Файл: Тайнов А.И. Работа заданных сил в машинах учеб. пособие для студентов вузов.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 30.07.2024

Просмотров: 185

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

диаграммы оставлены здесь без изменения, а масштаб цЁ по оси ординат принят равным ц л .

Таким образом, в процессе анализа условий работы рассматри­ ваемого здесь одноцилиндрового компрессора простого действия,

Рис. 37

нами построены разного вида диаграммы, которые в последующем могут быть использованы при решении ряда задач динамики этой машины. Решения этих задач непосредственно здесь не приводятся.

8. ОБРАБОТКА ДИАГРАММ СИЛ ПОЛЕЗНЫХ СОПРОТИВЛЕНИЙ ДВУХСТУПЕНЧАТОГО ВОЗДУШНОГО КОМПРЕССОРА

На рис. 38 дано схематическое изображение механизма двух­ ступенчатого воздушного компрессора простого действия. На схеме

Рис. 38

показаны цилиндры низкого I и высокого I I давлений. Исходными данными для кинематического исследования такого механизма являются кинематические размеры всех его звеньев, а также раз-

44

меры, определяющие взаимное расположение неподвижных узло­ вых точек механизма и осей поступательных пар. Кроме того, за­ данным является число оборотов п ь кривошипного звена механиз­ ма. Условимся считать, что кривошипное звено в процессе устано­

вившегося движения вращается

с постоянной

угловой

скоростью,

т. е. задаемся условием — coi = const.

 

 

Исходя из этих условий, производим разметку траекторий всех

узловых точек механизма. За нулевое положение звеньев меха­

низма принимаем такое, когда

кривошип 1 и

шатун 2

цилиндра

низкого давления вытягиваются в одну прямую линию. В процессе

этой разметки определяются и все

12 положений подвижных звень­

ев механизма. На схеме (рис. 38)

одно положение механизма вы­

черчено контурными

линиями,

а

остальные

одиннадцать

положе­

ний— тонкими линиями.

 

 

 

 

Пусть рабочий

процесс,

происходящий

в цилиндре

I низкого

давления, характеризуется индикаторной диаграммой компрессора

предыдущего примера (рис. 33), а

рабочий процесс в цилиндре

И

высокого давления — индикаторной

диаграммой,

приведенной

на

рис. 39. Производим соответствующую обработку

этих индикатор­

Рис. 39

ных диаграмм, первую из них согласно разметке траектории точ­

ки В механизма, а вторую — согласно разметке траектории точки F.

На рис. 33 и 39 приведены все необходимые построения, связанные

с этой обработкой. Причем, на диаграмме цилиндра

высокого дав­

ления контрольной линией для определения ординат

соответствую­

щих точек является не линия

атмосферного

давления, а линия

дав­

ления р'тях в цилиндре первой

ступени.

 

 

Исходя из этих диаграмм, находим значения сил полезных со­

противлений двухступенчатого компрессора

для каждого из

поло-

45

женим его звеньев. Соответственно, имеем: а) для цилиндра низкого давления

(70)

 

б)

для цилиндра высокого давления

 

 

 

 

 

 

Р и с . =

/ ' m a x l ^ 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(71)

 

 

 

 

^ • i c ^ K ^ i l )

PmJF2

 

где и

и u

 

масштабы по оси ординат соответствующих инди­

 

Р[, P'i-• •

каторных диаграмм;

 

 

Ро,

—ординаты соответствующих точек на индикатор­

 

 

 

 

ной диаграмме низкого давления, измеренные от

 

 

 

 

линии атмосферного давления;

 

Р'о\ Р\

I ?'•>'••' — ординаты соответствующих точек па

индикатор-

 

 

 

 

нон диаграмме

высокого

давления,

измеренные

 

 

 

 

от линии давления р ш а х ;

 

 

При

Л ,

F2

площади соответствующих

поршней в см"

этом

 

F, = по.-;

 

 

 

 

 

и

(72)

где

D\ и D2

— диаметры поршней в см.

 

 

По данным, полученным в результате расчета согласно выра­

жениям

(70)

и

(71), на рис. 40 построены диаграммы Р'пс =- Р'„с{1)

и P'n'Q

= P'n'c(t)

 

раздельно. Причем, силы полезного сопротивления,

действующие

в

направлении затормаживания движения

механиз­

ма, отложены с положительным знаком, а силы полезного сопро­ тивления, ускоряющие движение-—с отрицательным знаком, соот­ ветственно относительно атмосферного давления и линии давления Ртах - Диаграммы построены в масштабе ц.я по оси ординат и в масштабах р., и |х_ —по оси абсцисс. Первым из них мы задава­ лись произвольно, а вторые определялись по формулам (4) и (5), исходя из выбранного нами параметра L .

