Для студентов МГТУ им. Н.Э.Баумана по предмету Теория механизмов и машин (ТММ)Проектирование и исследование механизмов поршневой компрессорной машиныПроектирование и исследование механизмов поршневой компрессорной машины
2021-02-282021-02-28СтудИзба
Курсовая работа 127: Проектирование и исследование механизмов поршневой компрессорной машины вариант ВУ15
-50%
Описание
Проектирование и исследование механизмов поршневой компрессорной машины
Реферат
Расчетно-пояснительная записка к курсовому проекту ’’Проектирование и исследование механизмов поршневой компрессорной машины’’ содержит 44 страницы машинописного текста 9 рисунков и 8 таблиц.В расчетно-пояснительной записке приведено: проектирование основного механизма поршневой компрессорной машины, определение закона движения звена приведения, кинето-статический силовой расчет основного рычажного механизма, проектирование цилиндрической эвольвентной зубчатой передачи, проектирование однорядного планетарного механизма, проектирование кулачкового механизма с силовым замыканием высшей пары.
В конце имеются распечатки программных приложений ZUB и DIADA.
Содержание
- 1. Техническое задание 5
- 1.1. Краткое описание работы механизма -
- 1.2. Исходные данные 12
- 2. Проектирование основного рычажного механизма и определение закона движения его начального звена 13
- 2.1. Определение необходимых данных к проектированию кинематической схемы кривошипно-ползунного механизма -
- 2.2. Определение требуемых передаточных функций скоростей 15
- 2.3. Построение индикаторной диаграммы и графиков сил , действующих на поршни -
- 2.4. Построение графиков приведенных моментов , , и графика суммарного приведенного момента 17
- 2.5. Построение графика суммарной работы 18
- 2.6. Построение графиков переменных приведенных моментов инерции II группы звеньев и графика их суммы -
- 2.7. Переход от графика к графику кинетической энергии всего механизма 20
- 2.8. Переход от графика к приближенному графику кинетической энергии этой же группы звеньев -
- 2.9. Построение графика кинетической энергии I группы звеньев -
- 2.10. Определение необходимого момента инерции маховых масс . -
- 2.11. Переход от графика к приближенному графику угловой скорости начального звена 21
- 2.12. Данные к силовому расчёту -
- 3. Силовой расчет основного рычажного механизма -
- 3.1. Исходные данные -
- 3.2. Построение схемы механизма 22
- 3.3. Определение скоростей точек механизма -
- 3.4. Определение ускорений точек механизма -
- 3.5. Определение главных векторов и главных моментов сил инерции 23
- 3.6. Силовой расчет 24
- 4. Проектирование зубчатой передачи 26
- 4.1. Исходные данные -
- 4.2. Последовательность расчета зубчатой передачи -
- 4.3. Качественные показатели работы зубчатой передачи 28
- 4.4. Выбор коэффициента смещения x с учетом качественных показателей работы зубчатой передачи -
- 4.5. Построение профиля зуба колеса, изготовляемого реечным инструментом 29
- 4.6. Построение проектируемой зубчатой передачи 31
- 5. Проектирование планетарного редуктора 34
- 5.1. Исходные данные -
- 5.2. Условия, которым должны удовлетворять числа зубьев колес редуктора -
- 5.3. Выбор числа зубьев -
- 5.4. Графическая проверка передаточного отношения редуктора 35
- 6. Проектирование кулачкового механизма -
- 6.1. Исходные данные -
- 6.2. Построение кинематических диаграмм и расчет масштабов построения 36
- 6.3. Построение диаграммы 37
- 6.4. Построение области допустимого расположения центра вращения кулачка -
- 6.5. Выбор положения центра вращения кулачка и определение основных размеров кулачкового механизма 38
- 6.6. Построение центрового и конструктивного профилей кулачка и кинематической схемы кулачкового механизма -
- 6.7. Построение графика изменения углов давления -
- 6.8. Приложения программ ZUB и DIADA 39
- 7. Список литературы 42
1. Техническое задание
Краткое описание работы механизмов.
Компрессорная машина – совокупность компрессора, привода и вспомогательного оборудования. Компрессор объемный – машина для повышения давления и перемешивания газа, в которой процесс сжатия происходит в результате периодического изменения геометрических размеров рабочего пространства, занимаемого газом. В поршневом компрессоре сжатие газа осуществляется за счет возвратно-поступательного перемещения поршня в цилиндре компрессора. Это перемещение поршня обеспечивается кривошипно-ползунным, кулисным или кулачковым механизмами. Если требуемое давление газа нельзя получить в одном цилиндре, то применяют многоступенчатые машины, в которых газ последовательно проходит через несколько цилиндров и межступенчатых охладителей (холодильников).На рис. 1.1 приведена схема трехступенчатой компрессорной машины. Диаметры D, D, D цилиндров при одинаковой длине H хода поршней связаны между собой зависимостями, вытекающими из уравнений состояния газа.
На рис. 1.2 представлена функциональная схема вертикального двухступенчатого компрессора с двухрядным расположением цилиндров. Движение передается от асинхронного электродвигателя Д через планетарный зубчатый редуктор ПР и зубчатую цилиндрическую пару z-z на коленчатый трех опорный вал 1,на котором установлен маховик МАХ. Поршни 3 и 5 перемещаются с помощью шатунов 2 и 4. Сжатый газ из цилиндра ступени I поступает в холодильник и далее в цилиндр ступени II с помощью соответствующих самодействующих клапанов. Каждый цилиндр имеет одну рабочую полость, а поршни выполнены удлиненной формы (коэффициент l/D = 0,8…1,2 – отношение длины поршня к его диаметру). Крейцкопфный механизм снабжен дополнительным ползуном, следовательно, поршень может работать двумя сторонами. Таким образом, компрессоры могут быть одностороннего и двустороннего действий (всасывания – сжатия).
