тмм 15 с небольшими косяками (задание)

Посмотреть архив целиком

Техническое задание.


Проектирование и исследование механизмов поршневого детандера.



Детандерами называются машины, служащие для созда­ния холода за счет внешней работы, совершаемой расширяющимся газом. Детандеры широко применяются в технике глубокого холода.

Детандер высокого давления (рис.1)—вертикальная одноцилиндровая машина простого действия. Основным механизмом детандера является кривошипно-ползунный механизм, состоящий из коленчатого вала 1, шатуна 2 и поршня 3.


Рис. 1.



Рабочее тело — воздух, сжатый до давления рmax, поступает в цилиндр детандера 4 через впускной клапан 8. При движении поршня вниз сжатый воздух расширяется, производя работу. Рабочий цикл детандера совершается за один оборот коленчатого вала. Изменение давления в цилиндре детандера в зависимости от положения поршня представлено индикаторной диаграммой (рис. 2), данные для построения которой приведены в табл. 2.


Рис. 2



Рабочее тело удаляется из цилиндра после расширения через выпускной клапан 11. Клапаны открываются принудительно посредством штоков-толкателей 7 и 10. Кулачки впуска 6 и выпуска 9 насажены на коленчатый вал детандера. Схема кулачкового механизма привода впускного клапана изображена на рис. 3, а закон изменения ускорения толкателя кулачкового механизма — на рис. 4.


Рис. 3. Рис. 4.



Работа детандера воспринимается генератором электрического тока 14. Маховик-шкив 12, насаженный на коленчатый вал, передает движение шкиву генератора с помощью клиноременной передачи 18. Коленчатый вал снабжен двумя противовесами 5.

Примечание. В установке «поршневой детандер-генератор» отсутствуют зубчатая передача и планетарный редуктор, проектирование которых проводилось по дополнительному за­данию (Приложение III, рис. III—1, табл. III—1)

Таблица 1



Исходные данные


п/п

Наименование параметра

Обозначение

Единица СИ

Числовые значения для вариантов

А

Б

В

Г

Д

1

Средняя скорость поршня

vср

м/с

1,53

2,53

1,80

2,10

1,76

2

Отношение длины шатуна к длине кривошипа

lAB/lOA

-

4,80

4,75

4,65

4,85

4,90

3

Отношение расстояния от точки А до центра тяжести шатуна к длине шатуна

lAS2/lAB

-

0,25

0,26

0,24

0,25

0,26

4

Диаметр цилиндра

d

м

0,080

0,070

0,075

0,070

0,065

5

Число оборотов коленчатого вала

n1

c-1

4,26

6,68

5,01

6,18

5,51

6

Максимальное давление воздуха в цилиндре

Pmax

МПа

11,772

18,639

12,753

14,715

19,620

7

Вес шатуна

G2

Н

290

240

260

230

210

8

Вес поршня

G3

Н

500

410

450

400

360

9

Момент инерции шатуна относительно оси, проходящей через его центр тяжести

I2S

кг·м2

0,737

0,730

0,725

0,710

0,685

10

Момент инерции коленчатого вала (без маховика)

I10

кг·м2

4,2

4,8

3,5

2,5

5

11

Коэффициент неравномерности вращения коленчатого вала

-

1/25

1/30

1/28

1/30

1/27

12

Угловая координата кривошипа для силового расчета (рис. 15-1)

1

град

60

60

60

60

60

13

Угол рабочего профиля кулачка

раб

град

60

65

55

60

70

14

Ход толкателя кулачкового механизма

h

м

0,008

0,009

0,008

0,007

0,009

15

Максимально допустимый угол давления в кулачковом механизме



град

35

36

36

35

38




Таблица 2

Значения давления в цилиндре компрессора в долях максимального давления Pmax в зависимости от положения поршня.

Путь поршня (в долях хода Н)

Sb/H

0

0,05

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

Давление воздуха (в долях от Pmax)

Pmax

Для хода поршня вниз


1,60

1,00

1,00

1,00

0,92

0,70

0,54

0,44

0,36

0,32

0,30

0,20

Для хода поршня вверх


1,60

0,34

0,16

0,10

0,10

0,10

0,10

0,10

0,10

0,10

0,10

0.20

Приложение III-1