Определение мощности сил производственных сопротивлений

Давление воздуха в цилиндре изменяется в соответствии с заданной индикаторной диаграммой. Для того, чтобы определить давление воздуха в цилиндре при фиксированных углах поворота кривошипа j_i = 0⁰, 30⁰, 60⁰, и.т.д., необходимо построить индикаторную диаграмму по заданным исходным данным. При этом давление воздуха в цилиндре компрессора и ход поршня удобней откладывать в относительных единицах, приняв по оси перемещений за единицу отрезок равный полному ходу ползуна на плане положений кривошипно-ползунного механизма. В этом случае ординаты диаграммы для точек - 1, 2, 3 и.т.д. В масштабе чертежа обозначают величину давления сжатого воздуха, действующего на поршень в соответствующих положениях механизма при фиксированных углах поворота кривошипа. Для определения масштаба используют заданное максимальное давление в цилиндре. По определённым значениям давления в цилиндре строят развёрнутую индикаторную диаграмму, где по оси абсцисс в масштабе откладывают углы поворота кривошипа, а по оси ординат – давление в цилиндре.

По определённым значениям давления строим развёрнутую индикаторную диаграмму (рис. 5.1).

Рисунок 5.1 - Развёрнутая индикаторная диаграмма

Масштабные коэффициенты.

(5.1)

(5.2)

Давление воздуха в цилиндре определяем по индикаторной диаграмме:

Силами производственных сопротивлений в компрессоре являются силы давления воздуха на поршень, которые можно определить по формуле:

(5.3)

где давление воздуха в цилиндре, Па; диаметр цилиндра, равный диаметру поршня, м.; Н – ход поршня, м

Располагая значениями силы давления воздуха в цилиндре компрессора Р и значениями скорости поршня u_B, можно определить приведенный к валу кривошипа момент сил производственных сопротивлений:

(5.4)

и построить диаграмму приведенного момента сил производственных сопротивлений (рис. 5.2).

Рисунок 5.2 - Диаграммы приведённых моментов

сил производственных сопротивлений и движущих сил

Диаграмму приведенного момента сил строят в масштабе под развернутой индикаторной диаграммой компрессора и на этой диаграмме откладывают среднее значение (численно равное в идеальных механизмах моменту движущих сил), которое определяется по формуле:

(5.5)

Мощность сил производственных сопротивлений определяем по формуле:

(5.6)

Масштабные коэффициенты.

(5.7)

(5.8)

Масштабный коэффициент работ.

(5.9)

Результаты расчётов заносим в таблицу 5.1.

Таблица 5.1 – Мощности сил производственных сопротивлений

j, град	р, Па	Р, Н	М, кН·м
			-638,13
			262,345
			1177,21
			2603,71
			4994,72
			6381,326

Определение мощности сил движущих

И подбор электродвигателя

Мощность сил движущих отличается от мощности сил производственных сопротивлений на величину потерь на трение в кинематических парах и сопротивление окружающей среды и может быть определена по формуле:

(6.1)

где общий КПД привода без учёта потерь в электродвигателе;

(6.2)

Здесь h_КПМ- к.п.д. кривошипно-ползунного механизма значение которого можно оценить по приближенной формуле:

,

где f_j - коэффициент потерь j-й поступательной пары, f_j = 0,06 – 0,08;

f_k - коэффициент потерь k-й вращательной пары, f_k = 0,02 – 0,03;

n, m – число поступательных и вращательных кинематических пар в КПМ соответственно.

= (0,90÷0,92) - КПД передаточного механизма;

z – количество соединительных муфт.

= (0,94÷0,96) - КПД соединительных муфт.

Величина коэффициента полезного действия говорит о том, что 24% потери на трение в кинематических парах:

Согласно расчетам подбираем электродвигатель мощностью 30 кВт (табл. 6.1).

Разрешается перегруз ЭД на 10% и недогруз 20%, так как фактически рассчитанная мощность составила 27,6 кВт, то величина недогруза составляет:

Таблица 6.2 - Характеристики электродвигателя

Модель ЭД	Мощность двигателя Nэд, кВт	Передаточное отношение редуктора	Передаточное отношение ремённой передачи	Общее передаточное отношение	Частота вращения nэд об/мин
4А180М4У3			2,04	8,17