Details

Предмет исследования: Анализ сил и моментов инерций, действующих на подвижные части компрессора, с акцентом на динамические и кинематические аспекты его работы. Цель исследования: Комплексный анализ и определение действующих сил и моментов инерций в трёхступенчатом поршневом компрессоре с использованием методов, основанных на применении ЭВМ. Задачи исследования: 1. Провести термодинамический расчет компрессора для оптимизации тепловых процессов. 2. Выполнить динамический расчет компрессора с использованием ЭВМ. 3. Определить силы, действующие на подвижные части компрессора. 4. Произвести расчет на прочность ключевых компонентов компрессора. 5. Провести анализ уравновешивания сил и моментов инерции. 6. Оценить влияние смазочной системы на эффективность работы компрессора. Методы исследования: Использованы методы компьютерного моделирования, численного анализа и экспериментальных исследований, включая эмпирические и теоретические методы, такие как наблюдение, моделирование, анализ и формализация. Основные результаты:  Были проведены термодинамический и кинетический анализы компрессора, в результате которых были определены тепловые параметры и движение подвижных частей.  Определены силы и моменты инерции, действующие на компоненты компрессора, что позволило улучшить конструкцию и повысить эффективность.  Разработаны рекомендации по оптимизации конструкции компрессора с целью повышения его надежности и долговечности. Научная новизна: Работа представляет собой новый подход к анализу сил и моментов инерций в поршневых компрессорах, основанный на современных методах компьютерного моделирования. Полученные результаты открывают новые перспективы в области машиностроения. Практическая значимость: Результаты работы могут быть использованы для оптимизации существующих моделей поршневых компрессоров, что позволит повысить их производительность и надежность. Также разработанные методы могут быть применены в учебном процессе для подготовки инженеров-машиностроителей.

Object of research: A three-stage reciprocating compressor designed to compress propane, which is used in various industrial processes. The subject of the research is the analysis of forces and moments of inertia acting on the moving parts of the compressor, with an emphasis on the dynamic and kinematic aspects of its operation. The purpose of the study: A comprehensive analysis and determination of the acting forces and moments of inertia in a three-stage reciprocating compressor using computer-based methods. Research objectives: 1. Perform a thermodynamic calculation of the compressor to optimize thermal processes. 2. Perform a dynamic calculation of the compressor using a computer. 3. Determine the forces acting on the moving parts of the compressor. 4. Calculate the strength of the key components of the compressor. 5. Analyze the balancing of forces and moments of inertia. 6. Evaluate the effect of the lubrication system on compressor performance. Research methods: Computer modeling, numerical analysis, and experimental research methods are used, including empirical and theoretical methods such as observation, modeling, analysis, and formalization. Main results: - thermodynamic and kinetic analyses of the compressor were carried out, as a result of which the thermal parameters and the movement of the moving parts were determined. The forces and moments of inertia acting on the compressor components were determined, which made it possible to improve the design and increase - efficiency. Recommendations have been developed to optimize the compressor design in order to increase its reliability and durability. Scientific novelty: The work represents a new approach to the analysis of forces and moments of inertia in reciprocating compressors, based on modern computer modeling methods. The results obtained open up new perspectives in the field of mechanical engineering. Practical significance: The results of the work can be used to optimize existing models of reciprocating compressors, which will improve their performance and reliability.

• 3.1. Основные теоретические аспекты
• Инерционные силы при возвратно-поступательном движении:
• ,Р-ин.=,10-−3.∙,𝑚-𝑟𝑑.∙𝑟∙,𝜔-2.∙,,cos-𝜑.+𝜆,cos-2𝜑..,кН. (3.4)
• 3.2. Исходные данные и полученные результаты
• Рис.3.10. Векторная диаграмма
• Эквивалентная площадь: z = 1 для количества клапанов, тогда
• ,Ф-экв.=,,𝐹-к.∙,𝑐-ср.-𝑧∙,𝑐-кл..=,0,025∙3,75-1∙55,31.=0,0017 ,м-2., (5.3)
• где z=1 – число клапанов.
• Рис.6.1. Геометрия коленчатого вала и условная схема приложения сил
• Согласно рабочему чертежу изготавливается 3D модель детали:
• Рис. 6.2. 3D модель вала
• Далее импортируем геометрию вала в программу HyperWorks, строим сетку и задаем рабочие условия.
• Рис. 6.3. Распределение напряжения по критерию Мизеса когда силы максимальны на 1,2,3 ступени соответственно
• Слева представлена диаграмма, показывающая напряжение при сравнении с предельным значением в 200 МПа, а справа — абсолютные значения напряжений. Максимальные напряжения возникают в галтелях вала, так как переход от одного диаметра к другому служит кон...
• Рис. 6.4. Распределение напряжения по критерию Треска, когда силы максимальны на 1,2,3 ступени соответственно
• Рис. 6.5 – напряжение по критерию «Max principal», когда силы максимальны на 1,2,3 ступени соответственно
• ГЛАВА 7. УРАВНОВЕШИВАНИЕ КОМПРЕССОРА