Схемы типовых конструкций с разным расположением осей цилиндров приведены на рис. 1.3 и 1.4. Различают односторонние горизонтальные (рис. 1.3а), вертикальные (см. рис. 1.2), оппозитные горизонтальные (рис. 1.3б), угловые прямоугольные (рис. 1.4а), V –образные (рис. 1.4б) и W –образные схемы механизмов. Применяют однорядные, двухрядные и многорядные компрессоры. Последние имеют определенные преимущества: более равномерное распределение приведенного момента активных сил, а следовательно, меньшую массу маховика.
Сжатие газа в компрессорных машинах происходит по политропе, если не учитывается теплообмен с окружающей средой, или по изотерме – для машин с внутренним охлаждением в многоступенчатых поршневых компрессорах (рис. 1.5). На рисунке приведены графики политропы 1 и изотермы 2 с показателями степеней c = 1,3, c = 1 соответственно.
При расчете политропы расширения газа применяют коэффициент, являющийся отношением относительного мертвого пространства (см. рис. 1.5) к объему, описанному поршнем за один его ход, т.е. l = V/V = =0,06…0,12. Степень повышения давления газа e в одном цилиндре равна отношению давления нагнетания P к давлению всасывания P:Чтобы не возникла опасность воспламенения и взрыв масла на крышках цилиндров и поверхностях клапанов, значение e не должно превышать установленную норму. Для воздушных компрессоров e 2,8…3,5. Если степень повышения давления компрессора превышает эти нормы, то применяют несколько ступеней:
Оптимальное
конечное
давление по
критерию
полезного
действия,
МПа . . . . . . . 0,3 1,0 2,0 6,0 20 30 60
Интервал
давлений,
МПа . . . . . . . 0,1-0,7 0,5-3,0 1,3-15 3,5-40 15-100 20-130 45-150
Число сту-
пеней сжа-
тия . . . . . . . . 1 2 3 4 5 6 7
Изменение параметров сжимаемого газа в каждой ступени представлено на индикаторной диаграмме в координатах давление – перемещение поршня в цилиндре (рис. 1.6 и 1.7) в зависимости от степени повышения давления газа e, давления всасывания и изменения объема газа в холодильнике (рис. 1.5).
Электромеханический привод. Между приводным электродвигателем и компрессором устанавливают зубчатый редуктор с одной или двумя парами цилиндрических зубчатых колес или планетарный редуктор, обеспечивающие работу компрессора с оптимальной частотой вращения коленчатого вала или с заданной средней скоростью поршня. Превышение скорости недопустимо по критериям прочности, износа трущихся деталей и потерь энергии в клапанах. Как правило, используют асинхронные электродвигатели с синхронной частотой вращения, равной 750…2000 об/мин, при этом средняя скорость поршня составляет 2,5…5 м/с (рис. 1.2).
Структурную схему планетарного редуктора выбирают по таблице в соответствии с требуемым передаточным отношением.
Система смазки. Крупные компрессорные машины снабжены системами смазки механизмов привода (подшипников, зубчатых колес, соединительных зубчатых муфт) и деталей цилиндропоршневой группы. Предусмотрены два маслонасоса: рабочий (соединен муфтой с валом компрессора) и резервный (с отдельным приводом). В крейцкопфных компрессорах применяют механизмы привода, смазываемые индустриальными маслами, а для цилиндропоршневой группы используют компрессорные масла с необходимой дифференциацией по вязкости, температуре начала окисления и самовоспламенения и нагарообразующей способности.
Радиально-поршневые насосы (РПН) используют для смазки цилиндров. Для маслонасосов (лубрикаторов) используют либо отдельный электромеханический привод, либо привод коренного вала или крейцкопфа (рис. 1.8).
1.2. Исходные данные
Исходные данные воздушного V-образного поршневого компрессора (рис. 1.4б) приведены в таблице 1.1.Таблица 1.1.
1 | Шифр задания | ВУ15 |
2 | Объемная подача V, м/мин | 3,0 |
3 | Средняя скорость поршня v, м/с | 3,8 |
4 | Давление нагнетания P, МПа | 0,9 |
5 | Отношение хода поршня к его диаметру H/D | 0,70 |
6 | Относительная длина шатуна l = l/l | 3,8 |
7 | Коэффициент неравномерности движения d | 0,028 |
8 | Число ступеней z | 2 |
Чертежи
Лист 1 - Определение закона движения
Лист 2 - Силовой расчет
Лист 3 - Проектирование зубчатой передачи
Лист 4 - Проектирование кулачкового механизма
Характеристики курсовой работы
Учебное заведение
Семестр
Номер задания
Вариант
Просмотров
35
Покупок
0
Качество
Идеальное компьютерное
Размер
769,51 Kb
Список файлов
- РПЗ.doc 1,44 Mb
- Моменты.xls 56,5 Kb
- DIADA.txt 10,44 Kb
- Лист (1).dwg 83,82 Kb
- Лист (2).dwg 87,63 Kb
- Лист (3).dwg 93,63 Kb
- Лист (4).dwg 74,06 Kb
Вам все понравилось? Получите кэшбэк - 40 рублей на Ваш счёт при покупке. Поставьте оценку и напишите положительный комментарий к купленному файлу. После Вы получите деньги на ваш счет.