第5章活塞式壓縮機慣性力平衡2

1、1往復(fù)式壓縮機慣性力平衡對置式壓縮機一般為三列以上的奇數(shù)列，曲拐錯角一般在3600內(nèi)均勻分配。其一、二階往復(fù)慣性力和旋轉(zhuǎn)慣性力平衡情況類似于多列立式或臥式壓縮機，但每列的慣性力應(yīng)以某列的外止點為準(zhǔn)。2123ssssmmmm123rrrrmmmm以圖中第3列為基準(zhǔn)，當(dāng)三列的往復(fù)、旋轉(zhuǎn)質(zhì)量各自相等時，即，合成后的往復(fù)慣性力（矩）為,3,1,22coscos(120)cos(60)0IsIsIsIssFFFFm r,3,1,2202cos2cos2(120)cos2(60)3(cos23sin2 )2IsIsIsIsssFFFFrmrm 0rF 3 212cos2cos2(120)1(3cos23s

2、in2 )2IsssMa m ra m r慣性力矩的計算同前22(coscos(120)1(3cos3sin )2IsssMam ram r23rrMm ra旋轉(zhuǎn)慣性力矩4 對二階慣性力求導(dǎo)，得到極值的位置和相應(yīng)的轉(zhuǎn)角23tg0030 ,21000120 ,310max2min2IsFm r 對一階慣性力矩求導(dǎo)，得到力矩的位置和極值21( 3sin3cos )2IssdMam rd33tg03002105 22max1(3cos2103sin210)32IsssMam ram r 22max1(3cos303sin30)32IsssMam ram r030對二階慣性力矩求導(dǎo)，得到力矩的位置和極

3、值0000165 /345755/252max3IssMam r2min3IssMam r 02106 三列對置式壓縮機其一階往復(fù)慣性力和旋轉(zhuǎn)慣性力能自動平衡，總切向力曲線比較均勻。這種方案對小型壓縮機來說，由于往復(fù)運動質(zhì)量ms數(shù)值不大，二階往復(fù)慣性力的存在不會引起問題，但在大型壓縮機中，因ms很大，二階往夏慣性力的存在便需要引起重視，因此也有設(shè)計成曲拐錯角 在3600內(nèi)不是均勻分布的方案，其原則是仍使一階往復(fù)慣性力合力等于零，而二階往復(fù)慣性力的合力最大位值減小一些。一，二階慣性力平衡的五列對置式方案7 兩對置列的連桿置于同一曲拐上，這種方案的列數(shù)都為偶數(shù)。當(dāng)為兩列時，其平衡情況和下面分析的V

4、型壓縮機夾角由900擴大到大到1800時完全一樣。若兩列往復(fù)質(zhì)量相等，則一階往復(fù)慣性力的合力為兩列的一階住復(fù)慣性力之和，二階往復(fù)慣性力的合力為零，因列間距很小，合力矩甚微，國內(nèi)某些小型壓縮機中有采用的。當(dāng)采用四列時，也可使一階、二階往復(fù)慣性力的合力都等于零，但合力矩較對動式大一倍，故在小型壓縮機可采用，大型時可采用六、八列，所有的合力和合力矩均為零。連桿并列的對置式壓縮機連桿并列的對置式壓縮機8cosIsFm r2 0V型壓縮機因為兩列氣缸中心線在曲軸軸線方向的的距離很小(僅為連桿寬度)，故可認為它們的慣性力處于垂直曲軸軸線的同一平面中，且慣性力的合成僅為兩力的矢量和，其慣性力矩很小而可忽略。

5、圖中按旋轉(zhuǎn)方向右列比左列落后 角，即左列處于外點時( )、右列要再轉(zhuǎn)過 角才達外止點( )。 現(xiàn)在先分析以左列為基準(zhǔn)的一階往復(fù)慣性力cos()IsFm r2假定兩列往復(fù)質(zhì)量相等，即ssmm角度式壓縮機的慣性力平衡9 一階往復(fù)慣性力它們各自作用在自己的氣缸軸線方向上把這兩個周期相同，作用方向不同的力，分別投影到垂直方向和水平方向，并各自相加，則沿一階往復(fù)慣性力的兩個分力：coscoscos()coscoscos()IvsssFm rm rm r222222222cossincos()sinsinsin()IlsssFm rm rm r 222222222IIvIlFFF22IlIvFtgF垂直方

