Конструкция и расчет маловибрационного поршневого компрессора с комбинированным механизмом привода

• Автор: Лысенко, Евгений Алексеевич
• Шифр специальности: 05.04.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Омск
• Количество страниц: 187 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Список основных обозначений и сокращений

Введение

1. Анализ конструкций ПКГЦП и механизмов его привода

1.1 Конструкции приводов поршневых машин

1.1.1 Кривошипно-шатунный привод

1.1.2 Кривошипно-ползунный привод

1.1.3 Кривошипно-кулисный механизм

1.1.4 Многозвенный шарнирный привод

1.1.5 Кривошипный двухвальный привод

1.1.6 Кулачковый приводной механизм

1.1.7 Кривошипный орбитальный механизм
1.1.8 Линейный (электромагнитный) привод
1.1.9 Пневматический и гидравлический привод
1.2 Синтез перспективной конструкции привода ПКГЦП, цели и задачи исследования
1.2.1 Цели и задачи исследования
2. Математическая модель рабочих процессов компрессора с комбинированным механизмом привода
2.1 Общая постановка вопроса
2.2 Математическая модель ступени компрессора на 1-м уровне
2.2.1 Допущения в математической модели первого уровня
2.2.2 Термодинамический расчет цикла ступени компрессора на первом уровне
2.2.3 Расчет эксцентриситета и расхода газа на питание ГСП
2.2.4 Расчет усилий, действующих на газовый подвес
2.3 Математическая модель ступени компрессора на 2-м уровне
2.3.1 Допущения в математической модели второго уровня

2.3.2 Основные уравнения математической модели 2-го уровня
2.3.3 Ожидаемые результаты математического моделирования
на 2-м уровне
3. Экспериментальное исследование компрессора с комбинированным механизмом привода
3.1 Общая постановка вопроса
3.2 Определение требований к конструкции модельного образца

компрессора
3.3 Описание экспериментальных установок
3.3.1 Конструкция модельного, образца компрессора
3. 3.1.1 Конструкция оппозитных цилиндров
3.3.1.2 Конструкция оппозитных поршней
3.3.1.3 Конструкция механизма привода
3.3.1.4 Общая компоновка модельного образца компрессора
3.3.1.5 Методика и аппаратура для контроля вибрации компрессора
3.3.1.6 Общая компоновка стенда для исследования характеристик компрессора
3.3.1.7 Общая схема электрических измерительных цепей стенда
для исследования характеристик компрессора
3.3.2 Установка для исследования характеристик
электродвигателей
4. Результаты экспериментальных и аналитических исследований компрессора с комбинированным механизмом привода
4.1 Исследование характеристик приводных двигателей
4.2 Исследование вибрационных характеристик компрессора
4.2.1 Определение вибрации приводных двигателей
4.2.2 Изучение вибрации компрессора и влиянии на нее погрешностей его изготовления

4.3 Исследование влияния боковых усилий, действующих
на поршень
4.3.1 Влияние несовпадения характеристик приводных электродвигателей
на боковые усилия, действующие на поршень
4.3.2 Влияние жесткости кулисы на характеристики компрессора
4.3.3 Влияние способа крепления кулисы на характеристики компрессора
4.4 Особенности использования газостатического подвеса поршня в
конструкции компрессора
4.4.1 Влияние ориентации и массы цилиндропоршневой
группы на характеристики компрессора
4.5 Прогноз развития конструкции компрессора
5. Общие выводы по работе
Литература
Приложение

поршня, поскольку, как показано в [1, 15], применение диаметров цилиндра менее 40 мм делает ГЖГЦП малоэффективным. В то же время, в первую очередь ПКГЦП могут иметь преимущества перед другими типами компрессорных машин именно при малых расходах.
Тем не менее, механизм Баландина, как таковой, предполагает возможность применения лишь одного рабочего поршня, при использовании остальных трех в качестве направляющих устройств. Однако при этом габариты и масса компрессора становятся неоправданно большими.
Дальнейшие попытки совершенствования механизма Баландина в приложении к компрессорным машинам и двигателям внутреннего сгорания проходили по следующим направлениям:
• улучшение габаритных характеристик за счет перевода1 осей цилиндров в параллельные плоскости [41], использование принципа конструкции обводного шатуна для сокращения габаритов механизма [45] — вызывают еще большее усложнение кинематики механизма;
• совершенствование технологических параметров сборки механизма за счет уточнения соотношений размеров основных деталей [42];
• замена коленчатого вала карданным [43] - появляются сложные сферические соединения, цилиндры приобретают вращательное движение вокруг оси приводного вала;
• сочетание многозвенного и зубчатого механизмов для организации бес-шатунного преобразования вращательного движения в возвратнопоступательное, дает возможность использовать всего один поршень [44];
• применение одновременно движущихся пары поршней и цилиндров, возможность сократить количество ЦПГ до двух при введении дополнительно двух синхронизирующих коленчатых валов [46] - существенно усложняет конструкцию привода;