Klíčová slova: MK 100, kompresor, pohon, spalovací motor, elektromotor, řemenový převod



Podobné dokumenty
Zvyšování kvality výuky technických oborů

Zvyšování kvality výuky technických oborů

TEKUTINOVÉ POHONY. Pneumatické (medium vzduch) Hydraulické (medium kapaliny s příměsí)

5. Pneumatické pohony

Zvyšování kvality výuky technických oborů

V čem spočívá výhoda rotačních kompresorů firmy COMPAIR?

Petr Macher Západočeská univerzita v Plzni Univerzitní 8, Plzeň Česká republika

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

Zvyšování kvality výuky technických oborů

Soustruh na dřevo. Technická fakulta ČZU Praha Autor: Václav Číhal Školní rok: 2008/2009 (letní semestr) Popis:

Řemeny SKF Xtra Power. Klínové řemeny navržené pro nejvyšší výkony

Výroba páry - kotelna, teplárna, elektrárna Rozvod páry do místa spotřeby páry Využívání páry v místě spotřeby Vracení kondenzátu do místa výroby páry

Určeno pro studenty kombinované formy FS, předmětu Elektrotechnika II. Vítězslav Stýskala, Jan Dudek únor Sylabus tématu

MODERNÍ TECHNOLOGIE A DLOUHOLETÁ ZKUŠENOST

1 MECHANICKÉ PŘEVODY D 1. (funkce, převodový poměr, druhy, třecí, řemenové a řetězové převody, části, použití,

PÍSTOVÉ KOMPRESORY. Objem od l/min. Pístové. do 400 baru

Využití energie výfukových plynů k pohonu klikového hřídele. Jakub Vrba Petr Schmid Pavel Němeček

VENTILOVÉ ROZVODY ÚCEL

Česká zemědělská univerzita v Praze. Konstruování s podporou počítačů

LINEÁRNÍ JEDNOTKY LJHR ECO

ABSTRAKT ABSTRACT. Dále bude vytvořen postup pro mechanicko-pevnostní analýzu v programu Cosmos/DesignSTAR.

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

PRECIZNÍ NÁŘADÍ.» ruko pneumatické nářadí

K 9 MANIPULAČNÍ ZAŘÍZENÍ PRO HUTNÍ PRŮMYSL

Digitální učební materiál

Příloha č. 1 TECHNICKÁ SPECIFIKACE ZAKÁZKY

Tváření kovů - kování

Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT. DVOUDOBÝ ZÁŽEHOVÝ MOTOR Ing. Petr Plšek Číslo: VY_32_INOVACE_ Anotace:

PCX Tisková informace EU-CZ - 1/6

Obrazový slovník výkladový Komponenty pro pneumatiku a hydrauliku

BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY FAKULTA STROJNÍHO INŽENÝRSTVÍ ÚSTAV VÝROBNÍCH STROJŮ, SYSTÉMŮ A ROBOTIKY

12. Hydraulické pohony

Hřídelové spojky. Spojky přenáší krouticí moment mezi hnacím a hnaným strojem nebo mezi jednotlivými částmi stroje či mechanismu.

HŘÍDELOVÉ SPOJKY A BRZDY

Mechanické převody ČÁSTI STROJŮ R

2.2 VÁLEČKOVÝ DOPRAVNÍK

Mechanické pohony. Doc. Ing. Antonín Havelka, CSc.

18. Kinematické mechanismy

DOPRAVNÍKOVÝ STŘÍDAČ - NÁVRH ZVEDACÍHO MECHANISMU.

Vision Dojíždění s radostí

TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI

Algoritmus řešení konstrukčního úkolu

Popis plnění balíčku WP08: Snižování mechanických ztrát pohonných jednotek

Výrobková řada společnosti Sibilia je rozdělena do jednotlivých sérií dle typu využití a dle výkonu:

DFG/TFG 425s/430s/435s

Ověřená technologie montáže motokáry INDOOR 08

UNIVERZITA PARDUBICE DOPRAVNÍ FAKULTA JANA PERNERA DIPLOMOVÁ PRÁCE Bc. Josef Gabriel

BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY FAKULTA STROJNÍHO INŽENÝRSTVÍ ÚSTAV VÝROBNÍCH STROJŮ, SYSTÉMŮ A ROBOTIKY

MAZACÍ PŘÍSTROJ VEG CENTRÁLNÍ MAZÁNÍ

Profesionální montážní kompresory

Spouštěcí obvod. Spouštěč. Základní parametry spouštěče

Problematika měření ozubených řemenů

FAKULTA STROJNÍHO INŽENÝRSTVÍ ÚSTAV AUTOMOBILNÍHO A DOPRAVNÍHO INŽENÝRSTVÍ FACULTY OF MECHANICAL ENGINEERING INSTITUDE OF AUTOMOTIVE ENGINEERING

