УСТРОЙСТВО И РАБОТА КОМПРЕССОРНЫХ УСТАНОВОК




ВВЕДЕНИЕ

Современное компрессорное оборудование имеет широкие возможности и применяется во многих сферах человеческой жизнедеятельности. К «обычным» установкам обыватель уже привык, однако мало кто знает, что высокомощные передвижные компрессоры используют в горнодобывающей промышленности.

Компрессор для буровой установки – высоконадёжное оборудование, большой мощности, применяющее в качестве привода дизельный двигатель, способный длительное время поддерживать оптимальное рабочее давление при высокой производительности. Данное оборудование используется в качестве источника сжатого воздуха для многоцелевых буровых установок. Оборудование данного типа нередко используют во время ремонта мостов, строительства туннелей и иных подземных сооружений, но в большей степени потенциал высокомощных компрессоров раскрывается во время бурения.

 

УСТРОЙСТВО И РАБОТА КОМПРЕССОРНЫХ УСТАНОВОК

 

Для снабжения сжатым воздухом пневмосистем буровой установки применяют компрессорные установки с механическим приводом (контрприводом) от трансмиссий силовых агрегатов или с индивидуальным электроприводом.

Установки с электроприводом называются компрессорными станциями. В компрессорных установках используют двухступенчатые компрессоры типа КС-3М, КС-5М, КСР-5М, КТ-6 с подачей 3-5 м³/мин при рабочем давлении 0,8-0,9 МПа. Шифр компрессорной установки соответствует типу компрессора.

В компрессорных установках с механическим приводом приводной шкив соединён с валом компрессора через шинно-пневматическую муфту ШПМ-300. В компрессорных установках с электроприводом вал компрессора соединён с электродвигателем через упругую муфту.

Компрессорная установка КТ-6 с механическим приводом состоит из компрессора, опор привода, приводного шкива, смонтированного на раме. Привод с компрессором соединён муфтой ШПМ-300. Наружный воздух засасывается через воздухофильтр в цилиндры первой ступени сжатия, а затем по трубопроводу подаётся через холодильник в цилиндры второй ступени сжатия, откуда сжатый воздух поступает в воздухозаборники.Чуть ниже дана подробная схема компрессора КТ-6.

 

1 – клапанная коробка цилиндра низкого давления ЦНД (первой ступени); 2 – поршень ЦНД; 3 – сапун; 4 – клапанная коробка цилиндра высокого давления ЦВД (второй ступени); 5 – поршень ЦВД; 6 – цилиндр высокого давления ЦВД; 7 – узел шатунов; 8 – холодильник; 9 – всасывающий воздушный фильтр; 10 – предохранительный клапан; 11 – рым-болт; 12 – кронштейн вентилятора; 13 – болт регулировки натяжения ремня вентилятора; 14 – вентилятор; 15 – тройник для присоединения трубопровода от регулятора давления; 16 – манометр давления масла; 17 – бачок для гашения пульсаций стрелки манометра; 18 – корпус (картер); 19 – коленчатый вал; 20 – масляный насос; 21 – редукционный клапан; 22 – дополнительный балансир; 23 – винт крепления дополнительного балансира; 24 – шплинт; 25 – масляный фильтр; 26 – указатель уровня масла (щуп); 27 – пробка для залива масла; 28 – пробка для слива масла; 29 – цилиндр низкого давления ЦНД; 30 – поршневой палец.

Рисунок 1- Компрессор КТ-6

 

 

Компрессорные установки работают в авторежиме, включаясь при потере давления в пневмосистеме до 0,7-0,75 МПа и выключаясь при 0,8-0,85 МПа. Работу компрессора в автоматическом режиме обеспечивают разгрузные клапаны, которые при достижении максимального давления в пневмосистеме срабатывают и подают воздух в разгрузочные устройства компрессоров, которые сжимают всасывающие клапаны обеих ступеней сжатия, в результате чего компрессоры при постоянном вращении коленвалов переходят на холостой ход. При снижении давления в пневмосистеме до нижнего предела разгрузочные клапаны перекрывают доступ воздуха в разгрузочные устройства и соединяют их с атмосферой, в результате чего всасывающие клапаны возвращаются в рабочее положение и компрессоры начинают подавать сжатый воздух в пневмосистему. Компрессорные установки с механическим приводом допускают работу без автоматики, для чего должна включаться и выключаться шинно-пневматическая муфта с пульта краном управления компрессора.

