5.8.Расчет крейцкопфа

Рисунок 18 – Схема закрытого крейцкопфа

Исходные данные:

• D= 0,34 м;

• l=0,33;

• длина башмака b= 0,254 м.

Суммарная поршневая сила

м²

Па

МПа

, следовательно, условие выполняется.

5.9 Расчет крейцкопфного пальца

Рисунок 19 - Расчетная схема крейцкопфного пальца.

Исходные данные

Материал крейцкопфного пальца – Сталь 20 ГОСТ 1050-88

,м

=17270.4, кН - максимальная сила действующая на палец

Распределенная нагрузка на палец согласно [3], стр141 равна

Изгибающий момент, согласно [3], стр141 равен

Момент сопротивления равен:

Напряжение изгибу равно:

Напряжение касательное равно:

МПа

Из расчета видно, что данные крейцкопфные пальцы удовлетворяют заданной схеме компрессора

5.10Расчет подшипников.

На данную схему устанавливаем подшипники марки 30003538 ГОСТ 5721-75- подшипники роликовые радиальные сферические двухрядные, в количестве двух штук

Его грузоподъемность равна

-динамическая С=805кН

-статическая C₀=1000кН

Расчет подшипника заключается в определении силы действующей на него. Так же подшипник качения рассчитывается на ресурс. Данный подшипник качения, должен проработать 30000 часов.

Рисунок 20 - Подшипник роликовый радиальный двухрядный

Проведем расчет подшипников на статическую нагрузку при максимально возможных силах в базе 3П, то есть когда сила в рядах равна

30 кН. Данные силы приложены к подшипникам радиально, при этом осевых сил нет или они пренебрежимо малы Fо=0

Рисунок 21 – Максимальная нагрузка на подшипник

Тогда один подшипник воспринимает нагрузку равную

, подшипник должен выдержать статическую нагрузку

Вычислим эквивалентную динамическую радиальную нагрузку, согласно [6],стр107:

кН

где

- коэффициент безопасности (таблица 7.4 [6], стр107);

-температурный коэффициент, [6], стр107;

, подшипник должен выдержать динамическую нагрузку.

Определяем скорректированный по уровню надежности и условиям применения расчетный ресурс подшипника, ч:

где

=0,21-коэффициент долговечности, при вероятности безотказной работы 99%, по таблице 7.5 [6], стр. 108;

, коэффициент характеризующий влияние свойств металла и условий его эксплуатации (7.5 [6], стр. 108;)

- показатель степени (7.5 [6], стр. 108;)

n=8,333- частота вращения кольца, об/с.

часов

6. Выбор клапанов. Расчет мощности, теряемой в клапанах

Для кислорода k=1,4; R=259,8 Дж/(кг*К).

1.Подбираем клапана для первой ступени:

Расчет ведется для полости сжатия со стороны крышки.

Предельные критерии скорости определяют по [1], стр.176, табл.6.1

;

-всасывающие клапана

м/с - скорость звука,

м/с - скорость газа в клапане,

-эквивалентная площадь, где z=2- число клапанов, тогда

м^2.

Учитывая эквивалентную площадь клапана и максимальные давления в цилиндре по [1], стр.424, приложение выбираем всасывающие клапана ПИК-140-0,4АЛ

-нагнетательные клапана

м/с

м/с

z=2

м^2

Учитывая эквивалентную площадь клапана и максимальные давления в цилиндре по [2], стр.424, приложение возможна установка клапана - ПИК-125-0,5А.

Со стороны вала устанавливаются те же клапана, что и со стороны крышки

Расчет мощности, теряемый в клапанах

Потеря индикаторной мощности в клапанах одной полости цилиндра

, - безразмерная теоретическая работа, теряемая во всасывающем и нагнетательном клапане;

, - коэффициенты влияния пружины;

, - коэффициенты влияния массы подвижных частей;

=0,03, согласно [1], стр.183.

=0,6- коэффициент упругости пластин клапана, согласно [1], стр.179

, - номинальные давления всасывания и нагнетания ступени, Па

- рабочая площадь поршня рассматриваемой полости цилиндра,

- ход поршня, м

- частота вращения,

Перемещение поршня при открытом всасывающем клапане

,где П – отношение давлений в ступенях.

Перемещение поршня при открытом нагнетательном клапане

.

Тогда согласно диаграммам из [1] стр. 181-182:

Так как в прямоточных клапанах нет пружин, то необходимо задаться коэффициентом упругости пластин клапана:

примем 0.6.

Тогда согласно таблице 6.2 из [1] стр. 183:

Со стороны крышки:

, где

-скорость газа в клапане

−всасывающий клапан:

.

-нагнетательный клапан

.

Со стороны вала:

−всасывающий клапан:

.

-нагнетательный клапан

.

Суммарная потеря индикаторной мощности в клапанах одной полости:

-со стороны крышки:

-со стороны вала:

Суммарная потеря индикаторной мощности в клапанах 1-й ступени компрессора:

Потребляемая мощность в клапанах ступени от индикаторной мощности составляет: