125377 (577847), страница 3

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

Текст из файла (страница 3)

3.1 Расчёт компрессора

3.1.1 Расчёт цилиндра

3.1.1.1 Задача расчёта

Задачей расчёта является проверка прочности стенки втулки цилиндра от действия внутреннего избыточного давления и веса поршня и штока.

Расчёт произведён в соответствии с [1].

3.1.1.2 Данные для расчёта

Внутренний диаметр втулки 400 мм

Наружный диаметр втулки 425 мм

Материал втулки СЧ 24

Давление внутреннее 0,02 МПа

Масса штока 14,45 кг

Длина втулки 300 мм

Рисунок 1 – Расчётная схема цилиндра компрессора

3.1.1.3 Проверка прочности втулки цилиндра от действия внутреннего избыточного давления

При расчёте «мокрых» втулок на давление газа, давление в охлаждающей рубашке не учитывается и втулка рассчитывается как труба, нагруженная внутренним p_1.

p₁ = p_н (1)

Где давление p_н нагнетания p_н =1,5МПа;

Нормальное радиальное напряжение во втулке рассчитывается по формуле:

у_r=- p₁ (2)

у_r = -0,2 МПа

Нормальное касательное напряжение во втулке рассчитывается по формуле

у_t = p₁*( б+1)/( б-1), Мпа;(3)

Где α –коэффициент линейного расширения, 1/град;

б=(r₂/r₁)²>1; (4)

Где r₁ - внутренний радиус втулки;

r₂ - наружный радиус втулки;

б=(212,5/200)²=1,12;

у_t = 0,2*((1,12+1)/(1,12-1))= 3,53 Мпа

Эквивалентные напряжения определяются без учёта температурных напряжений, также с учетом их.

Эквивалентные напряжения в опасных точках вычисляем по теории предельных напряжений состояния О.Мара по формуле:

σ_экв = σ₁ - υ * σ_t^сум, Мпа (5)

Где σ₁ - наибольшее по алгебраической величине напряжений, σ_t и σ_r

σ₁ – наименьшее по алгебраической величине из напряжений, σ_t и σ_r;

С учётом температурных напряжений вместо σ_t берём σ_t^сум,

Где - σ_t^сум = σ_t + σ_t⁰;

Где - σ_t⁰ = -7,65*∆t*А$

σ_t⁰ – для втулки из чугуна;

∆t – разность температур на внутренней и наружной поверхности втулки;

А – величина находимая по графику в зависимости от значения k;

k – отношение внутреннего радиуса к наружному;

k = r₁/r₂ = 200/212,5=0,94;

σ_t⁰ = -7,65*68*1,02=-53МПа;

σ_t^сум= 3,53+(-53)=-49,47 МПа;

Где V– коэффициент характеризующий различие сопротивления материала при растяжении и сжатии. Для серых и модифицированных чугунов V=V_В≈0,3;

σ_экв = -0,2-0,3*(-49,47) = 14,6 МПа;

Величина расчётная эквивалентных напряжений (с учётом температурных напряжений и без них) не должна превышать допускаемые, т.е. σ_экв ≤ [σ] _экв

Для «мокрых» втулок [σ] _экв = 30-50 МПа

σ_экв = [σ] _экв

14,6 МПа < 20-30МПа

Условие прочности выполняется

3.1.1.4 Проверка прочности втулки цилиндра от действия веса поршня и штока

Удлинённые втулки цилиндров проверяют на изгиб от нормальной силы N приложенной в середине втулки и рассчитывается по формуле:

N = G_порш + 0.5*G_шток, кг; (6)

Где G_порш – вес поршня;

G_шток - вес штока.

N=59,5 + 0,5*12,7 = 65,85 кг;

σ_u = M/W = 10*((N * l * (L - 1)*d₁)/(L*d₁⁴ * d₂⁴))=5*(( N * l * d₁)/( d₁⁴ * d₂⁴))≤ [σ]u, МПа (7)

где d₁ – внутренний диаметр втулки;

d₂ – наружный диаметр втулки;

L – длина втулки

σ_u = 5* ((65,85*450*220)/(24⁴-22⁴)) = 16,3 МПа;

Для чугунных втулок [σ]u = 20 ÷ 30 МПа;

σ_u < [σ]u

16.3 МПа < 30 МПа

Условие выполняется

Расчётная схема цилиндра компрессора

Продольный разрез компрессора 205 ГПД-22

1 – цилиндр,

2 – поршень,

3 – коробка сальниковая,

4 – крейцкопф,

5 – шатун в сборе,

6 – рама – картер,

7 – вал коленчатый.

Характеристики

Список файлов ответов (шпаргалок)