стесняться тут, вроде, нечего.

Originally posted by greensmith:

В таком случае бОльшее соотношение должно давать меньшую зависимость от входного давления?

да, отношение плечь влияет на точность, можно оценит эту составляющею и определиться важно это или нет. Но это касается не всех типов редекторов и от этого можно избывится...

Полагаю, что вопросы относятся к "классической" схеме редуктора.

Разница площадей поршня редуктора на что влияет? Стоит ли гнаться за наибольшим соотношением?
Разница площадей влияет на зависимость задредукторного давления от давления на входе. Чем больше такая разница, тем меньше зависимость. Давление до редуктора давит на мЕньшую площадь "добавляя" усилия к усилию пружины, а давление ето может меняться порой в 2 раза (например от 220 до 110) а то и больше.
Стоит гнаться за наибольшим соотношением.
Но с другой стороны: площадь со стороны высокого определяется чисто технологическими причинами - сложно сделать там меньше Ф2,5-3мм. Значит надо увеличивать Ф со стороны низкого. А ето в свою очередь увеличивает усилие на пружине. Постичь усилие пружины 50-100кг при весьма ограниченных размерах непростая задача. Потому и ищется компромис: соотношение площадей - усилие на пружине - технологические возможности.

Рабочий ход редуктора как влияет на его качество? Что изменяется: скорость заполнения, гистерезис, натекание, зависимость от внешнего давления?
Рабочий ход не влияет ни на скорость заполнения, ни на гистерезис, натекание или зависимость от каких либо давлений. Влияет он единственно на износ резинок и, следовательно, на ресурс редуктора. Чем меньше ход - тем больше ресурс.

ПС: а есть и другие схемы редукторов, где по принципу их работы нет зависимости давления на выходе от давления на входе. Вот тогда-то и можно сделать редуктор на очень слабой и малоразмерной пружине.
narod.ru
"Изобрел" редуктор?!
Идея редуктора

Но с другой стороны: площадь со стороны высокого определяется чисто технологическими причинами - сложно сделать там меньше Ф2,5-3мм. Значит надо увеличивать Ф со стороны низкого

А что мы называем площадбю со стороны высокого давления диаметр на котором посажены пружины или запирающее сечение ? Если запирающее сечение , то оно у меня 1.2мм с проходным отверстием 0.6мм

Originally posted by sax:

диаметр на котором посажены пружины или запирающее сечение ?

Ни то, ни другое. Это диаметр уплотняемой колечком части поршня.

Этот диаметр в обычной схеме как правило равняется внутреннему диаметру тарельчатых пружин.

Originally posted by братушка:
1. Но с другой стороны: площадь со стороны высокого определяется чисто технологическими причинами - сложно сделать там меньше Ф2,5-3мм.

2. Рабочий ход не влияет ни на скорость заполнения, ни на гистерезис, натекание ..

1. хм первый раз.
полное непонимание процесса либо подмена терминов. важен не диаметр поршня (трубки), а площадь запирания. в некоторых конструкциях площадь запирания напрямую связана с диаметром, но таких конструктивов - единицы.
с Кузнецом был разговор давно, он вроде понял.

2. хм не второй раз, а аж два раза.
рабочий ход зависит от податливости пружины. а от податливости зависит и все остальное.

Originally posted by Кайнын:

с Кузнецом был разговор давно, он вроде понял.

А я про площадь запирания понял и здесь об этом не спрашиваю.

Originally posted by greensmith:
А я про площадь запирания понял и здесь об этом не спрашиваю.

а я и не говорю, что ты непонятливый.
я говорю, что я прав и подтверждаю примером. :-)

Originally posted by Кайнын:

а я и не говорю, что ты непонятливый.

Ты говоришь "вроде"

Originally posted by greensmith:
Ты говоришь "вроде"

и от своих слов не отказываюсь.

ибо
а) Разница площадей поршня редуктора на что влияет?
б) А я про площадь запирания понял и здесь об этом не спрашиваю.

это как раз на уровне "вроде".
вроде понял, но похоже, не согласился или ставит под сомнение.
:-)

Originally posted by Кайнын:

а) Разница площадей поршня редуктора на что влияет?

