Исследование поршневого компрессора

Используемый компрессор служит для создания избыточного давления воздуха, газа и является энергетической машиной, в основе конторой лежит схема кривошипно-ползунного механизма.

В данном курсовом проекте проектируется и исследуется схема основного механизма поршневого насоса, включая синтез, кинематический и силовой расчеты, расчет привода и маховых масс.

Движение основному механизму насоса передается от электродвигателя через планетарный редуктор.

силовой расчет механизм инерция

Задание

Ход поршня Н= 0,2 м Коэффициент отношения длинны звеньев,

Частота вращения кривошипа

Давление воздуха

Модуль зубчатых колес редуктора, m=4

Число сателлитов планетарного редуктора, Р=4

Частота вращения электродвигателя,

Расстояние до центра тяжести шатуна

Коэффициент увеличения средней скорости обратного хода ползуна

Масса звена 2 (шатуна)

Масса звена 3 (ползуна)

Момент инерции шатуна принять

Диаметр поршня D=0,7H

Угол наклона направляющей

Направление вращения кривошипа по — часовой стрелке.

1. Проектирование и кинематическое исследование кривошипно-ползунного механизма (лист № 1)

Длинна кривошипа

м Длинна шатуна

м Угловая скорость кривошипа Скорость точки, А Масштабный коэффициент плана механизма Масштабный коэффициент плана скоростей Для построения вектора скорости точки В воспользуемся векторным уравнением:

=b*

а) В положениях 1,7:

=31,8*0,05=1,59 м/с б) В положениях 2,6:

==2,93 м/с в) В положениях 0,4:

=0 т.к. =0

г) В положениях 3,5:

=51,1*0,05=2,56 м/с Угловая скорость кривошипа постоянна, следовательно ускорение точки, А определяем по формуле Масштабный коэффициент плана ускорений:

Для построения вектора ускорения точки В воспользуемся векторным уравнением:

а) в положениях 1,3,5,7

б) в положениях 2,6

=0

в) в положениях 0,4

2. Синтез зубчатой передачи привода (лист 2)

2.1 Подбор чисел зубьев планетарного редуктора

Передаточное отношение редуктора Передаточное отношение разобьем на два передаточных отношения Задавшись числом =20, найдем из соотношения Числа зубьев и найдем решая систему уравнений

Принимаем следующие числа зубьев Проверка По условию соосности По условию сборки, А целое число По условию соседства Погрешность в передаточном отношении Окончательно принимаем

2.2 Расчет геометрических параметров зубчатых коле пары и .

Длинна начальных окружностей Диаметр окружностей вершин Диаметр окружностей впадин Межосевое расстояние Окружной шаг Толщина зуба и ширина впадин Высота головки зуба Высота ножки зуба

2.3 Определение коэффициента перекрытия зубчатой пары

3. Силовой расчет механизма

3.1 Определение реакций в кинематических парах и уравновешивающих моментов

3.1.1 Исходные параметры расчета

Масса шатуна Масса ползуна Момент инерции шатуна Силы тяжести шатуна и поршня Диаметр поршня Площадь поршня Наибольшее технологическое усилие

3.1.2 Расчет М для рабочего хода

Векторное уравнение равновесия сил Масштабный коэффициент Положение 1

Положение 2

Положение 3

Положение 4

Положение 0

3.1.3 Расчет для режима холостого хода

Исходные параметры

— расстояние до центра качаний шатуна звена 2

Полюс инерции звена 2 лежит на пересечении двух направлений:

· Ускорение точки принятой за полюс (А) проведенное через центр тяжести

· Направление относительного ускорения () проведенное через центр качаний (точка К)

Позиция 5

Составим уравнение равновесия диады 23

Составим векторное уравнение равновесия структурной группы Уравновешивающий момент будет равен Позиция 6

Составим уравнение равновесия диады 23

Составим векторное уравнение равновесия структурной группы Уравновешивающий момент будет равен Позиция 7

Составим уравнение равновесия диады 23

Составим векторное уравнение равновесия структурной группы Уравновешивающий момент будет равен Полученные результаты заносим в таблицу Таблица

3.2 Определение уравновешивающих моментов с помощью рычага Жуковского

Для положения 3

Погрешность

4. Определяем мощность электродвигателя и расчет маховика

4.1 Подбор электродвигателя

Для подбора электродвигателя применяем метод, основанный на использовании кривой избыточных моментов.

Для построения кривой избыточных моментов необходимо построить на кривой моментов сил сопротивления () усредненный и принимаемый постоянным момент сил движущихся (). Основанием служит уравнение установившегося движения =.

=

Расчетный момент электродвигателя

— передаточное число планетарного редуктора Требуемая мощность электродвигателя

— КПД электродвигателя (принимаем)

По ГОСТ 19 523–74 выбираем электродвигатель 4А112М4УЗ, мощностью 5,5 кВт, чачстотой вращения =1445, маховый момент

4.2 Расчет маховика

Момент инерции маховика

— общий момент инерции

— момент инерции ротора электродвигателя

— приведенный момент инерции редуктора Где — наибольшая избыточная работа

=0,02- коэффициент неравномерности хода машины

— угловая скорость вала на котором устанавливается маховик.

— определяем как площадь трапеции над средним моментом.

= 5 Н/мммасштабный коэффициент момента

=0,0394 рад/мммасштабный коэффициент угла поворота кривошипа Момент инерции маховика Диаметр маховика

;

Где — коэффициент ширины маховика Ширина маховика Скорость маховика Материал маховикасталь.

Заключение

В курсовом проекте содержаться все необходимые расчеты и графические построения, связанные комплексным исследованием схем механизмов поршневого компрессора, включая синтез, кинематический расчет и силовой расчет основного механизма, расчет мощности электродвигателя, моментов инерции и основных размеров маховика:

а) Спроектирован основной механизм. Его основные размеры: длинна кривошипа м, длинна шатуна м; при ходе поршня Н=0,2 м б) Спроектирован редуктор с числами зубьев ;;;; при числе сателлитов Р=4, коэффициент перекрытия зубчатой пары и составляет Е=1,6

в) По кривой выполнен расчет мощности электродвигателя и подобран электродвигатель 4А112М4У3 (ГОСТ 19 523−74) со следующими техническими данными: частота вращения, мощность 5,5 кВт.

г) Рассчитаны моменты инерции маховика и его основные размеры: диаметр маховика = 0,48 м, ширина маховика = 0,048 м. место установки маховика — моторный вал, материал маховика — сталь.

Список использованной литературы

1.Фролов К. В. и др. Теория механизмов и машин, М, Высшая школа, 1987

2.Кожевников С. Н. Теория механизмов и машин, М., Машиностроение, 1973

3.Кожевников С. Н., Раскин Теория механизмов и машин, конспект лекций, Днепропетровск 1971