ipolytechiPolytech JournaliPolytech Journal2782-40042782-6341Irkutsk National Research Technical University10.21285/1814-3520-2018-11-63-70ipolytech-208Research ArticleМАШИНОСТРОЕНИЕ И МАШИНОВЕДЕНИЕMACHINE BUILDING AND MACHINE SCIENCEРАЗРАБОТКА ОПЫТНОГО ОБРАЗЦА БЕСКРЕЙЦКОПФНОЙ ПОРШНЕВОЙ ГИБРИДНОЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ МАШИНЫDEVELOPMENT OF THE PILOT CROSSHEAD-FREE PISTON HYBRID ENERGY MACHINEТегжановА. С.TegzhanovA. S.ablai1991@mail.ruЩербаВ. Е.ShcherbaV. E.scherba_v_e@list.ruНосовЕ. Ю.NosovE. Yu.nosovjon@mail.ruОмский государственный технический университетРоссияOmsk State Technical UniversityRussian Federation20181509202022116370Copyright © Тегжанов А.С., Щерба В.Е., Носов Е.Ю., 20202020Тегжанов А.С., Щерба В.Е., Носов Е.Ю.Tegzhanov A.S., Shcherba V.E., Nosov E.Y.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://ipolytech.elpub.ru/jour/article/view/208

Цель - разработка опытного образца бескрейцкопфной поршневой энергетической машины, обладающей улучшенным охлаждением компримируемого газа и улучшенными значениями массогабаритных показателей. Используются современные методы проектирования конструирования поршневых компрессоров и насосов. На основе анализа существующих конструкций поршневых гибридных энергетических машин, предназначенных для одновременного сжатия и перемещения газа и капельных жидкостей, разработана новая перспективная конструкция бескрейцкопфной поршневой энергетической машины, обладающей улучшенным охлаждением компримируемого газа и улучшенными значениями массогабаритных показателей. При использовании основных подходов к проектированию поршневых компрессоров и насосов определены конструктивные размеры деталей и узлов бескрейцкопфной гибридной энергетической машины. Предложена новая конструкция поршневой бескрейцкопфной энергетической машины, обладающей улучшенным охлаждением компримируемого газа и массогабаритными показателями. Используя основные положения методик проектирования поршневых компрессоров и насосов, определены основные конструктивные размеры машины. Для разработки сборочных чертежей использовался пакет прикладных программ «Solid Works». Проведенные динамический и прочностной расчеты основных деталей и узлов подтвердили правильность выбранных материалов и размеров.

The purpose of the paper is to develop a pilot crosshead-free piston power machine with improved cooling of compressed gas and better mass-dimensions. The work uses the modern methods of designing reciprocating compressors and pumps. A new promising design of a crosshead-free piston power machine with improved cooling of the compressed gas and better mass-dimensional parameters has been developed on the basis of the analysis of the existing designs of reciprocating hybrid power machines intended for simultaneous compression and movement of gas and fluids. Using the basic approaches to the design of reciprocating compressors and pumps, the main design dimensions of the parts and assemblies of the crosshead-free hybrid power machine have been determined. A new design of a crosshead-free piston power machine is proposed. It has improved cooling of the compressed gas and better mass dimensions. Using the basic principles of design techniques for reciprocating compressors and pumps, the main design dimensions of the machine have been determined. The Solid Works software package was used to develop the assembly drawings. Conducted dynamic and strength calculations of the main parts and assemblies have confirmed the correctness of the selected materials and dimensions.

