автореферат диссертации по энергетическому, металлургическому и химическому машиностроению, 05.04.06, диссертация на тему:Конструкция и расчет маловибрационного поршневого компрессора с комбинированным механизмом привода

На правах рукописи УДК 621.512

003473580

ЛЫСЕНКО ЕВГЕНИЙ АЛЕКСЕЕВИЧ

КОНСТРУКЦИЯ И РАСЧЕТ МАЛОВИБРАЦИОННОГО ПОРШНЕВОГО КОМПРЕССОРА С КОМБИНИРОВАННЫМ МЕХАНИЗМОМ ПРИВОДА

Специальность 05.04.06 - «Вакуумная, компрессорная техника

и пневмосистемы»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

! 1'009

003473580

На правах рукописи УДК 621.512

ЛЫСЕНКО ЕВГЕНИЙ АЛЕКСЕЕВИЧ

КОНСТРУКЦИЯ И РАСЧЕТ МАЛОВИБРАЦИОННОГО ПОРШНЕВОГО КОМПРЕССОРА С КОМБИНИРОВАННЫМ МЕХАНИЗМОМ ПРИВОДА

Специальность 05.04.06 - «Вакуумная, компрессорная техника

и пневмосистемы»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Работа выполнена на кафедре «Гидромеханика и транспортные машины» в ГОУ ВПО «Омский государственный технический университет»

Научный руководитель: доктор технических наук, доцент

БОЛШТЯНСКИЙ Александр Павлович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

БАЛАКИН Павел Дмитриевич

кандидат технических наук МЫЗНИКОВ Михаил Олегович

Ведущая организация: научно-технический комплекс НТК

«Криогенная техника»

Защита состоится 29 июня 2009 г. в 14:00 час. на заседании диссертационного совета Д 212.178.02 в Омском государственном техническом университете по адресу 644050, Омск, пр. Мира, 11

Ваши отзывы с подписью, заверенной печатью, просьба направлять по адресу: 644050, 0мск-50, пр. Мира, 11, ОмГТУ, диссертационный совет Д 212.178.02.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Омского государственного технического университета.

Автореферат разослан «_»

2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Д 212.178.02. доктор технически: доцент

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Большое влияние на качество продукции и услуг оказывают технологии, применяемые виды энергии и состав используемых веществ. Одним из наиболее распространенных видов энергии является энергия сжатого газа, который также может выступать в роли рабочего вещества, являющегося непосредственно используемым продуктом. Например, сжатый воздух может применяться как для передачи энергии к машине-орудию (пневмопривод), так и для дыхания в подводных плавательных аппаратах.

В последние десятилетия среди потребителей сжатых газов (машиностроение, приборостроение, холодильная, криогенная и медицинская техника, химическая, пищевая, промышленность и др.) наблюдается тенденция к повышению требований в отношении их чистоты, оказывающей непосредственное влияние на качество продукции. Повышение требований к чистоте используемых газов имеет и экологический аспект, т.к. во многих процессах отработавший газ (чаще всего - воздух) возвращается в окружающую среду. Одним из методов получения чистых сжатых газов является применение бессмазочных машин, которые стали основным видом компрессоров.

Практически проблема создания бессмазочных компрессоров решается двумя путями: использование бесконтактных уплотнений рабочей камеры и применение в уплотнениях рабочей камеры самосмазывающихся материалов. Первый путь реализован в различных конструкциях компрессоров динамического действия.

Работа по второму направлению началась в середине 60-х годов, когда произошло резкое ускорение научно-технического прогресса и появились новые объекты техники, не имевшей полных аналогов (ЭВМ, космическая техника и др.). Новые технологии предъявили повышенные требования, в том числе и к чистоте используемых сжатых газов. Поэтому в тот период ведущими ком-прсссоростроительными фирмами США, Швейцарии, ФРГ и Японии были предложены конструкции компрессоров объемного действия, в которых отсутствие загрязняющих газ веществ гарантировалось бесконтактной работой поршня с газостатическим подвесом (ГСП). Одновременно были разработаны композиционные материалы на основе политетрафторэтилена (ПТФЭ), которые позволили без кардинального изменения конструкции компрессорных машин (преимущественно - поршневых) приступить к получению безмасляного сжатого газа непосредственно в компрессоре. Кроме того, хорошо отлаженные с середины 30-х годов прошлого столетия фирмами «Зульцер», «Буркхардт» и «Линде» компрессоры с жестким направлением и лабиринтным уплотнением поршня надолго отодвинули необходимость создания поршневых компрессоров с газостатическим центрированием поршня (ПКГЦП).

Этот же период характеризовался бурным развитием компактных и хорошо уравновешенных компрессорных машин с вращающимися рабочими органами (винтовые, прямозубые, роторные и ротационные, спиральные), которые имеют конструктивные исполнения без смазки.

Работы отечественных ученых (Болштянский А.П., ЩербаВ.Е., Гринб-лат В.Л., Деньгин В.Г., Абакумов Л.Г. и др.), показали, что при определенных условиях (ресурс безостановочной работы более 10 ООО ч., полное отсутствие загрязнения сжимаемого газа, низкая чувствительность к его роду) ПКГЦП по эффективности не уступают выше перечисленным конструкциям, а в отдельных случаях превосходят их по эксплуатационным свойствам.

Проведенные в ОмГТУ и АО «Сибкриотехника» экспериментальные и теоретические исследования ПКГЦП показали, что основные проблемы реального проектирования таких машин связаны с затратами газа на ГСП, которые могут достигать 30 % от производительности самого компрессора. В частности, большое влияние на величину необходимого для ГСП расхода газа оказывают боковые и вибрационные нагрузки, возникающие, прежде всего, из-за динамики неуравновешенных масс входящих в схему самого компрессора.

Таким образом, поиск и подготовка к реализации технических решений, снижающих боковые и вибрационные нагрузки на ГСП ПКГЦП, которым посвящена настоящая работа, является весьма актуальной задачей.

Работа выполнена по плану НИОКР ОмГТУ в рамках Единого Заказ-наряда и в соответствие с решениями ХШ-Х1У конференцией по вакуумной науке и технике, а также в соответствии с ведомственной программой «Развитие научного потенциала высшей школы (2009-2010 годы)».

Автор выражает благодарность, за помощь, оказанную в выполнении диссертационной работы коллективу кафедры «Гидромеханика и транспортные машины» ОмГТУ и лично заведующему кафедры Щербе Виктору Евгеньевичу.

Целью данного исследования является разработка конструкции компрессора с уравновешенным приводом и методики его расчета.

Для решения поставленной цели необходимо решение следующих задач:

1. Синтезировать уравновешенный привод компрессора, не создающий боковых усилий на поршне.

2. Выявить режимные и конструктивные факторы, оказывающие наибольшее влияние на работу компрессора.

3. Разработать математическую модель рабочих процессов исследуемого компрессора.

4. Провести параметрический анализ работы компрессора и разработать прогноз развития его конструкции.

Методы исследования. В работе использованы методы математического анализа, а так же основные законы термодинамики, механики твердого тела и динамики машин.

Физические методы исследования - тензометрия малых деформаций, оптические и электрические методы измерения динамических процессов.

Научная новизна. Заключается в полученных результатах исследования компрессора с комбинированным механизмом нового типа, доказывающих целесообразность его применения в конструкциях, к которым предъявляются вы-

сокие требования по динамической уравновешенности, экономичности при использовании газостатического подвеса поршня, высокому ресурсу работы.

В том числе:

1. Разработана схема поиска перечня конструктивных признаков для синтеза окончательного варианта конструкции и методика использования базы данных при анализе и синтезе конструкции компрессора.

2. Создана математическая модель поршневого компрессора с оригинальным комбинированным приводом.

3. Проведены экспериментальные исследования, доказавшие адекватность математической модели и реальную возможность создания предложенной конструкции компрессора.

Практическая ценность:

В целом состоит в том, что дано теоретическое и экспериментальное обоснование возможности создания поршневых машин с полностью уравновешенным приводом, в том числе с газостатическим центрированием поршня повышенной экономичности.

В том числе:

1. Предложен алгоритм синтеза новых технических решений на основе базы данных, который может использоваться при проектировании оригинальных конструкций компрессоров и насосов.

2. Результаты анализа особенностей работы новой схемы привода поршневой машины могут быть применены при построении конструкций компрессоров и насосов, к которым предъявляются повышенные требования по шумовым, вибрационным характеристикам и отсутствию значительных боковых усилий на поршне.

3. Разработанный механизм привода позволяет существенно снизить затраты газа на центрирование поршня с ГСП и приблизить экономичность работы ПКГЦП к показателям компрессора с кольцевым уплотнением.

