Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

Таблица 4.5.

Шпильки для соединения фланцев «редуктор-микрокомпрессор»

Гайки для шпилечных соединений выбираются по ГОСТ 5915-70, пружинные шайбы выбираются по ГОСТ 6402-70. ГОСТы приведены в [5].

5.РАЗРАБОТКА ЭСКИЗНОГО ПРОЕКТА МИКРОКОМПРЕССОРА

Общая методика расчетов приведена в [1].

5.1.Выбор наивыгоднейшего распределения давления по ступеням

Как показали термодинамические расчеты, наивыгоднейшее распределение давления по ступеням двухступенчатого компрессора для достижения минимума работы может быть получено при равенстве отношений давлений в каждой ступени квадратному корню из общего отношения давлений в компрессоре, то есть

,

где - начальное давление всасывание, МПа; - конечное давление нагнетания, МПа; - промежуточное давление (за I ступенью), МПа. Тогда

МПа.

Степень сжатия в одной ступени в компрессорах с воздушным охлаждением не должна превышать

.

Подставим значения давлений в формулу для степени сжатия и получим

.

Такая степень сжатия не опасна для возгорания масла, поэтому принимаем полученное распределение давлений по ступеням.

5.2.Проектирование механизма с эксцентриковым валом для привода поршней компрессора.

5.2.1.Определение силы, действующей на поршень

Определяем силу , равную

,

где берется с эскиза механизма привода поршней, приведенного на рис.5.1. при (момент максимального давления нагнетания).

Расчетная схема приведена на рис.5.2.

мм.

Из геометрических соображений получаем следующие результаты для значений сил:

Найдем силу, действующую на поршень

,

где - коэффициент, учитывающий потери на трение в подшипниках скольжения, в направляющих штока, в цилиндре и т.п. Примем . Тогда сила, действующая на поршень

Н,

5.2.2.Определение диаметров поршней I и II ступеней

Определяем диаметры поршней I и II ступеней по формуле

,

(5.1)

где - давление нагнетания за соответствующей ступенью, МПа.

По формуле (5.1) определяем диаметры поршней I и II ступеней

мм, мм.

Полученное значение диаметров поршней округляем до ближайшего большего значения из указанных в ГОСТ 6540-68 (СТ СЭВ 3936-82), приведенном в [1] и получаем:

мм, мм.

5.2.3.Определение диаметров штоков поршней

Диаметр штока определяют конструктивно из условия

,

где - диаметр поршня соответствующей ступени.

Для штоков поршней получаем:

Полученное значение диаметров штоков округляют до ближайшего большего значения из указанных в ГОСТ 6540-68 (СТ СЭВ 3936-82). Из условия унификации выбираем диаметры штоков одинаковыми и равными диаметру штока первой ступени

.

5.2.4.Расчет штоков на устойчивость

Проверяем шток I ступени. Длина штока 124 мм.

Найдем гибкость штока

,

где - коэффициент приведения длины; - радиус инерции, равный

,

где - момент инерции сечения; - площадь поперечного сечения.

Отсюда

мм; .

Так как

,

то шток рассчитываем только на прочность при сжатии

МПа.

Условие прочности штока при сжатии обеспечено:

Поэтому оставляем диаметры штоков поршней без изменений.

5.3.Конструктивные элементы поршневого микрокомпрессора

5.3.1.Цилиндры

Геометрические размеры цилиндра и элементов его ребер приведены на рис.5.3.

Толщину стенки цилиндра определяют по формуле

,

где - наибольшее внутреннее избыточное давление, МПа; - внутренний диаметр цилиндра, равный диаметру поршня, мм; - допускаемое напряжение при растяжении, МПа; мм – прибавка к расчетной толщине, учитывающая ослабление стенки в результате неточности отливки, коррозии; МПа – для алюминиевых сплавов.

