各力對(duì)壓縮機(jī)的作用
氣缸中的氣體作用力沿軸向一端作用在氣缸蓋上,另一端作用在活塞上這兩個(gè)作用力大小相等、方向相反。作用到活塞上的氣體力最終傳遞到主軸承O處機(jī)身上。
(1) 氣體力
若以一臺(tái)整體壓縮機(jī)為研究對(duì)象,氣體力顯然屬于內(nèi)力,不會(huì)傳遞到機(jī)器外邊去,它在機(jī)器 內(nèi)部隨時(shí)都是互相平衡的。
但是,氣體力使氣缸、機(jī)體和曲柄連桿本身受到不同的拉伸和壓 縮載荷。
由于摩擦力是成對(duì)出現(xiàn)的,它也與氣體力一樣,對(duì)機(jī)器內(nèi)部的有關(guān)零件產(chǎn)生作用力,但不會(huì)傳遞或作用到機(jī)器外部來,它在機(jī)器內(nèi)部平衡掉了,故也是一個(gè)內(nèi) 力。
(2) 往復(fù)摩擦力
活塞力中的往復(fù)慣性力部分,對(duì)于作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的零件來說屬于外力,它必
(3) 慣性力
然要傳遞到機(jī)身上來并通過機(jī)身進(jìn)一步作用到固定壓縮機(jī)的基礎(chǔ)或機(jī)架上來。故往復(fù)慣性 力被稱為外力,或稱為自由力。
由于它的數(shù)值和方向是隨著曲柄轉(zhuǎn)角周期變化,因而會(huì)引起機(jī)器的振動(dòng)。
旋轉(zhuǎn)慣性力也同樣屬于自由力,它的大小值不變,但方向與曲柄方向相同,也能引起機(jī)器和基礎(chǔ)的振動(dòng)。為此,需要設(shè)法將慣性力盡可能在機(jī)器內(nèi)部平衡掉。
側(cè)向力NA 與主軸頸作用于機(jī)身的支反力RW 垂直于缸體中心
(4) 側(cè)向力與傾覆力矩
線的分量大小相等、方向相反,但不在一條直線上,它們之間的距離b: OA,在機(jī)器內(nèi)部 構(gòu)成了一個(gè)力矩Mw= Ngb。
根據(jù)圖4-9中的幾何關(guān)系得出對(duì)于氣缸體直立的壓縮機(jī),力矩MV的作用有使機(jī)器傾覆轉(zhuǎn)倒之勢(shì), 故習(xí)慣上稱MN為傾覆力矩。
幾何關(guān)系消掉式(4-30) 中的自變量p,可得出阻力矩M,的表達(dá)式與式 原動(dòng)機(jī)從外界將力矩M,傳遞給曲柄連桿機(jī)構(gòu)。
一方面,曲柄連桿機(jī)構(gòu)在該外力矩的作 用下,克服阻力以壓送流體而往復(fù)做功; 而另一方面,曲柄連桿機(jī)構(gòu)又將驅(qū)動(dòng)力矩以不作功 的傾覆力矩的形式傳到機(jī)身上來。
如果要過住機(jī)身的傾覆(或轉(zhuǎn)動(dòng)),就需要外界對(duì)機(jī)身作 用一個(gè)約束反力矩。
絕大多數(shù)壓縮機(jī)都是由電動(dòng)機(jī)來驅(qū)動(dòng)的,因此從直觀角度來看,輸入壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)力矩 基本上接近常量,并不應(yīng)該象式表示的MW那樣在一轉(zhuǎn)中有如此大的波動(dòng)。
這兩者之間的瞬時(shí)值的不統(tǒng)一,是依靠曲軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣性質(zhì)量一飛輪來均衡的。
綜上所述,在往復(fù)式壓縮機(jī)中,氣體力和往復(fù)摩擦力屬于內(nèi)力,一般不傳到機(jī)器外部 來,放不會(huì)引起壓縮機(jī)的整體振動(dòng);
往復(fù)慣性力和旋轉(zhuǎn)慣性力屬于自由力,如果在曲軸上沒 有設(shè)置相應(yīng)的平衡質(zhì)量,這些力就會(huì)引起壓縮機(jī)的振動(dòng)或引起機(jī)器基礎(chǔ)和機(jī)架的受力。
阻力矩與驅(qū)動(dòng)力矩(可視為常量) 的差值會(huì)產(chǎn)生周期變化的傾覆力矩,它也屬于外力。