Расчетно-графическая работа

по	теории механизмов и машин
Тема:	«Механизм двухступенчатого двухцилиндрового воздушного
Тема:	компрессора»

Задание №

Вариант №

Выполнил: студент		2	курса	1	группы		Иванов И.И.
Проверил:	Петров В.В.
Подпись						Дата

Курган – 2014

Приложение Б

Исходные данные для 1-го, 2-го и 3-го заданий

ЗАДАНИЕ № 1

ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ РЫЧАЖНОГО

ОДНОСТУПЕНЧАТОГО КОМПРЕССОРА

Рисунок 1 – Схема механизма компрессора

Одноступенчатый компрессор предназначен для получения сжатого воздуха (газа), в основу которого положен кривошипно–ползунный механизм ОАВ. Компрессор приводится в движение электромотором через редуктор.

Работа компрессора происходит так. При движении поршня 3 влево открывается клапан всасывающий из–за того, что в камере 4 образуется разрежение и атмосферное давление превышает давление в камере 4, и воздух поступает в камеру. При этом превышение давления в ресивере над давлением в камере 4 обеспечивает закрытие клапана нагнетающего. При движении поршня 3 вправо давление в камере быстро достигает значения больше атмосферного, после чего клапан всасывающий закрывается и происходит дальнейшее повышение давления при продолжающемся движении поршня. В некоторый момент давление в камере достигает давления в ресивере, после чего открывается клапан нагнетающий, и воздух при этом давлении поступает в ресивер. После этого всё повторяется.

Указания. За начало отсчета следует принять то положение кривошипа OA, при котором поршень 3 занимает крайнее правое положение: на схеме точки А ₀, В ₀

Центры масс звеньев 1, 2, 3 находятся соответственно в точках O, S ₂ и B. Положение точки S ₂ определяется из условия AS ₂=0,22∙ AB.

Диаметр поршня компрессора приведен в задании. Изменение давления в цилиндре описывается диаграммой, для построения которой используются данные таблицы 1.

Таблица 1 – Исходные данные для построения диаграммы

изменения давления в цилиндре компрессора

Отношение текущего значения к максимальному	Движение поршня вправо						Движение поршня влево
S / S_max	0	0,2	0,4	0,6	0,8	1	0	0,2	0,4	0,6	0,8	0,9	1
p / p_max	0	0,15	0,38	0,7	1	1	0	0	0	0,2	0,5	0,7	1

Таблица 2 – Исходные данные для исследования работы компрессора

Вариант	Параметры
	Частота вращения кривошипа ОА	Длина кривошипа	Отношение длины шатуна АВ к длине кривошипа ОА	Номер положения механизма для исследования	Диаметр поршня	Масса кривошипа ОА	Масса шатуна АВ	Масса ползуна 3	Момент инерции кривошипа	Момент инерции шатуна	Максимальное давление в ресивере
	n ₁	ℓ ₁	l	j	D	m ₁	m ₂	m ₃	I_S ₁	I_S ₂	p_ma_x
	об/мин	м	-	град.	м	кг	кг	кг	кг∙м²	кг∙м²	МПа
1	500	0,08	3,8	15	0,05	1,6	6,2	5			0,37
2	540	0,24	3,7	25	0,12	4,8	18	16			0,4
3	600	0,1	4,0	30	0,05	2,2	9,2	7			0,42
4	480	0,25	4,1	10	0,12	5,2	21	17			0,44
5	620	0,15	4,5	35	0,08	3,1	12,1	10			0,35
6	640	0,12	5,2	275	0,06	2,5	10,2	8			0,41
7	720	0,17	5,0	280	0,08	3,5	15	12			0,35
8	700	0,28	3,5	290	0,14	5,5	22	18			0,43
9	750	0,3	3,2	285	0,15	6,2	25	22			0,42
10	740	0,14	4,9	290	0,07	2,9	11	9			0,39
11	520	0,29	3,9	300	0,15	5,8	19	16			0,41
12	700	0,16	4,6	310	0,08	3,3	15	13			0,47
13	550	0,16	4,1	320	0,07	3,2	14	12			0,42
14	660	0,32	3,7	330	0,16	6,5	13	9			0,35
15	740	0,33	4,7	350	0,16	6,6	14	11			0,39
16	860	0,18	4,2	325	0,09	3,5	16	12			0,43
17	780	0,35	3,8	335	0,17	7,1	27	20			0,37
18	750	0,2	4,8	345	0,12	4,2	17	14			0,45
19	820	0,14	4,3	340	0,07	2,7	12	9			0,38
20	640	0,13	3,9	320	0,06	2,8	13	9			0,46
21	600	0,19	5,0	280	0,1	3,9	15	12			0,4
22	800	0,22	4,4	285	0,11	4,8	20	14			0,36
23	820	0,21	5,2	295	0,12	4,4	21	14			0,44
24	840	0,31	4,5	300	0,16	6,4	24	15			0,5

ЗАДАНИЕ № 2

ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ ОДНОЦИЛИНДРОВОГО

ДВУХТАКТНОГО ДВИГАТЕЛЯ

Рисунок 2 – Схема механизма двигателя

На рисунке 2 представлен кривошипно–шатунный механизм двигателя внутреннего сгорания.

