вар 12 (Условия КП - Плужников)

ЗАДАНИЕ № 12

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМОВ ПОРШНЕВОГО КОМПРЕССОРА

Назначение и краткое описание механизмов поршневого компрессора

     Вертикальный одноцилиндровый поршневой компрессор (рис. 12—1) предназначен для сжатия воздуха и приводится в движение асинхронным электродвигателем 6, механическая характеристика которого изображена на рис. 12-2 воздух поступает в цилиндр из атмосферы через фильтр, установленный на всасывающей полости клапанной коробки 7, и после сжатия нагнетается в специальный резервуар. Для отвода тепла, выделяемого при сжатии, служит водяная рубашка. Изменение давления в цилиндре по пути поршня характеризуется индикаторной диаграммой (рис.12—3), данные для построения которой приведены в табл. 12—2.

     Основной механизм компрессора—кривошипно-ползунный. Он состоит из коленчатого вала 1, шатуна 2 и поршня 3. Для обеспечения необходимой равномерности движения на коленчатом валу машины закреплен маховик 8. Противовесы 9 на коленчатом валу уравновешивают механизм, уменьшая силы в подшипниках. Смазка механизма — циркуляционная, под давлением от масляного насоса 10, помещенного в картере и приводимого в движение от коленчатого вала, при помощи зубчатой передчи 4—5 (рис. 12-1).

     Плунжерный масляный насос кулачкового типа (схема его изображена на рис. 12-4а).

     При проектировании и исследовании механизмов компрессора считать известнЬми параметры, приведенные в табл. 12-1.

     В поршневом компрессоре (рис. 12—1) отсутствует планетарный редуктор, проектирование которого провести по дополнительному заданию (Приложение III, риc III-5, табл III-5).

Рис. 12-1. Общий вид установки.

Объем и содержание курсового проекта

     Лист 1. Проектирование основного механизма компрессора и определение закона его движения.

1. Определение основных размеров звеньев механизма по заданным условиям (средняя скорость поршня, число оборотов коленчатого вала; отношение длины шатуна к длине кривошипа).

Рис 12—2 Механическая характеристика электродвигателя

1. Определение необходимого момента инерции маховых масс, обеспечивающих вращение коленчатого вала с заданным коэффициентом неравномерности при установившемся режиме работы. Определение момента инерции дополнительной маховой массы (маховика), установленной на коленчатом валу.

Рис 12—3 Индикаторная диаграмма компрессора

1. Построение диаграммы изменения угловой скорости коленчатого вала за время одного цикла установившегося режима работы.

2. Определение максимальной величины момента (М_д)_пр на валу электродвигателя.

     Основные результаты расчета привести в табл. 1—1 (Приложение I).

Рис 12—4 Схема кулачковою механизма масляного насоса

Рис 12—5 Закон изменения ускорения плунжера насоса (толкателя кулачкового механизма).

     Примечание. Веса звеньев механизма и их моменты инерции даны ориентировочно.

     Лист 2. Силовой расчет основного механизма компрессора.

1. Определение углового ускорения звена приведения по уравнению движения в дифференциальной форме (на основании исследования, выполненного на листе 1 проекта) в положении механизма, соответствующем заданному углу ₁. Определение линейных ускорений центров тяжести и угловых ускорений звеньев.

2. Построение картины силового нагружения механизма.

3. Определение сил в кинематических парах механизма.

4. Оценка точности расчетов, выполненных на листах 1 и 2 проекта, по уравнению моментов или уравнению сил для ведущего или ведомого звена механизма.

     Основные результаты расчета привести в табл 1-2 (Приложение I).

     Лист 3. Проектирование кулачкового механизма масляного насоса.

1. Определение числа оборотов кулачкового вала.

2. Построение кинематических диаграмм движения толкателя (ускорения, скорости, перемещения) по заданному закону изменения ускорения толкателя (рис. 12—5).

3. пределение основных размеров кулачкового механизма наименьших габаритов с учетом максимально допустимого угля давления _доп.

4. Построение профиля кулачка (центрового и конструктивного).

5. Построение диаграммы изменения угла давления в функции угла поворота кулачка.

     Основные результаты расчета привести в табл. 1—3 (Приложение I).

     Лист 4. Проектирование зубчатой передачи и планетарною редуктора.

1. Выполнение геометрического расчета эвольвентной зубчатой передачи Z₄, Z₅ (рис 12—1).

2. Построение схемы станочного зацепления при нарезании колеса с меньшим числом зубьев и профилирование зуба (включая галтель) методом огибания.

3. Вычерчивание схемы зацепления колес с указанием основных размеров и элементов колес и передачи.

4. Проектирование планетарного редуктора (подбор числа зубьев) по заданному передаточному отношению редуктора и числу сателлитов. (Приложение III, рис III—5). Допустимое отклонение i_ред±5%.

5. Определение передаточного отношения, линейных скоростей и чисел оборотов звеньев спроектированного редуктора графическим способом.

     Основные результаты расчета привести в табл 1—4 (Приложение I).

Исходные данные Таблица 12-1.

     Значения давления в цилиндре компрессора в долях максимального давления P_max в зависимости от положения поршня