Блог о компрессорах

Критическая частота вращения определяется достаточно точно расчетами, что позволяет устанавливать режим работы машины на 20—25 % ниже или иа 30—40 % выше критической частоты.

Таким образом, валы испытывают значительные переменные динамические нагрузки. Кроме того, на вал воздействуют и тем­пературные деформации. Поэтому вал должен иметь достаточную прочность, жесткость, высокое сопротивление усталости и на­дежность в работе в процессе непрерывного вращения ротора.

Многоступенчатая форма вала удобна не только для сборки, но и обеспечивает требуемую прочность, так как такая форма приближается к форме вала равного сопротивления изгибу. Дальше...

Изготовление шатунов рассмотрим на примере обработки шатуна унифицированного поршневого компрессора П110. Основ ными поверхностями шатуна являются внутренние поверхности отверстий головок и их торцы, а также отверстия под шатунные болты. Большая головка шатуна имеет косой разъем, а шатун состоит из двух частей — стержня и крышки.

В крышку шатуна запрессовывают штифты, обеспечивающие центрирование ее с телом шатунапри сборке. Затяжку шатунных болтов производят через боковые окна блок-картера. В нижней (большой) головке шатуна имеется точно обработанное отверстие 01ООН6, в которое устанавливают тонкостенные биметаллические вкладыши с антифрикционным слоем из алюминиевого сплава. В верхней (малой) головке имеется отверстие 055Н7, предназначенное для бронзовой втулки, сопрягаемой с поршневым пальцем.

В целом конструкция шатуна технологична. Так, диаметральные размеры отверстий в большой и малой головках шатуна, линейные торцовые размеры 40 мм и резьбы М16Х1.5 унифицированы для всех компрессоров типа П. Это позволяет использовать одно и то же оборудование, оснастку и преимущества групповой обработки при организации производства шатунов. Дальше...

Расчет ступени винтового компрессора рекомендуется производить в следующем порядке.

1. Анализируются данные технического задания на проектирование винтового компрессора, условия его работы, особые требования и т. п. Выбираются расчетные режимы, в том числе основной, и тип привода, если он не задан.
2. Выбираются значения некоторых параметров компрессора на основе графиков, опытных данных или иных источников. К таким величинам обычно относятся окружная скорость, предварительное значение коэф­фициента подачи, относительная длина винтов, внутренняя степень сжатия. Эти параметры (последние — в меньшей степени) не остаются постоян­ными и для машин типоразмерного ряда. В том случае, когда создается конструкция новой винтовой машины, необходимо предварительно вы­брать тип профиля зубьев, их число, коэффициенты относительной вы­соты головок и ножек.
3. Определяется теоретическая объемная производительность ВКМ {предварительно) по заданной действительной производительности, коэф­фициентам потерь через концевые уплотнения и предварительно выбран­ному коэффициенту подачи.

Дальше...

Техническим заданием на проектирование винтового компрессора предусматривается следующее.

1. Производительность, отнесенная к условиям всасывания, Q =— 25 м³/мин.

1. Сжимаемый газ — воздух. Всасывание производится из атмосферы. Температура всасываемого воздуха может изменяться от —35° до +40° С. Относительная влажность воздуха "Ф = 50%.
2. Параметры нагнетаемого воздуха: р_н = 8,0 ата; t_H = 75° С. При­мечание: сдаточными параметрами компрессора являются производитель­ность и мощность при температуре всасываемого воздуха +20° С.
3. Привод компрессора может осуществляться от асинхронного элек­тродвигателя с короткозамкнутым ротором трехфазного тока частотой 50 гц или от двигателя внутреннего сгорания.
4. Компрессор предназначен для подачи воздуха к пневматическому инструменту строительных, дорожных, горнорудных (наземных) пред­приятий и т. п.

Дальше...

В качестве базовых поверхностей используются торцовые поверхности головок, позволяющие просто и устойчиво уста навливать заготовку на плоские поверхности приспособлений и столов станков, и отверстия в головках шатуна. Поэтому для разрезки целесообразно обработать торцы головок. Вынесение этой операции в начало технологического процесса обработки объясняется тем, что торцы головок являются достаточно точ ными и устойчивыми базами.

Кроме этого, они являются одно временно установочными, измерительными и сборочными базами для большинства операций. Здесь наиболее полно используется принцип постоянства базы, что позволяет обеспечить высокую точность обработки. Выбор в качестве базы торцов удобен еще и потому, что возможна одновременная обработка нескольких заготовок, прилегающих друг к другу торцами головок.

В условиях серийного производства целесообразно использовать универсальное оборудование с применением специальной оснастки. Однако для некоторых операций целесообразно при менять специализированные станки, например, для тонкого рас­тачивания отверстий в головках шатунов и для полной обработки отверстий под шатунные болты.

При достаточно большом объеме выпуска в условиях крупносерийного производства применяется высокопроизводительное специализированное оборудование на всех операциях обработки. Так, изготовление рассматриваемых шатунов производится на механизированной поточной линии. На всех операциях применяется высокопроизводительное оборудование: карусельно-фрезерные, агрегатно-сверлильные, расточные станки и полуавтоматы, вертикально-протяжные станки, расположенные по ходу технологического процесса. Дальше...