Механизм двигателя служит для преобразования поступательного движения поршня 3, ведущего звена, во вращательное движение ведомого звена, кривошипа 1.

За начало отсчёта принять то положение механизма, когда точка A находится в положении А ₀ (нижняя мертвая точка).

Центры масс звеньев 1, 2, 3 расположены в точках O, S ₂ и B соответственно. Положение точки S ₂ определяется из условия AS ₂=0,38∙ AB.

Работа двухтактного двигателя происходит так. Когда поршень находится в крайнем верхнем положении, происходит начало горения горючей смеси (пары бензина + кислород воздуха). И хотя поршень после начала возгорания идет вниз, и камера сгорания увеличивается в объеме, тем не менее происходит увеличение давления (участок 0-1на индикаторной диаграмме). Дальнейшее движение поршня вниз и увеличение камеры над поршнем сопровождается снижением давления (участок 1-2). В некоторый момент дно поршня достигает положения (точка 2), когда паз (окно) в цилиндре открывается, и продукты сгорания выбрасываются в выхлопную трубу и затем в атмосферу при давлении, чуть превышающем атмосферное (участок 3-4). В конце участка 3-4 воздух из атмосферы и топливо поступают в камеру.

При движении поршня вверх давление в камере, содержащей воздух и пары бензина, начинает повышаться после того, как дно поршня перекрывает окно цилиндра (точка 3). Повышение давления в цикле сжатия описывается кривой 3-0 на индикаторной диаграмме. В некоторый момент, близкий к верхней мертвой точке, подается искра и происходит возгорание топлива. Далее все повторяется.

Для точного построения индикаторной диаграммы двигателя нужно использовать данные таблицы 3. Остальные исходные данные для работы приведены в таблице 4.

Двигатель называется двухтактным, потому что полный цикл совершается за два движения поршня: одно – вверх, другое – вниз.

Таблица 3 – Исходные данные для построения

индикаторной диаграммы двигателя

Отношение текущего значения к максимальному	Движение поршня вверх						Движение поршня вниз
S / S_max	0	0,3	0,5	0,7	0,8	1	0	0,3	0,5	0,7	0,85	0,9
p / p_max	0	0	0,075	0,25	0,35	0,8	0	0,1	0,28	0,6	1	0,98

Таблица 4 – Исходные данные для исследования работы двигателя

Вариант	Параметры
	Частота вращения кривошипа ОА	Длина кривошипа	Отношение длины шатуна АВ к длине кривошипа ОА	Угол, определяющий положение механизма для исследования	Максимальное индикаторное давление	Диаметр цилиндра	Масса кривошипа ОА	Масса шатуна АВ	Масса поршня	Момент инерции кривошипа	Момент инерции шатуна
	n ₁	ℓ ₁	l	j	p_max	D	m ₁	m ₂	m ₃	I_S ₁	I_S ₂
	об/мин	м	-	град.	МПа	м	кг	кг	кг	кг∙м²	кг∙м²
1	1600	0,04	3,2	95	1,85	0,08	0,8	2,4	1,0
2	1100	0,06	3,5	150	2,05	0,12	1,2	3,8	1,5
3	1150	0,042	4,9	205	1,45	0,08	1,0	4,0	1,3
4	1650	0,065	3,9	145	1,50	0,12	1,14	6,1	1,5
5	1800	0,05	4,6	200	1,55	0,1	1,2	5,2	1,4
6	2000	0,072	4,1	400	2,01	0,14	0,12	5,0	1,3
7	1650	0,055	3,7	140	1,85	0,12	0,14	4,8	1,2
8	2100	0,068	4,7	175	1,8	0,13	0,15	7,2	1,8
9	1300	0,075	4,2	105	1,55	0,15	0,14	6,1	1,6
10	1450	0,082	3,8	170	1,45	0,15	0,18	7,4	1,8
11	2150	0,06	4,8	135	1,6	0,12	0,15	7,2	1,8
12	1350	0,064	4,3	165	1,65	0,13	0,15	6,8	1,7
13	1550	0,055	3,9	195	1,75	0,11	0,12	4,8	1,1
14	2200	0,062	5,0	130	1,9	0,13	0,15	7,6	1,7
15	1750	0,048	4,4	210	1,4	0,1	1,4	6,7	1,6
16	1850	0,068	5,2	110	1,95	0,13	1,5	7,4	1,8
17	1200	0,07	4,5	125	1,75	0,14	1,6	7,0	1,4
18	1700	0,056	3,8	185	1,45	0,11	1,3	5,0	1,2
19	1250	0,08	3,7	115	1,9	0,16	1,8	6,3	1,3
20	1750	0,064	4,0	190	1,65	0,13	1,4	5,9	1,2
21	1350	0,082	4,1	155	1,55	0,16	1,8	7,8	1,6
22	1850	0,085	4,5	215	1,85	0,17	2,0	8,2	1,8
23	1900	0,09	5,2	120	1,85	0,18	2,0	8,6	1,9
24	1400	0,084	5,0	160	2,1	0,17	2,1	9,6	2,0