4. Спроектирован и изготовлен модельный образец компрессора, позволяющий диагностировать его новые основные свойства.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Методика и результаты анализа известных технических решений и синтеза перспективной конструкции компрессора с оригинальным механизмом привода.

2. Математическая модель рабочих процессов, протекающих в камере сжатия компрессора и в механизме привода.

3. Результаты параметрического анализа характеристик компрессора и прогноз развития его конструкции на их основе.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и получили положительную оценку на регулярных научных семинарах кафедры ГМиТЭ ОмГТУ (2002-2006 гг.), на международной НТК «Современное состояние и перспективы развития гидромашиностроения в XXI веке» (С.-Пе-

тербург, 2003), на XIII НТК с заруб, участием «Вакуумная техника и технология» (М. - МГИЭМ, - Сочи, 2006).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 печатных работ (5 статей и 3 доклада на конференциях различного ранга), в том числе 1 статья в изданиях перечня ВАК, два патента РФ на изобретение.

Структура и объем диссертации. Работа состоит из оглавления, списка обозначений и сокращений, введения, четырех глав, общих выводов, приложения и списка литературы, содержащего 116 наименований использованных первоисточников. Общий объем работы - 187 страниц, основной текст изложен на 163 страницах, содержит 73 рисунка. В приложении представлены фотографии элементов и узлов модельного компрессора и его внешний вид.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении кратко описана история создания бессмазочных компрессорных машин объемного действия и перспективность их применения в современных высокотехнологичных процессах. Показано, что одним из вариантов таких машин является ПКГЦП. Отмечено, что одной из основных проблем создания таких машин являются сравнительно большие боковые нагрузки, действующие на поршень с ГСП, в том числе и из-за колебаний, возникающих из-за неуравновешенности масс входящих в привод компрессора.

В первой главе дано краткое описание цилиндропоршневой группы (ЦПГ) типичной конструкции ПКГЦП, указаны особенности конструкции, связанные с наличием ГСП в ее составе, приведены основные характеристики ГСП (несущая способность Wn, уравновешивающая боковые нагрузки Fbok, относительный эксцентриситет £д = е/5о положения поршня, где е - абсолютный эксцентриситет (отклонение оси поршня от оси цилиндра), 80 - номинальный радиальный зазор в цилиндропоршневой паре, давление питания Рп, давление в несущем газовом слое Pd, расход на питание Мп).

Проведен достаточно подробный анализ приводов поршневых компрессоров (ПК) с точки зрения возможности их полного уравновешивания и устранения боковых усилий на поршне. При этом рассмотрены следующие типы механизмов: кривошипно-шатунный, кривошипно-ползунный, кривошипно-кулисный (А, - образные механизмы), многозвенный шарнирный («прямила»), кривошипный двух-вальный (в т.ч. двухвальный электромагнитный), кулачковый, кривошипный орбитальный (механизм С.С. Баландина), линейный (электромагнитный), пневматический или гидравлический (в т.ч. дизель-компрессоры). Результаты анализа составили базу данных для последующего синтеза конструкции, предполагаемой к исследованию, для проведения которого предложена система поиска (рис. 1), основанная на последовательном исключении конструктивных признаков, принципиально не обладающих необходимыми свойствами.

Последовательное выполнение процедур 1-8 позволило выбрать конструктивные признаки, которые в дальнейшем использованы в синтезе окончательного варианта компрессора с газовым подвесом поршня (рис. 2).

Рис. 2. Схема поршневого компрессора с комбинированным механизмом привода и газостатическим центрированием поршня:

1. Цилиндр.

2. Поршень.

3. 4. Клапаны.

5. Шток.

6. Кулиса.

7, 9 Паз.

8, 10. Палец кривошипа.

11. Противовес.

12. Зона уплотнения.

- 13. Дроссельные отверстия ГСП

В общем случае на кулису 6 действуют следующие силы:

• Рп = Рг- газовая сила со стороны поршня:

• Гц силы инерции от возвратно-поступательно движущихся частей (поршень 2 и присоединенные к нему шток 5 и кулиса 6);

• 2Кк - сила со стороны кривошипов, которая уравновешивает силу Ег;

• Рцн - сумма сил инерции противовесов (сумма центробежных сил), которая уравновешивает силы инерции Ри со стороны возвратно-поступательно движущихся частей;

• пара сил трения Рт, которые возникают при трении ведущих пальцев 8 и 10 о поверхности пазов 7 и 9, причем эти силы равны, противоположно направлены и лежат на одной линии, т.е. они в идеале взаимно уничтожаются.

Рассмотренное новое техническое решение нельзя признать готовым для использования конструктором, т.к. кроме основанного на формальной логике феноменологического описания его работы не существует никаких рекомендации для конструктора по назначению размеров, материалов, технических условий и т.д. В связи с этим обстоятельством сформулированы цели и задачи исследования которые указаны выше.

Вторая глава целиком посвящена выбору, обоснованию применения и созданию методов расчета характеристик компрессора. Первичный анализ вопроса показал, что при исследовании объекта техники с новыми конструктивными признаками в первую очередь нужно разработать методику расчета, позволяющую назначить его основные режимные и конструктивные параметры. В отношении рассматриваемой машины установлено, что для решения противоречий, возникающих при определении ее конструктивных параметров, необходима разработка математической модели, схема использования которой показана на рис. 2.

Феноменологический анализ работы исследуемого компрессора показал, что применение в его конструкции газового подвеса поршня диктует необходимость на начальной стадии освоения конструкции использовать оппозитное расположение поршней, т.к. в этом случае перекашивающие нагрузки, которым плохо сопротивляется ГСП, будут ничтожно малыми.

При моделировании рабочих процессов использовался принцип иерархии. Математическое моделирование проводилось на двух уровнях.

Математическая модель первого уровня построена с использованием обоснованных предположений о постоянстве массы газа в процессах сжатия и нагнетания, которые представлены двумя политропами, при этом процессы всасывания и нагнетания считаются изобарными, причем последний строится с учетом предполагаемого расчетного сопротивления нагнетательных клапанов. Такое положение позволяет в первом приближении оценить силы, действующие на механизм привода и ГСП, и сформировать их конструктивные размеры и режимные параметры. При этом полагается, что давление Рп питания ГСП является постоянным и находится в пределах Рн > Рп > Рк, где Рк и Ри - соответственно давление картера и нагнетания. При расчете ГСП и оценке утечек через эксцентричную щель уплотнения принято допущение о ламинарном изотермическом характере течения газа в зазоре при постоянной температуре, равной средней температуре стенок поршня и цилиндра Тст-

В качестве привода компрессора на начальном этапе разработки конструкции обосновано использование двух противоположно и синхронно вращающихся электродвигателей (механическая и гальваническая развязка приводных валов), для чего подробно рассмотрены возможные варианты совмещения характеристик работы двигателей и обоснована необходимость обеспечения их равномерного вращения с целью минимизации боковых усилий, действующих на поршень.

Расчет эксцентриситета е находится из соотношения е = FEOk/Cii, где Сп -жесткость ГСП, которая определяется аналитически по методике, использующей допущение о существовании в ГСП линий наддува, FEOk - боковое усилие, действующее на ГСП. Очевидно, что для системы, находящейся в динамическом равновесии, должно соблюдаться условие FEOk = Wn, где Wn - несущая способность ГСП (реакция газостатического подвеса).

В работе рассмотрено две конструкции кулисы - жесткая и с упругими свойствами (рис. 3 и 4). Последняя позволяет адаптироваться механизму привода с разновеликими радиусами кривошипов приводных валов.

Расчет необходимой реакции ГСП производится на основании системы уравнений динамического равновесия, описывающей силы, действующие в механизме привода компрессора:

^г ~ Fn + ^гг + Рпр\ + ^пп + Fhh(Z) ~ ®> О

Fy - Gnop + FUHiy) + FTPi + FTP1 + РИН12) + Wд, + fVn2 = 0; (2)

^■^0(102) = -'^/72'~Frn '~ Fnn ■ A2 +FTn ■ лг, =0; (3)

А

1 ПР\ _ л2

Р А

1 ПР2

^ГЛ = ^ПП ' ^ТР' ^ТР1 ~^ПР1 ' ^ТР' ^/"(1,2) = ^/(1,2) ^ > (5)

= Мпор-гк-О)2-соир, (6)

где Ктр - коэффициент трения ползуна, Ю - угловая скорость вращения приводного вала, <|> - текущий угол поворота привода, МПор ~ масса блока поршней, Pj - давление газа в цилиндре.

