Рис.1. Принципиальная схема ректификационной установки
1 — колонна, 2 — подогреватель исходной смеси, 3 — гребенка, 4 — кипятильник,5 — конденсатор, 6,7 — холодильники, 8— 10 — сборники;
I— исходная смесь, II— дистиллят, III — кубовая жидкость, IV — пар, V— флегма,VI — теплоноситель, VII — охлаждающий агент
Принципиальная схема процесса непрерывной ректификации
бинарных смесей показана на Рис 1. Исходная смесь I, которая имеет
производительность 2200 кг/ч и начальную температуру tн,
подается из исходной емкости 8 центробежным насосом, где
подогревается в подогревателе 2 греющим паром IV –насыщенный
водяной пар с давлением 0,6 МПа и температурой Т гр до
температуры кипения смеси, равной t1. Подогретая смесь с
концентрацией 35%(масс.) подается на разделение в ректификационную
колонну 1 на тарелку питания.
Стекая вниз по тарелкам колонны, жидкость V взаимодействует с
поднимающимся вверх паром III – кубовой жидкости. Пар образуется
при кипении кубового остатка в кипятильнике 4. В результате
многократного процесса конденсации пара, стекающего вниз, и
испаряющейся жидкости получаются, пары которой подаются вверх, в
виде низкокипящего компонента. Для более полного обогащения,
верхнюю часть колонны орошают флегмой V с температурой t2,
получаемого в конденсаторе-дефлегматоре 5 путем конденсации пара
IV, выходящего из колонны.
Охлаждающий агент-вода VII нагревающаяся от t’В до t”В.
Дистиллят II с концентрацией 92,5%(масс.) из холодильника 5 поставляется
в емкость 9.
Из кубовой части колонны непрерывно выводится кубовый продукт III с
концентрацией 0,5%(масс.), обогащенный высококипящим компонентом с
температурой t0, который охлаждается в холодильнике 6 до
температуры tК, при этом охлаждающая вода VII нагревается от
t’В до t”В.Охлажденный кубовый остаток III подается в
емкость 10.
Таким образом, в ректификационной колонне 1 осуществляется
непрерывный неравновесный процесс разделения исходной бинарной
смеси I на дистиллят II (с высоким содержанием низкокипящего
компонента) и кубового остатка III (с высоким содержанием
высококипящего компонента).
В.Ю. Лавров
Введение в теорию механизмов и машин
Учебное пособие
электронный ресурс
Санкт-Петербург
УДК 621.01
Введение в теорию механизмов и машин: Учебное пособие / В. Ю. Лавров; Балт. гос. техн. ун. СПб, 2015, 136 с.
Приводится полный текст курса для самостоятельного изучения таких дисциплин, как ТММ, механика машин и им родственным. Рассматриваются вопросы структуры и кинематики механизмов, а также динамики машин с абсолютно жесткими звеньями. Рассматриваются вопросы проектирования рычажных, кулачковых и зубчатых механизмов.
Предназначено для студентов всех технических специальностей и специальностей промышленного менеджмента.
Ил. 105. Библиогр.: 20 назв.
Из данного документа удалена большая часть тех разделов, которые не входят в читаемый курс ТММ в БГТУ Военмех.
ã;В.Ю. Лавров 2015
Содержание
| Введение....................................................
|
|
| |
|
| 1. Структурный анализ и синтез рычажных механизмов
|
|
| 1.1. Основные определения...................................
|
|
| 1.2. Число степеней свободы механизма........................
|
|
| 1.3. Структурные группы.....................................
|
|
| 1.4. Структурный синтез механизмов с помощью групп Ассура.....
|
|
| 1.5. Диагностика наличия пассивных связей.....................
|
|
| 1.6. Элементы метрического синтеза рычажных механизмов.......
|
|
|
|
|
| 2. Кинематический анализ рычажных механизмов
|
|
|
|
|
| 2.1. Постановка задачи.......................................
|
|
| 2.2. Кинематика входных механизмов.........................
|
|
| 2.2.1. Кривошип.........................................
|
|
| 2.2.2. Ползун............................................
|
|
| 2.2.3. Качающийся ползун.................................
|
|
| 2.3. Аналитические зависимости кинематического анализа
для структурных групп, связанных со стойкой.............
|
|
| 2.3.1. Трехшарнирная структурная группа..................
|
|
| 2.3.2. Структурная группа "шатун - ползун"..................
|
|
| 2.3.3. Кулисные структурные группы......................
|
|
| 2.3.4. Структурная группа "шарнир – ползун – ползун".......
|
|
| 2.3.5. Структурная группа "ползун – шарнир – ползун"........
|
|
| 2.4. Метод преобразования координат.........................
|
|
| 2.5. Общая последовательность кинематического анализа........
|
|
| 2.6. Передаточные функции, передаточное отношение
|
|
| 2.6.1. Передаточная функция..............................
|
|
| 2.6.2. Передаточное отношение............................
|
|
| 2.7. Графо-аналитический метод планов........................
|
|
|
|
|
| 3. Кулачковые механизмы
|
|
|
|
|
| 3.1. Классификация..........................................
|
|
| 3.2. Основные геометрические параметры кулачковых механизмов
|
|
| 3.3. Фазы работы кулачковых механизмов.