Харашо, исключая площадь запирания. То есть площадь со стороны высокого давления и площадь со стороны редуцированного на что влияют?

1. хм первый раз.
полное непонимание процесса либо подмена терминов. важен не диаметр поршня (трубки), а площадь запирания....

Конечно важно. Но вопрос: важно для чего?
На зависимость выходного давления от входного влияет не площадь запирания, а Ф на уплотнительном колечке.

2. хм не второй раз, а аж два раза.
рабочий ход зависит от податливости пружины. а от податливости зависит и все остальное.

2. Рабочий ход не влияет ни на скорость заполнения, ни на гистерезис, натекание ..

Я не писал от чего ЗАВИСИТ ход, а на что ВЛИЯЕТ.

Читайте внимательней, пожалуста.

Originally posted by братушка:
1. Конечно важно. Но вопрос: важно для чего?
На зависимость выходного давления от входного влияет не площадь запирания, а Ф на уплотнительном колечке.

2. Я не писал от чего ЗАВИСИТ ход, а на что ВЛИЯЕТ.

3. Читайте внимательней, пожалуста.

1. а можно схемку от руки, о чем речь?
какой диаетр - внешний, внутренний, какое и где колечко.
2. формально - да, писал так.
но в контексте темы ход зависит от
"чтобы пружина садилась медленно она должна быть " длинная". То есть работать строго в зоне упругой деформации. Стало быть вместе с длинным ходом вырастает и размер редуктора.".
т.е. речь о ходе в зависимости от податливости пружины.
3. читаю внимательно все посты, поэтому и ошибаюсь. думаю, что участвующие говорят не каждый о чем-то своем, а последовательно выстаивают тему.

для облегчения ответа сам схему выложу

1. все диаметры вар. 1 и 2 равны.
2. варианты отличаются тем, что изменена схема уплотнения
3. допущения (для простоты рассмотрения)
а) седло наточено в бритву
б) уплотнение (закрывание редуктора) шток-седло - в момент касания, неупругое.
г) пружины и т.п. - по вариантам идентичны.
е) динамическими составляющими пренебрегаем.

при желании можно схему изменит, перенеся резинку на тонкую часть штока (не меняя зоны контакта штока с седлом).

вопрос - будет ли отличаться зависимость входного давления от выходного для вар 1 и вар 2?

или такие схемы.

отличаются диаметром штока (показана только левая часть). и, соответственно, ===а Ф на уплотнительном колечке ===
правые части - идентичны.

вопрос - тот же.
допущения - те же.

Кайнын, а можешь выложить скан отпечатка от штока на седле для редукторов на 1-ом рисунке, на фоне штангенциркуля

Originally posted by Кайнын:

вопрос - будет ли отличаться зависимость входного давления от выходного для вар 1 и вар 2?

Да.

Originally posted by Кайнын:

вопрос - тот же.допущения - те же.

Ответ тотже

Экзамен сдан?

Вопрос 1.
Ответ: нет, не будет (теоретически). А практически будет маленькая разница, зависящая от материала запирания (капролон, резина... )

Вопрос 2.
Ответ: Да будет, и очень сильно. Как теоретически, так и практически.

вопрос - будет ли отличаться зависимость входного давления от выходного для вар 1 и вар 2?

Думаю имели ввиду: выходного от входного.
Принимаю за оговорку...

Ну-ка и я встряну...
Давайте рассмотрим закрытый редуктор как систему сил, находящуюся в равновесии. Мы имеем силу упругости Fупр пружин, давление на поршень (большой диаметр) со стороны воздуха низкого давления Fmin и давление на поршень со стороны высокого давления Fmax.
Система сил находится в равновесии, если равнодействующая всех сил равна нулю. Тут все векторы сил находятся на одной оси, поэтому считать просто.
Fmin-Fупр-Fmax=0. Ну или так: Fmin=Fупр+Fmax

Сила упругости:
F=-k*x, где -k - какой-то коэффициент, кажись модуль Гука (уже не помню, да это и не важно). А x - это перемещение. В нашем случае перемещение поршня - одинаковое (то есть пока седло не заткнет "сопло", не важно где что расположено). Поэтому силу упругости будем считать постоянной.

