Построение силовых диаграмм


 

Выполним построение диаграмм поршневых сил. По оси ординат будем откладывать усилия вдоль оси ряда Р, а по оси абсцисс – угол поворота коленчатого вала φ = ωt. При нанесении усилий с индикаторных диаграмм на силовую диаграмму учтем поправку Брикса е, введение которой учитывает конечную длину элементов кинематической цепи. На силовые диаграммы наносим также силы инерции возвратно-поступательно движущихся масс и силы трения в цилиндропоршневой группе.

Силы трения Ртр в рядах полагают постоянными по модулю и меняющими знак в мертвых точках. Для их расчета воспользуемся формулой

 

,

 

где Nui – индикаторная мощность i-й ступени, ηмех – механический коэффициент полезного действия компрессора (ηмех = 0,95).

Подставим значения в формулу

 

кН;

 

кН.

 

Силы инерции рассчитываем по формуле

 

.

 

Получим Is1 = 230,95·0,160·52,3392(cos0º + 0,2192cos(2·0º) = 123,414 кН.

Другие точки рассчитываются аналогично. В связи с этим остальные расчеты представим в виде таблицы результатов (табл. 3.4).

После нанесения на диаграмму всех сил, действующих в данном ряду компрессора, проводим их графическое суммирование и получаем график суммарной поршневой силы РΣi (ее значения приведены в табл. 3.4). Следует обратить внимание на то, что в мертвых точках кривая суммарной поршневой силы терпит разрыв, равный удвоенной силе трения в ряду.

Построение силовых диаграмм для первой и второй ступеней иллюстрирует рис. 3.3 (построение производится для каждого ряда).

Нормальные силы, действующие на стенки цилиндра, определим по формуле:

 

,

 

где β – угол между осями цилиндра и шатуна: sinβ = λsinωt.

Таблица 3.4.

 

I ступень II ступень , кН
, кН , кН , кН , кН ,кН , кН
25,000 – 91,000 59,413 25,500 – 91,000 59,913 123,413
15º 26,000 – 63,500 81,492 26,000 – 68,000 76,992 116,992
30º 28,000 – 40,500 88,258 28,000 – 41,500 87,258 98,758
45º 32,000 – 25,000 80,577 32,000 – 25,000 80,577 71,577
60º 38,000 – 25,000 54,518 38,500 – 25,000 55,018 39,518
75º 48,500 – 25,000 32,483 49,500 – 25,000 33,483 6,983
90º 63,500 – 25,000 18,311 66,000 – 25,000 20,811 – 22,189
105º 91,000 – 25,000 22,585 91,000 – 25,000 22,585 – 45,415
120º 91,000 – 25,000 6,293 91,000 – 25,000 6,293 – 61,707
135º 91,000 – 25,000 – 3,577 91,000 – 25,000 – 3,577 – 71,577
150º 91,000 – 25,000 – 8,569 91,000 – 25,000 – 8,569 – 76,569
165º 91,000 – 25,000 – 10,560 91,000 – 25,000 – 10,560 – 78,560
180º 91,000 – 25,000 – 11,036 91,000 – 25,000 – 11,036 – 79,036
195º 70,000 – 25,500 – 36,060 72,500 – 26,000 – 34,060 – 78,560
210º 48,500 – 27,000 – 57,069 48,500 – 27,500 – 57,569 – 76,569
225º 30,000 – 29,500 – 73,077 29,000 – 30,000 – 74,577 – 71,577
240º 25,000 – 33,500 – 72,207 25,500 – 34,500 – 72,707 – 61,707
255º 25,000 – 40,000 – 62,415 25,500 – 41,000 – 62,915 – 45,415
270º 25,000 – 51,000 – 50,189 25,500 – 52,500 – 51,189 – 22,189
285º 25,000 – 69,500 – 39,517 25,200 – 71,500 – 41,317 6,983
300º 25,000 – 91,000 – 28,482 25,500 – 91,000 – 27,982 39,518
315º 25,000 – 91,000 3,577 25,500 – 91,000 4,077 71,577
330º 25,000 – 91,000 30,758 25,500 – 91,000 31,258 98,758
345º 25,000 – 91,000 48,992 25,500 – 91,000 49,492 116,992
360º 25,000 – 91,000 55,413 25,500 – 91,000 55,913 123,413

 

 

Рис. 3.3. Пример построения силовой диаграммы

Усилия по шатуну определяем по формуле .

