Проект азотного мембранного микрокомпрессора криогенной установки

1. Чертеж сборочный конструкции азотного мембранного микрокомпрессора криогенной установки, А1

Дополнительные материалы: прилагается расчетно-пояснительная записка на 39 листах.

В проекте проведена разработка конструкции двухступенчатого азотного мембранного микрокомпрессора криогенной установки.

Приведено описание компрессора и его техническая характеристика.

Посредством компрессора выполняется сжатие газообразного азота в криогенных установках. Параметры агрегата:

1. Величина давления нагнетания за второй ступенью 25 атм
2. Воздушное охлаждение цилиндров
3. Привод от асинхронного двигателя с частотой переменного тока 60 Гц
4. Форма исполнения двигателя М201
5. Электродвигатель Д 80-A2 мощностью 0,75 кВт
6. Вращение вала электродвигателя выполняется с частотой 2790 об/мин, кривошипа - 800 об/мин
7. Ход поршня 8 мм
8. Габаритный размер электродвигателя 150 мм
9. Ресурс работы компрессора 2000 час

Выполнен расчет зубчатых передач.

Определено общее передаточное число редуктора 3,487.

В ходе кинематических расчетов вычислены значения:

Определен КПД редуктора, равный 0,966.

Рассчитаны размеры зубчатых колес с вычислением значений: габаритный размер редуктора 150 мм, модуль передачи 1,5 мм, диаметры делительных окружностей 38 мм, 29 мм, 96 мм, ширина зубчатых колес и сателлитов 12 мм и 14 мм, межосевое расстояние 34 мм.

В ходе силового расчета зубчатых передач определены крутящие моменты на валах: на ведущем 2567 Н×мм, на тихоходном 8756 Н×мм. Частота вращения быстроходного вала составляет 3420 об/мин.

Произведен подбор материала зубчатых колес.

При выполнении проверочного расчета на контактные напряжения рассчитана окружная сила 77,7 Н, окружная скорость в зацеплении 3,4 м/с, контактное напряжение 263,9 Н/мм². Принят материал Сталь 35.

Сделан проверочный расчет зубьев на изгиб с определением основных значений.

Сделан подбор подшипников сателлита с вычислением диаметра наружного кольца, равного 24 мм. Приняты сферические шариковые подшипники № 28* 19 х 6 мм. Определен расчетный ресурс подшипника 9,1 х 10⁵ ч.

Разработан эскизный проект редуктора.

Проведен предварительный расчет диаметров валов. Диаметр шейки быстроходной шестерни равен 12,5 мм. В качестве тихоходного вала выбран эксцентриковый вал привода компрессора. Его диаметр равен 15 мм, в месте установки эксцентрика 20 мм, под подшипник 19 мм, буртика под подшипник 24 мм.

Принят шариковый однорядный радиальный подшипник средней серии № 1304, установленный "в распор".

Расстояние между деталями передач равно 8 мм. Толщина стенки корпуса редуктора равна 6 мм. Для присоединения фланцевого электродвигателя к корпусу редуктора с помощью промежуточного фланца приняты шпильки диаметром 10 мм и длиной 16 мм, 30 мм и 25 мм.

Проведена проверка шпонок для крепления зубчатых колес на смятие с вычислением допустимых напряжений.

Фланцы редуктора и микрокомпрессора соединены шпильками через ребро жесткости.

Выполнена разработка эскизного проекта микрокомпрессора.

Сделан выбор наивыгоднейшего распределения давления по ступеням.

Проведено проектирование механизма с эксцентриковым валом для привода поршней компрессора. Определена действующая на поршень сила 1790,85 Н, диаметры поршней 80 мм и 36 мм, штоков – 20 мм.

В ходе расчета штока на устойчивость вычислена его длина 124 мм, гибкость 40.

Рассчитаны параметры конструктивных элементов поршневого микрокомпрессора.

Определена толщина стенок цилиндров для I и II ступеней: 7,49 мм и 9 мм. Для улучшения отвода тепла сжатия приняты элементы оребрения: высота ребра 16 мм, шаг 6 мм, толщина у основания 4 мм, на конце – 2 мм. Вычислена высота поршней: 96 мм и 54 мм, толщина днища 5 мм. Диаметр поршневого пальца равен 12 мм, длина шатунного подшипника 16 мм. Вычислены размеры графитовых или фторопластовых колец: высота 9 мм и 6 мм, ширина 9 мм и 6 мм. Принят сильфон с размерами 38 х 16 х 0,25 мм. Для крепления крышки приняты винты с квадратной головкой и буртиком.

Выполнена проверка подшипника скольжения на работоспособность с проверкой по удельному давлению и по нагреву.

Приведенный уточненный расчет эксцентрикового вала с выполнением проверочного расчета подшипников, опасного сечения вала. Определен коэффициент запаса прочности, равный 2,2.

Для смазки элементов компрессора внутрь него при сборке закладывается смазочный материал ЦАТИМ-201.

В работе спроектирован двухступенчатый азотный мембранный микрокомпрессор криогенной установки.

В программе: AvtoCAD