Фазовые и конструктивные углы............................
|
|
| 3.4. Выбор закона движения выходного звена..................
|
|
| 3.4.1. Позиционные механизмы............................
|
|
| 3.4.2. Функциональные механизмы.........................
|
|
| 3.5. Угол давления в кулачковых механизмах....................
|
|
| 3.6. Связь между углом давления и основными геометрическими
параметрами кулачкового механизма.......................
|
|
| 3.6.1. Механизм с толкателем центрального типа............
|
|
| 3.6.2. Механизм с толкателем при наличии эксцентриситета
|
|
| 3.7. Определение основных геометрических параметров.........
|
|
| 3.7.1. Механизмы с толкателем и роликом
или с заостренным толкателем......................
|
|
| 3.7.2. Механизмы с плоским толкателем...................
|
|
| 3.7.3. Механизмы с коромыслом и роликом................
|
|
| 3.7.4. Механизмы с плоским коромыслом..................
|
|
| 3.8. Расчет профиля кулачка..................................
|
|
| 3.8.1. Механизмы с толкателем и роликом
или с заостренным толкателем.......................
|
|
| 3.8.2. Механизмы с плоским толкателем...................
|
|
| 3.8.3. Механизмы с коромыслом и роликом................
|
|
| 3.8.4. Определение радиуса ролика.......................
|
|
| 4. Зубчатые механизмы
|
|
|
|
|
| 4.1. Классификация..........................................
|
|
| 4.2. Основная теорема зацепления..............................
|
|
| 4.3. Основные параметры эвольвентного зацепления..............
|
|
| 4.4. Теоретический и рабочий участок линии зацепления, зоны
одно- и двупарного зацепления, коэффициент перекрытия.....
|
|
| 4.5. Методы изготовления зубчатых колес.......................
|
|
| 4.5.1. Метод копирования.................................
|
|
| 4.5.2. Метод обкатки.....................................
|
|
| 4.6. Явления подреза и заострения зуба. Минимальное число
зубьев на колесе.........................................
|
|
| 4.7. Зубчатые передачи......................................
|
|
| 4.7.1. Цилиндрические зубчатые передачи...................
|
|
| 4.7.2. Пространственные зубчатые передачи.................
|
|
| 4.7.2.1. Конические зубчатые передачи.................
|
|
| 4.7.2.2. Гиперболоидные зубчатые передачи.............
|
|
| 4.8. Кинематический анализ зубчатых механизмов................
|
|
| 4.8.1. Рядные механизмы.................................
|
|
| 4.8.2. Механизмы с промежуточными колесами...............
|
|
| 4.8.3. Планетарные зубчатые механизмы....................
|
|
| 4.8.4. Волновые зубчатые механизмы.......................
|
|
| 4.8.5. Определение передаточных отношений сложных зубчатых
механизмов........................................
|
|
| 4.9. Силовой расчет зубчатых механизмов.......................
|
|
| 4.9.1. Расчет крутящих моментов на валах...................
|
|
| 4.9.2. Усилия в зацеплениях...............................
|
|
| 4.9.3. Определение реакций в опорах валов..................
|
|
| 4.10. КПД зубчатых механизмов...............................
|
|
| 4.10.1. КПД зубчатых механизмов с неподвижными осями колес
|
|
| 4.10.2. КПД планетарных зубчатых механизмов..............
|
|
| 4.11. Дифференциальные зубчатые механизмы...................
|
|
| 5. Силовой расчет рычажных механизмов
|
|
| 5.1. Постановка задачи.......................................
|
|
| 5.2. Общий порядок силового расчета.........................
|
|
| 5.3. Внешние силы..........................................
|
|
| 5.4. Определение реакций в кинематических парах структурных
групп.................................................
|
|
| 5.4.1. Аналитическое решение............................
|
|
| 5.4.1.1. Трёхшарнирная структурная группа...............
|
|
| 5.4.1.2. Структурная группа "шатун – ползун".............
|
|
| 5.4.1.3. Кулисные структурные группы...................
|
|
| 5.4.1.4. Структурная группа "шарнир – ползун – ползун"....
