Исследование сил рабочего процесса в рабочей полости поршневого компрессора.

 

Таблица № 2 Расчет сил рабочего процесса в рабочей полости поршневого компрессора:

Давление, Па	Сила, Н	Пк=Pi/Pвс	Ti=Tвс*Пкi,К	Sсжi=Ti*(Si+Sм)/Tвс*Пк	Sрасшi=Sм*Sсжi/Sсж
				94,5	8,5
		1,5			6,5
		2,5			4,5
		3,5			3,5
		4,5			2,9
					2,7
		5,5			2,5

 

Рис. № 2 График изменения сил давления от хода поршня (индикаторная диаграмма):

 

Смотреть приложения №1

 

Используя данные индикаторной диаграммы, графоаналитическим методом строим график изменения сил инерции, трения и давления газа от угла поворота кривошипа.

 

 

Рис. №3. Суммарная диаграмма сил инерции, трения и газа.

 

Смотреть приложения №2

 

Далее строим график зависимости тангенциальной силы и крутящего момента на коленчатом валу от угла поворота кривошипа.

 

 

Возьмем

 

 

 

 

Табл. №4. Зависимость тангенциальной силы и крутящего момента от угла поворота кривошипа:

 

α	PΣ	sin(a+β)/cosβ	Ti , Н	Tср	Тmax/Tср
	1,6		0,000	1,11	4,4
	5,2	0,587	3,052
	2,1	0,947	1,989
	-1,7		-1,700
	-3,8	0,778	-2,956
	-5,2	0,413	-2,148
	-6		0,000
	-6,7	-0,413	2,767
	-5,7	-0,778	4,435
	-4,3	-1	4,300
	-4,3	-0,947	4,072
	-1	-0,587	0,587
	-0,4		0,000

 

Tmax=4,640

Рсумм –это суммарная сила от сил инерции, газовых сил, сил трения.

Тi –тангенциальная сила

а –угол поворота коленчатого вала; β –угол отклонения шату

 

Рис. №4. Зависимость вращающего момента от угла поворота кривошипа:

 

Разработка и объяснение принципов уменьшения свободных сил инерции в одноцилиндровой поршневой компрессорной машине.

На кривошипно-шатунный механизм воздействуют как приложенные внешние силы, так и силы инерции масс отдельных элементов конструкции механизма движения. Цель силового исследования кривошипно-шатунного механизма — определить величину и направление действующих в нем сил, на основании которых производится расчет элементов конструкции на прочность. Если к действующим на механизм силам и силам реакций связей в механизме приложить силы инерции, то получим систему равновесных сил.

Уравновешивание кривошипно-шатунного механизма сводится к определению масс противовесов и такому их размещению на элементах механизма движения, при котором сумма всех сил инерции, в том числе и сил инерции противовесов, а также сумма моментов этих сил относительно неподвижного центра вращения масс будут равны нулю.

 

Рис. №5. Уравновешивание сил инерции.

 

 

 

Примем за неподвижный центр вращения опорный подшипник вала. Сосредоточим массу поршня m ₃ на пальце поршня в точке В, массу шатуна m ₂— на его стержне в центре масс точке C ₂; массу кривошипа m ₁ — на его оси в точке С ₁.

Установив противовесы m ₁ и m ₂, получим механизм движения, центр масс которого во всех его положениях будет совпадать с неподвижной точкой О.

Примененная здесь система уравновешивания сил инерции масс, находящихся в возвратно-поступательном движении, обеспечивает уравновешивание всех сил инерции механизма движения и поршня всех порядков. Однако рассмотренный метод уравновешивания сил инерции не находит широкого применения ввиду того, что при малых радиусах r _П1 и r _П2 массы противовесов m _П1 и m _П2 получаются большими, а при больших радиусах r _П1 и r _П2 значительно возрастают габариты машины.