АУп

Направление

движения С„01. +

<

Рис. 3. Полуконструктивная схема компрессора и силы, действующие на подвижные элементы: Рцц(г) - сила инерции, возникающая от неравномерного движения блока поршней; Гг - газовая сила от давления в цилиндре

симмет-

В первом приближении полагая, что свободное плечо кулисы (рис. 4) представляет собой защемленную балку, ее прогиб определяется по формуле

4 • /<■ Я3

у _ 1 ПР( 1,1) "1,2

,г~ ЕЬЬ3 ' (7)

где Е - модуль упругости первого рода.

Математическая модель второго уровня, предназначенная для уточнения геометрических и режимных характеристик машины, должна позволить осуществлять поиск оптимальных соотношений между параметрами, оказывающими наибольшее влияние на такие характеристики как изотермический КПД (т|из) и коэффициент подачи Ху при заданной производительности (массовая - Мк, объемная - <2К) и давлении нагнетания Рн.

С учетом имеющегося опыта расчета характеристик ПКГЦП на втором уровне моделирования использовалась система дифференциальных уравнений, состоящая из первого закона термодинамики тела переменной массы,

уравнения сохранения массы, уравнения динамики движения запорных органов самодействующих клапанов и уравнения состояния в виде:

¿и=¿<2- рау + е 1п-Амп1 -1 ¡„шы

¡=1 ¡=1

йМ

"I I =/

»2 - х

¡=1

*пр-1 = Рг-Рпр-Рп,р±С

ат

Рг-(*-!)■

и

т =

РУ

мя

(8)

где Р, Т, V, М- давление, температура, объем и масса сжимаемого газа;

'и/ ' '01 ~ Удельная энтальпия присоединяемой и отделяемой массы газа;

п/, п2~ число источников через которые присоединяется и отделяется масса газа;

и - внутренняя энергия газа;

тпр- приведенная масса запорного органа самодействующего клапана; /г - текущая высота подъема запорного органа клапана;

Р„ Рг

пр>

Ртр- газовая сила, сила упругости пружины, сила трения.

Величина внешнего теплообмена определялась на основании гипотезы Ньютона-Рихмана с учетом известных критериальных зависимостей для определения коэффициента теплообмена.

< \

Плечо кулисы (кронштейн!

Вич А

Рис. 4. Схема механизма привода с разновеликими радиусами кривошипов и упругими свойствами кулисы

Система уравнений записана в предположении о идеальности сжимаемого газа. Кроме того, при провидении математического моделирования были приняты допущения о постоянстве теплофизических свойств сжимаемого газа, адиабатном и квазистационарном его течении в клапанах и изотермическом характере изменения параметров газа в полости ГСП.

Третья глава посвящена созданию экспериментальных установок. На основе анализа состояния вопроса поставлены задачи эксперимента и определены требования к конструкции и функциональным возможностям модельного образца компрессора, который должен предоставить исследователю следующие возможности: варьировать положением в пространстве осей приводных валов, изменять жесткости кулисы, измерять боковые усилия на поршне и вибрации компрессора, изменять рабочую точку электродвигателя в координатах «крутящий момент - частота вращения».

В качестве цилиндров использованы готовые конструкции малых герметичных поршневых компрессоров ФГ-014 с диаметром цилиндра 21 мм и ходом поршня 14 мм в сборе с клапанной плитой, в которой расположены самодействующие клапаны лепесткового типа. Блок поршней в сборе с кулисой спроектирован с учетом возможности измерения боковых усилий на поршне с помощью тензорезисторов и использования жесткой и относительно гибкой конструкции кулисы (рис. 5).

Рис. 5. Конструктивная схема кулисы в сборе с блоком поршней: 1. Блок п'оршней. 2. Тензорезисторы. 3. Электрические проводники. 4. Распаечная колодка. 5. Стальные стержни, образующие кулису. 6. Замыкающая планка. 7. Кривошип. 8. Крепежный винт. 9. Ролик. 10. Траектория вращения кривошипа. 11. Паз кулисы

При проектировании системы измерения вибраций рассмотрены несколько методов: оптический, тензометрический, пьезометрический, индукционный. Предпочтение отдано индукционному и индукционному в сочетании с оптическим. Последнее - при тарировке сигнала по «образцовому источнику колеба-

ний», в качестве которого использовался электродвигатель с неуравновешенной массой на валу. В качестве датчика служит широкополосный электродинамический громкоговоритель с дополнительной массой, закрепленной на катушке индуктивности. Общая компоновка стенда и электрические измерительные цепи показаны на рис. 6 и 7.

Установка для исследования характеристик электродвигателей и изучения возможности корректировки их рабочих точек спроектирована по принципу «мотор - генератор- нагрузка» с использованием оборудования стенда СКИФ-1 для контроля электрооборудования автомобилей (рис. 8).

атмосферу

Рис. 6. Общая компоновка стенда: 1. Жесткая рама. 2. Компрессор. 3. Всасывающие фильтры. 4. Линия нагнетания. 5. Манометр нагнетаемого давления. 6. Расходомер (газовый счетчик). 7. Вентиль для регулировки давления нагнетания. 8. Ресивер. 9. Вентиль для слива конденсата. 10. Вибродатчик

Рис. 7. Схема измерительных цепей стенда:

1. Тензометрический мост с компенсационными переменными резисторами. 2. Регулятор напряжения питания моста ип- 3. Вольтметр. 4. Вибродатчик индукционного типа. 5. Индукционный датчик положения привода (отметчик ВМТ). 6, 7, 8. Усилители сигнала. 9, 10, 11. Регистрирующие приборы.

+ 12В

О М-КЗ

220В

Рис. 8. Схема установки для снятия характеристик электродвигателей: ГН — генераторная установка постоянного тока типа Г221; А - амперметр; V - вольтметр; НЬ - лампа накаливания 12 В, 40 Вт; К - выключатель; ИД - индукционный датчик; ДВ - электродвигатель однофазный переменного тока, 50 Гц, 220В, 1380 мин , 180 Вт; С1 конденсатор 5 мкФ.Ш-КЗ -подстроенные резисторы 0-15 Ом. ЧМ - частотомер 43-34.

Погрешность определения бокового усилия действующего на поршень составила 5-7 %. Общая погрешность монтажа блока цилиндров и привода составила 30 %.

Четвертая глава посвящена экспериментальным и аналитическим исследованиям параметров компрессора. На первом этапе определялись скоростные характеристики приводных электродвигателей. Показано, что установкой дополнительных резисторов в цепь питания обмоток возбуждения можно обеспечить совмещение их характеристик в области рабочей точки. Далее была проведена тарировка вибродатчика по вырабатываемому им напряжению в пределах возможных рабочих частот (1300-1380 мин'1) и амплитуд колебания компрессора (0-0,5 мм), после чего была определена вибрационная характеристика компрессора при вращении отсоединенных от механизма привода двигателях. Амплитуда составила 0,02-0,03 мм. В дальнейшем при снятых клапанных крышках была проведена балансировка компрессора в сборе за счет изменения массы противовесов по показаниям вибродатчика.

Исследования вибрации ПК была проведена при имитации переменного давления газа (до 6 бар) в цилиндре путем установки в него тарированной пружины сжатия (рис. 9).

Рис. 9. Схема имитатора давления газа, установленного на цилиндре:

1. Направляющая.

2. Регулировочная шайба

3. Пружина.

4. Цилиндр.

5. Поршень

Эксперименты, проведенные при согласованных и несогласованных характеристиках электродвигателей, показали близкую к линейной зависимость амплитуды вибрации ДА от смещения А оси симметрии привода. Опыты с компрессором, сжимающим воздух, подтвердили эти результаты.

Исследование влияния согласованности электродвигателей на боковые усилия, действующие на поршни, также проводилось при имитации газовых сил пружиной сжатия. Одновременно был подтвержден разработанный метод расчета боковых усилий (рис. 10).

В целом установлено, что реальная несогласованность характеристик электродвигателей не приводит к появлению значительных для газового подвеса поршня усилий.

Испытания компрессора с заневоленными (жесткими) и со свободными (упругими) концами неподвижно закрепленной кулисы при наличии смещения А и одинаковыми радиусами кривошипов показали преимущество последней конструкции и ее перспективность.

Влияние способа крепления самой кулисы к блоку поршней (неподвижное и шарнирное) исследовалось на математической модели. Установлено, что разность радиусов кривошипов оказывает наибольшее влияние на величину боковых сил при абсолютно жесткой неподвижно закрепленной кулисе, т.к. практически блок поршней при этом проводится только одним кривошипом. Сравнение шарнирного крепления жестокой кулисы и неподвижного крепления упругой кулисы не показало большой разности в боковых усилиях (рис. 11).

