Курсовая работа 81: Проектирование и исследование механизмов одноцилиндровой двухступенчатой компрессорной установки вариант А
Описание
Техническое задание.
Задание №81 А.
Проектирование и исследование механизмов одноцилиндровой двухступенчатой компрессорной установки.
Компрессорная установка предназначена для получения сжатого воздуха. Коленчатый вал 1 компрессора (рис. 81) получает вращение от электродвигателя 8 через планетарный редуктор 9-13, муфту 14 и приводит в движение поршень 3 через шатун 2. Для обеспечения заданной равномерности движения на валу 1 установлен маховик 15.
Поршень 3 и цилиндр 4 образуют две рабочие полости: камеру I ступени (полость низкого давления) и камеру II ступени (полость высокого давления). При движении поршня вниз воздух из атмосферы через клапан 5 поступает в камеру I ступени (линия a-b индикаторной диаграммы на рис. 81б). При обратном движении поршня (вверх) клапан 3 закрывается и воздух, заполнивший камеру I ступени, сжимается до давления PImax (линия b-c). В это же время в камере II ступени происходит расширение остатков сжатого воздуха (линия f-c). Когда давление в камере I ступени сравняется с давлением в камере II ступени, откроется клапан 6 и воздух начнёт перетекать из первой во вторую камеру. При дальнейшем движении поршня вверх давление воздуха в обеих камерах остаётся постоянным (линия c-d) PImax =0.5 МПа. При движении поршня вновь вниз в камере I ступени будет происходить сначала расширение остаточного воздуха (линия d-c), а затем всасывание воздуха из атмосферы через клапан 5. В это же время во второй камере воздух сжимается от давления PIImin =0.5 МПа до давления PIImax =5 МПа (линия d-e) и через клапан 7 нагнетается в резервуар.
Индикаторные диаграммы строятся по данным табл. 81-2. Смазка подвижных соединений осуществляется плунжерным насосом 18 кулачкового типа (рис.81в), который приводится в движение от вала 1 через зубчатую передачу Z16 и Z17.
Схема кулачкового механизма 18-19 и закон изменения ускорений плунжера 19 в пределах угла рабочего профиля кулачка δраб = φраб показаны на рис. 81в и рис. 81г.
Примечания:1.Диаграмма угловой скорости ω1=f(φ1) строится на третьем обороте кривошипа с момента запуска; угол откладывается по направлению ω1 от верхнего вертикального положения. При этом надо считать, что ωнач третьего оборота равна угловой скорости в конце второго оборота (ω1)2, а движущий момент Mдпр постоянен.
2.Число сателлитов планетарного механизма k=3.
3.Радиус скругления толкателя плунжера rE=0,25r0 (r0 – начальный радиус кулачка)
Рис.81
Таблица 81-1
№ | Наименование параметра | Обозначение | Размерность | Значение |
1 | Скорость вращения коленчатого вала | 1 | 1/с | 5 |
2 | Средняя скорость поршня 3 | vср | м/с | 1 |
3 | Отношение длины шатуна 2 к длине кривошипа коленчатого вала 1 | lAB/lOA | - | 3,6 |
4 | Положения центра тяжести шатуна | lAS2/lAB | - | 0,33 |
5 | Диаметры поршня | dI, dII | м | 0,1; 0,08 |
6 | Момент движущих сил приведенных к коленчатому валу 1 | Mдпр | H*м | 150 |
7 | Сила тяжести поршня | G3 | H | 49,1 |
8 | Сила тяжести шатуна | G2 | H | 88,3 |
9 | Момент инерции шатуна относительно оси, проходящей через центр тяжести | J2S | кг*м2 | 0,032 |
10 | Скорость вращения электродвигателя | nдв | 1/c | 45 |
11 | Моменты инерции коленчатого вала и маховика | J01 | кг*м2 | 5,984 |
12 | Момент инерции планетарного редуктора, приведенный к коленчатому валу | Jредпр | кг*м2 | 0,785 |
13 | Момент инерции ротора электродвигателя с муфтой, приведенный к коленчатому валу | Jротпр | кг*м2 | 0,491 |
14 | Угловая скорость кривошипа в конце второго оборота | (ω1)2 | рад/с | 22 |
15 | Угловая координата для силового расчета | φ1 | град | 150 |
16 | Число зубьев колес | z16, z17 | - | 12; 18 |
17 | Модуль колес | m | мм | 4 |
18 | Рабочий угол профиля кулачка | δр | град | 340 |
19 | Максимальный ход плунжера (толкателя) | h19 | м | 0,014 |
20 | Отношение между величинами ускорений | a1/a2 | - | 2,5 |
21 | Допустимый угол давления в кулачковом механизме | [θ] | град | 20 |
Таблица 81-2 ー Давление на поршень в долях Pmax в зависимости от положения поршня SB
Путь поршня | SB/HB | 0.0 | 0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.4 | 0.5 | 0.6 | 0.7 | 0.8 | 0.9 | 1.0 |
I. вниз | P/PImax | 1.0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
I. вверх | 1.0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 0,5 | 0,3 | 0,2 | 0,15 | 0,10 | 0.05 | 0 | |
II. вниз | P/PIImax | 0,1 | 0,11 | 0,12 | 0,15 | 0,18 | 0,22 | 0,28 | 0,36 | 0,51 | 1,0 | 1,0 |
II. вверх | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,11 | 0,13 | 0,17 | 0,22 | 0,3 | 0,5 | 1,0 |
vk_67007216
