การถ่วงสมดุลเชิงออฟติมั่มคอมเพรสเซอร์แบบสูบเดียวเพื่อให้เกิดแรงสั่นต่ำที่สุด

Abstract

งานวิจัยนี้ทำการศึกษาการออกแบบเชิงออฟติมั่มในการถ่วงสมดุลกลไกคอมเพรสเซอร์แบบสูบเดียวเพื่อทำให้การสั่นสะเทือนมีค่าต่ำที่สุด โดยการเพิ่มมวล (counter weight) เข้าในระบบเพื่อลดแรงสั่นที่ทำให้คอมเพรสเซอร์เกิดการสั่นสะเทือนและเสียงดัง โดยกำหนดให้ฟังก์ชันวัตถุประสงค์คือ การสั่นสะเทือนรวมในทิศทางแนวเดียวและแนวตั้งฉากกับการเคลื่อนที่ของลูกสูบ ตัวแปรออกแบบคือ ขนาดมวล (mc) และตำแหน่งติดตั้งมวลถ่วงสมดุล (rc) การเพิ่มมวลที่มีขนาดเท่ากับมวลเคลื่อนที่แบบหมุน (rotating mass,) บวกกับค่าคงที่ k คูณด้วยมวลเคลื่อนที่แบบกลับไปกลับมา (reciprocating mass,) โดยค่าคงที่ k มีค่าระหว่าง 0 ถึง 1 ตำแหน่งติดตั้งมวลถ่วงสมดุลระยะไม่เกินความยาวของแขนข้อเหวี่ยง (r) จากการคำนวณพบว่าแรงสั่นแปรผันตามระยะชักของลูกสูบค่าที่เหมาะสมที่สุดของมวลถ่วงสมดุล คือ เมื่อ k เท่ากับ 0.6218 และตำแหน่งติดตั้งมวลถ่วงสมดุลเมื่อเทียบกับความยาวแขนข้อเหวี่ยง (rc/r) เท่ากับ 0.9473 จึงทำให้เกิดการสั่นต่ำที่สุด เมื่อพิจารณาที่ความเร็วรอบเฉลี่ยของการทำงาน