\¥Ш) Н 4

Рис. 10. График зависимости боковой силы УУщ от угла <р поворота приводного вала (Ркон = 3 бар, смещение А = 1 мм, поб= 1380 мин"1): линия 1 - расчет; линия 2 - эксперимент при согласованных характеристиках приводных электродвигателей; линия 3 - расчет; линия 4 - эксперимент при несогласованных характеристиках

1 ч

Анализ усилий, действующих на ГСП, показал, что в основном боковые усилия, появляются из-за массы блока поршней и сил инерции их колебания. Для изучения этого явления была выбрана конструкция ПКГЦП с блоком поршней диаметром 40 мм, с которой были проведены численные эксперименты. Установлено, что положение оси блока цилиндров относительно горизонта, оказывает существенное воздействие на эксцентриситет положения поршня в цилиндре и зависит от массы блока. Выполнение поршней пустотелыми снижает относительный эксцентриситет положения поршней в цилиндрах. Это же происходит при повышении давления наддува (Рп), однако вместе с этим ухудшаются экономические показатели компрессора (Ху).

Изменение массы и увеличение угла наклона поршней относительно вертикали приводит также и к изменению подачи компрессора. Это связано с увеличением утечек через эксцентричную щель при росте эксцентриситета (рис. 12).

тах, Н

20

0,01 0,02 0,03 0,04 Агк, мм

Рис. 11. Зависимость максимального бокового усилия шах на поршне от разности радиусов кривошипов Агк при Ркон - 6 бар для неподвижно закрепленной на блоке поршней жесткой кулисы (линия 1), для шарнирно закрепленной (линия 2) и для упругой неподвижно закрепленной (линия 3) при А = 0 и согласованных характеристиках электродвигателей

Рис. 12. Зависимость максимального относительного эксцентриситета Ептах положения блока поршней относительно оси блока цилиндров от отклонения а° оси ЦПГ от вертикали при цельнометаллическом блоке поршней:

1. Давление наддува Рп равно давлению нагнетания Рн

(Рн = Рп = 6 бар).

2. Давление наддува Рп равно 3 бар; /■V - коэффициент объемной подачи

0,74 0,72 0,70 0,68

По результатам экспериментальных исследований разработаны предложения развития конструкции компрессора, при котором анализировались различные варианты общей компоновки. При этом учитывались в основном технологические и компоновочные аспекты конструкции.

Рассмотрены следующие варианты: компрессор с приводом от одного электродвигателя (рис. 13) и приводом от двух отдельных кинематически независимых электродвигателей с не совмещенными (рис. 14) и с совмещенными (рис. 15) осями роторов.

По итогам исследований, наиболее полезной определена последняя компоновка, для которой разработано более подробное техническое решение, основанное на совмещении элементов обоих электродвигателей в одном корпусе, причем вал одного из них содержит Сквозное отверстие, через которое проходит вал второго двигателя. При этом последний может иметь упругие свойства, достаточные для придания механизму привода свойств адаптации.

4

Рис. 14. Компоновки компрессора (привод от двух двигателей) с приводом от двух отдельных кинематически независимых электродвигателей с не совмещенными осями роторов, а - двигатели с одной стороны от блока цилиндров; б - двигатели с разных сторон от блока цилиндров. 1. Блок цилиндров. 2. Приводные двигатели.

3. Корпус компрессора. 2 3 1 2

—-—Рис. 15. Компоновка компрессора с совмещенными осями приводных двигателей: 1. Блок цилиндров. 2. Приводные двигатели. 3. Корпус компрессора

Рис. 13. Эскиз компоновки компрессора с одним приводным электродвигателем (привод с паразитной шестерней): 1 Приводной электродвигатель. 2. Шестерни. 3. Блок поршней. 4. Кривошипы. 5. Кулиса

5. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Предложенный комбинированный привод ПК позволяет обеспечить минимальные вибрацию компрессора и боковые нагрузки, действующие на поршень.

2. Созданная двухуровневая математическая модель компрессора с комбинированным приводом адекватна реальным физическим процессам и позволяет рассчитывать его основные характеристики.

3. В приводе компрессора с двумя электродвигателями боковые нагрузки на поршень и полнота динамического уравновешивания существенно зависят от следующих факторов:

3.1. Конструкции кулисы (преимущество имеет разомкнутая и шарнирная конструкции кулисы, уменьшающие влияние погрешности изготовления механизма привода).

3.2. Совмещения рабочих точек приводных двигателей (может быть обеспечена наиболее простым способом - включением дополнительных резисторов в их обмотки).

3.3. Погрешности взаимного расположения оси блока цилиндров и осей вращения кривошипов (ведет к росту боковых усилий).

3.4. Разности в радиусах кривошипов (влияет отрицательно, но может быть сведена практически к нулю за счет применения предложенной технологии изготовления)

3.5. Увеличения массы блока поршней (влияет отрицательно, преимущество имеют пустотелые облегченные конструкции).

3.6. Ориентации оси блока поршней в пространстве (отклонение оси от вертикали приводит к появлению дополнительных боковых усилий).

4. Конструкция компрессора с комбинированным механизмом привода может быть успешно использована при развитии конструкций компрессоров с газостатическим центрированием поршня.

ПЕРЕЧЕНЬ ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

1. Щерба В.Е., Болштянский А.П., Лысенко ЕА.. Поршневой насос с комбинированным приводом // Современное состояние и перспективы развития гидромашиностроения в XXI; Труды м/н НТК: СПб., 2003. - с. 384-386.

2. Лысенко Е.А.. Поршневой компрессор с комбинированным механизмом привода // Омский гос. тех. ун-т. - Омск, 2006. - 53 с. - Деп. в ВИНИТИ 05.06.06, № 748-В 2006.

3. Щерба В.Е., Болштянский А.П, Лысенко Е.А.. Влияние погрешности изготовления кривошипов на динамические характеристики поршневого форва-куумнасоса с комбинированным приводом// Материалы XIII научно-технической конференции вакуумная наука и техника: М., 2006. - С. 119-122.

4. Болштянский А.П., Щерба В.Е., Лысенко Е.А. Воздушный компрессор для окрасочных камер СТОА с комбинированным механизмом привода // Научно-технический журнал Красноярского государственного технического университета. - Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2006. - № 4. - С. 190-199.

5. Щерба В.Е., Болштянский А.П., Лысенко Е.А.. Поршневая машина объемного действия с уравновешенным механизмом привода // Гидрогазодинамика, гидравлические машины и гидропневмосистемы: Тр. Междунар. науч.- тех-нич. и науч.-метод. конф. - М.: Издательство МЭИ, 2006. - 256 с. - С. 153-156.

6. Щерба В.Е., Болштянский А.П., Лысенко Е.А.. Поршневой компрессор с уравновешенным приводом // Труды XIV Международной научно-технической конференции по компрессорной техники. Том I / ЗАО «НИИ турбокомпрессор им. В.Б. Шнеппа». - Казань: Изд-во «Слово», 2007. - 444 е., с. 111-120.

7. Лысенко Е.А.. Характеристики поршневого компрессора с газовой поддержкой поршня и комбинированным механизмом привода // Омский научный вестник № 10 (48), декабрь 2006г. ISSN 1813-8225. - с. 52-54.

8. Лысенко Е.А.. Характеристики комбинированного уравновешенного привода поршневого компрессора без смазки // Материалы VI Междкнародной научно-технической конференции, посвященной 65-летию ОмГТУ Омск: издательство ОмГТУ, 2007. - Кн. 2. - 436 е., с. 65-69.

9. Болштянский А.П., Щерба В.Е., Лысенко Е.А.. Поршневой компрессор// Патент № 2296241 от 27 марта 2007 г.

10. Болштянский А.П., Щерба В.Е., Лысенко Е.А.. Машина объемного действия // Патент № 2334877 от 27 сентября 2008 г.

ЛЫСЕНКО ЕВГЕНИЙ АЛЕКСЕЕВИЧ

КОНСТРУКЦИЯ И РАСЧЕТ МАЛОВИБРАЦИОННОГО ПОРШНЕВОГО КОМПРЕССОРА С КОМБИНИРОВАННЫМ МЕХАНИЗМОМ ПРИВОДА

Специальность 05.04.06 - «Вакуумная, компрессорная техника

и пневмосистемы»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Печатается в авторской редакции

Компьютерная верстка - Е. В. Беспалова ИД№ 06039 от 12.10.2001 г. Сводный темплан 2009 г. Подписано в печать 22.05.09. Формат 60x84 '/16. Бумага офсетная. Отпечатано на дупликаторе. Усл. печ. л. 1,25. Уч.-изд. л. 1,25. Тираж 100. Заказ 397.

Издательство ОмГТУ. 644050, г. Омск, пр-т Мира, 11 Типография ОмГТУ

Список основных обозначений и сокращений.