6、向上水平方向上10 令2Im2Im2cos22sin2IvaxIlaxAFAFcos()sin()22IvIlIvIlFFAA222222cos ()sin ()122IvIlIvIlFFAA橢圓方程式當(dāng)2coscos()cos=IvssIvFm rm rA222222222sinsin()IlsFm r222022曲柄在垂直方向11 090 +2曲柄在水平方向coscos()IvsFm r222022sinsin()IlsIlFm rA22222橢圓的兩個主軸在垂直和水平方向，且垂直方向的半軸長度為AIv，水平方向的半軸長度為AIl 的影響研究氣缸中心線夾角當(dāng)090222sin212cos2

7、tgIlIvAA1222221IvIlIvIlFFAA222IvIlIFFA橢圓的長軸在垂直方向，短軸在水平方向當(dāng)090222sin212cos2tgIlIvAA橢圓的長軸在水平方向，短軸在垂直方向當(dāng)0=90222sin2=12cos2tg=IlIvIAAA22IIvIlAFF橢圓就銳化為圓，其半徑為13 22IIvIlAFF14至于v型壓縮機中的二階慣性力，可以相仿地寫出cosIIsFm r22cos ()IIsFm r22ssmm二階往復(fù)慣性力合力的垂直方向和水平方向分力分別為coscos()cosIIvsFm r2222sinsin()sinIIlsFm r2222IIvF 0cosII

8、vsFm r22215 IIvIlsFFFm r222 從以上分析可知，對于v型壓縮機當(dāng)兩列氣缸軸線夾角Y90。，兩列的往復(fù)質(zhì)量相等時，一階往復(fù)慣性力的合力為定值，即等于一列的一階往復(fù)慣性力的最大值，方向始終處于曲柄方向，也就是隨著曲軸一起旋轉(zhuǎn)的。因此可以加平衡重予以平衡。若平衡重質(zhì)心距曲軸中心為r，則顧及旋轉(zhuǎn)質(zhì)量mr時，平衡重質(zhì)量應(yīng)為m0=mr+ms16 二階往復(fù)慣性力的合力始終處于水平方向，其位隨二倍于主軸旋轉(zhuǎn)角速度而變化，顯然，二階往復(fù)慣性力是無法簡單地利用平衡重予以平衡的。cos()coscoscos()cosIvsssFm rm rm r222W型壓縮機型壓縮機 若以垂直地面的中間列

9、為基準(zhǔn)，可寫出其一階往復(fù)慣性力合力在垂直方向和水平方向的分力為cos()sincos()sinIlssFm rm r 22cosIvsFm r232sinIlsFm r232IIvIlsFFFm r22232IlIvFtgtgF17 srmmm032cosIIvsFm r2122sinIIlsFm r2322IIlIIvFtgtgF 32力的合力雖然是定值，但其變化頻率是轉(zhuǎn)速的兩倍，故不能簡單加平衡重加以平衡18 i為計算方便起見，在分析計算慣性力及慣性力矩的平衡中，采用平面直角坐標(biāo)系，并將坐標(biāo)原點 設(shè)在壓縮機曲軸旋轉(zhuǎn)平面中心，圖是雙重v形壓縮機在平面直角坐標(biāo)系中的位置示意圖O。任意列曲柄對于本列氣缸中心線的轉(zhuǎn)角 按下式計算 iiii 任一列氣缸中心線與Y軸的夾角（Y軸的右側(cè)為正，左側(cè)為負） ii任一列曲柄順旋轉(zhuǎn)方向相對于第一列曲柄的錯角第一列曲柄相對于Y軸的夾角19 第三種類型在分析多列壓縮機慣性力時，應(yīng)特別注意兩個主要的問題，否則將會得出不正確的結(jié)果第