Приспособления, применяемые для обработки и контроля валов. Обработка валов в условиях единичного и мелкосерийного производства связана с применением, как правило, универсальных приспособлений: четырехкулачковых патронов, люнетов, призм. Конструкции универсальных приспособлений и принципы их работы подробно рассмотрены в специальной и справочной литературе, поэтому здесь не приводятся.

Специальным при способлением при обработке валов центробежных машин яв ляются патроны для крепления вала, применяемые для бесцентровой токарной обработки. Один патрон наворачивается на шпиндель, другой — вставляется и закрепляется в пиноль задней бабки. Своей шейкой он опирается на люнет. Специальные патроны позволяют выверить вал и закрепить его для обработки. Для контроля вала используют обычные универсальные средства контроля: индикаторы, скобы и др. Дальше...

Переменный характер профильной составляющей осевой силы обуслов ливает и переменный характер крутящих моментов, изменение которых по углу поворота может быть заранее определено. Период изменения по углу поворота ведущего винта равен —По осевому размеру. Отношение средних значений крутящих моментов винта, взятых по абсолютной величине, составляет отношение для винтов с рассмотренными здесь ассимметричными профилями при t12 = 1,5 равно примерно 0,12—0,16. Колебание крутя щих моментов определяется характером линий контакта винтов. При увеличении числа зубьев период колебания уменьшается, уменьшается и амплитуда, благодаря чему компрессор работает более спокойно.

Крутящий момент на ведомом винте всегда должен быть больше того момента, который требуется на преодоление потерь на механическое трение и трение ротора о газ. В этом случае на ведомом винте будет обеспечен избыточный момент постоянного знака, что благоприятно скажется на работе шестерен связи, так как последние будут передавать от ведомого винта на ведущий только этот избыточный момент одного знака. Если средний крутящий момент ведомого винта незначительно превышает мо мент сопротивления на этом же винте, то может оказаться, что избыточный момент на каком-то участке угла поворота меняет свой знак. Это вызовет стук в шестернях связи и неспокойную работу всего компрессора.

Наконец, из формулы следует, что отношение моментов опреде ляется только геометрическими размерами винтов и не зависит от давле ния газа или других термодинамических параметров компрессора. Сле довательно, изменение отношения моментов на винтах достигается только за счет изменения соответствующих геометрических параметров (t12, гпх), влияющих на площади fH, fln и f2n. Дальше...

Расчет радиальных сил для промежуточных (между двумя указанными) положений показал, что они имеют значения, укладывающиеся приблизительно на прямую между двумя крайними. Это позволяет ограничиться при вычислении радиальных сил только двумя крайними положениями винтов, определив затем реакции на опорах роторов как среднее арифметическое значение между первым и вторым положениями. Это существенно упрощает расчет. Практика расчетов показала, что при ручном счете приходится ограничиваться вообще одним положением винтов.

Вычисления интенсивности нагрузок, проведенные в табличной форме, позволяют затем построить графики т.е. изменение нагрузки по длине винта. Пользуясь этими графиками для определения на опорах роторов реакций от действия сил давления газа, необходимо заменить распределенную нагрузку на отдельных, рационально выбранных участках сосредоточенными силами.

Это позволит затем, пользуясь известными приемами статики, определить реакции на опорах роторов от сил, лежащих в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Необходимо также учитывать вес роторов, особенно для средних и крупных машин и для машин с низким давлением сжатия. Полные реакции на опорах роторов определяются как геометрическая сумма всех действующих сил: радиальных (давления газа), веса и сил в зацеплении шестерен связи. Дальше...

Для положения винтов, когда неуравновешенные площадки 1—4— 5 с торцов всасывания или нагнетания проектируются не в полную величину, пределы интегрирования выбираются в соответствии с измеренными аппликатами. С этой целью и для наглядности контроля вычислений рекомендуется вычертить в крупном масштабе винты с линиями контакта. На таких чертежах величины неурав новешенных площадок могут с достаточной точностью измеряться плани­метрированием.

Если теперь полученные неуравновешенные площадки для всех полостей (в проекции на две взаимно перпендикулярные плоскости xxOxz и i/iOjz) умножить на соответствующее давление, снятое с диаграммы давлений, то получим сосредоточенные силы Nyi и Nxi, приходящиеся на площадку единичной длины. Эти силы необходимо вычесть из нагрузок, найденных для грузовых линий, тогда получим действительные значения соредоточенных сил на единицу длины винта Д/ (например, на 1 см) — Qyi и Qti. Дальше...

Величина смещения равна yt3 и для выполненных конструкций обычно не превышает 4—5° в пересчете на центральный угол. Ввиду этого разры вами грузовых линий ведомого винта можно пренебречь. Окончание всех грузовых линий ведущего и ведомого винтов находится на торце нагнетания.

Наибольшие радиальные силы на винты действуют в тот момент, когда в текущей парной полости заканчивается внутреннее сжатие газа, т. е. в момент начала выталкивания газа из этих полостей. В этом случае начальные углы первых грузовых линий (т. е. углы, образованные линией центров и лучом, проведенным к начальной точке грузовой линии первой полости, в которой начинается процесс сжатия) определяются следующим. Дальше...