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壓縮機切向力與飛輪矩的確定

2018-01-05 tag標簽:

切向力是活塞力通過連桿在曲柄銷中心沿轉動圓周切線方向的分力。依據列的活塞力數據,就可以得到列的切向力及切向力矩。

對有兩列以上氣缸的壓縮機,將各列切向力合成,就可以得到壓縮機的總切向力在曲軸一轉中的分布, 由此可確定壓縮機的功率消耗。

另一方面,也可根據總切向力的分布特征,確定出均衡阻力矩與動力矩之間差異的力學量一飛輪 矩。

一、列的切向力和法向力

作用在曲柄銷上的力Fi,可以分解為垂直于曲柄方向的切向力T 和沿著曲柄方向的法向力R。

其值為規定與曲軸旋轉方向相反的切向力為正值,由曲軸中心向外指的法向力為正值,反之為 負值。

顯然,切向力對安全閥形成的力矩Tr 等于式的MN,這個力矩就是阻力矩My。

如果把切向力F隨0變化的關系式用曲線表示出來,就可以直觀地看出T隨0的變 化規律,這種曲線稱為切向力圖。

切向力和法向力單作用壓縮機的切向力圖。

壓縮機切向力圖示

因為這種壓縮機中只在向蓋行程(180°~ 360°) 壓縮氣體,列的切向力圖一般也只在向蓋行程中出現一 個大峰,峰值大約在280“附近。

雙作用壓縮機則分別在向蓋與向軸行程中都壓縮氣體,所 以列的切向力圖一般有兩個大峰。

出現峰值的位置一般是活塞力和活塞速度都同時較大的位置。

根據式則可求出不同曲柄轉角時相應的法向力R,得到列的法向力曲線Rf(0)。

法向力是進行曲軸強度計算、軸承摩擦磨損計算的重要依據。

二、總切向力與總平均切向力

多列壓縮機的總切向力F,,等于各列切向力與總旋轉摩擦力F,的總和,它與曲柄半徑 的乘積稱為總切向力矩或總阻力矩。

總切向力的表達式為式中z 為總列數。由于每列切向力與曲柄轉角的關系式,都是以該列的外止點(0=0") 作為曲柄轉角的起始點。

因此,在進行ZF,(0,) 計算時,必須注意各列切向力的相位角。

選取某一列的0角為基準,將各曲拐上同一時刻的列切向力代數求和。

實際的旋轉摩擦力分別作用在曲柄銷和主軸頸表面上,對曲軸轉動形成一個總的摩擦阻 力矩。

工程中為了計算方便,將實際旋轉摩擦力所產生的平均旋轉力矩除以固定的力臂r (曲柄半徑),得到一個簡化的常量旋轉摩擦力F,。

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