Фази індикаторної діаграми

ас – стискання;

cy – випуск;

yb – розширення;

bа – всмоктування;

 

Проведемо лінію О₁а атмосферного тиску (р₀=10⁵Па) в масштабі .

Визначимо ступень стиснення компресора :

(5.15)

(5.16)

Відстань поршня від верхньої мертвої точки при тиску р _б

(5.17)

Поділим відрізок ad навпіл одержимо точку е, поділим відрізок ed навпіл одержимо точку f, поділим відрізок fd навпіл одержимо точку g.

Відкладаємо тиск р_d в масштабі і одержуємо точки С і у діаграми.

Вважаючи, що залежність тиску від об’єму при стисканні і розширенні однакова, знайдемо положення поршня в момент, коли тиск при розширенні буде дорівнювати р_о.

(5.18)

Проміжні точки кривої стиснення знайдемо по формулам:

(5.19)

Знаходимо положення точок .

На лінії розширення будується одна проміжна точка К, яка відповідає середині відрізку О₁в. Тиск визначається за формулою:

(5.20)

Індикаторні діаграми будуються на міліметровці, яка додається до пояснювальної записки.

Зовнішні навантаження, прикладені до ланок механізму з боку двигуна, або компресора, визначаються по діаграмі p-s. Для цього на осі абсцис S наносяться положення поршнів до яких прикладені сили. Положення визначаються з плану механізму (12 або 24 для чотирьохтактного двигуна). Відповідно до цих положень визначаються ординати діаграми. При визначенні знаку ординат необхідно керуватись направленням переміщень поршня з урахуванням процесу, який здійснюється в циліндрі (стиск, робочий хід, вихлоп, всасування).

По знайденому з індикаторної діаграми тиском визначається сила, прикладена до поршня:

(5.21)

де - діаметр циліндра, м;

- тиск в і-тому положенні поршня;

- атмосферний тиск.

Визначивши для кожного положення будуємо графік зведеного моменту . Після інтегрування цього графіка знаходимо роботу рушійних сил за цикл для двигунів, або роботу сил опору для компресорів. Середній за цикл зведений момент опору для двигунів:

(5.22)

Робота рушійних сил для компресорів та середній за цикл зведений момент:

(5.23)

де η – ККД двигуна і передавального механізму.

(5.24)

де - цикловий кут двигуна.

Сумарний зведений момент для кожного положення ланки зведення:

(5.25)

для двигунів і

(5.26)

для компресорів, сума алгебраїчна.

5.2.1 Побудувати плани механізму, плани аналогів швидкості.

Визначити аналоги швидкості центрів мас, маси та моменти інерції ланок, обчислити зведений момент інерції та його похідну для тих же 12 положень, обчислити значення зведеного моменту сил опору та сил ваги за цикл руху. Результати обчислень звести в таблицю.

 

5.2.2. Побудувати графіки:

 

· зведеного моменту опору для двигунів М_зр моменту рушійних сил

· зведеного моменту інерції

· похідної зведеного моменту інерції

Масштаб по осі

де база графіка. Рекомендується приймати .

Графічно інтегрувати графік знайти роботу сил опору за цикл усталеного руху: для двигунів аналогічно побудувати графік А_рс(ц). Масштаб графіка робіт:

; Дж/мм,

де Н – полюсна відстань.

Обчислити середні зведені моменти рушійних сил або , сил тертя , сумарний зведений момент для кожного з 12 положень. Результати обчислень звести в таблицю.

 

5.2.3. На графіку роботи сил корисного опору або А_рс з’єднати початок і кінець графіку прямою і знайти найбільшу надлишкову роботу, як максимальну різницю ординат побудованих графіків.

; Дж.

 

5.2.4. Для положення, що відповідає середині робочого ходу веденої ланки (вихідної), знайти кутову швидкість ланки зведення:

де задана лінійна швидкість в середині робочого ходу вихідної ланки,

аналог лінійної швидкості вихідної ланки в тому ж положенні.

При проектуванні доцільно використати найближче положення до середнього з уже побудованих. Для нього відомі аналог швидкості та кут Це положення буде початковим. Для двигунів в середньому положенні відома.

 

5.2.5. Визначити додатковий момент інерції ланки зведення, який вводиться для того, щоб запобігти реверсу ланки зведення при розрахунку

 

5.2.6. Визначити прискорення ланки зведення за рівнянням руху машини для положення, яке вибране за початкове:

с^-2.

В чисельнику формули сума алгебраїчна.

 

5.2.7. Визначити крок інтегрування:

, с.

Крок інтегрування необхідно округлити в бік зменшення так, щоб після коми залишалась одна значуща цифра.

 

5.2.8. Знайти кутову швидкість та кут повороту ланки зведення через відрізок часу по ходу обертання.

с^-1;

В рівняннях сума алгебраїчна.

 

5.2.9. Знайти абсцису кута

, мм

і відкласти її на графіках від початку робочого ходу ланки зведення. Знайти відповідні ординати і, користуючись масштабами, обчислити для цього положення.

5.2.10. Визначити знову кутове прискорення ланки зведення, кутову швидкість, кут повороту через :

, с^-2;

 

Повторити пункт 5.2.9, 5.2.10 для кута

Далі розрахунок повторюється з кроком до тих пір, поки кінцевий кут не буде дорівнювати Якщо буде більший, то останній крок треба поділити на п =2,3,4…, повторити розрахунок і методом підбору домогтися рівності (до 1%). Результати розрахунків звести в таблицю.

 

5.2.11. Побудувати графіки: кутової швидкості та кутового прискорення ланки зведення.

 

5.2.12. Визначити період усталеного руху:

, с.

 

5.2.13. Визначити середню кутову швидкість ланки зведення:

, с^-1.

 

5.2.14. Визначити на графіках значення знайти дійсний коефіцієнт нерівномірності руху

.

Коефіцієнт динамічності

 

5.2.15. Визначити необхідний зведений момент інерції, ланки зведення, який забезпечує заданий коефіцієнт нерівномірності руху.