1.3 Разработка и объяснение принципов уменьшения свободных сил инерции в одноцилиндровой поршневой компрессорной машине.

На кривошипно-шатунный механизм воздействуют как приложенные внешние силы, так и силы инерции масс отдельных элементов конструкции механизма движения. Цель силового исследования кривошипно-шатунного механизма — определить величину и направление действующих в нем сил, на основании которых производится расчет элементов конструкции на прочность. Если к действующим на механизм силам и силам реакций связей в механизме приложить силы инерции, то получим систему равновесных сил.

Уравновешивание кривошипно-шатунного механизма сводится к определению масс противовесов и такому их размещению на элементах механизма движения, при котором сумма всех сил инерции, в том числе и сил инерции противовесов, а также сумма моментов этих сил относительно неподвижного центра вращения масс будут равны нулю.

Рис. №5. Уравновешивание сил инерции.

Примем за неподвижный центр вращения опорный подшипник вала. Сосредоточим массу поршня m₃на пальце поршня в точкеВ, массу шатунаm₂— на его стержне в центре масс точкеC₂; массу кривошипаm₁— на его оси в точкеС₁.

Установив противовесы m₁иm₂, получим механизм движения, центр масс которого во всех его положениях будет совпадать с неподвижной точкойО.

Примененная здесь система уравновешивания сил инерции масс, находящихся в возвратно-поступательном движении, обеспечивает уравновешивание всех сил инерции механизма движения и поршня всех порядков. Однако рассмотренный метод уравновешивания сил инерции не находит широкого применения ввиду того, что при малых радиусах r_П1иr_П2массы противовесовm_П1иm_П2получаются большими, а при больших радиусахr_П1иr_П2значительно возрастают габариты машины.

2. Исследование сил в многоцилиндровом поршневом компрессоре (схема 1, схема 2)

2.1 Описание кинематической схемы шатунно-кривошипного механизма.

Схема 1 Расположения цилиндров «Звезда».

Все цилиндры расположены в одной плоскости,. Угол развала цилиндров 60 градусов.

Схема 2 V-образная, Цилиндры расположены под углом 60 радусов

2.2 Схема 1(Смотри Приложение 3)

Далее графоаналитическим методом строим и рассчитываем силы инерции в многоцилиндровой машине в зависимости от гула поворота кривошипа.

Далее строим диаграмму тангенциальных сил в зависимости от угла поворота кривошипа

для Схемы 1. Используем графоаналитический метод для построения.

Рис.6. Диаграмма тангенциальных сил для Схемы 1.

2.3 Схема 2(Смотри Приложение 4)

Строим диаграмму тангенциальных сил в зависимости от угла поворота кривошипа для Схемы № 2. Используем графоаналитический метод для построения.

Рис № 7 Диаграмма тангенциальных сил для Схемы № 2.

Выводы и предложения:

Для сил инерции I^огопорядка

1. Суммарный вектор сил инерции первого порядка постоянный по величине и вращается с частотой вращения коленчатого вала.

2. Его направление совпадает направлением радиуса кривошипа и от оси к периферии.

3. Эту суммарную силу можно уравновесить дополнительной массой противовеса на продолжении щек коленчатого вала.

Для сил инерции II^огопорядка

4. Уравновешивание- Силы постоянны по величине и всегда направлены по радиусу кривошипа, а потому могут быть полностью уравновешены при помощи противовесов, установленных на продолжении щек коленчатого вала(см. Приложение1 и Приложение2).