Введение.

1. Анализ конструкций ПКГЦП и механизмов его привода.

1.1 Конструкции приводов поршневых машин.

1.1.1 Кривошипно-шатунный привод.

1.1.2 Кривошипно-ползунный привод.

1.1.3 Кривошипно-кулисный механизм.

1.1.4 Многозвенный шарнирный привод.

1.1.5 Кривошипный двухвальный привод.

1.1.6 Кулачковый приводной механизм.

1.1.7 Кривошипный орбитальный механизм.

1.1.8 Линейный (электромагнитный) привод.

1.1.9 Пневматический и гидравлический привод.

1.2 Синтез перспективной конструкции привода ПКГЦП, цели и задачи исследования.

1.2.1 Цели и задачи исследования.

2. Математическая модель рабочих процессов компрессора с комбинированным механизмом привода.

2.1 Общая постановка вопроса.

2.2 Математическая модель ступени компрессора на 1-м уровне.

2.2.1 Допущения в математической модели первого уровня.

2.2.2 Термодинамический расчет цикла ступени компрессора на первом уровне.

2.2.3 Расчет эксцентриситета и расхода газа на питание ГСП.

2.2.4 Расчет усилий, действующих на газовый подвес.

2.3 Математическая модель ступени компрессора на 2-м уровне.

2.3.1 Допущения в математической модели второго уровня.

2.3.2 Основные уравнения математической модели 2-го уровня.

2.3.3 Ожидаемые результаты математического моделирования на 2-м уровне.

3. Экспериментальное исследование компрессора с комбинированным механизмом привода.

3.1 Общая постановка вопроса.

3.2 Определение требований к конструкции модельного образца компрессора.

3.3 Описание экспериментальных установок.

3.3.1 Конструкция модельного,образца компрессора.

3.3.1.1 Конструкция оппозитных цилиндров.

3.3.1.2 Конструкция оппозитных поршней.

3.3.1.3 Конструкция механизма привода.

3.3.1.4 Общая компоновка модельного образца компрессора.

3.3.1.5 Методика и аппаратура для контроля вибрации компрессора.

3.3.1.6 Общая компоновка стенда для исследования характеристик компрессора.

3.3.1.7 Общая схема электрических измерительных цепей стенда для исследования характеристик компрессора.

3.3.2 Установка для исследования характеристик электродвигателей.

4. Результаты экспериментальных и аналитических исследований компрессора с комбинированным механизмом привода.

4.1 Исследование характеристик приводных двигателей.

4.2 Исследование вибрационных характеристик компрессора.

4.2.1 Определение вибрации приводных двигателей.

4.2.2 Изучение вибрации компрессора и влиянии на нее погрешностей его изготовления.

4.3 Исследование влияния боковых усилий, действующих на поршень.

4.3.1 Влияние несовпадения характеристик приводных электродвигателей на боковые усилия, действующие на поршень.

4.3.2 Влияние жесткости кулисы на характеристики компрессора.

4.3.3 Влияние способа крепления кулисы на характеристики компрессора.

4.4 Особенности использования газостатического подвеса поршня в конструкции компрессора.

4.4.1 Влияние ориентации и массы цилиндропоршневой группы на характеристики компрессора.

4.5 Прогноз развития конструкции компрессора.

Качество выпускаемой продукции различного назначения, а также качество оказываемых населению услуг во многом зависят от совершенства используемых при этом технологий. Большое значение имеют также применяемые виды энергии и рабочих веществ.

Одним из наиболее востребованных видов энергии является энергия сжатого газа, который, к тому же, может выступать в роли рабочего вещества, являющегося непосредственно .используемым продуктом.

Так, например, сжатый воздух может быть применен, как для передачи-энергии к машине-орудию (пневмопривод различного назначения), так и для дыхания в подводных аппаратах.

В последние десятилетия среди4 потребителей сжатых газов (машиностроение, приборостроение, холодильная, криогенная и медицинская техника, химическая, пищевая, парфюмерная промышленность и др.) наблюдается явная тенденция к повышению требований в отношении их химической, механической чистоты, которая оказывает непосредственное влияние на качество выпускаемой продукции. Кроме того, повышение требований» к чистоте используемых газов имеет и экологический аспект, т.к. во многих технологических процессах отработавший газ (чаще всего - воздух) в конце концов, возвращается в окружающую среду.

Одним из методов получения чистых сжатых газов является применение бессмазочных компрессорных машин, которые стали основным видом компрессоров, используемых, например, в Европе. Аналогичная тенденция наблюдается и на территории стран бывшего СССР.

Практически проблема создания бессмазочных компрессоров решается двумя путями:

1. Использование бесконтактных уплотнений рабочей камеры.

2. Применение в уплотнениях рабочей камеры самосмазывающихся материалов.

Первый путь реализован в различных конструкциях компрессоров динамического действия, которые, однако, практически не могут работать с малыми расходами газа.

Работа по второму направлению началась в середине 60-х годов, когда произошло резкое ускорение научно-технического прогресса и появились новые объекты техники, не имевшей полных аналогов (ЭВМ, космическая техника и др.). Новые технологии предъявили повышенные требования ко всем технологическим аспектам, в том числе и к чистоте сжатого воздуха, широко используемого в промышленности. Именно поэтому в тот период ведущими компрессоростроительными фирмами США, Швейцарии, ФРГ и Японии были предложены и запатентованы конструкции компрессоров, в которых отсутствие загрязняющих газ веществ гарантировалось бесконтактной работой поршня с газостатическим подвесом (ГСП).

Однако в это же время были разработаны первые промышленные образцы самосмазывающихся композиционных материалов на основе политетрафторэтилена (ПТФЭ), которые позволили без кардинального изменения конструкции компрессорных машин (преимущественно — поршневых) приступить к получению безмасляного сжатого газа непосредственно в компрессоре.

Кроме того, хорошо отлаженное с середины 30-х годов прошлого столетия фирмами "Зульцер", "Буркхардт" и "Линде" изготовление компрессоров с жестким направлением и лабиринтным уплотнением поршня надолго отодвинули необходимость создания поршневых компрессоров с газостатическим центрированием поршня (ПКГЦП).

Этот же период времени характеризовался бурным развитием компактных и хорошо уравновешенных компрессорных машин с вращающимися рабочими органами (винтовые, прямозубые, роторные и ротационные, спиральные), которые имеют варианты конструктивого исполнения без смазки.

Однако, как показано в работе [1], при определенных условиях (ресурс безостановочной работы более 10 тыс. часов, низкие и средние давления, полное отсутствие загрязнения сжимаемого газа, низкая чувствительность к его роду, высокая степень сухости последнего) ПКГЦП по эффективности не уступают выше перечисленным конструкциям, а в отдельных случаях превосходят их по эксплуатационным свойствам.

Проведенные в ОмГТУ и АО «Сибкриотехника» экспериментальные и теоретические исследования характеристик ПКГЦП показали, что основные проблемы реального использования таких компрессоров связаны с затратами газа на центрирование поршня, которые могут достигать 30 % от производительности самого компрессора.

В частности, большое влияние на величину необходимого для центрирования поршня расхода газа оказывают боковые и динамические нагрузки [2]. Последние возникают, очевидно, прежде всего, в связи с динамикой неуравновешенных масс самого компрессора. Кроме того, вибрация поршневого компрессора, имеющего кривошипно-шатунный механизм привода, неизбежно вызывает повышенный шум при его работе. В то же время, одно из перспективных направлений использования ПКГЦП - это сжатие воздуха для привода медицинских инструментов (например, в стоматологии), когда, отсутствие шума является, весьма желательным и повышает конкурентоспособность компрессора. Вибрация* и повышенный шум являются также недопустимым при использовании компрессорных машин в объектах спецтехники.

Таким образом, поиск и подготовка к реализации технических' решений, снижающих боковые и вибрационные нагрузки на газовый подвес поршня ПКГЦП, которым посвящена настоящая работа, является весьма актуальной задачей.

Работа выполнена по плану НИОКР ОмГТУ в рамках Единого Заказ-наряда и в соответствие с решениями XIII-XIY конференцией по вакуумной науке и технике, а также в соответствии с ведомственной программой «Развитие научного потенциала высшей школы (2009-2010 годы)».

Автор выражает благодарность, за помощь, оказанную в выполнении диссертационной работы коллективу кафедры, «Гидромеханика и транспортные машины» ОмГТУ и лично заведующему кафедры Щербе Виктору Евгеньевичу.

5. ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. Рассмотренный в работе комбинированный привод поршневого компрессора позволяет обеспечить минимальную вибрацию компрессора и, существенно снизить боковые нагрузки, действующие на поршень.