Technická univerzita v Liberci

Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Převody a mechanizmy Řemenové převody Ing. Magdalena Svobodová Číslo: VY_32_INOVACE_ Anotace:

VÝZKUMNÁ ZPRÁVA NÁVRH TECHNOLOGIE PRO POHONNÉ JEDNOTKY SPECIÁLNÍCH ŘETĚZOVÝCH DOPRAVNÍKŮ

TDG Zařízení pro plnění nádob plyny G

Klíčová slova: Motor, spalovací motor, turbína, vodík, akumulátor

Otočný stůl nové koncepce pro multifunkční obráběcí centrum

SEZNAM TÉMAT Z ODBORNÝCH PŘEDMĚTŮ STROJÍRENSKÝCH A HORNICKÝCH

PLNĚ ELEKTRICKÉ VYSOCE PRODUKTIVNÍ, ČISTÉ A PŘESNÉ. Vstřikovací stroje řady EX

Závěsné plynové kotle s průtokovým ohřevem TV

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY PRŮMYSLOVÁ VJEZDOVÁ VRATA ÚSTAV AUTOMOBILNÍHO A DOPRAVNÍHO INŽENÝRSTVÍ

ZÁKLA L DY Y OB O RÁBĚNÍ Te T o e r o ie e ob o r b áb á ě b n ě í n, z ák á lad a n d í n d r d uh u y h třísko k v o éh é o h o obrábění

2. BUDIČE. Experimentální metody přednáška 2 Budiče

Aplikace 90 W. Pneumatické brusky s kleštinovým upínáním VŠEOBECNÉ POUŽITÍ ROZSÁHLÝ VÝBĚR ZE SORTIMENTU VYSOKOOTÁČKOVÁ BRUSKA

Nástěnný kondenzační kotel s průtokovým ohřevem vody TALIA GREEN 25, 30, 35 FF

Nástěnný kondenzační kotel s průtokovým ohřevem vody TALIA GREEN 25, 30, 35 FF

Prohlášení. Drtina Marek. V Praze Osobní výtah 640kg 1

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

Sedlové ventily (PN 16) VS 2 Dvoucestný ventil, vnější závit

TZB - VZDUCHOTECHNIKA

BURAN Kondenzační sušička stlačeného vzduchu

Spolehlivost tekutinových systémů The Reliability of Fluid Systems

NOVÉ ZKUŠEBNÍ ZAŘÍZENÍ PRO TRIBOLOGICKOU ZKOUŠKU ZALISOVÁNÍ ZA ROTACE

Obr. 1 Schéma pohonu řezného kotouče

Zvyšování kvality výuky technických oborů

HONDA CB500F, modelový rok 2013

Teplo pro váš domov od roku PŘESTAVBOVÁ SADA KOTLE U 22 NA HERCULES U22Robot Návod k přestavbě kotle

Třetí Dušan Hložanka Název zpracovaného celku: Řetězové převody. Řetězové převody

SHRNUTÍ STÁVAJÍCÍCH KONSTRUKCÍ ŠROTOVNÍKŮ

PÍSTOVÁ ČERPADLA. Jan Kurčík 3DT

SPALOVACÍ MOTORY. Doc. Ing. Jiří Míka, CSc.

Článek ZVLÁŠTNÍ PŘEDPISY PRO VYLEPŠENÉ TERÉNNÍ VOZY (SKUPINA T3)

ZVÝŠENÍ KONKURENCESCHOPNOSTI SPALOVACÍHO MOTORU NA STLAČENÝ ZEMNÍ PLYN COMPETITIVENESS INCREASE OF THE CNG ENGINE

Témata pro přípravu k praktické maturitní zkoušce z odborných předmětů obor strojírenství, zaměření počítačová grafika

Využití modelů v předmětu Základy konstruování a části strojů. Pavel Urban

OVMT Mechanické zkoušky

Rotační šroubové kompresory MSA 4-5,5-7, kw

I. ÚVOD... 3 II. CHARAKTERISTIKA MOTORU... 3 III. STÁVAJÍCÍ NATÁ

THERM 14 KD.A, KDZ.A, KDZ5.A

Návrh a konstrukce pohonu posuvu vřeteníku stroje WHtec 100

Rotační šroubové kompresory MSA 4-5,5-7, kw

UKÁZKA PRÁCE TECHNICKÉHO KROUŽKU, MODEL PARNÍHO STROJE a STIRLINGŮV MOTOR

Katalog K CZ. nízkonapěťové. Trojfázové asynchronní nízkonapěťové motory nakrátko. 1MA7 osová výška 63 až 160 0,18 až 13,5 kw

