Визуальный осмотр элементов системы "золотник-затвор" пневматического вытеснителя с погружным воздухораспределителем показал недопустимо быстрый и неравномерный износ деталей, контактирующих с шариками-фиксаторами. Таким образом, главным аспектом повышения надежности данного устройства является изучение динамики деталей, входящих в систему "золотник-затвор", во время работы пневматического вытеснителя. Это позволит прогнозировать нагрузки и напряжения в точках их контакта с шариками-фиксаторами и даст возможность выявить элементы конструкции, наиболее подверженные износу. Следует отметить, что износ детали в большей степени определяют напряжения, возникающие при силовом воздействии на ее поверхности Для того, чтобы перейти к напряжениям, возникающим в местах контакта шариков фиксаторов с ниппелем, золотником и затвором, вследствие приложенных к ним статических нагрузок, необходимо знать схему контакта между деталями. В нашем случае будет две схемы контакта: сфера контактирует с выпуклой и с вогнутой цилиндрической поверхностью.

На рис. 3-4 приведены соответственно графики изменения наибольшего сжимающего напряжения q0 и наибольшего касательного напряжения maxt в зависимости от величины угла наклона a к вертикали конической расточки золотника. Эти параметры рассчитывались применительно к реальной конструкции. Из рисунков видно, что равенство контактных напряжений на ниппеле и золотнике (точка g), затворе и ниппеле (точка p) и золотнике и затворе (точка k) обеспечивается при углах a соответственно 42,54 и 78 0. Причем при угле a = 78 0 равные контактные напряжения на золотнике и затворе будут минимальны. Минимальным будет и контактное напряжение на ниппеле (точка n).