Тангенциальные усилия на кривошипе: Pt = PIIIsin(ωt + β).

Радиальные усилия на кривошип: Pr = PIIIcos(ωt + β).

Диаграммы нормальных и радиальных сил представлены на рис. 3.4 и 3.5 соответственно.

Усилия на шатунную шейку вала определяем из следующего соотношения:

 

,

 

где I – центробежная сила от вращающейся части шатуна, ее значение определяем по формуле I = – mшr2.

Подставим значения, получим I = – 16,8·0,160·52,342 = – 7,364 кН.

Результаты расчетов сведем в таблицу 3.5.

 

Рис. 3.4. Диаграммы нормальных сил

 

Рис. 3.5. Диаграммы радиальных сил

Таблица 3.5.

 

I ступень II ступень
0,0 0,0 59,4 0,0 52,0 44,7 0,0 59,9 0,0 59,9 52,5
15º 3,3 4,6 81,7 25,6 77,6 74,7 4,4 77,1 24,1 73,3 70,2
30º 6,3 9,7 88,8 52,6 71,6 83,0 9,6 87,8 52,0 70,8 82,0
45º 8,9 12,7 81,6 65,9 48,0 77,4 12,7 81,6 65,9 48,0 77,4
60º 10,9 10,5 55,5 52,5 18,2 53,6 10,6 56,0 52,9 18,3 54,1
75º 12,2 7,0 33,2 33,2 1,6 33,7 7,3 34,3 34,2 1,6 34,7
90º 12,7 4,1 18,8 18,3 4,1 21,6 4,7 21,3 20,8 4,7 24,0
105º 12,2 4,9 23,1 20,6 -10,6 27,3 4,9 23,1 20,6 10,6 27,3
120º 10,9 1,2 6,4 4,8 4,2 12,5 1,2 6,4 4,8 4,2 12,5
135º 8,9 0,6 3,6 2,1 2,9 4,9 0,6 3,6 2,1 2,9 4,9
150º 6,3 0,9 8,6 3,5 7,9 3,5 0,9 8,6 3,5 7,9 3,5
165º 3,3 0,6 10,6 2,2 10,4 3,7 0,6 10,6 2,2 10,4 3,7
180º 0,0 0,0 11,0 0,0 11,0 3,7 0,0 11,0 0,0 11,0 3,7
195º 3,3 2,1 36,1 7,4 35,4 29,0 1,9 34,1 7,0 33,4 27,0
210º 6,3 6,3 57,4 23,1 52,6 50,8 6,3 57,9 23,3 53,1 51,3
225º 8,9 11,5 74,0 43,6 59,8 68,1 11,7 75,5 44,5 61,0 69,7
240º 10,9 13,9 73,5 55,5 48,2 68,9 14,0 74,0 55,9 48,5 69,4
255º 12,2 13,5 63,9 56,8 29,2 60,8 13,7 64,4 57,2 29,4 61,4
270º 12,7 11,3 51,4 50,2 11,3 50,3 11,5 52,4 51,2 11,5 51,4
285º 12,2 8,6 40,4 40,4 1,9 41,5 9,0 42,3 42,2 2,0 43,3
300º 10,9 5,5 29,0 27,4 9,5 32,2 5,4 28,5 26,9 9,3 31,7
315º 8,9 0,6 3,6 2,9 2,1 6,0 0,6 4,1 3,3 2,4 6,0
330º 6,3 3,4 30,9 18,3 24,9 25,4 3,4 31,4 18,6 25,3 25,9
345º 3,3 2,8 49,1 15,4 46,6 42,2 2,8 49,6 15,5 47,1 42,7
360º 0,0 0,0 55,4 0,0 55,4 48,0 0,0 55,9 0,0 55,9 48,5

 

По данным таблицы 3.5 строим векторные диаграммы сил Qi, действующих на шатунную шейку каждого ряда (рис. 3.6).

 



Дата добавления: 2021-06-28; просмотров: 343;


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2024 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей.
Генерация страницы за: 0.013 сек.