Динамический расчет4 (1095684), страница 2
Текст из файла (страница 2)
(3.3.54)
Другие точки рассчитываются аналогично. Значения суммарной поршневой силы 
. В мертвых точках кривая суммарной поршневой силы терпит
разрыв, равный удвоенной силе трения в ряду.
Построение силовых диаграмм показано на рис.3.4
Приведем пример расчета 
, 
, 
, 
, 
при угле поворота коленчатого вала 
.
Нормальные силы, действующие на стенки цилиндра, определим по формуле (3.3.55) [6]:
(3.3.55)
где 
- угол между осями цилиндра и шатуна: 
.
Подставим в формулу значения: 
Усилия по шатуну определяем по формуле (3.3.56) [6]:
(3.3.56)
Подставляем значения в формулу:
Тангенсальные усилия на кривошипе найдем по формуле (3.3.57) [6]:
(3.3.57)
Подставляем значения в формулу:
Радиальные усилия на кривошип определяем по формуле (3.3.58) [6]:
(3.3.58)
Подставляем значения в формулу:
Диаграммы нормальных и радиальных сил представлены на рис.3.5 и рис.3.6.
Усилия на шатунную шейку вала определяем по формуле (3.3.59) [6]:
(3.3.59)
где 
- центробежная сила от вращающейся части шатуна, ее значение определяем по формуле (3.3.60) [6]:
(3.3.60)
Подставим значения, получим
Подставляем значения в формулу:
Для других углов поворота коленчатого вала расчеты производятся аналогично. Результаты расчетов сведем в таблицу 13 и таблицу 14:
Таблица 13
Первая ступень
|
| β | N,кН | Рш,кН | Рt,кН | Рr,кН | Q,кН | |
| 0 | 0,00 | 0,00 | -37,45 | 0,00 | -37,45 | 41,03 | |
| 15 | 3,26 | 1,60 | 28,08 | 8,80 | 26,67 | 24,70 | |
| 30 | 6,32 | 4,27 | 38,81 | 22,98 | 31,28 | 35,99 | |
| 45 | 8,95 | 7,67 | 49,30 | 39,84 | 29,03 | 47,28 | |
| 60 | 10,99 | 13,40 | 70,36 | 66,51 | 22,97 | 69,27 | |
| 75 | 12,27 | 16,26 | 76,51 | 76,42 | 3,70 | 76,42 | |
| 90 | 12,72 | 15,26 | 69,36 | 67,67 | -15,21 | 70,23 | |
| 105 | 12,28 | 13,49 | 63,46 | 56,43 | -29,03 | 65,18 | |
| 120 | 11,00 | 11,27 | 59,13 | 44,68 | -38,74 | 61,54 | |
| 135 | 8,96 | 8,77 | 56,34 | 33,20 | -45,52 | 59,27 | |
| 150 | 6,33 | 6,04 | 54,78 | 22,06 | -50,14 | 58,07 | |
| 165 | 3,28 | 3,09 | 54,05 | 11,06 | -52,91 | 57,56 | |
| 180 | 0,00 | 0,00 | 51,07 | 0,00 | -51,07 | 54,65 | |
| 195 | -3,25 | -0,07 | 1,16 | -0,23 | -1,14 | 4,73 | |
| 210 | -6,30 | 3,20 | -29,19 | 11,69 | 26,75 | 25,95 | |
| 225 | -8,94 | 6,07 | -39,11 | 22,96 | 31,66 | 36,28 | |
| 240 | -10,98 | 10,54 | -55,36 | 41,72 | 36,39 | 53,08 | |
| 255 | -12,27 | 17,39 | -81,88 | 72,70 | 37,67 | 80,29 | |
| 270 | -12,72 | 17,71 | -80,51 | 78,49 | 17,90 | 79,79 | |
| 285 | -12,28 | 15,55 | -73,12 | 73,05 | -3,29 | 73,37 | |
| 300 | -11,00 | 12,35 | -64,72 | 61,25 | -20,91 | 65,97 | |
| 315 | -8,98 | 8,80 | -56,41 | 45,72 | -33,05 | 58,58 | |
| 330 | -6,35 | 5,46 | -49,39 | 29,38 | -39,69 | 52,31 | |
| 345 | -3,30 | 2,57 | -44,69 | 14,16 | -42,38 | 48,10 |
По данным таблицы 13 строим векторные диаграммы сил 
, действующих на шатунную шейку каждого ряда (рис.3.7).
3.4. Построение диаграмм суммарного противодействующего момента.
Противодействующий момент, вызванный силами, действующими в ряду, обозначим 
, найдем его по формуле (3.4.61) [6]:
(3.4.61)
Расчет моментов 
и 
представлен в виде таблицы 14.
Таблица 14
При построении суммарного противодействующего момента 
следует учесть смещение моментов, возникающих в каждом ряду от действия поршневых сил, на угол, соответствующий развалу цилиндров. Вращение коленчатого вала компрессора происходит против часовой стрелки, следовательно, поршень первой ступени в своем движении отстает от поршня второй ступени на угол 
. Исходя из этого противодействующиё момент будет полностью совпадать с 
.
Дополнительно следует учесть момент сил трения вращательного движения (формула 3.4.62) [6]:
(3.4.62)
Подставим значения в это выражение:
Опустим ось абцисс диаграммы на величину, соответствующую
. По диаграмме суммарного противодействующего момента определим значение среднего момента 
и нанесем его на эту диаграмму. Эта величина пропорциональна потребляемой компрессором мощности: 
.
По диаграмме определяем 
.
Получим 
.
Из термодинамического расчета 
. Погрешность укладывается в допустимые 5%, следовательно, графические построения выполнены правильно.
Планиметрированием найдем площадки, образованные кривой 
и прямой
и построим векторную диаграмму (рис.3.5). Общая высота этой диаграммы определяет предельное изменение кинетической энергии маховика на протяжении одного оборота коленчатого вала.
Из диаграммы определим 
Требуемый момент инерции маховика определим по формуле 3.4.63 [8]:
(3.4.63)
где 
- степень неравномерности движения, в случае привода от синхронного двигателя 
.
где 
и 
- масштабный коэффициенты на диаграмме.
Получим
Как видно, требуемый момент инерции маховика меньше момента инерции электродвигателя. Следовательно, нет необходимости в маховике, его функции вполне может выполнять ротор электродвигателя.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
