Построение развертки индикаторной диаграммы

В связи с тем, что уравнения кинематики представлены функцией угла , град., поворота коленчатого вала, то индикаторную диаграмму развертывают по нему, используя метод Брикса. Развертка диаграммы выполняется графически.

Этот метод заключается в том, что при повороте коленчатого вала на угол проекция конуса радиуса ОА на горизонтальную ось отмечает путь, пройденный поршнем, но это будет справедливо лишь при бесконечно большой длины шатуна. Но так как его длина ограничена, то действительные изменения будут иными.

Для этого под индикаторной диаграммой проводим полуокружность радиусом R = S/2.

R = 0,065 м.

Центр окружности – точка О, проводим полуокружность любого радиуса и разбиваем её делениями на каждые15^о.

Для учета влияния конечной длины шатуна на линию АВ помещают точку О^! Смещенную в сторону коленчатого вала на величину ОО^!

ОО^! = R²/2 L _ш, (35)

где L _ш - длина шатуна, м;

R – радиус кривошипа, м.

L _ш = R/ ; = 0,15.

ОО^! = 0,0048 м.

Далее проводим лучи из точки О¹ через разбиения полуокружности проводим лучи, проецируя точки разбиения на индикаторную диаграмму и определяем точки пересечения.

Индикаторную диаграмму строим согласно полученным точкам в системе координат (Р_уFn) - , учитывая правило знаков.

Расчет и построение сил инерции возвратно-поступательно движущихся масс

В механизме движения компрессора возникают две силы инерции:

I₁ = -m_зr . Н; (36)

I₂ = -m_зr . Н, (37)

где m_з – масса возвратно-поступательно движущихся деталей,кг;

= R/l_ш – отношение радиуса кривошипа к длине шатуна.

= 0,15.

– угловая скорость вращения коленчатого вала,рад/с;

= 2 n = 2х3,14х16 = 100,5 рад/с;

- угол поворота коленчатого вала, град.;

R – радиус кривошипа, м;

R = 0,065 м;

m_з = А D ,

где А – коэффициент массы, зависящий от диаметра цилиндра.

- отношение хода поршня к диаметру цилиндра;

= 0,87; А = 2038;

m_з = 2038х0,87х0,15^2,5 = 15,44 кг.

Значение сил инерции первого порядка расчитываем через каждые 30^о, а второго порядка через каждые 15^о. Результаты сводим в таблицу 2.

I₁ = -15,44х0,065х100,5²х = -10136 ;

I₂ = -15,44х0,065х100,5²х0,15х = -1520 .

Таблица 2 – Расчет сил инерции

		I1, Н		2		I2, Н
		-10136				-1520
	0,866	-8778			0,866	-1316
	0,5	-5068			0,5	-760
	-0,5				-0,5
	-0,866				-0,866
	-1				-1
	-0,866				-0,866
	-0,5				-0,5
	0,5	-5068			0,5	-760
	0,866	-8778			0,866	-1316
		-10136				-1520

Полученные значения сил инерции строим в масштабе на диаграмме.

Расчет и построение силы трения возвратно-поступательно движущихся масс

В современных компрессорах 60…70% мощности [2] расходуется на преодоление сил трения при возвратно-поступательном движении деталей и узлов компрессора R_s, Вт. В основном это трение поршневых колец о стенки цилиндра. Они сравнительно малы по отношению к поршневым силам. При расчетах их принимают как средние и постоянные для данного типа машин. Равнодействующая этих сил на протяжении хода поршня направлена по оси цилиндра в сторону противоположную движению и меняет свой знак в мертвых точках. При ходе поршня от верхней мертвой точки к нижней они отрицательны и наоборот.

R_тр = (0,6 – 0,7 )N_тр/с_мz , (38)

где N_тр – мощность, затрачиваемая на трение движущихся частей компрессора, Вт;

с_м – средняя скорость поршня, м/с;

z – число цилиндров компрессора.

N_тр = N_тр - N_i = 51,4 – 46,3 = 5,1 кВт = 5100 Вт;

с_м = 4Sn = 4х0,15х16 = 9,6 м/с; z = 4.

R_тр = 0,7 х 5100/9,6 х 4 = 929,7 Н.

Откладываем значение силы R_тр в принятом масштабе на диаграмме свободных усилий.

Построение диаграммы суммарной свободной силы

Для построения диаграммы суммарной свободной силы П_сум, Н, графически суммируем значения сил давления на поршень, сил инерции 1 и 2 порядка, силу трения в соответствующих положениях коленчатого вала.

П_сум = П + I₁ + I₂ + R_тр .

Масштабы построений:

m_р = 0,02 мм/Н; m = 0,66 мм/град.

Расчет и построение диаграммы тангенциальных усилий

При работе компрессора в нем возникают силы вращательного движения под действием суммарной свободной силы Р = П_сум. Эта сила раскладывается на две составляющие:

N - нормальная к оси цилиндра;

Р_{ш -} сила, действующая вдоль оси цилиндра и состоящая из:

N_к - сила, действующая через коленчатый вал на коренной подшипник;

Т - тангенциальная сила.

Т = П_сум , (37)
где - угол поворота кривошипа, град;

- угол отклонения шатуна от цилиндра, град.

Значение тангенциальной силы определяем через каждые 15^о, записывая результаты в таблицу 3. Построение тангенциальной силы производим на диаграмме в координатах Т - .

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: