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(3)各种作用力的计算 ①气体力
气缸内的气体压力随活塞运动,即随曲轴转角变化,变化规律可由压力指示图或过程方程得到。几种典型汽缸的气体力计算如图。
②惯性力
产生原因:运动零件不等速运动或作旋转运动时会产生惯性力,其大小取决于运动件的质量和加速度。 往复惯性力:
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方向:往复惯性力始终作用于该汽缸轴线方向,仅其大小随曲轴转换角度周期地变化。
一台往复压缩机的惯性力曲线如图所示。
旋转惯性力:
方向:沿曲柄半径方向向外,故其方向随曲轴旋转变化,大小不变。 ③摩擦力
定义:作用于接触面间,大小取决于正压力及摩擦系数,方向始终与运动方向相反。
与惯性力、气体力等相比,摩擦力较小且计算较为复杂,在力的分析中一般不计入。
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(4)综合活塞力 ①侧向力和连杆力
如图(2-31)所示,曲柄处于任意转角θ时,设Fg和往复惯性力FIs合成的活塞力FP,先作用于十字头销或活塞销上,然后沿连杆传递。设连杆与气缸轴线夹角为β,则传到连杆上的连杆力Fl为:
同时,在十字头上产生一个压向十字头滑道的分力FN,
称侧向力:
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②阻力矩和倾覆力矩
阻力矩:连杆力沿连杆传至曲柄销中心点,作用在曲柄销上,对曲轴旋转中心构成的力矩,方向与曲轴旋转方向相反。
倾覆力矩:侧向力和主轴颈作用于轴承上的垂直分力大小相等,方向相反,在机器内部构成一个力矩。在立式压缩 机中有使机器顺着旋转方面倾倒的趋势,习惯上称为倾覆力矩:
倾覆力矩与阻力矩大小相等,方向相反,但倾覆力矩作用在机身上,阻力矩作用在主轴上,因此两者在压缩机内部不能互相抵消,属自由力矩。倾覆力矩周期变化会造成机器振动。
③切向力和法力
作用在曲柄上的连杆力可分解为垂直于曲柄方向的切向力FT及沿曲柄方向的法向力FR。 垂直于曲柄方向的切向力:
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沿曲柄方向的法向力:
(5)各力对压缩机的作用 ①气体力
a、气缸中的气体力一方面作用于活塞上,另一方面作用到气缸盖或气缸座上。
b、作用于气缸盖(座)上的Fg通过气缸和机身传递到主轴承上,与经过运动机构传递到主轴承上的活塞力FP中的
气体力部分抵消。在气缸轴线方向上,气体力不会传到机器外边来,它在机器内部相互平衡。
c、气体力Fg只使气缸、中体和机身等有关部分以及它们之间的连接螺栓等承受拉伸或压缩,故称为内力。 ②惯性力
a、作用在主轴承上的活塞力Fp中,往复惯性力部分未被平衡,它能通过主轴承及机体传到机器外面来,因此惯性
压缩机的热力性能和计算
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