Получаем значения для I и II ступеней:

Выбираем элементы оребрения для улучшения отвода тепла сжатия. Выбираем цилиндр из алюминиевого сплава, литой. Для удобства использования составим для данного цилиндра таблицу 5.1., сформированную из размеров элементов ребер.

Таблица 5.1.

Размеры элементов ребер в мм

5.3.2.Поршни

Высоту поршня определяем по соотношению

,

где 1,2 – для I ступени, а 1,5 – для II ступени. В результате расчетов получаем

Рассчитываем толщину днища поршня, рассматривая днище как пластину, защемленную по периметру:

мм,

(5.2)

где МПа – допускаемое условное напряжение при изгибе для алюминиевых сплавов. (Поршни малых диаметров делают сплошными). Подставляя численные значения в формулу (5.2), получаем

мм.

По условию (5.2) выбираем толщину днища поршня мм.

5.3.3.Поршневой палец

Диаметр поршневого пальца определяют исходя из допускаемого удельного давления

,

где МПа – допускаемое удельное давление.

Подставляем численные значения

, принимаем мм.

Вычисляем длину шатунного подшипника

.

Подставив в формулу диаметр пальца, получаем

мм, принимаем мм.

Проверяем сечение пальца на изгиб (и срез), рассматривая палец как балку со свободно опертыми концами. В качестве материала поршневого пальца принимаем Сталь 40ХН. Расчетная схема приведена на рис.5.5.

5.3.4.Расчет поршневого пальца на изгиб

Рассматривая палец как балку со свободно опертыми концами, найдем реакции в опорах:

Н

Максимальный изгибающий момент, действующий на палец определяется как

Нмм,

где - расстояние между опорами, определяемое с чертежа.

Найдем осевой момент сопротивления пальца по формуле:

мм2.

Тогда максимальные напряжения изгиба, возникающие в пальце, будут равны:

Для Стали 40ХН , принимаем запас прочности и получаем предельно допустимое значение для напряжений изгиба:

Таким образом:

т.е. условие прочности на изгиб выполняется.

5.3.5.Расчет поршневого пальца на срез

Площадь сечения среза определяется по формуле:

мм2

Напряжения среза, возникающие в пальце в ходе работы компрессора можно найти по формуле:

.

Для Стали 40ХН , принимаем запас прочности и получаем

Таким образом:

,

т.е. условие прочности на срез выполняется. Окончательно принимаем в качестве материала для пальца Сталь 40ХН.

5.3.3.Кольца

Размеры графитовых или фторопластовых колец, которые служат для смазки цилиндра, определяют по соотношениям

.

Для I и II ступеней получаем следующие значения:

.

5.3.4.Клапаны

В микрокомпрессорах применяют для типа самодействующих клапанов: тарельчатые и сферические.

5.4.Выбор сильфонов для герметизации микрокомпрессора

Для разделения масляной и газовой полостей машины применяют сильфоны, (редуктор может заполняться жидкой или пластичной смазкой).

Исходные данные - ход поршня; - диаметр штока поршня; - давление нагнетания за II ступенью. Геометрические размеры сильфона приведены на рис.5.6.

Определяем внутренний диаметр сильфона

.

Выбираем из ГОСТ 21482-76, приведенному в [1] по и сильфон 38х16х0,25. Для удобства использования, сведем параметры сильфона в таблицу 5.2.

Таблица 5.2.

Геометрические размеры и характеристики сильфона

где - наружный диаметр; - число гофров; - толщина стенки; - внутренний диаметр; - длина; - шаг; - толщина гофра; -посадочный диаметр бортика; - длина бортика.

Определяем рабочий ход выбранного сильфона

мм.

Находим необходимое количество сильфонов, обеспечивающих ход поршня

Принимаем .

5.5.Фланцевое соединение «корпус компрессора-цилиндр II ступени»

Геометрические размеры фланцевого соединения представлены на рис.5.7.

Характеристики

Список файлов курсовой работы