2. Созданное математическое описание рабочих процессов, происходящих в компрессоре с комбинированным приводом, позволяет прогнозировать его основные характеристики на первых этапах проектирования.

3. Разработанная методика оценки нагрузок на поршень с учетом параметров механизма привода адекватна реально протекающим физическим процессам.

4. В приводе компрессора, осуществляемого от двух электродвигателей, боковые нагрузки на поршень и полнота динамического уравновешивания существенно зависят от следующих факторов:

4.1. Конструкция' кулисы (при этом преимущество имеет разомкнутая и шарнирная конструкция кулисы, обеспечивающие адаптацию механизма привода к погрешностям его изготовления).

4.2. Совмещение рабочих точек приводных двигателей (обеспечивается включением дополнительных резисторов в их обмотки).

4.3. Погрешность взаимного расположения оси блока цилиндров и. осей вращения кривошипов (увеличение погрешности ведет к росту боковых усилий, данная проблема может быть частично решена использованием предложенной конструкции совмещенной пары электродвигателей).

4.4. Разность в радиусах кривошипов (влияет отрицательно, может быть сведена практически к нулю за! счет применения предложенной технологии изготовления пары кривошипов).

4.5. Масса блока поршней (влияет отрицательно, преимущество имеют пустотелые облегченные конструкции).

4.6. Ориентация оси блока поршней в пространстве (отклонение оси от вертикали приводит к появлению боковых усилий).

4.7. Вибрация и колебания объекта, на котором установлен компрессор (влияют отрицательно, приводят к появлению боковых сил, действующих на поршень).

5. Конструкция компрессора с комбинированным механизмом привода может быть успешно использована при развитии конструкций компрессоров с газостатическим центрированием поршня.

163

1. Болштянский А. П., Белый В. Д., Дорошевич С. Э. Компрессоры с газостатическим центрированием поршня. Омск: Изд-во ОмГТУ, 2002. — 406 с.

2. Болштянский А. П., Белый В. Д. Влияние внешних нагрузок на работоспособность компрессора с газостатическим центрированием поршня. Динамика систем, механизмов и машин. Кн. 1: Тез. докл. II междунар. на-уч.-техн. конф. Омск: ОмГТУ, 1997. - С. 24.

3. Compresseur miniaturrise// Usine nouv. 1991/ Sappl: l'annee technol. 1991.-P. 45.

4. Шейнберг С. А., Жедь В. П., Шишеев М. Д. Опоры скольжения с газовой смазкой/ Под ред. С. А. Шейнберга М.: Машиностроение, 1979.-336 с.

5. Подшипники с газовой смазкой/ Под ред. Н. С. Грэссэма, Дж. У Пауэлла. М.: Мир, 1966. - 423 с.

6. Пешти Ю. В. Газовая смазка. М.: Изд-во МГТУ, 1993. - 381 с.

7. Пинегин С. В., Табачников Ю. Б., Сипенков И. Е. Статические и динамические характеристики газостатических опор. — М.: Наука, 1982. -265 с.

8. Константинеску В. Н. Газовая смазка/ В. Н. Константинеску. Пер. с польского. Под ред. М. В. Коровчинского.// М.: «Машиностроение», -1968.-С. 709.

9. Болштянский А. П., Гринблат В. Л. Методика расчета мембранного регулятора расхода для газостатического центрирования поршня повышенной жесткости // В сб. Совершенствование холодильных и компрессорных машин. Омск: ОмПИ, 1984. - С. 96-99.

10. Коднянко В. А. Технология и компьютерная среда автоматизации моделирования, расчета и (исследования газостатических опор. Дисс. докт. технич. наук. Красноярск, 2005. - 331 с.

11. Пластинин П. И. Поршневые компрессоры. Т. 1. Теория и расчет. — М.: Колос, 2000.-456 с.

12. А.с. 1585581 СССР, МКИ F16 Н 3/44. Привод поршневой машины/

13. B. Т. Швецов. Омский политехнический институт № 4400956/25-28; Заявлено 30.03.88; Опубл. 15.08.90 - Бюл. №30.

14. А.с. 1227837 СССР, МКИ F16 С 7/02. Шатун/ П.А.Истомин, М. А. Минасян. Ленинградский ордена Ленина кораблестроительный институт №3285530/25-27; Заявлено 28.04.81; Опубл. 30.04.86. - Бюл. № 16.

15. А.с. 1209925 СССР, F04 В 39/00, F16 F 3/00. Устройство для,гашения вибраций поршневого компрессора/ В. В. Глодов, В. И. Гидулян № 3621214/25-06; Заявлено 10.05.83; Опубл. 07.02.86 - Бюл. № 5.

16. Болштянский А. П. Теоретические основы расчета и проектирования поршневых компрессоров с газостатическим центрированием поршня. Дисс. докт. технич. наук. Омск, 1999. - 530 с.

17. Герониус Я.Л. Очерки о работах корифеев русской механики. М.: Государственное изд-во технико-технической литературы, 1952. - 519 с.

18. А.с. 1693272 СССР, МКИ F02 В 75/32. Поршневой двигатель внутреннего сгорания/ Р. М. Хамзин, А. А. Макарчук, Л. В.Тузов, Г. Ф.Бенуа,

19. C. А.Носов. №4608462/06; Заявлено 24.11.88; Опубл. 23.11.91. - Бюл. №43.

20. А.с. 1828932 СССР, МКИ F01 В 1/08. Поршневая машина/ А. М.Иванов. №4394959/29; Заявлено 21.03.88; Опубл. 23.07.93. - Бюл. №23.

21. А.с. 1281682' СССР, МКИ F01 В 9/02. Объемная поршневая машина// В. С.Скороходов. Научно-исследовательский конструкторскотехнологический институт тракторных и комбайновых двигателей. -№ 3847523/25-06; Заявлено 15.01.85; Опубл. 07.01.87. Бюл.№ 1.

22. А.с. 1905499 СССР, МКИ F01 В 9/00, F04 В 25/00. Поршневая машина/ Ю. С. Динов, В.М.Зыков. № 2612175/25-06; Заявлено 04.05.78; Опубл. 15.02.82. -Бюл. №6.

23. А.с. 1190997 СССР, МКИ F01 В 5/00, F02 В 75/32. Многоцилиндровая поршневая машина объемного действия/ Альфред Гербер (СН). Альфред Гербер (СН), Франческо Спарро (IT). № 2613997/25-06; Заявлено 10.05.78; Опубл. 07.11.85. - Бюл. № 41.

24. А.с. 1613655 СССР, МКИ F01 В 9/02. Поршневая машина/ Ю.Г.Первушин. №4600748/25-29; Заявлено 23.08.88; Опубл. 15.12.90. -Бюл. № 46.

25. А.с. 1751364 СССР, F01 В 8/04. Эксцентриково-поршневой бесшатунный двигатель/ И.М.Тимошенко. № 4669131/29; Заявлено 30.03.89; Опубл. 30.07.92. - Бюл. № 28.

26. А.с. 1523685 СССР, МКИ F01 В 9/04. Преобразователь движения/ А. А. Хорычев, В. Н.Земсков, О. Б. Хахина. № 4120115/25-29; Заявлено 01.07.86; Опубл. 23.11.89. - Бюл. № 43.

27. А.с. 1613654 СССР, МКИ F01 В 9/00, F02 В 75/26. Поршневая машина/ В.Н. Чеглаков, В. Я.Базовой, А. М. Ахтямов, П. Л.Носко. № 4600856/31-29; Заявлено 31.10.88; Опубл. 15.12.90. - Бюл. № 46.

28. А.с. 128703 СССР, МКИ F01 В 1/10, F02 В 75/20. Сдвоенный двигатель внутреннего сгорания с общей для смежных цилиндров камерой сжатия/ П. С. Штеп. № 152293/2046; Заявлено 10.08. 1934; Опубл. 1960. -Бюл. № 10.

29. А.с. 1548471 СССР, МКИ F01 В 1/10, F02 В 75/32. Двухвальный поршневой двигатель/ А. П.Федоренко. № 4370279/25-06; Заявлено 04.11.87; Опубл. 07.03.90. - Бюл. № 9.

30. А.с. 1767216 СССР, МКИ F04 В 25/04. Поршневой компрессор с электромагнитным приводом/ А. П. Болштянский, В. С. Демиденко, Ю. 3. Ковалев, В. Е. Щерба. № 4661904/29; Заявлено. 13.03.89; Опубл. 07.10.92. - Бюл. № 37.

31. А.с. 1562497 СССР, МКИ F02 57/00. Двигатель внутреннего сгорания/ В. К.Фролов, И. В. Заваруев. № 4464032/25-06: Заявлено 19.05.88;, Опубл. 07.05.90. - Бюл № 17.