BAKALÁŘSKÁ PRÁCE ABSTRAKT ABSTRACT. Ústav výrobních strojů, systémů a robotiky. Str. 5

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

nářadí AIR CENTER kompresory nářadí úprava vzduchu rozvody Máme dostatek vzduchu pro každého. autorizovaný distributor

2011 SW-T600: Luxusní dopravní prostředek pro každodenní dojíždění

Setting up Spark Ignition Engine Control Unit Nastavování řídicích jednotek zážehových motorů automobilů

Transkript:

ABSTRAKT, KLÍČOVÁ SLOVA, BIBLIOGRAFICKÁ CITACE ABSTRAKT Tato bakalářská práce se zabývá rekonstrukcí kompresoru pro pohon elektromotorem. První část se věnuje základnímu principu kompresorů, jejich vývoji a dělení. Dále pak je pojednáno o pohonu strojů. V další části je popsán kompresor MK 100 firmy Benda kompresory s.r.o. V poslední části je popsáno technické řešení jeho rekonstrukce pro pohon elektromotorem při daném výkonu elektromotoru 2,2 kw a při zachování otáčkového režimu motoru honda. Tento kompresor má být ve své rekonstruované podobě provozován na FSI VUT v Brně. Klíčová slova: MK 100, kompresor, pohon, spalovací motor, elektromotor, řemenový převod ABSTRACT This bachelor thesis deals with redesign of the compressor for electromotor driving. First part focuses on the principle of compressors, their development and division. The next part describes a compressor MK 100 produced by Benda kompresory Ltd. company. The technical solution of its redesign for 2,2kW electromotor propulsion with maintaining a rotation speed mode of original Honda engine is explained in the last part. This compressor should be used in its redesign version at FME BUT in Brno. Key words: MK 100, compressor, propulsion, internal combustion engine, electromotor, belt drive Bibliografická citace: MIKULKA, V. Rekonstrukce kompresoru pro pohon elektromotorem. Brno: Vysoké učení technické v Brně, Fakulta strojního inženýrství, 2008. 30 s. Vedoucí bakalářské práce doc. Ing. Ivan Mazůrek, CSc. 7

PROHLÁŠENÍ O PŮVODNOSTI PRÁCE ČESTNÉ PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, že tuto bakalářskou práci Rekonstrukce kompresoru pro pohon elektromotorem jsem vypracoval a napsal samostatně, pod vedením vedoucího bakalářské práce doc. Ing. Ivana Mazůrka, CSc. a uvedl v seznamu všechny použité literární a odborné zdroje. V Brně dne 15. května 2008 Vlastnoruční podpis autora 9

PODĚKOVÁNÍ PODĚKOVÁNÍ Zde bych rád vyjádřil velké díky za podporu, ať již psychickou či odbornou, všem lidem, kteří mi byli nápomocni při tvorbě této bakalářské práce. Zvláště velké díky patří doc. Ing. Ivanu Mazůrkovi, CSc. za ochotu, odborné rady a především trpělivost. 11

Obsah OBSAH OBSAH... 13 ÚVOD... 14 1 PŘEHLED SOUČASNÉHO STAVU POZNÁNÍ... 15 1.1. Definice kompresoru... 15 1.2 Historický přehled vývoje kompresorů... 15 1.3 Rozdělí kompresorů [1]... 16 1.4 Pohon... 18 1.4.1 Definice pohonu... 18 1.4.2 Účel pohonu... 18 1.4.3 Převod klínovým řemenem... 18 2 KOMPRESOR MK 100... 19 2.1 Hlavní části kompresoru... 19 2.1.1 Základový rám... 19 2.1.2 Pohonná jednotka... 19 2.1.3 Kompresorová jednotka... 20 2.1.4 Zařízení pro přenos kroutícího momentu... 21 2.1.5 Vysokotlaký filtr... 21 2.1.6 Vysokotlaká hadice s plnící koncovkou... 21 3 REKONSTRUKCE KOMPRESORU... 22 3.1 Konstrukční rozvaha... 22 3.2 Výpočet řemenových převodů dle ČSN 02 3111 a ČSN 02 3114... 23 4 ZÁVĚR... 26 5 SEZNAM POUŽITÝCH ZDROJŮ... 27 6 SEZNAM OBRÁZKŮ A GRAFŮ... 28 7 SEZNAM TABULEK... 29 8 SEZNAM PŘÍLOH... 30 13

