- •Методические указания
- •Содержание
- •1. Техническое задание на проектирование
- •2. Тепловой расчет
- •2.1. Одноступенчатая холодильная машина (тепловой насос)
- •2.2. Регенеративная холодильная машина (тепловой насос)
- •2.3. Регенеративная машина с бессальниковым (герметичным) компрессором
- •2.4.Специальные расчеты
- •3. Конструктивный расчет компрессора
- •3.1. Определение основных размеров и параметров
- •3.2. Предварительное конструирование
- •4. Динамический расчет
- •4.1. Теоретические основы
- •4.1.1. Основные понятия кинематики кривошипно-шатунного механизма
- •4.1.2. Силы, действующие в компрессоре
- •4.1.3. Силы и моменты, действующие в одноцилиндровом компрессоре
- •4.2. Определение масс движущихся частей
- •4.2.1. Определение масс, движущихся возвратно-поступательно
- •4.2.2. Определение масс, движущихся вращательно
- •4.3. Построение диаграмм усилив, действующих на механизм движении
- •4.3.1. Расчетные зависимости
- •4.3.2. Построение диаграмм
- •4.4. Определение маховых масс я конструирование маховика
- •4.5. Уравновешивание сил инерции
- •4.5.1. Одноцилиндровый компрессор
- •4.5.2. Двухцилиндровый вертикальный компрессор
- •4.5.3. Двухцилиндровый компрессор с углом развала цилиндров 90°
- •4.5.4. Четырехцилиндровый у-образный компрессор
- •4.5.5. Шестицилиндровый w-образный компрессор
- •4.5.6. Восьмицилиндровый уу-образный компрессор
- •4.5.7. Трехцилиндровый звездообразный компрессор
- •4.6. Конструирование противовеса
- •5. Расчет газового тракта
- •5.1. Патрубки компрессора
- •5.2. Окна в гильзе
- •5.2.1. Окна в гильзе прямоточного компрессора
- •5.2.2,Окна в гильзе непрямоточного компрессора
- •А) разрез вдоль оси симметрии; б, в) сечения а-а; г) общий вид
- •5.3. Клапаны
- •6. Расчет узлов и деталей на прочность
- •6.1. Теоретические основы расчета
- •6.2. Расчет на прочность неподвижных деталей
- •6.2.1. Гильза цилиндра
- •6.2.2. Блоккартер
- •6.2.3. Верхняя крышка цилиндров
- •6.2.4. Шпильки (болты, винты) верхней крышки цилиндров
- •6.3. Расчет на прочность подвижных деталей
- •6.3.1. Поршень
- •6.3.2. Поршневой палец
- •6.3.3. Поршневое кольцо
- •6.3.4. Шатун
- •6.3.5. Шатунный болт
- •6.4. Расчет сальников
- •6.5. Расчет вала
- •6.5.1. Расчет вала па прочность
- •6.5.2. Расчет вала па жесткость
- •7. Расчет коренных подшипников
- •7.1. Коренные подшипники качения
- •9.2. Коренные подшипники скольжения
- •8. Расчет смазки компрессора
- •8.1. Расчет расхода масла по количеству тепла, отведенного от трущихся поверхностей
- •8.2. Расчет расхода масла из условия выдавливания масла через торцевые зазоры подшипников
- •8.3. Расчет геометрических размеров маслонасосов
- •8.3.1. Шестеренчатый маслонасос
4.5.5. Шестицилиндровый w-образный компрессор
Обычно угол развала цилиндров в таком компрессоре (рис.35) выбирают равным 60е, двухколенчатый вал выполняют с коленами в одной плоскости. При этом
Уравновешивание производится
Рис.35. Уравновешивание
шестицилиндрового компрессора с углом
развала цилиндров 60°
4.5.6. Восьмицилиндровый уу-образный компрессор
Компрессор (рис.36) представляет как бы сдвоенную компоновку двух У-образных схем: блоки цилиндров I,V и III.VII образуют одну У-образную схему с углом развала цилиндров 90°, остальные цилиндры образуют вторую У-образную схему. Здесь
Рис.36. Уравновешивание
восьми цилиндрового компрессора с
углом развала цилиндров 45°
4.5.7. Трехцилиндровый звездообразный компрессор
По такой кинематической схеме (рис.37) выполняется герметичный компрессор с вертикальным валом (например, ПГ7); угол развала цилиндров 120°, вал с одним коленом. Для такой кинематической схемы
Масса каждого из противовесов
Рис.37. Уравновешивание
трехцилиндрового звездообразного
компрессора
4.6. Конструирование противовеса
Для конструирования противовеса (рис.38) необходимо предварительно задаться его конструкцией. В различных конструкциях современных компрессоров противовес в плоскости, перпендикулярной валу, представляет собой сектор (площадью Fпp) с центральным углом в 60°, 90°, 120° (наиболее часто) и 180° в зависимости от условий выбора максимально возможной (в пределах габаритов картера) величине радиуса центра тяжести противовеса rпр (для уменьшения его массы).
Искомой величиной является ширина противовеса
где
тпр - масса противовеса, кг; ρ - плотность материала противовеса, кг/м3; Fпр, - площадь сектора проти6вовеса, м2 .
Конструирование противовеса и определение его центра тяжести производят путем вариантных графических построений на миллиметровой бумаге.
Рис.38. К конструированию противовеса
5. Расчет газового тракта
Газовый тракт компрессора включает:
• всасывающий патрубок;
• проточную часть:
•• окна в цилиндре;
•• седло всасывающего клапана;
•• щель всасывающего клапана;
•• розетку всасывающего клапана;
•• седло нагнетательного клапана;
•• щель нагнетательного клапана;
•• розетку нагнетательного клапана;
• нагнетательный патрубок.
Проектирование поршневого компрессора холодильных машин и тепловых
Для современных компрессоров существуют рекомендуемые значения средней скорости пара ω, м/с в проходных сечениях (таблица 13). При t0<-25°C значения рекомендуемых скоростей ω снижают на 5... 15%.
Расчет газового тракта проводят из условия сплошности потока пара Fn · сm = ωi · fi
где
Fn - площадь поршня, м2 ; ст - средняя скорость поршня, м/с; ωi - средняя скорость пара в рассматриваемом сечении i, м/с; fi - живое сечение рассматриваемого элемента газового тракта, м2 .
Таблица 13
Последовательность расчета любого элемента газового тракта одинаковая.
Этап I. По выбранному значению ω (таблица 13) в рассматриваемом сечении определяют площадь живого сечения fi. Живые сечения окон в гильзах, седел и розеток клапанов выполняют в виде набора сверленых отверстий либо фрезерованных сложной формы. Форма отверстий выбирается индивидуально, исходя из условий технологичности конструкций.
Этап 2. Пользуясь справочным материалом для современных компрессоров (или прототипом) проводят конструкторскую разработку геометрии рассматриваемого сечения (определяют количество отверстий и их геометрическую форму и размеры).