ЗАДАНИЕ № 3

ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ

МЕХАНИЗМА СЕННОГО ПРЕССА

1– кривошип, 2 – шатун, 3 – поршень

Рисунок 3 – Схема механизма сенного пресса

На рисунке 3 представлен кривошипно-шатунный механизм сенного пресса.

Механизм служит для преобразования вращательного движения кривошипа 1, ведущего звена, в поступательное движение ведомого звена, поршня 3.

За начало отсчёта принять то положение механизма, когда точка A находится в положении А ₀.

Центры масс звеньев 1, 2, 3 расположены в точках O, S ₂ и B соответственно. Положение точки S ₂ определяется из условия AS ₂=0,42∙ AB.

Сенной пресс применяется для прессования сена или соломы в тюки прямоугольной формы. Конструкции сенных прессов различные, но прессующая часть у них, в основном, представляет следующий механизм. Ползун 3, сжимающий сено в камере 4, движется возвратно-поступательно. При движении поршня вправо происходит прессование сена, при движении влево - холостой ход. Для преобразования вращательного движения кривошипа ОА в возвратно-поступательное движение ползуна применяется кривошипно-шатунный механизм ОАВ. Кривошип АО получает движение от двигателя через редуктор.

Для точного построения механической характеристики пресса нужно использовать данные таблицы 5. Остальные исходные данные для работы приведены в таблице 6.

Таблица 5 – Исходные данные для построения механической характеристики пресса

Отношение текущего значения к максимальному	Движение поршня вправо						Движение поршня влево
S / S_max	0	0,2	0,4	0,6	0,8	1	0	0,4	0,6	0,7	0,80	0,9
Р/Р_max	0	0,1	0,25	0,45	0,70	1	0	0	0,2	0,35	0,53	0,75

Таблица 6 – Исходные данные для исследования работы сенного пресса

Вариант	Параметры
	Частота вращения кривошипа ОА	Длина кривошипа	Отношение длины шатуна АВ к длине кривошипа ОА	Угол, определяющий положение механизма для исследования	Максимальная сила прессования	Масса кривошипа ОА	Масса шатуна АВ	Масса поршня	Момент инерции кривошипа	Момент инерции шатуна
	n ₁	ℓ ₁	l	j	Р	m ₁	m ₂	m ₃	I_S ₁	I_S ₂
	об/мин	м	-	град.	кН	кг	кг	кг	кг∙м²	кг∙м²
1	50	0,5	3,5	170	3,0	11	45	60
2	55	0,6	4,0	160	3,5	12	48	62
3	60	0,52	3,7	150	4,0	13	50	72
4	55	0,48	4,2	155	4,0	14	50	70
5	58	0,54	4,1	160	4,2	13	48	72
6	62	0,56	4,2	170	4,5	12	45	62
7	54	0,48	4,0	200	3,5	11	41	60
8	64	0,58	3,7	190	3,4	14	52	73
9	68	0,60	3,8	195	4,2	15	55	78
10	53	0,62	3,9	205	3,8	12	52	74
11	55	0,57	4,0	210	3,8	14	54	74
12	61	0,52	4,3	220	4,0	11	40	62
13	67	0,61	4,2	215	4,4	14	60	84
14	63	0,54	4,1	195	4,3	15	60	85
15	50	0,55	3,8	240	3,9	14	57	80
16	68	0,57	3,8	245	4,3	15	58	75
17	56	0,56	3,9	230	3,8	12	50	70
18	66	0,55	3,7	260	4,5	14	48	68
19	58	0,63	3,6	265	4,1	15	50	72
20	64	0,64	3,8	120	4,2	16	47	70
21	62	0,59	3,8	130	4,2	15	49	73
22	60	0,61	3,7	140	4,0	14	50	75
23	64	0,55	3,6	150	4,3	13	53	78
24	70	0,55	3,9	160	5,0	14	49	78