Úvod ÚVOD Stlačený plyn je stále více využíván v průmyslu i mimo něj. Praktické aplikace nás potkávají doslova na každém kroku. Jmenujme například zdravotnictví, dopravu a vojenství. Přestože je stlačování plynů, které se uskutečňuje v kompresorech, energeticky značně náročná činnost, výhody plynoucí z uplatnění tohoto média jsou značné. Obrovské využití stlačeného plynu přišlo v poslední době s nasazením elektronických regulátorů také v oblasti automatizované techniky. Spojení elektroniky a stlačeného plynu má jasné výhody oproti kapalinovým či mechanickým systémům. Ekologická zátěž je u stlačeného vzduchu prakticky nulová, což u hydraulických olejů nelze říci. Stlačený plyn má množství dalších výhod. Pneumatické stroje jsou schopny při relativně jednoduché konstrukci, nízké hmotnosti a zároveň vysoké bezpečnosti uvolnit z nahromaděného stlačeného média v krátké době značné množství energie. Neméně významné využití kompresorů lze nalézt ve chladírenských okruzích. [2] 14

Přehled současného stavu poznání 1 PŘEHLED SOUČASNÉHO STAVU POZNÁNÍ 1 1.1. Definice kompresoru 1.1 Kompresor je stroj na stlačování plynů a par. V něm se vynaložením nejčastěji mechanické energie zvyšuje tlaková energie nasávaného plynu. Je to stroj pracovní (potřebuje k činnosti vnější energii), tepelný (při stlačování se většina mechanické práce mění v teplo). [1] 1.2 Historický přehled vývoje kompresorů 1.2 Historické záznamy hovoří o pravděpodobném využití stlačeného plynu, již v době 3000 let př.n.l. a to při výrobě bronzových nástrojů v Babylonské říši. Archeologické nálezy z Egyptských hrobek, potvrdili užívání tohoto média datující se více než 1500 př.n.l. Nalezené malby zobrazují tavení kovů za pomoci dvou střídavě působících měchů. [2] V Homérově Iliadě, jež byla sepsána kolem roku 800 př. n. l. lze nalézt popis Hefaistovy práce: Pravil, a nymfu tam nechal a odešel k měchům. Ty rychle obrátil k ohni a dal jim zas rozkaz chopit se práce. Vzápětí dvacet měchů mu foukalo do výhně, přičemž všeliký vzdušný proud, a mohutný, zachycovaly, aby byl při pilné práci hned po ruce slabý, hned silný, jak si to Héfaistos přál a jak toho žádalo dílo. [8] V Řecku Platon a Aristoteles přibližně mezi lety 450 350 př.n.l. sestrojili vzduch stlačující přístroje pro dodávání vzduchu potápěčům nebo pro ozvučení píšťaly. [2] Využití stlačeného vzduchu, potažmo tedy existenci kompresorů, lze sledovat od těchto dávných dob až k dnešku. Konstrukcí těchto strojů se zabývali významné osobnosti. Jmenujme například jistě známá jména, jako jsou Heron, Leonardo da Vinci, Jiří Agricola, Otto von Guericke či James Watt. [2] První zmínky týkající se vícestupňových kompresorů se objevili v roce 1829, kdy si Angličan William Mann nechává patentovat první dvoustupňový kompresor. O rok později je udělena Francouzi M. Thilorierovi tamější Akademií věd medaile za konstrukci několikastupňového kompresoru. Roku 1894 navrhl baron von Rathen první mezistupňové chlazení. [2] I v naší zemi lze dohledat tradici ve stavbě kompresorů. Mezi lety 1810 a 1819 bylo sestrojeno čtyřpístové dmychadlo dle návrhu prof. Františka Josefa Gestnera. Zajímavostí tohoto dmychadla, které bylo vybudováno pro vysokou pec v Novém Jáchymově u Berouna, byly čtvercové písty. Tyto byly poháněny vačkami nasazenými na hřídeli konajícím 4 otáčky za minutu. Průmyslová výroba kompresorů pod značky Breitfeld nebo Ruston je u nás datována do 40. let předminulého století. Později začala produkce i v První brněnské strojírně. Výrobou turbokompresorů se 15

Přehled současného stavu poznání od roku 1907 zabývají Škodovy závody. Rozmach nastává po první světové válce s příchodem umělých hnojiv, k jejichž výrobě bylo zapotřebí kompresorů. Významným výrobcem malých přenosných pístových kompresorů se stalo v druhé polovině minulého století výrobní družstvo Orlík. V posledních dvou desetiletích se na našem trhu objevilo mnoho výrobků ze zahraničí. [1, 2] Obr. 1 Podélný a příčný řez trojčitým skříňovým dmychadlem dle návrhu prof. Gestnera [2] 1.3 Rozdělí kompresorů [1] a) Schéma rozdělení kompresorů dle způsobu stlačování je na obr. 2 b) Z hlediska názvosloví dle tlaku vývěva nasává vzduch při tlaku nižším než atmosférickém a stlačuje jej na tlak atmosférický dmychadlo stlačuje atmosférický vzduch na přetlak do 200 kpa kompresor stlačuje plyn na přetlak vyšší než 200 kpa booster pomocný kompresor, zařazovaný do sání např. chladivových kompresorů při příliš vysokém tlakovém poměru. Někdy je tak nazýván dotlačovací kompresor cirkulační kompresor nasává plyn o vysokém tlaku, stlačuje ho s malým tlakovým poměrem (1,1 až 1,7). Je určen pro udržování tlaku v chemických provozech nebo plynovodech 16

Přehled současného stavu poznání Obr. 2 Rozdělení kompresorů podle způsobu stlačování [1] c) Pracovní oblasti hlavních druhů plynových kompresorů Obr. 3 Pracovní oblasti hlavních druhů plynových kompresorů [1] 17

Přehled současného stavu poznání 1.4 Pohon 1.4.1 Definice pohonu Zařízení pro přeměnu energie včetně jejího řízení určené k tomu, aby předepsaným způsobem uvedlo poháněný stroj, či pracovní mechanizmus do požadovaného pohybového stavu. [5] 1.4.2 Účel pohonu Pohon je součástí jakéhokoliv výrobního zařízení nebo pracovního stroje. Jako součást pohonu je velmi často považován i převodový mechanizmus. Nejčastějším typem pohonu je pohon s rotačním pohybem výstupního členu. Dalšími, již méně častými, variantami jsou pohyby přímočaré a kývavé. Dále lze pohony dělit dle nároku na kinematickou vazbu nebo realizaci silového přenosu. Nejčastěji je však požadována kombinace obojího. [5] Jak plyne z definice pohonu, dochází v tomto zařízení k přeměně energie. Dle druhu měniče této energie lze rozdělit motory na spalovací, elektrické, hydraulické a pneumatické. [5] Podle uspořádání a počtu motorů lze mít jednomotorový, vícemotorový a skupinový pohon. Pohony je možno řídit buď pouze ovládáním, nebo je případně regulovat. [5] 1.4.3 Převod klínovým řemenem Řemenové převody patří mezi nepřímé mechanické převody s třecí vazbou, kde je přenos proveden pomocí vloženého členu řemenu. Klínový řemen byl zaveden kolem roku 1920 a díky jeho přednostem oproti plochému řemeni je dnes upřednostňován v drtivé většině aplikací. Přenos rotačního pohybu a točivého momentu z hnacího na hnané kolo je tedy u tohoto druhu převodu umožněn pomocí tření, tedy tento řadíme do kategorie převodů se silovým stykem. Velikost maximálního přenášeného točivého momentu je zde ovlivněna několika faktory. Mezi ně patří velikost napínací síly, součinitel tření mezi řemenem a řemenicí a velikost úhlu opásání, jímž rozumíme úhel styku řemene s řemenicí. Řemenové převody vykazují skluz, proto je nelze použít tam, kde je nutno dodržet vysokou přesnost přenosu. Na druhou stranu možnost prokluzu přispívá k bezpečnosti provozu zařízení poháněného tímto druhem převodu. Řemenové převody se vyznačují tichým a klidným chodem. Nevýhodou je nutnost předepnutí řemene, z něhož plyne přídavné namáhání ložisek stroje. Jelikož nejsou náročné na údržbu, například oproti jiným převodům je není nutno mazat, jsou řemenové převody nejlevnější, co se výrobních a provozních nákladů týče. Použití klínového řemene k pohonu kompresoru je jedním z typických užití ve strojírenství. [3, 4, 6 ] 18

Kompresor MK 100 2 KOMPRESOR MK 100 2 Kompresor MK 100 je primárně určen k plnění tlakových lahví dýchacích přístrojů zdravotně nezávadným vzduchem při vysokém tlaku 200 bar. [10] 2.1 Hlavní části kompresoru 2.1 - základový rám - pohonná jednotka - kompresorová jednotka - zařízení pro přenos kroutícího momentu - vysokotlaký filtr - vysokotlaká hadice s plnící koncovkou 2.1.1 Základový rám 2.1.1 Základový rám se skládá z dvou nosných profilů obdélníkového průřezu mezi než je přivařen prolisovaný plech do kterého je pomocí šroubových spojení ukotvena kompresorová a pohonná jednotka. Pohonné jednotce je umožněn podélný posuv v drážkách a to kvůli nutnosti vypínání klínového řemene. Mezi kompresorovou a pohonnou jednotkou je umístěna vzpěra. 2.1.2 Pohonná jednotka 2.1.2 O pohon kompresoru se stará čtyřtaktní zážehový spalovací motor Honda GX 160, jehož základní parametry jsou uvedeny v tab.2 Obr. 4 Motor Honda GX 160 [9] 19

Kompresor MK 100 Tab. 1 Parametry motoru honda GX 160 [9] Typ motoru OHV Zdvihový objem (cm3) 163 Počet válců 1 Vrtání a zdvih (mm) 68 x 45 Čistý výkon kw/hp (ot.min) 3,6 / 4,8 (3600) Čistý kroutící moment Nm (ot/min) 10,3 (2500) Kompresní poměr 8.5 : 1 Spotřeba paliva l/ot.min 1,4/3600 Chlazení motoru Vzduchem Zapalování Tranzistorové Předstih zapalování 25 B.T.D.C. Karburátor Plovákový Vzduchový filtr Duální Regulátor otáček Odstředivý Mazání motoru Rozstřikem Množství motorového oleje (l) 0,6 Doporučené provozní teploty okolí ( ) -15 - +40 Startování motoru Ruční Vypínání motoru Zkratováním primárního vinutí zapalování Doporučené palivo Bezolovnatý benzín Objem palivové nádrže (l) 3,1 Smysl otáčení klikové hřídele Protisměru otáčení hodinových ručiček Suchá hmotnost motoru (kg) 15 2.1.3 Kompresorová jednotka Jedná se o kompresor tříválcový, třístupňový. Kompresorová jednotka je chlazená vzduchem a mazána rozstřikem oleje. Mezi druhým a třetím stupněm je umístěn odlučovač, jehož funkcí je zachycovat vodní a olejovou emulzi. Základní parametry kompresorové jednotky jsou uvedeny v tab. 2 Obr. 5 Kompresorová jednotka [10] 20

Kompresor MK 100 Tab. 2 Parametry kompresorové jednotky [10] Pracovní přetlak (bar) 200 Počet stupňů 3 Počet válců 3 Vrtání válce 1 stupně (mm) 65 Vrtání válce 2 stupně (mm) 28 Vrtání válce 3 stupně (mm) 12 Zdvih (mm) 24 Otáčky (ot/min) 2 350 Přetlak na 1 stupeň (bar) 5 Přetlak na 2 stupeň (bar) 45 Chlazení Vzduchem Mazání Rozstřikem oleje Množství olejové náplně (l) 0,26 Maximální náklon ( ) 5 Doporučené provozní teploty okolí ( ) + 5 - + 40 C 2.1.4 Zařízení pro přenos kroutícího momentu 2.1.4 Přenos kroutícího momentu mezi pohonnou a kompresorovou jednotkou je proveden pomocí převodu klínovým řemenem. Tento sestává ze dvou řemenic různých průměrů pro dosažení požadovaného převodu a klínového řemene klasického průřezu. Řemenice jsou s hřídeli jednotek spojeny pomocí per. Řemenice kompresorové jednotky je zajištěna šroubem proti axiálnímu posuvu. 2.1.5 Vysokotlaký filtr 2.1.5 Plášť filtrační jednotky je vyroben z hliníkové slitiny. Plášť je vzhledem k vysokému výstupnímu tlaku kompresoru silnostěnný. Plášť je v horní části uzavřen zátkou, která je kvůli bezpečnosti vybavena pojistným ventilem tlaku. Na spodní části pláště je našroubovaná základna, na které je umístěn ventil pro vypouštění kondensátu, zpětný ventil a šroubení pro připojení vysokotlaké hadice zakončené plnicí koncovkou. Předepsanou čistotu vzduchu zaručuje výměnná filtrační patrona, jež je naplněna granulovaným filtračním uhlím. 2.1.6 Vysokotlaká hadice s plnící koncovkou 2.1.6 Kompresor je vybaven plnicí hadicí o délce jednoho metru s uzavíracím ventilem a manometrem. Koncovka má závit G 5/8". 21

REKONSTRUKCE KOMPRESORU 3 REKONSTRUKCE KOMPRESORU 3.1 Konstrukční rozvaha Úkolem konstrukční části je rekonstrukce kompresoru pro pohon elektromotorem. Tato rekonstrukce měla být provedena co nejefektivněji s ohledem na konstrukční a ekonomickou stánku zadaného úkolu. Rozhodl jsem se zachovat zpětnou kompatibilitu základního rámu a kompresorové jednotky, pro případ nutnosti použití kompresoru v místech bez dodávky elektrické energie. Záměna pohonných jednotek by neměla trvat déle než 30 minut. Obr. 6 Kompresor MK 100 bez ochranného krytu Kompresor MK 100 vyrobený firmou Benda kompresory s.r.o. byl standardně vybaven čtyřtaktním spalovacím motorem Honda GX 160. Spalovací motor během svého provozu vypouští do ovzduší nemalé množství škodlivin a taktéž je hlučný. Pro použití v uzavřeném prostoru bylo nutno tento druh pohonné jednotky zaměnit za vhodnější. Vybral jsem elektromotor firmy Siemens s typovým označením 1LF7 7096 2AB16, v tab. 3 jsou uvedeny jeho parametry. Jedná se o asynchronní jednofázový elektromotor s kotvou nakrátko, který je vybaven běhovým kondenzátorem. Značnou výhodou je tedy připojení do rozvodu 230V/50Hz. Asynchronní elektromotory vynikají jednoduchostí a z ní vyplývající spolehlivostí, proto jsou v průmyslu nejčastěji užívaným pohonem. Dalšími faktory, které nelze při výběru pohonu zanedbat jsou relativně nízká pořizovací cena a poměrně malé rozměry asynchronního elektromotoru. Značnou výhodou elektromotorů obecně je také vysoká plynulost chodu. [5] 22

REKONSTRUKCE KOMPRESORU Obr. 7 Elektromotor Siemens [11] Tab. 3 Parametry elektromotoru Siemens 1LF7096-2AB16 [11] Objednací číslo 1LF7096-2AB16 Jmenovitý výkon (kw) 2,2 Otáčky (min -1 ) 2810 Účinnost η (%) 72 Účiník cos φ 0,98 Jmenovitý proud při 230V (A) 13,6 Hmotnost (kg) 16,10 Tento elektromotor má ovšem jiné otáčky výstupního hřídele než motor spalovací. Otáčky kompresorové jednotky měly být zachovány. Kvůli této skutečnosti bylo nutno upravit převod klínovým řemenem. Rozhodl jsem se požadovaného převodu dosáhnout pouze korekcí rozměrů hnací řemenice. Polotovarem pro tuto řemenici byla zvolena tyč z lehké slitiny. Rozměry řemenic jsou dány normou ČSN 02 3179. Rozhodl jsem se zachovat původní řemen firmy Rubena typového označení A 855 Lw 13 x 825 Li A 32 ½ EL 0082 15. Výpočet převodu byl proveden pomocí programu Strojař 3.0, jehož výstup je uveden níže. V databázi programu není uvedena délka řemene 825 mm. Byla zvolena dostupná hodnota 850 mm. Malou chybu, která tímto vznikne při výpočtu, lze považovat za přijatelnou. 3.2 Výpočet řemenových převodů dle ČSN 02 3111 a ČSN 02 3114 3.2 Výpočet je proveden programem STROJAŘ V-3.0 Zadané hodnoty pro výpočet: Otáčky hnací řemenice: 2810 1/s Otáčky hnané řemenice: 2350 1/s Výpočtový průměr hnané řemenice: 112 mm 23

REKONSTRUKCE KOMPRESORU Předběžná vzdálenost os: 250 mm Požadovaný přenášený výkon: 2,2 kw Počet řemenů v převodu: 1 Normalizované průměry řemenic: Ano (všechny) Provozní doba: do 10 h/den Typ řemenu: A (dříve 13 x 8) Typ zatížení: Střední Typ hnacího stroje: A Koeficienty použité pro výpočet: Součinitel úhlu opásání: 0.99 Součinitel provozního zatížení: 1.10 Součinitel délky klínového řemene: 0.96 Součinitel počtu řemenů: 1.00 Vypočítané hodnoty: Výpočtový průměr hnací řemenice: 95.00 mm Vnější průměr hnací řemenice: 101.60 mm Úhel drážky hnací řemenice: 34.00 Vzdálenost osy drážky od kraje řemenice: 10.00 mm Výška drážky nad výpočtovým průměrem: 3.30 mm Hloubka drážky pod výpočtovým průměrem: 8.70 mm Poloměr zaoblení na vrcholu drážky: 1.00 mm Poloměr zaoblení u paty drážky: 1.00 mm Otáčky hnací řemenice: 2810.0 1/s Otáčky hnané řemenice: 2383.5 1/s Převodový poměr: 1.179 Úhel opásání malé řemenice: 176.3 Přesná vzdálenost os: 262.3 mm Obvodová rychlost řemene: 13.98 m/s Minimální posun řemenice pro napínání: 46.8 mm Minimální posun řemenice pro nasazování: 17.0 mm Výpočtová délka řemene předběžná: 865.4 mm Výpočtová délka řemene normalizovaná: 850.0 mm Výkon přenesený převodem: 1.892 kw Rezerva pro přenesení požadovaného výkonu: -14.0 % Pracovní předpětí (napínací síla) 236.3 až 315.0 N Z výsledků výpočtu vyplývá, že převod má zápornou hodnotu rezervy výkonu. Ovšem jako požadovaná hodnota přenášeného výkonu je do výpočtu zahrnuta hodnota maximálního výkonu elektromotoru. Samotná kompresorová jednotka takový výkon odebírá pouze ve výjimečných případech. Proto je možno navržené rozměry převodu klínovým řemenem považovat za správné. 24

REKONSTRUKCE KOMPRESORU Obr. 8 Vizualizace převodu Pístový spalovací motor je silně dynamická soustava. Proto je nutno počítat s kroutivým kmitáním a vibracemi. Navíc po připojení tohoto motoru k pístovému kompresoru vzniká zcela jiná dynamická soustava s jinými charakteristikami. Jistě kvůli tomuto faktu byl mezi pohonnou a kompresorovou jednotku vložen výztužný člen. Vzhledem k tomu, že elektromotory se obecně vyznačují nízkou mírou vibrací, rozhodl jsem se tento člen v rekonstruovaném kompresoru vypustit. Na základovém rámu bylo z výroby několik drážek, zřejmě pro umístění různých pohonných jednotek. Byly zde i drážky vhodné uchycení zvoleného elektromotoru. Základový rám tedy nebylo nutno upravovat. Obr. 9 Rekonstruovaný kompresor bez ochranného krytu 25

ZÁVĚR 4 ZÁVĚR Závěrem lze konstatovat, že rekonstrukce byla provedena i prakticky a prototyp kompresoru poháněného elektromotorem již funguje v laboratoři FSI VUT v Brně. Během testovacího provozu se zatím nevyskytla žádná závada. Výkon elektromotoru je dostačující. Absence výstužného členu nemá žádné negativní vlivy. Celková doba záměny pohonných jednotek trvá méně než třicet minut. 26

SEZNAM POUŽITÝCH ZDROJŮ 5 SEZNAM POUŽITÝCH ZDROJŮ 5 [1] LIŠKA, A., NOVÁK, P. Kompresory. 1. vydání. Praha: Vydavatelství ČVUT, 1994. 227 s. ISBN: 80-01-01145-3 [2] CHLUMSKÝ, V. Pístové kompresory. 2. vydání. Praha: SNTL, 1958. 404 s. [3] MIČKAL, K. Stojnictví. Části strojů. 1. vydání. Praha: Sobotáles, 1995. 224 s. Dotisk 2000. ISBN: 80-85920-01-8 [4] NĚMEC, A. Části strojů II - Převody. 3. vydání. Praha: SNTL, 1972, 290 s. [5] KOPÁČEK, J. Pohony a převody. 1. vydání. Ostrava: VŠB v Ostravě. 171 s. ISBN: 80-7078-137-8 [6] BOHÁČEK, F. a kolektiv. Části a mechanismy strojů III Převody. 2. vydání. Brno: VUT v Brně, 1987. 267 s. ISBN: 80-214-2090-1 [7] LEINVEBER, J., ŘASA, J., VÁVRA, J. Strojnické tabulky. 3. vydání. Praha: Scientia, 2000, XIV, 985 s. ISBN: 80-7183-164-6 [8] HOMÉR. Ílias. Přeložil Rudolf Mertlík. 9.vydání. Praha: Odeon, 1980. 514 s. [9] Motorové stroje Honda, [online], [Cit. 2008-3-14] Dostupné z: <http://www.honda-motorovestroje.cz> [10] Benda kompresory, [online], [Cit. 2008-3-12] Dostupné z: <http://www.benda-kompresory.cz/index.asp> [11] Siemens divize Automatizace a pohony, katalog K04 nízkonapěťových motorů řady 1LF7, [online] aktualizováno 09. 08. 2006 [cit. 2008-3-17] Dostupné z: <http://www1.siemens.cz/ad/current/content/data_files/katalogy/ k04/cat_k04_07_2006_cz.pdf > 27

SEZNAM OBRÁZKU A GRAFŮ 6 SEZNAM OBRÁZKŮ A GRAFŮ Obr. 1 Podélný a příčný řez trojčitým skříňovým dmychadlem dle návrhu prof. Gestnera [2] Obr. 2 Rozdělení kompresorů podle způsobu stlačování [1] Obr. 3 Pracovní oblasti hlavních druhů plynových kompresorů [1] Obr. 4 Motor Honda GX 160 [9] Obr. 5 Kompresorová jednotka [10] Obr. 6 Kompresor MK 100 bez ochranného Obr. 7 Elektromotor Siemens [11] Obr. 8 Vizualizace převodu Obr. 9 Rekonstruovaný kompresor bez ochranného krytu 28

SEZNAM TABULEK 7 SEZNAM TABULEK 7 Tab. 1 Parametry motoru honda GX 160 [9] Tab. 2 Parametry kompresorové jednotky [10] Tab. 3 Parametry elektromotoru Siemens 1LF7096-2AB16 [11] 29

SEZNAM PŘÍLOH 8 SEZNAM PŘÍLOH 1. Výrobní výkres řemenice 30