Сила давления:
F=P*S, где P - давление, S - площадь, на которую это давление действует. Площади у нас постоянные. А вот давления.. . Давление на входе редуктора - воздух высокого давления - постоянно падает. А значит уменьшается сила, которая действует на поршень со стороны высокого давления Fmax.

А теперь вернемся к уравнению баланса сил: Fmin=Fупр+Fmax - чтобы оно было верным при постоянно уменьшающейся Fmin и постоянной Fупр, нужно чтобы и Fmax тоже изменялась - а именно уменьшалась. То есть выходное давление - уменьшается по мере падения входного.

А вот и картинка с двумя редукторами:

Так вот, на верхнем редукторе площадь, на которое действует воздух высокого давления - равна внутреннему диаметру отверстия в регулировочном винте. А т.к. дырочка махонькая - то и влияние изменения входного давления на выходное - минимальная.
А вот в нижнем редукторе - входное давление действует на весь малый диаметр поршня, за исключением махонькой дырочки по центру. Так что влияние входного давления на выхоное будет значительным.

Пока строчил сообщение - дядя Кайнын уже все нарисовал и даже загадал загадку.

Колега South все верно разписал. Надо только уточнить 2 вещи:
1. Fmax "формируется" на колечке уплотнения, а не на "площади запирания",
2. На практике есть еще сила упругого сопротивления седла запирания. Такое усилие возможно зависит немного от давления, т.к. упругие свойства материала запирания могут зависеть от давления, при котором он работает. Но такая зависимость будет крайне мала, можно и пренебреч.

Originally posted by братушка:
Колега South все верно разписал. Надо только уточнить 2 вещи:
1. Fmax "формируется" на колечке уплотнения, а не на "площади запирания"

То есть ты считаешь, что между двумя новыми схемами нет разницы?

То есть ты считаешь, что между двумя новыми схемами нет разницы?

Есть, и то какая!!!
Просто я поторопился и предыдущий свой пост пустил раньше, чем "довесок" с картинками о коментариями по ним в посте South-а появился.

Ошибки надо признавать.
Признаюсь - я был не прав

Originally posted by братушка:
Колега South все верно разписал. Надо только уточнить 2 вещи:
1. Fmax "формируется" на колечке уплотнения, а не на "площади запирания",
2. На практике есть еще сила упругого сопротивления седла запирания. Такое усилие возможно зависит немного от давления, т.к. упругие свойства материала запирания могут зависеть от давления, при котором он работает. Но такая зависимость будет крайне мала, можно и пренебреч.

На счет 1 пункта - очень дельное замечание! Спасибо. Как-то не задумывался.. .

Там еще сила трения присутствует. Вот если поставить неподходящее уплотнительное кольцо на поршень, а потом впихнуть его туда нахально с мыслью "да там такие силы действуют, что сдвинут, никуда оно не денется" - то редуктор получается "дубовый" - а именно гистерезис большой.

Вот только получается, что за счет разного узла запирания имеем 2 практически разных редуктора.

Originally posted by братушка:
Вот только получается, что за счет разного узла запирания имеем 2 практически разных редуктора.

Угу. У одного "сопло" подвижное. А у другого - седло.

А мне кажется, что обе схемы различаются лишь расположением седла, а зависимость от Fmax у них одинакова.

Originally posted by greensmith:
А мне кажется, что обе схемы различаются лишь расположением седла, а зависимость от Fmax у них одинакова.

Представь оба редуктора закрытыми.

В первом случае мах давит по площади "пупыньки" седла.
Во втором - по площади сечения штока минус "пупынька" штока.

В случае, когда эти площади одинаковы, ты прав.

Originally posted by Shershen:

Представь оба редуктора закрытыми.

Представь оба редуктора открытыми.

не-а. Не одинакова. Вот я сейчас на картинке закрыл оба редуктора. И красным цветом жирно обозначил площади, на которые в данный момент действует Fmax.

Как видно - площади ОЧЕНЬ различаются.

Originally posted by South:

не-а. Не одинакова.

В закрытом положении, а в открытом?