4.5. Уравновешивание сил инерции

В кривошипно-шатунном механизме компрессора действуют силы инерции I_s и I_R с целью уменьшения вибрации и улучшения условий работы компрессора силы инерции стремятся максимально уравновесить. Если силы самоуравновешиваются, тогда необходимо уравновесить моменты этих сил.

Данные для расчета

m_S масса частей, движущихся возвратно-поступательно, кг;

т_R масса неуравновешенных частей, движущихся вращательно, кг;

R радиус кривошипа, м;

r_пр радиус вращения центра тяжести противовеса, м;

а,b геометрические размеры коренного вала, м;

4.5.1. Одноцилиндровый компрессор

В одноцилиндровом компрессоре (рис.32) силы инерции масс, движущихся воэвратно-посгунательно 1_SІ и 1_SІІ, не могут быть уравновешены полностью. Сила инерции неуравновешенных вращающихся масс уравновешивается полностью с помощью противовесов на щеках коренного вала.

Масса каждого противовеса определяется из условия равенства сил инерции

Рис.32. Уравновешивание вертикальных компрессоров

В таком компрессоре часть силы инерции І_SІ (до половины) целесообразно перенести а плоскость, перпендикулярную плоскости, в которой находятся ось вала и ось цилиндра.

Для этого необходимая масса противовеса может быть определена из условия

и

Суммарная масса противовеса

Силы инерции второго порядка остаются неуравновешенными.

4.5.2. Двухцилиндровый вертикальный компрессор

В двухцилиндровом вертикальном компрессоре (рис,32) с углом развала цилиндров 0° и углом заклинивания кривошипов 180° (двухколенчатый нал с коленами в одной плоскости) силы инерции I_R и 1_SI самоуравновешиваются, но создают моменты.

Момент силы I_r в плоскости кривошипов постоянный по величине может быть полностью уравновешен противовесами.

Момент силы 1_SІ в плоскости осей цилиндров переменен по величине и направлению и полностью уравновешен быть не может. Часть этого момента (половина) может быть переведена в перпендикулярную плоскость с помощью противовеса.

Масса каждого из противовесов равна

Силы инерции второго порядка не уравновешиваются.

4.5.3. Двухцилиндровый компрессор с углом развала цилиндров 90°

В двухцилиндровом компрессоре с углом развала цилиндров 90° и одним кривошипом (рис.33) силы инерции первого порядка, каждая из которых действует вдоль оси своего цилиндра, дают постоянную по величине равнодействующую, направленную по оси кривошипа

Рис.33. Уравновешивание двухцилиндрового компрессора с углом развала цилиндров 90°

Такая суммарная сила инерции может быть полностью уравновешенна с помощью противовесов как и центробежная сила инерции I_R.

Масса каждого противовеса должна быть равной

4.5.4. Четырехцилиндровый у-образный компрессор

Рис.34. Уравновешивание четырех цилиндрового компрессора с углом развала цилиндров 90°

4-х цилиндровые У-образные компрессоры (рис.34) обычно выполняют с утлом развала цилиндров 90° и двухколенным валом с углом заклинивания кривошипов 180°. В компрессорах с такой кинематической схемой силы инерции I_SI и 1_R самоуравновешиваются, поскольку являются постоянными по величине

Создаваемые силами ∑I_SI и I_R моменты постоянны по величине, действуют в плоскости кривошипов и могут быть полностью уравновешены с помощью противовесов