第5章-活塞式压缩机惯性力平衡2

1、1往复式压缩机惯性力平衡对置式压缩机一般为三列以上的奇数列，曲拐错角一般在3600内均匀分配。其一、二阶往复惯性力和旋转惯性力平衡情况类似于多列立式或卧式压缩机，但每列的惯性力应以某列的外止点为准。2123ssssmmmm123rrrrmmmm以图中第3列为基准，当三列的往复、旋转质量各自相等时，即，合成后的往复惯性力（矩）为,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惯性力矩的计算同前22(coscos(120)1(3cos3sin )2IsssMam ram r23rrMm ra旋转惯性力矩4 对二阶惯性力求导，得到极值的位置和相应的转角23tg0030 ,21000120 ,310max2min2IsFm r 对一阶惯性力矩求导，得到力矩的位置和极值21( 3sin3cos )2IssdMam rd33tg03002105 22max1(3cos2103sin210)32IsssMam ram r 22max1(3cos303sin30)32IsssMam ram r030对二阶惯性力矩求导，得到力矩的位置和极

3、值0000165 /345755/252max3IssMam r2min3IssMam r 02106 三列对置式压缩机其一阶往复惯性力和旋转惯性力能自动平衡，总切向力曲线比较均匀。这种方案对小型压缩机来说，由于往复运动质量ms数值不大，二阶往复惯性力的存在不会引起问题，但在大型压缩机中，因ms很大，二阶往夏惯性力的存在便需要引起重视，因此也有设计成曲拐错角 在3600内不是均匀分布的方案，其原则是仍使一阶往复惯性力合力等于零，而二阶往复惯性力的合力最大位值减小一些。一，二阶惯性力平衡的五列对置式方案7 两对置列的连杆置于同一曲拐上，这种方案的列数都为偶数。当为两列时，其平衡情况和下面分析的V

4、型压缩机夹角由900扩大到大到1800时完全一样。若两列往复质量相等，则一阶往复惯性力的合力为两列的一阶住复惯性力之和，二阶往复惯性力的合力为零，因列间距很小，合力矩甚微，国内某些小型压缩机中有采用的。当采用四列时，也可使一阶、二阶往复惯性力的合力都等于零，但合力矩较对动式大一倍，故在小型压缩机可采用，大型时可采用六、八列，所有的合力和合力矩均为零。连杆并列的对置式压缩机连杆并列的对置式压缩机8cosIsFm r2 0V型压缩机因为两列气缸中心线在曲轴轴线方向的的距离很小(仅为连杆宽度)，故可认为它们的惯性力处于垂直曲轴轴线的同一平面中，且惯性力的合成仅为两力的矢量和，其惯性力矩很小而可忽略。

5、图中按旋转方向右列比左列落后 角，即左列处于外点时( )、右列要再转过 角才达外止点( )。 现在先分析以左列为基准的一阶往复惯性力cos()IsFm r2假定两列往复质量相等，即ssmm角度式压缩机的惯性力平衡9 一阶往复惯性力它们各自作用在自己的气缸轴线方向上把这两个周期相同，作用方向不同的力，分别投影到垂直方向和水平方向，并各自相加，则沿一阶往复惯性力的两个分力：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椭圆方程式当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椭圆的两个主轴在垂直和水平方向，且垂直方向的半轴长度为AIv，水平方向的半轴长度为AIl 的影响研究气缸中心线夹角当090222sin212cos2

7、tgIlIvAA1222221IvIlIvIlFFAA222IvIlIFFA椭圆的长轴在垂直方向，短轴在水平方向当090222sin212cos2tgIlIvAA椭圆的长轴在水平方向，短轴在垂直方向当0=90222sin2=12cos2tg=IlIvIAAA22IIvIlAFF椭圆就锐化为圆，其半径为13 22IIvIlAFF14至于v型压缩机中的二阶惯性力，可以相仿地写出cosIIsFm r22cos ()IIsFm r22ssmm二阶往复惯性力合力的垂直方向和水平方向分力分别为coscos()cosIIvsFm r2222sinsin()sinIIlsFm r2222IIvF 0cosII

8、vsFm r22215 IIvIlsFFFm r222 从以上分析可知，对于v型压缩机当两列气缸轴线夹角Y90。，两列的往复质量相等时，一阶往复惯性力的合力为定值，即等于一列的一阶往复惯性力的最大值，方向始终处于曲柄方向，也就是随着曲轴一起旋转的。因此可以加平衡重予以平衡。若平衡重质心距曲轴中心为r，则顾及旋转质量mr时，平衡重质量应为m0=mr+ms16 二阶往复惯性力的合力始终处于水平方向，其位随二倍于主轴旋转角速度而变化，显然，二阶往复惯性力是无法简单地利用平衡重予以平衡的。cos()coscoscos()cosIvsssFm rm rm r222W型压缩机型压缩机 若以垂直地面的中间列

9、为基准，可写出其一阶往复惯性力合力在垂直方向和水平方向的分力为cos()sincos()sinIlssFm rm r 22cosIvsFm r232sinIlsFm r232IIvIlsFFFm r22232IlIvFtgtgF17 srmmm032cosIIvsFm r2122sinIIlsFm r2322IIlIIvFtgtgF 32力的合力虽然是定值，但其变化频率是转速的两倍，故不能简单加平衡重加以平衡18 i为计算方便起见，在分析计算惯性力及惯性力矩的平衡中，采用平面直角坐标系，并将坐标原点 设在压缩机曲轴旋转平面中心，图是双重v形压缩机在平面直角坐标系中的位置示意图O。任意列曲柄对于本列气缸中心线的转角 按下式计算 iiii 任一列气缸中心线与Y轴的夹角（Y轴的右侧为正，左侧为负） ii任一列曲柄顺旋转方向相对于第一列曲柄的错角第一列曲柄相对于Y轴的夹角19 第三种类型在分析多列压缩机惯性力时，应特别注意两个主要的问题，否则将会得出不正确的结果第