|
|
| 5.4.1.5. Структурная группа "ползун – шарнир – ползун"....
|
|
| 5.4.2. Графо-аналитическое решение задачи силового расчёта
|
|
| 5.5. Силовой расчет кривошипа...............................
|
|
| 5.5.1. Одноколенный кривошип............................
|
|
| 5.5.1.1. Силовой расчет кривошипа при передаче крутящего
момента через рядный зубчатый редуктор..........
|
|
| 5.5.1.2. Силовой расчет кривошипа при передаче крутящего
момента через планетарный зубчатый редуктор.....
|
|
| 5.5.2. Двухколенный кривошип............................
|
|
| 5.5.2.1. Крутящий момент на кривошип передаётся через
зубчатую или фрикционную пару.................
|
|
| 5.5.2.2. Крутящий момент на кривошип передается через
планетарный или волновой механизм.............
|
|
| 6. Уравновешивание механизмов.............................
|
|
| 6.1. Постановка задач........................................
|
|
| 6.2. Уравновешивание роторов................................
|
|
| 6.2.1. Уравновешивание роторов при известном
расположении неуравновешенных масс..............
|
|
| 6.2.2. Уравновешивание роторов при неизвестном
расположении неуравновешенных масс..............
|
|
| 7. Динамика машин с абсолютно жесткими звеньями
|
|
| 7.1. Постановка задачи.......................................
|
|
| 7.2. Метод приведения.......................................
|
|
| 7.3. Приведение сил и моментов..............................
|
|
| 7.4. Приведение масс и моментов инерции......................
|
|
| 7.5. Уравнение движения.....................................
|
|
| 7.6. Анализ уравнения движения..............................
|
|
| Список использованных источников.............................
|
|
Введение
Теория машин и механизмов (ТММ) занимается изучением машин и механизмов на уровне их схем, то есть без детального рассмотрения подробностей конструктивной реализации. Это обусловлено тем, что для задач, здесь решаемых информация о конструктивных особенностях, как правило, не требуется.
В дальнейшем мы будем использовать различные виды схем. Среди них будем различать: структурные схемы – они могут выполняться без соблюдения масштаба и показывают лишь взаимосвязи между отдельными частями машины или механизма; кинематические схемы – выполняются с соблюдением масштаба.
Дадим некоторые самые общие определения.
Механизм – это система тел, предназначенная для преобразования движения одних тел в требуемые движения других тел. При этом под телами подразумевают твердые или деформируемые тела, то не жидкости и не газы. На рис. В.1а представлен пример механизма, преобразующего вращательное движение кривошипа 1 в возвратно-поступательное движение ползуна 3.
Термин машина в зависимости от контекста может иметь разный смысл. Например, говорят “электрическая машина”, имея в виду, например, электродвигатель или генератор. В ТММ в термин “машина” вкладывается другой смысл.
Машинный агрегат (рис. В.1 б) – это совокупность двигателя (Д), передаточного (ПМ) и исполнительного (ИМ) механизмов. Машинный агрегат – это уже простейший вид машины. В общем же случае машина – это совокупность машинных агрегатов, работающих как одно целое. Пример того, что может скрываться за кружочками и прямоугольником на рис. В.1б показан на рис. В.1г.
Все задачи, которые мы будем в дальнейшем рассматривать, можно подразделить на две категории (рис. В.1в):
1. Машина уже существует (хотя бы в проекте) и надо выяснить – удовлетворяет ли она тем требованиям, которые к ней предъявляются. Это задачи анализа.
2. Существует совокупность требований, предъявляемых к машине или механизму, надо создать такую машину или механизм, который отвечал бы указанным требованиям. Это задачи синтеза.
Задачи анализа, как правило, решаются однозначно. Задачи же синтеза гораздо сложнее и часто имеют несколько решений. Более того, для синтеза механизма или машины часто требуется пройти несколько циклов “синтез – анализ”. Для того, чтобы можно было пройти достаточно большое количество таких циклов и найти оптимальные решения требуются системы автоматизированного проектирования, реализующие на компьютерах все требуемые расчеты и проектные операции. ТММ изучает самые общие закономерности, лежащие в основе перечисленных задач.
Данное пособие основано на курсах лекций, читаемых автором. Поэтому здесь, в некоторых случаях, не приводятся исчерпывающие классификации, а только примеры. При решении задач рассматриваются не все возможные расчетные случаи, а только основные. Предполагается, что читатель будет знакомиться с указанной литературой.
Рекомендуется воспользоваться электронным учебным пособием Tut _ TMM, которое не только содержит большую часть информации, изложенную здесь, но и позволяет просматривать анимации работы механизмов и методов решения задач.
