3.5 Уравновешивание
На опоры коленчатого
вала, корпус и раму компрессора 
передаются
неуравновешенные силы и моменты, вызывая
вибрацию, дополнительные нагрузки на
детали компрессора и расход мощности.
Анализ сил, действующих в компрессоре,
показывает, что силы от давления пара,
приложенные одновременно к поршню и
крышке цилиндра, замыкаются внутри
компрессора и на раму не передаются,
силы инерции
,
,
,
а в многорядных компрессорах и моменты
от этих сил могут быть неуравновешенными.
При проектировании
компрессоров путем выбора схем
расположения кривошипов коленчатого
вала и цилиндров, при которых суммарные
силы инерции
,
,
,
а также моменты этих сил
,
,
,
были бы равны нулю. С учетом сил инерции
высоких порядков ввиду необходимости
значительного усложнения конструкции
полное уравновешивание практически
неосуществимо.
|
Рис. 2 Компоновка компрессора |
Расчет уравновешивания заключается в определении необходимой массы противовесов. При выбранной компоновке компрессора и коленчатом масса противовеса, приведенная к радиусу кривошипа равна:
,
,
где
– часть приведенной к радиусу кривошипа
массы противовеса,
уравновешивающая моменты сил инерции первого порядка, .
|
Рис. 3 Схема размещения противовесов |
,
,
– расстояние между серединами колен,
,
(
);
– расстояние между противовесами,
,
(
).
,
.
– часть приведенной к радиусу кривошипа
массы противовеса,
уравновешивающая
моменты сил инерции неуравновешенных
вращающихся масс, .
,
,
=13,445
– неуравновешенная вращающаяся масса,
приведенная к радиусу
кривошипа, .
,
;
,
.
Масса противовеса mпр, кг определяется по формуле
,
где rпр – радиус инерции противовеса, м
|
Рис. 4 Схема противовеса |
,
кг
Угол габарита противовеса Θпр определяется по формуле
,
где hср=0,058 м, средняя толщина противовеса
При расчете коленчатого вала на прочность и жесткость необходимо учитывать силу инерции Iпр и силу неуравновешенной части щеки Iщ
,
Н
,
Н
3.6 Расчет маховика
Неравномерность вращения вала компрессора, выявленную при анализе тангенциальной диаграммы, можно снизить, присоединив к валу дополнительную массу, аккумулирующую избыточную кинетическую энергию. В современных сальниковых компрессорах снижение степени неравномерности вращения достигается установкой маховика или эластичной муфты.
В нашем случае применяем муфту.
Определяем максимальную избыточную работу:
,
,
где
– наибольшая площадь избыточной
площадки на диаграмме
тангенциальных
сил,
,
(
);
– масштабный коэффициент длин,
,
(
,
);
– масштабный коэффициент сил,
,
(
,
).
,
.
Допускаемая степень
неравномерности вращения вала при
применении эластичной муфты
.
Определяем необходимый момент инерции муфты:
,
;
,
.
В принятой нами конструкции масса муфты торообразной оболочкой 28 кг Im=0,73 . Соответствующая ей степень неравномерности:
;
.