поршеньцилиндрпоршневой компрессорпоршневой насосгибридная энергетическая машинакрейцкопфопытный образецпроектированиеконструированиеpistoncylinderreciprocating compressorreciprocating pumphybrid power machinecrossheadpilot sampledesigningdesign engineeringReferencesDagilis V., Vaitkus L. Experimental investigations and analysis of compressor’s friction losses // MECHANIKS. 2009. Vol. 79. no. 5. pp. 28-35.Dagilis V., Vaitkus L. Experimental investigations and analysis of compressor’s friction losses // MECHANIKS. 2009. Vol. 79. no. 5. pp. 28-35.Paresh Girdhar. Performance Evaluation of Pamps and Compressors. Luli.com, 2008. 220 p.Paresh Girdhar. Performance Evaluation of Pamps and Compressors. Luli.com, 2008. 220 p.Myer Kutz. Pumps, Fans, Blowers, and Compressors. John Wiley & Sons, Inc, 2006. 1040 p.Myer Kutz. Pumps, Fans, Blowers, and Compressors. John Wiley & Sons, Inc, 2006. 1040 p.Maurice Stewart. Surface Production Operations: Volume IV: Pump and Compressor Systems: Mechanical Design and Specification. - Gulf Professional Publishing, 2018. - 970 p.Maurice Stewart. Surface Production Operations: Volume IV: Pump and Compressor Systems: Mechanical Design and Specification. - Gulf Professional Publishing, 2018. - 970 p.Bergada J.M., Kumar S., Davies D.L., Watton J. A complete analysis of axial piston pump leakage and output flow ripples/Applied Mathematical Modeling, Volume 36, Issue 4, April 2012, Pages 1731-1751.Bergada J.M., Kumar S., Davies D.L., Watton J. A complete analysis of axial piston pump leakage and output flow ripples/Applied Mathematical Modeling, Volume 36, Issue 4, April 2012, Pages 1731-1751.Bergada J.M., Watton J., Kumar S. Pressure, flow, force and torque between the barrel and port plate in an axial piston pump, ASME J. Dyn. Syst. Measure. Control. 130 (2008) 011011-1-011011-16.Bergada J.M., Watton J., Kumar S. Pressure, flow, force and torque between the barrel and port plate in an axial piston pump, ASME J. Dyn. Syst. Measure. Control. 130 (2008) 011011-1-011011-16.Щерба В.Е., Болштянский А.П., Шалай В.В. Ходырева Е.В. Насос-компрессоры. Рабочие процессы и основы проектирования. М.: Машиностроение. 2013. 388 с.Щерба В.Е., Болштянский А.П., Шалай В.В. Ходырева Е.В. Насос-компрессоры. Рабочие процессы и основы проектирования. М.: Машиностроение. 2013. 388 с.Щерба В.Е., Болштянский А.П., Кайгородов С.Ю., Кузеева Д.А. Анализ основных преимуществ объединения компрессоров и насосов объемного действия в единый агрегат // Вестник машиностроения. 2015. № 12. С. 15-19.Щерба В.Е., Болштянский А.П., Кайгородов С.Ю., Кузеева Д.А. Анализ основных преимуществ объединения компрессоров и насосов объемного действия в единый агрегат // Вестник машиностроения. 2015. № 12. С. 15-19.Щерба В.Е., Лысенко Е.А., Нестеренко Г.А. и др. Разработка и исследование поршневого уплотнения, выполненного в виде гладкой щели ступенчатого вида, для поршневой гибридной энергетической машины объемного действия // Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2016. № 4. С. 45-48.Щерба В.Е., Лысенко Е.А., Нестеренко Г.А. и др. Разработка и исследование поршневого уплотнения, выполненного в виде гладкой щели ступенчатого вида, для поршневой гибридной энергетической машины объемного действия // Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2016. № 4. С. 45-48.Кондюрин А.Ю., Щерба В.Е., Шалай В.В. и др. Расчет течения жидкости в щелевом уплотнении насос-компрессора, выполненном в идее гидродиода // Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2016. № 4. С. 30-35.Кондюрин А.Ю., Щерба В.Е., Шалай В.В. и др. Расчет течения жидкости в щелевом уплотнении насос-компрессора, выполненном в идее гидродиода // Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2016. № 4. С. 30-35.Пат. № 2644424, Российская Федерация, МПК F04В19/06. Гибридная машина с тронковым поршнем / В.Е. Щерба, А.П. Болштянский, А.Ю. Кондюрин и др.; заявитель и патентообладатель «Омский государственный технический университет». № 20161145987; заявл. 23.11.2016, опубл. 12.02.2018, Бюл. № 5.Пат. № 2644424, Российская Федерация, МПК F04В19/06. Гибридная машина с тронковым поршнем / В.Е. Щерба, А.П. Болштянский, А.Ю. Кондюрин и др.; заявитель и патентообладатель «Омский государственный технический университет». № 20161145987; заявл. 23.11.2016, опубл. 12.02.2018, Бюл. № 5.Bannwarth H. Liquid Ring Vacuum Pumps, Compressors and Systems. John Wiley & Sons, 2006. 512 р.Bannwarth H. Liquid Ring Vacuum Pumps, Compressors and Systems. John Wiley & Sons, 2006. 512 р.Bergada J., Watton J. Optimization of the lift characteristics of an axial piston pump grooved slipper // Proceedings of the JFPS International Symposium on Fluid Power. 2005. P. 700-704.Bergada J., Watton J. Optimization of the lift characteristics of an axial piston pump grooved slipper // Proceedings of the JFPS International Symposium on Fluid Power. 2005. P. 700-704.Mohitpour M., Botros K.K., Hardeveld V. Pipeline Pumping and Compression Systems: A Practical Approach. ASMEPRESS, 2008. 400 p.Mohitpour M., Botros K.K., Hardeveld V. Pipeline Pumping and Compression Systems: A Practical Approach. ASMEPRESS, 2008. 400 p.Dagilis V., Vaitkus L., Kirejchick D. Slider-link Driven compressor (I). Mathematical model. Mechanika. Kaunas: Technologija, 2006, № 6(62). p. 25-31.Dagilis V., Vaitkus L., Kirejchick D. Slider-link Driven compressor (I). Mathematical model. Mechanika. Kaunas: Technologija, 2006, № 6(62). p. 25-31.Dagilis V., Vaitkus L., Kirejchick D. Mathematical model of slider-link driven compressor (I). 6th Int. Conf. on Compressors and Coolants - Compressors' 2006. The almanac of Proceedings. Slovakia, 2006. p. 110-118.Dagilis V., Vaitkus L., Kirejchick D. Mathematical model of slider-link driven compressor (I). 6th Int. Conf. on Compressors and Coolants - Compressors' 2006. The almanac of Proceedings. Slovakia, 2006. p. 110-118.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.