МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

ОДЕССКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ ОНАПТ

РАССМОТРЕНО УТВЕРЖДАЮ

На заседании цикловой комиссии ХКМиУ Зам. директора по УР

ПРОТОКОЛ № _____от «___»_____20__г _____________В.И. Уманская

Заведующая цикловой комиссией ХКМиУ «_____»____________20___г.

Беркань И.В. ________________________

Методические указания

К ВЫПОЛНЕНИЮ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

«ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПОРШНЕВОГО КОМПРЕССОРА»

ПО ПРЕДМЕТУ «ХОЛОДИЛЬНЫЕ МАШИНЫ»

ДЛЯ СТУДЕНТОВ III КУРСА ДНЕВНОГО ОТДЕЛЕНИЯ

СПЕЦИАЛЬНЛСТИ 5.090519 “МОНТАЖ, ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ И РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНО-КОМПРЕССОРНЫХ МАШИН И УСТАНОВОК”

ОДЕССА – 2011г.

Содержание

РЕКОМЕНДАЦИИ К ПРОЕКТИРОВАНИЮ 5

1. ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ 6

2. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ 7

2.1. Одноступенчатая холодильная машина (тепловой насос) 8

2.2. Регенеративная холодильная машина (тепловой насос) 10

2.3. Регенеративная машина с бессальниковым (герметичным) компрессором 11

2.4. Специальные расчеты 12

3. КОНСТРУКТИВНЫЙ РАСЧЕТ 13

3.1. Определение основных размеров и параметров 13

3.2. Предварительное конструирование 14

4. ДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ 19

4.1. Теоретические основы 19

4.1.1. Основные понятия кинематики кривошипно-шатунного механизма 20

4.1.2. Силы, действующие в компрессоре 20

4.1.3. Силы и моменты, действующие в одноцилиндровом компрессоре 23

4.2. Определение масс движущихся частей 25

4.2.1. Определение масс, движущихся возвратно-поступательно 25

4.2.2. Определение масс, движущихся вращательно 27

4.3. Построение диаграмм усилий, действующих на механизм движения 28

4.3.1. Расчетные зависимости 28

4.3.2. Построение диаграмм 3 0

4.4. Определение маховых масс и конструирование маховика 33

4.5. Уравновешивание сил инерции 34

4.5.1. Одноцилиндровый компрессор 35

4.5.2. Двухцилиндровый вертикальный компрессор 35

4.5.3. Двухцилиндровый компрессор с углом развала цилиндров 90° 36

4.5.4. Четырехцилиндровый У-образный компрессор 36

4.5.5. Щестицилиндровый W-образный компрессор 37

4.5.6. Восьмицилиндровый УУ-образный компрессор 37

4.5.7. Трехцилиндровый звездообразный компрессор 37

4.6. Конструирование противовеса 38

5. РАСЧЕТ ГАЗОВОГО ТРАКТА 38

5.1. Патрубки компрессора 3 9

5.2. Окна в гильзе 40

5.2.1. Окна в гильзе прямоточного компрессора 40

5.2.2.0кна в гильзе непрямоточного компрессора 40

5.3. Клапаны 41

6. РАСЧЕТ УЗЛОВ И ДЕТАЛЕЙ НА ПРОЧНОСТЬ 45

6.1.Теоретические основы расчета 45

6.2. Расчет на прочность неподвижных деталей 46

6.2.1. Гильза цилиндра 47

6.2.2. Блоккартер 47

6.2 3. Верхняя крышка цилиндров 48

6.2.4. Шпильки (болты, винты) верхней крышки цилиндров 48

6.3. Расчет на прочность подвижных деталей 49

6.3.1. Поршень 49

6.3.2. Поршневой палец 51

6.3.3. Поршневое кольцо 52

6.3.4. Шатун 52

6.3.5. Шатунный болт 56

6.4; Расчет сальника 57

6.5. Расчет вала 58

6.5.1. Расчет вала на прочность 62

6.5.2. Расчет вала на жесткость 63

7. РАСЧЕТ КОРЕННЫХ ПОДШИПНИКОВ 64

7.1. Коренные подшипники качения 64

7.2. Коренные подшипники скольжения 64

8. РАСЧЕТ СМАЗКИ КОМПРЕССОРА 65

7.1 Расчет масла по количеству тепла, отведенного от трущихся поверхностей 65

7.2. Расчет масла из условия выдавливания масла через торцевые зазоры подшипников 65

7.3. Расчет геометрических размеров маслонасосов 67

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 68

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1 Основные данные поршневых компрессоров, выпускаемых в СНГ 68

Приложение 2. Каталоги электродвигателей 70

Приложение 3. Нормальные размеры 73

Приложение 4. Сортамент труб, применяемых в холодильных машинах и тепловых насосах 74

Приложение 5. Конструкции современных поршневых компрессоров 75

РЕКОМЕНДАЦИИ К ПРОЕКТИРОВАНИЮ

Первым этапом выполнения курсового проекта является формирование технического задания, в которое входит:

• назначение и географическое расположение холодильной машины (теплового насоса) с проектируемым компрессором с целью определения:

•• производительности (холодопроизводительности для холодильной машины, теплопроизводительности - для теплового насоса);

•• температуры производимого холода и как функций от нее температуры кипения рабочего вещества;

•• температуры охлаждающей среды и как функции от нее температуры конденсации рабочего вещества;

• выбор рабочего вещества;

• выбор степени герметизации компрессора и типа привода.

Введение в курсовой проект должно содержать: задание на проектирование, описание области применения компрессора (если есть, то особые требования, предъявляемые к его конструкции), классификацию компрессора в соответствии с общей классификацией поршневых компрессоров, описание основных узлов компрессора. Особо следует отметить отличие конструкции разрабатываемого компрессора от выбранного прототипа, его преимущества с точки зрения предложенных в курсовом проекте новых конструкций узлов и деталей (применения новых конструкционных материалов), технологичности, массогабаритных характеристик, надежности и т.д.

Разделы расчетно-пояснительной записки рекомендуется выполнять строго в соответствии с последовательностью изложения материала в методических указаниях, что даст возможность не испытывать недостатка в исходных данных, полученных в результате проведения предыдущих расчетов. Расчеты по отдельным пунктам (что будет оговорено) могут быть пропущены, а данные, которые необходимо было бы рассчитать, взяты непосредственно из конструкций серийно выпускаемых компрессоров.

При выполнении проекта после определения основных размеров и параметров компрессора следует выбрать прототип проектируемого компрессора. После тщательного ознакомления по чертежам и описанию с конструкцией прототипа, студент должен оценить данную конструкцию, стремясь использовать в выполняемом проекте новейшие достижения в области компрессоростроения. Выбранный прототип не должен служить основанием для копирования конструкции при проектировании, так как отличие в главных размерах прототипа и проектируемого компрессора потребуют изменения основных компоновочных размеров проектируемого компрессора. Необходимо подчеркнуть, что выбор основных размеров, отдельных деталей и узлов должны обеспечивать рациональность конструкции, ее технологичность и разумные запасы прочности.

При оформлений расчетно-пояснительной записки обязательным является иллюстративное дополнение расчетов. Необходимыми являются изображение схемы холодильной машины и ее цикла в диаграммах состояний, эскизная проработка (на миллиметровой бумаге) шатунно-поршневой группы и фрагмента коленчатого вала, эскизы рассчитываемых на прочность деталей (их фрагментов) с указанием всех размеров, используемых для проведения прочностных расчетов.