32. А.с. 1613653 СССР, МКИ F01 В 3/04, 31/14. Поршневая машина Абаимова А2/. А. П. Абаимов. № 4643913/25-29; Заявлено 30.01.89; Опубл. 15.12.90. - Бюл. №46.

33. А.с. 861656 СССР, МКИ F01 В 3/04, F04 В 27/08. Поршневая машина/ А. И. Суровцев. № 2151579/25-06; Заявлено 04.07.75; Опубл. 07.09.81.-Бюл. №33.

34. А.с. 1379537 СССР, МКИ F16 Н 25/08. Приводной механизм/ Е. С. Лапатин. № 4077820/25-28; Заявлено 16.06.86; Опубл. 07.03.88.- Бюл. № 9.

35. А.с. 848909 СССР, МКИ F25 В 9/00. Холодильно-газовая машина/ А. П. Болштянский, Ю. Д. Терентьев, Ю. И. Гунько. Омский Политехнический институт. № 2688129/23-06; Заявлено 04.01.80; Опубл. 23.07.81. -Бюл. № 27.

36. А.с. 1413382 СССР, МКИ F25 В 9/00. Газовая холодильная машина/ А.П. Болштянский, В.Е. Щерба, Е.А. Бабенко, С.Э.1 Дорошевич. Омский политехнический институт. № 4151932/23-06; Заявлено 21.11.86; Опубл. 30.07.88. - Бюл. № 28.

37. А.с. 1326771 ССР, МКИ F04 В 35/04. Поршневой компрессор. А. П. Болштянский, В. С. Демиденко, Ю. 3. Ковалев, В. Е. Щерба. Омский политехнический институт. № 4031561/25-06; Заявлено 22.01.86; Опубл. 30.07.87.-Бюл. №28.

38. А.с. 118471 СССР, МКИ4 F 01 В 9/02. Двигатель внутреннего сгорания с бесшатунным механизмом/ С. С. Баландин. № 591328/24-06; Заявлено 4.11.58; Опубл. 10.12.73, Бюл. № 47.

39. Линдберг А. Ф. Голиков Ф. Д., Федулов С. И. Эффективность применения холодильных компрессоров без смазки// Рыбное хозяйство. -1981.-№7.-С. 66-68.

40. Линдберг А. Ф., Путилин С. А., Семенов А. Е. Характеристики бесшатунного холодильного компрессора//Интенсификация производства и применения искусственного холода: Тез. докл. Всесоюз. науч.-практич. конф.-Л., 1986.- С. 10.

41. Bolshtyansky А. P., Scherba V. Е. The influence of the accuracy of fabrication of main geometric parameters on features of piston forvaciium pump with gas support of piston. Vacuum technologies and equipment. Harkov, 2001.-P. 222-224.

42. A.c. 1696742 СССР, МКИ F01 В 9/02. Поршневая машина/ В. А. Дильдин, И. А. Курзель, С.Г. Ошурков, С. С. Сурин. Московский автомобильный завод им. И.А.Лихачева. № 4306612/29; Заявлено 16.09.87; Опубл. 07.12.91. - Бюл. № 45.

43. А.с. 1216371 СССР, МКИ F01 В 9/04, F02 В 75/32. Поршневая машина и способ ее сборки/ В. Г. Тишаков. Московский автомобильный завод им. И. А. Лихачева. 3808123/25-06; Заявлено 04.09.84; Опубл. 07.03.86. - Бюл. №9.

44. А.с. 2016207 СССР, МКИ F 01В, 13/04. Поршневая машина. Э. И. Мищенко. № 4825088/29; Заявлено 1705.90; Опубл. 15.07.94. - Бюл. № 13.

45. А.с. 1302051 СССР, МКИ F16 Н 21/16. Бесшатунный механизм для поршневой машины/ Б. Г. Косарев. № 3472829/25-06; Заявлено 16.07.82; Опубл. 07.04.87. Бюл. № 13.

46. А.с. 1633148 СССР, МКИ F01 В 9/04. Поршневая машина/ В. С. Богатырев. № 4299081/40-29; Заявлено 17.08.87; Опубл. 07.03.91. -Бюл. №9.

47. А.с. 1657663 СССР, МКИ F01 В 9/00. Поршневая машина/ В. Г. Жорепамов, В.А.Смирнов. № 4443575/29; Заявлено 20,06.88; Опубл. 23.0691.-Бюл. №23.

48. А.с. 1771513 СССР, МКИ F01 В 9/02, Р16 Н 21/30. Поршневая машина с бесшатунным преобразованием возвратно-поступательного движения поршней во вращательное и наоборот/ A.M. Иванов. № 4846367/29; Заявлено 04.07.90; Опубл. 23.10.92. - Бюл. № 39.

49. А.с. 1222948 СССР, МКИ F16 Н 21/00. Бесшатунный механизм поршневой машины/ Г. В. Михеев. № 3523422/25-28; Заявлено 16.12.82; Опубл. 07.04.86. - Бюл. № 13.

50. Curwen P.W., Hurst R. Development of an oil-free resonant piston compressor for helium liquefactin// Adv. Cryog. Eng: Proc. Cryog. Eng. Conf. San Diego, Calif., 11-14 Aug., 1981. New York; London - 1982. - Vol. 27. P. 628-629.

51. Абакумов JI. Г., Деньгин В. Г., Кулиш Л. И. Исследования конструктивных схем газостатического поршневого подвеса компрессора// Хи-мич. и нефтяное машиностроение. 1993. - № 5. - С. 12-14.

52. Roubichek О., Pejsek Z., Pozprim J. Observations of experimental research on oscillating linear drivers for small piston compressors// Proc. Inst. Mech. Eng. A. 1989.-203, № 4. P. 217-218.

53. А.с. 1286806 СССР, МКИ F 04 В 31/00. Электромагнитный свободно-поршневой компрессор/ Н.Р. Муратов. Научно-производственное объединение "Мединструмент".- № 3841126/25-06; Заявлено 07.01.85; Опубл. 30.01.87.- Бюл. № 4.

54. А.с. 1267042 СССР, МКИ F04 В 35/04. Электромагнитный компрессор/ Н. П: Ряшенцев; А. Д. Русаков. Институт горного дела СО АН СССР. № 3681588/31-06; Заявлено 27.12.83; Опубл. 30:10.86. Бюл. № 40.

55. А.с. 1590643 СССР, МКИ F04 В 35/00. Компрессор с электродинамическим приводом/ И. Д. Полищук, А. С. Гликсон, И. М. Шнайд. Одесский технологический институт холодильной промышленности. № 4387263/25-29; Заявлено 01.03.88; Опубл. 07.09.90. - Бюл. № 33.

56. А.с. 1290011 СССР, МКИ F 04 В 35/04. Поршневой компрессор/ В.К. Федоров, Ю. А. Епур, В. К. Рыбин. № 3961543/25-06; Заявлено 05.10.85; Опубл. 15.02.87. - Бюл. № 6.

57. А.с. 1460406 СССР, МКИ F04 В-35/04. Электромагнитный компрессор/ А. Е. Бабенко, А. П. Болштянский, В. С. Демиденко, Ю. 3. Ковалев, В. Е Щерба. Омский политехнический института) - № 3839463/25-29; Заявлено 04.01.85; Опубл. 23.02.89. - Бюл. № 7.

58. Джонс Дж. К. Методы проектирования. М.: Мир, 1986. - 326 с.

59. Половинкин А. И. Основы инженерного творчества. М: Машиностроение, 1988. - 368 с.

60. Дворянкин А. М., Половинкин А. И., Соболев А. Н. Методы синтеза технических решений.- М.: Наука, 1977. 104 с.

61. Справочник по функционально-стоимостному анализу/ А. П. Ковалев, Н. К Моисеева, В. В. Сысун, М. Г. Карпунин, Б. И. Майданчик; Под ред. М. Г. Карпунина, Б. И. Майданчика. М.: Финансы и статистика, 1988. -431 с.

62. Пат. России 2098662, МКИЮ4 В 25/00, 35/00. Бесконтактный компрессор/ А.П. Болштянский, В.Е. Щерба. Омский государственный технический университет.- № 95114243/06; Заявлено 08.08.95; Опубл. 10.12.97. -Бюл. № 34.

63. Диксон Дж. Р. Проектирование систем: изобретательство, анализ и принятие решений. М.: Мир, 1969. - 440 с.

64. ГОСТ 2.103.-68*. Стадии разработки. М.: Изд-во стандартов, 1989.-2 с.

65. Таленс Я. Ф. Работа конструктора. JI.: Машиностроение, 1987.-255 с.

