Проектирование и исследование механизмов компрессора (стр. 3 из 5)

3.1 Динамическая модель машинного агрегата

Основным условием синтеза машинного агрегата является обеспечение заданной неравномерности движения

, где - фактическое значение неравномерности, - допускаемое значение коэффициента неравномерности. =0,07

Конструктивно эта задача решается с помощью установки маховика. В результате решения задачи синтеза определяется:

1- необходимый момент инерции маховика;

2- размеры маховика;

3- место установки маховика.

Для упрощения решения задач синтеза механизм заменяется его расчетной динамической моделью (рис.3.1.). Эта модель представляет собой твердое тело, обладающее некоторым моментом инерции

( – приведенный момент инерции), вращающееся вокруг неподвижной оси под действием пары сил с моментом ( – приведенный момент сил). Угловая координата динамической модели должна совпадать с угловой координатой одного из звеньев механизма (звено приведения).

Рис. 3.1. Динамическая модель машинного агрегата

3.2 Построение графика приведенного момента сил сопротивления

Схема механизма с приложенными к ней силами показана на рисунке 3.2.

Рис.3.2 Схема механизма с приложенными силами

На звенья механизма действуют следующие силы:

1. Силы тяжести звеньев

2. Момент сил сопротивления.

Приведенный момент сил сопротивления рассчитываем по формуле:

- углы между направлением соответствующих сил и скоростью их точки приложения.

, т.к.

углы

, определяются по планам скоростей.

Индикаторная диаграмма, показывающая давление газов в цилиндре изображена на рисунке 3.3.

Рис. 3.3 Индикаторная диаграмма

Исходные данные для расчета и значения приведенного момента сил сопротивления заносим в таблицу 3.1.

Таблица 3.1

Расчет приведенного момента сил сопротивления

Параметр	Положения
	0,12	1	2	3	4	5	5’	6	7	8	9	10	11
VS2,м/с	1,2	2,1	2,75	3,2	2,25	0,9	1,35	1,35	2,85	3,15	2,8	2	1,05
VS4,м/с	0,15	2,15	3,9	4,6	3,5	1,2	0,2	0,85	2,5	3,65	3,85	3,05	1,65
VD,м/с	0	3,05	5,5	6,2	4,55	1,5	0	1,1	3,3	4,9	5,15	4,2	2,45
P5, Н	6185	4330	3711	22266	24740	24740	24740	21648	10515	619	6185	6185	6185
,град	80	50	45	45	40	20	75	90	110	130	145	170	150
,град	30	10	15	20	25	25	55	140	150	160	165	170	170
,град	–	0	180	180	180	180	–	0	0	180	180	180	180
Нм	0	504	-779	-5269	-4296	-1416	0	909	1324	-116	-1216	-991	-578
мм	0	10,1	15,6	105,4	85,9	28,3	0	18,2	26,5	2,3	24,3	19,8	11,6

По таблице строим график зависимости

. Масштабные коэффициенты: ;

принимаем

.

Ординаты графика рассчитываем по формуле:

;

3.3 Построение графика работ сил сопротивления.

Работа сил сопротивления определяется как интеграл от момента сил сопротивления:

;

Интегрирование выполняется графически:

1. Разбиваем график функции на равные участки;

2. Находим значение функции в середине каждого участка;

3. Проецируем полученные точки на ось ординат;

4. Выбираем полюс интегрирования р и соединяем его с точками на оси ординат;

5. Из нулевой точки графика работ луч 1, из его конца луч 2 и т.д.

Масштабный коэффициент работ:

где,

h – полюсное расстояние интегрирования

h=45,8 мм.

3.4Построение графика движущих сил и определение движущего момента

При построении графика движущих сил принимаем следующие допущения:

1. Момент движущих сил постоянный Мдв=const;

2. Машина работает в режиме установившегося двигателя, следовательно за цикл Адв=Ас.

График Адв строим, соединяя начало и конец графика Ас.

Момент сил сопротивления определяем с помощью графика, дифференцируя график Ас(

1).

Мощность двигателя рассчитывается по формуле:

или .

3.5 Построение графика приращения кинетической энергии

Приращение кинетической энергии вычисляется по формуле:

;

Вычитание производим графически.

;

.

3.6 Построение графика приведенного момента инерции

;

Исходные данные для расчета и результаты расчетазаносим в таблицу 3.2.

Таблица 3.2

Расчет приведенного момента инерции

Параметр	Положения
	0, 12	1	2	3	4	5	5’	6	7	8	9	10	11
VD, м/с	0	3,05	5,5	6,2	4,55	1,5	0	1,1	3,3	4,9	5,15	4,2	2,45
VS2,м/с	1,2	2,1	2,75	3,2	2,25	0,9	1,35	1,95	2,85	3,15	2,8	2	1,05
VS4,м/с	0,15	2,15	3,9	4,6	3,5	1,2	0,2	0,85	2,5	3,65	3,85	3,05	1,65
,рад/с	6,4	4,9	1,3	3,5	7	6,6	5,4	4,5	2,2	0,4	1,6	4	6
,рад/с	3,45	2,76	10	11,7	8,97	1,38	2,76	5,52	9,66	10,9	9,66	5,86	1,21
,рад/с	0,54	3,48	6,79	8,48	7,05	2,14	0,71	2,41	5,63	6,43	5,98	4,73	3,13
Jпр, кг м2	0,07	0,198	0,54	0,748	0,474	0,095	0,057	0,102	0,314	0,51	0,504	0,315	0,132
,мм	14	39,6	108	149,6	94,8	19	11,4	20,4	62,8	102	100,8	63	26,4

Выбираем масштабный коэффициент: