4.2.Расчет приведенных моментов инерции.

Приведённый к звену момент инерции масс звеньев механизма вычисляют как сумму произведений масс этих звеньев и их моментов инерции на квадратов передаточных функций в движениях этих звеньев относительно звена приведения.

Т.о. приведённый к валу кривошипа ОА принимаем его за главный момент инерции масс поршневого компрессора. Момент инерции представлен в виде суммы приведенных моментов инерции следующих четырех механизмов насоса:

1.Ротора приводного электродвигателя:

I_p.пр = I_pU_пер² = кгм²

2.Зубчатой передачи:

I _{пр. пер.} = (I_пл + I_Z5)U_5-6²+ I_Z6 ,

I_пл = I_н + I_Z1 U_пл² + k((m_Z2+ m_Z3 )(V₀₁/ω₂)²+ (I_Z2+ I_Z3 )(ω₂/ω_H)²); где k – число сателлитов

I_пл – приведенный к валу водила момент инерции планетарного механизма.

Передаточная функция :

V₀₁/ω₂ = (d₁+d₂)/2 = 0.1125м

ω₂/ω_H = (d₁+d₂)/d₂

ω₂/ω_H = (0.045+0.18)/0.18=1.25; а U_пл=9,

Остальные данные берем из таблицы 4.1.

I_пл = 0.0103+0.000165·9² +3((1.0415+1.6274)(0.1125)²+(0.00422+0.0103)(1.25)²)=0.1931кгм²

I_{пер. пр} =(0.1931+0.000165) (1.2) ²+0.000341=0.2786кгм²

3. Кулачкового механизма (поперечной подачи):

I_{поп. пр} = I_к =0.0244кгм²

4. Приведенный к валу входного звена кривошипа ОА момент инерции несущего механизма:

I _{пр. нес.} = I₀₁+ I_S3(ω₃/ω₁)²+m₄(Vs₄/ω₁)²+ I_s4(ω₄/ω₁)²+m₅(V_S5/ω₁)²

где передаточная функция в движении ползуна 5 относительно кривошипа BC может быть вычислена как:

; где ;

;

;

;

Кинематические характеристики несущего механизма заносим в таблицу 4.2.

таблица 4.2

№ Положения механизма
1	0	0.231	0.407	0.150	0
2	45	0.453	0.317	0.126	0.087
3	90	0.779	0.089	0.098	0.107
4	135	0.708	0.22	0.122	0.067
5	180	0.247	0.367	0.144	0.029
6	225	0.542	0.392	0.148	0.017
7	270	1.271	0.145	0.113	0.081
8	315	1.077	0.273	0.117	0.098
9	360	0.231	0.407	0.150	0

По известным кинематическим характеристикам находим для каждого положения механизма:

На листе 1 строим диаграмму энергомасс – зависимость от . С помощью этой диаграммы находим момент инерции постоянной составляющей маховых масс ( ), при которой частота вращения приводного электродвигателя за цикл установившегося движения изменяется соответственно допустимому коэффициенту изменения средней скорости хода. Такое ограничение необходимо для предохранения приводного электродвигателя от перегрева, для повышения общего к.п.д. работы компрессора за счет снижения получаемого тепла обмотки электродвигателя. Принимаем:

Для определения строим график работ:

Средняя угловая скорость вала кривошипа ОА:

Углы наклона касательных к диаграмме энергомасс определяем по формулам:

μ_I=0.00032кгм²/мм;

μ_T=6.096Дж/мм – масштабы приведенного момента инерции и энергии, выбранные для диаграммы энергомасс.

После подстановки чисел получаем:

tgψ_max=0.00032·(1+0,01)·28.063²/(2·6.096)=0.0209;

tgψ_min=0.00032·(1-0,01)·28.063²/(2·6.096)=0.0205;

Откуда:

ψ_max=1.197⁰ ψ_min=1.175⁰

Проведя касательные к диаграмме под указанными углами к оси ∆I_прi, находим отрезки О₁К и О₁L(в мм), которые используем для определения координат начала т. О системы Т- I_пр - зависимости полной кинетической энергии движущихся звеньев механизма от их приведенного момента инерции (О₁К =92.197мм; О₁L=5.089мм).

Уравнения касательных:

y=x tgψ_max+ О₁К;

y=x tgψ_min+ О₁L;

Решаем совместно вычитанием второго уравнения из первого:

После чего подстановка в первое уравнение дает:

y=-217770·0.0209+92.197=4459.196мм

Постоянная составляющая момента инерции насоса:

I_пр^*= μ_I=217770·0.00032=69.686кгм²

T₀=y μ_T=4459.196∙6.096=27183.259 Дж

Максимальный маховый момент определим по следующей формуле

Определим массу маховика:

Определяем диаметр маховика:

Определяем ориентировочную массу звеньев компрессора:

а с учетом массы электродвигателя, соединительных валов и деталей (принимаем

м_соед=0.1 ), станины (принимаем м_стан=1.2 ), ориентировочная масса компрессора оказывается приблизительно равной:

М=m+0,1·m+1,2·m=2.3·m=106.028 кг.