 

 


 

2 РАСЧЁТ ВИНТОВОГО КОМПРЕССОРА

 

Техническая характеристика винтового компрессора представлена в таблице 1.

 

Таблица 1 - Техническая характеристика винтового компрессора

Длина, мм Диаметр, мм Заходность ротора на статор Расход бурового раствора, л/с Частота вращения вала шпинделя Об/мин Перепад давления, МПа Момент силы на валу, кН м
    9:10 30 - 40 100 - 130 5,0 – 6,0 6,5-8,0

 

1 Расчёт контурного диаметра рабочих органов (диаметр статора по впадинам зубьев):

Dк = D-2×(d м+dр); (1)

Dк = 195 – 2×(15,6+9,75) = 144,3 мм,

где dм и dр- соответственно толщина стенки остова статора и минимальная толщина резиновой обкладки по впадинам зубьев;

D - диаметр двигателя.

dм = (0,07÷0,1)×D; (2)

dм = 0,08 × 195 = 15,6 мм

Исходя из условий заливки резинометаллических деталей типа статоров минимальная толщина резиновой обкладки должна быть не менее:

dр = (0,04÷0,07)×D; (3)

dр = 0,05 × 195 = 9,75 мм;

 

2 Вычислим эксцентриситет зацепления:

(4)

где С е =1,6÷2,5 - коэффициент формы зуба;

С 0 =1,1÷1,5 - коэффициент внецентроидности;

Z 1 =10 - число зубьев статора.

3 Расчитаем площадь живого сечения рабочих органов:

S = π×e×(Dк - 2е); (5)

S = 3,14 × 5,3×(144,3 – 2×5,3) = 2225 мм 2;

4 Определим шаг винтовой поверхности:

(6)

где Q = 2,4 м 3 /мин - расход жидкости;

n = 130 об/мин – частота вращения вала шпинделя;

Z 2 =9 – число зубьев ротора.

При выборе Т следует учитывать, что его оптимальная величина должна находиться в пределах:

Т = (4,5÷6,5) × Dк; (7)

Т = (4,5÷6,5) × 144,3 = 649,35÷937,95, т.е. 649,35 ≤ 922 ≤ 937,95

5 Вычислим шаг винтовой поверхности ротора:

t = T × Z 2 /Z 1; (8)

t = 922 × 9/10 = 829,8 мм.

6 Определим основные размеры рабочих органов.

Диаметры статора:

- по впадинам

Di = Dк = 144,3 мм;

- по выступам

De = Dк – 4 × e; (9)

De = 144,3 – 4 × 5,3 = 123,1 мм.

Диаметры ротора:

- по впадинам зубьев

di = De – 2×e + d; (10)

di = 123.1 – 2×5,3 + 0,866 = 113,4 мм,

где d – диаметральный натяг

d = (0,005÷0,007)×Dк; (11)

d = 0,006×144.3 = 0,866 мм;

- по выступам зубьев

de = di + 4 × e; (12)

de = 113,4 + 4 × 5,3 = 134,6 мм.

7 Найдём длину рабочей части обкладки статора:

L = T × kL; (13)

L = 922 × 2,5 = 2305 мм,

где k L – число шагов статора

kL = р/[р]; (14)

kL = 6/2 = 3,

где [р] – допустимый перепад давления на один шаг, который при твёрдости резины 75 – 80 усл.ед. может быть принят равным 2 МПа;

р – перепад давления в двигателе.

8 Определим рабочий объём двигателя:

V 0 = S × T × Z2; (15)

V 0 = 2225 × 922 × 9 = 18460000 мм 3.

9 Вычислим осевую гидравлическую нагрузку:

(16)

Н


 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2016-08-07 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: