第5章活塞压缩机动力计算容积式压缩机课程组郭蓓2010.32什么是动力计算？�热力计算�级数�气缸几何参数�电机�气阀�。。。�动力计算�各部件的受力分析3为何要进行动力计算？�运动部件的疲劳应力、变形分析基础�曲轴弯曲疲劳断裂、扭振破坏�连杆及其螺栓疲劳断裂�活塞杆断裂�轴承、轴瓦过早破坏�活塞力的提出�解决惯性力不平衡问题�不平衡惯性力是压缩机振动重要原因（气流脉动也会激发振动）�不同结构形式（V、W、对动等）都以解决惯性力平衡为首要目标�解决负载力矩波动问题�导致电压大幅度波动�转速波动�解决措施：增加惯性——飞轮4如何进行动力计算？认识往复活塞式压缩机：Tellme,Iforgetit;Teachme,Irememberit;Involveme,Ilearnit;5曲柄—连杆机构的感性认识�实例1：无十字头（中小型）——双W型？6�实例2：有十字头（大中型）曲柄—连杆机构的感性认识7曲柄—连杆机构的感性认识�运动机构中的零部件�曲轴连杆十字头活塞？？8如何进行动力计算？�复杂��简单�运动部件（曲柄连杆机构）�曲轴、连杆、活塞、（十字头、活塞杆）�简化模型�曲柄销中心点的回转运动�活塞销（或十字头销）中心点的往复直线运动�连杆做平面运动9如何进行动力计算？气缸中心线（列）轴侧盖侧10如何进行动力计算？�作用在压缩机上的力主要包括哪几种？�气体力�惯性力�摩擦力v11惯性力计算�曲柄连杆机构的运动分析�活塞的往复运动分析�曲柄销的回转运动分析�连杆做平面摆动�名词术语�外止点、内止点�行程（S＝2r）�曲柄半径连杆比（λ）12曲柄—连杆机构的运动分析�活塞（往复）运动分析�位移�速度�加速度)2sin2(sin)sin122sin(sin22θλθωθλθλθω+≈−+==rrdtdxv)]2cos1(4)cos1[()sin11()cos1()coscos()(22θλθθλλθθβ−+−≈−−+−=+−+=rrrrlrlxL−−−=−8sin2sin1sin1442222θλθλθλ0xxlrθβl+rddtθω=22322223/2222cos21sin2[cos]4(1sin)21sin(coscos2)dxadtrrλθλθωθλθλθωθλθ==++−−≈+sinsinrlβθ=rlλ=13曲柄—连杆机构的运动分析�活塞（往复）运动特点[(1cos)(1cos2)]4xrλθθ≈−+−040801201602002402803203600.00.51.01.52.0xrotationangle简谐运动04080120160200240280320360-150-100-50050100150velocityrotationangle04080120160200240280320360-15000-10000-5000050001000015000arotationangle(sinsin2)2vrλωθθ≈+2(coscos2)arωθλθ≈+14曲柄—连杆机构的运动分析�曲柄销（旋转）运动�假设为匀速旋转，旋转的角速度为ω2ωrar=ωrvr=�连杆（平面摆动）运动*2/322222222)sin1(sin)1(sin1cos)sinarcsin(θλθωλλβεθλθλωβωθλβ−−−==−===dtddtdcc摆角加速度摆角速度摆角位移βθ15惯性力计算�惯性力的分类�往复惯性力�旋转惯性力�质量的转化�质量转化原则：保持系统动力学上的有效性�活塞、活塞杆、十字头�连杆�曲轴pmβθlm′lm′′km′km′′16惯性力计算�质量的转化⎩⎨⎧′′=′′′+′=21lmlmmmmlllll()llmm4.0~3.0=′()llmm6.0~7.0=′′17惯性力计算rmmmkkkρ′′+′=�质量的转化18惯性力计算�质量的转换�往复运动质量�回转运动质量�往复惯性力)2cos(cos222θλθω+−=−=rmdtxdmIsslpsmmm′+=lr"rklmmm=+04080120160200240280320360-15000-10000-5000050001000015000FISrotationangle19惯性力的计算�回转惯性力�惯性力的方向�公式中的负号表示惯性力与x轴正方向一致�活塞力合成中规定惯性力正方向使连杆受拉(x轴负方向)�为了两者正方向统一，将公式中负号去掉rmIrr2ω−=20作用力的计算�气体力�原则：考虑全面，不遗漏�做法：分别计算各个压缩腔�单作用：盖侧、轴侧�双作用：盖侧、轴侧、活塞杆�级差式：分别计算各级压缩腔(及平衡腔)�各个压缩腔内气体力计算�p-V图或者p-x图转化(热力计算结果)�轴侧、盖侧采用相同转角基准�气体力的方向gipiFpA=∑II级压力III级压力平衡压力(I级)曲轴箱压力曲轴箱压力轴侧盖侧轴侧盖侧pxdpspS0gFx0π2πgFx0π2π21摩擦力的计算�摩擦力�往复摩擦力�活塞与气缸壁�活塞杆与填函�十字头与...