66. Болштянский А. П. Расчет динамики поршня компрессора с газостатическим центрированием на начальных этапах проектирования// Прикладные задачи механики. Омск: Изд-во ОмГТУ, 1997. - С. 111-117.

67. Пластинин П. И., Щерба В. Е. Рабочие процессы объемных компрессоров со впрыском жидкости. М.: ВИНИТИ, 1996. - 153 с.

68. Болштянский А. П. Математическое и программное обеспечение реального проектирования компрессоров с газостатическим центрированием поршня// Компрессорная техника и пневматика. 1998. - № 1-2(18-19). - С. 55-59.

69. Исследование и применение опор скольжения с газовой смазкой: Тез. докл. Всесоюзного координационного совещания в Виннице. Винница.-1983.-С. 1-109.

70. Шатохин С. Н. Приближенный расчет характеристик радиальных газостатических опор// Проблемы развития газовой смазки: Сб. статей. Ч I.M.: Наука, 1972.-С. 108-116.

71. Пластинин П. И. Теория и расчет поршневых компрессоров. — М.: ВО «Агропромиздат», 1987. -271 с.

72. Электротехника/ А. Н. Аблин, М. А. Ушаков, Г. С. Фестинатов, Ю. JI. Хотунцев. Под ред. Ю. JI. Хотунцева.М.: Изд-во «АГАР», 1998. 432 с.

73. Чиликин М. Г., Сандлер А. С. Сандлер. Общий курс электропривода. М.: Энергоиздат, 1981.- 576 с.

74. Кацман М. М. Электрические машины. — М.: Высшая школа, 2000. 463 с.

75. Френкель М.И. Поршневые компрессоры. Л.: Машиностроение, 1969.-743 с.

76. Фотин Б. С., Пирумов И. Б., Прилуцкий И. К., Пластинин П. И. Поршневые компрессоры; Под общ. ред. Б. С. Фотина. Л.: Машиностроение, 1987. — 372 с.

77. Твалчрелидзе А. К. Исследование влияния основных геометрических соотношений на экономическую эффективность поршневых компрессоров общего назначения: Автореф. дисс. . канд. техн. наук. М., 1974. - 16 с.

78. Колебания и вибрации в поршневых компрессорах/ Ю. А. Видякин, Т.Ф.Кондратьева и др. Л. Машиностроение, 1972. — 224 с.

79. Абакумов Л. Г., Деньгин В. Г., Кулиш Л. И. Исследование конструктивных схем газостатического поршневого подвеса компрессора// Химич. и нефтяное машиностр,- 1993. № 5. - С. 12-14.

80. Абакумов Л. Г., Деньгин В. Г., Кулиш Л. И. Влияние параметров газостатического поршневого уплотнения на работоспособность компрессора/ НПО «Криогенмаш». Балашиха, Моск. обл., 1991. - 16 с. - Деп. в ЦИНТИ-химнефтемаш 02.08.91, № 2205-ХН91.

81. Болштянский А.П., Гринблат В.Л., Громыхалин В.Г., Грицив И.М. Экспериментальное исследование поршневого компрессора с газостатическим уплотнением поршня// Холодильные машины. Новосибирск, 1978.-С. 94-97.

82. Гринблат В. Л., Болштянский А. П., Громыхалин В. Г. Математическое моделирование и экспериментальное исследование ступени компрессора с газостатическим подвесом поршня// Криогенные машины: Сб. трудов. Омск, 1980. - С. 50-61.

83. Сипенков И. Е. К вопросу о влиянии инерции смазочного слоя на структуру решения нестационарных задач газовой смазки// Проблемы машиностроения и надежности машин. 1990. - № 3. - С. 35-42.

84. Даниленко Т. К., Макаров Б. А. К расчету теплообмена в щелевом канале// Машиностроение. 1976. - № 6. - С. 73-77

85. Даниленко Т. К., Микулин Б. И., Козлов В. Н. Влияние теплопроводности стенки на процесс теплообмена в канале// Тр. МВТУ им. Э. Баумана. М., 1974. - № 193. - С. 160-165.

86. Бученков А. И., Сибиркин В. Н. Температурные условия работы поршневой группы дизеля при прорыве газов// Двигателестроение. 1984. - № 8. - С. 7-9.

87. Лощаков П. А. Условия теплообмена в зазоре надкольцевая часть боковой поверхности поршня гильза' цилиндра// Двигателестроение. -1990.-№ 6.-С. 5-7.

88. Кушнырев В. И., Лебедев В. И., Павленко В. А. Техническая термодинамика и теплопередача. М.: Стройиздат, 1986. - 464 с.

89. Ястребова Н. А. Кондаков А.И., Лубенец В.Д., Виноградов А.Н. Технология компрессоростроения. М.: Машиностроение, 1987. — 336 с.

90. Дальский А. М., Кулешова З.Г. Сборка высокоточных соединений. М.: Машиностроение, 1988. 304 с.

91. Белкин И. М. Допуски и посадки (Основные нормы взаимозаменяемости). -М.: Машиностроение, 1992. 528 с.

92. Калиткин Н. Н. Численные методы. М.: Наука, 1978. - 512 с/

93. Костецкий Б. И., Носовский И. Г., Бершадский Л. И., Караулов А. К. Надежность и долговечность машин/ Под общ. ред. Б.И. Костецкого. -Киев: «Техшка», 1975. -408 с.

94. Биргер И. А., Шорр Б. Ф., Иосилевич Г. Б. Расчет на прочность деталей машин. М.: Машиностроение, 1979. - 702 с.

95. Барышников Г. А. Моделирование процесса нагнетания в ступени поршневого компрессора//Машиностроение.- 1987. №.4. - С. 49-53.

96. Барышников Г. А. Расчет нагнетательной системы поршневого компрессора с длинным каналом// Машиностроение. 1993. - № 2.1. С. 60-65.

97. Кондратьева Т. Ф., Исаков В. П. Клапаны поршневых компрессоров. Л., Машиностроение, 1983. - 158 с.

98. Кабаков А. Н., Щерба В. Е. Некоторые вопросы математического моделирования рабочего процесса в поршневом компрессоре//Изв. вузов. Энергетика, Минск. 1980. - № 7. - С. 56-61.

99. Болштянский А. П., Щерба В. Е. Определение области энергетически эффективного применения бессмазочного компрессора с газостатическим центрированием поршня (БК с ГСЦП)// Повышение эффективности холодильных машин. Л: ЛТИХП, 1983. - С. 112-117.

100. Щерба В.Е., Болштянский А.П; Аналитический расчет процесса нагнетания в компрессоре объемного действия// Известия вузов СССР. Энергетика. 1983.-№ 11.-С. 112-114.

101. Основы научных исследований/ В. И. Крутов, И. М. Грушко, В. В. Попов и др.; Под ред. В. И. Крутова, В. В. Попова. М.: Высш. шк., 1980. -400 с.

102. Болдин А.П., Максимов В.А. Основы научных исследований и УНИРС. М.: Изд-во МАДИ (ГТУ), 2002. - 276 с.

103. Евтихеев И.Н. Измерение электрических и неэлектрических величин/ Н.Н. Евтихеев, Я.А. Купершмидт, В.Ф. Популовский, В.Н Скугоров; Под общ. ред. Н.Н. Евтихеева. М.: Энергоатомиздат, 1990. - 352 с.

104. Дайчик М.Л. Методы и средства натурной тензометрии: Справочник/ М.Л. Дайчик, Н.И. Пригоровский, Г.Х. Хуршудов. М.: Машиностроение, 1989. - 240 с.

105. Клокова Н.П. Терморезисторы. Теория, методики расчета, разработки. М.: Машиностроение, 1990. - 224 с.

106. Мовнин М.С., Израелит А.Б., Рубашкин А.Г. Основы технической механики. JL: Судостроение, 1973. 576 с.

107. Келим Ю.М. Электромеханические и магнитные элементы систем автоматики. М.: Высшая школа, 1991. — 304 с.

108. Болштянский А.П., Зензин Ю.А., Щерба В.Е. Основы конструкции автомобиля. М.: Легион-Автодата, 2005. — 312 с.

109. Данов Б.А. Системы управления зажиганием автомобильных двигателей. — М.: Горячая линия Телеком, 2003. - 184 с.

110. Терещук P.M., Терещук К.М., Седов С.А. Полупроводниковые приемно-усилительные устройства. Киев: «Наукова думка», 1981. 672 с.

111. Измерения в промышленности. Справ, изд. В 3-х кн. Кн. 2. Способы измерения и аппаратура/ Под ред. П. Профоса. — М.: Металлургия, 1990.-384 с.