Далее, исходя из

выражения:

 

 

 

* Ч = ( ^ / в | -

^ =

+ W

^ ,

(73)

находим значения приведенных моментов сил полезных сопротив-

10" 11" 12"

Рис. 40

лении компрессора для каждого из положении звеньев механизма. Соответственно, имеем:

 

 

 

М

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

л*™, -

(р ;,с ^ .

-г p;,Cl

vFi)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(74)

 

 

/V/

— / р '

1-'

J

Р"

У

)

 

 

 

" ' и с , . -

v и с . / Л , .

1

m ' i .

f n '

 

где

coi — угловая

скорость

кривошипного

звена механизма.

 

По этим данным, полученным

согласно (74), строим

диаграм­

му

приведенных моментов

сил

полезного сопротивления

компрес­

сора. Масштаб

ц.р

диаграммы (рис. 41) по оси ординат выбираем,

а масштабы ц(

и

;i_ по оси абсцисс

оставляем без изменения.

 

Подсчитаем теперь площади положительных и отрицательных

частей диаграммы Mnz.

Пусть эти площади, соответственно, будут:

S],

S2 и S3. Условимся,

что и в этом

случае приток движущих сил

является величиной постоянной

в течение полного цикла

работы

47

машины, т. е. имеет место равенство —Л^„ = const. Тогда значение

приведенного момента

движущих

сил в этом

случае

определится

из выражения:

 

 

 

(75)

^ . - ^ ^

» , . и - 5 -

! ± ^ ^ [ к Г М ] .

На рис. 41 представлена эта

диаграмма

в виде

прямоуголь­

ника.

 

 

 

 

 

Рис. 41

 

 

 

 

Исходя

из диаграмм М п с и Мль, по

методу графического

ин­

тегрирования строим диаграммы работ.

 

 

 

 

На рис. 42 показано построение диаграмм Л„с

и Л д в

рассмат­

риваемого

здесь компрессора. Причем,

диаграмма

работ

Л п с

сил

S кГ.м.

Рис. 42

полезных сопротивлений компрессора получается при последова­ тельном проведении прямых линий, параллельных соответствую­ щим лучам предыдущей диаграммы, начиная из.точки О начала ко-

48

ординат. Диаграмма р*а6дт Алй движущих сил машины представ­ ляется в виде наклонной прямой, проведенной под углом а парал­ лельно соответствующему лучу, также исходя из точки О начала координат. Масштаб р л этих диаграмм по оси ординат определится из обычного уравнения:

[а

[Л Н [кТм/мм],

(76)

где И — полюсное расстояние В мм.

 

.Масштабы р,, и ц,s диаграмм

по

оси абсцисс оставлены

без изме­

нения.

 

 

 

Далее, исходя из выражения

 

 

Е. — Е0

-f-

Алю.

(77)

в обычном порядке строим диаграмму кинетической энергий ком­ прессора. Соответственно, имеем:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II

 

 

 

 

 

 

 

Е,

=

Е0

+

Алиг

• А..

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(78)

 

 

 

 

 

Еп

=

Е0

+

АлВи

•А..

 

 

 

 

 

 

 

Ei2

=

EQ

+

Л„

лс,г

l

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

дв,.

 

где

Е0

кинетическая энергия

механизма

компрессора в

нулевом

 

 

положении

звеньев.

 

 

 

 

Причем

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(79)

 

 

 

 

 

 

По

данным,

вычислен­

 

 

 

 

 

ным

согласно

уравнениям

 

 

 

 

 

(78),

строим

диаграмму

 

 

 

 

 

E=E(t).

 

Для

этого

за­

 

 

 

 

 

даемся условием

и.Р

= ц л

,

 

 

 

 

 

а масштабы \xf и ц... по

 

 

 

 

 

оси

абсцисс

 

оставляем

 

 

 

 

 

без изменения. На рис. 43

 

 

 

 

 

приведена

эта

диаграмма.

 

 

 

 

 

Итак, в

результате

про­

 

 

 

 

 

веденного

здесь

анализа

 

 

 

 

 

условий работы

двухсту­

 

 

Рис. 43

 

пенчатого

 

воздушного

 

 

 

 

 

компрессора простого

действия,

построены

диаграммы

разных

видов, характеризующие его силовые параметры за полный цикл

4—977 49

Смотрите также файлы