流體機(jī)械設(shè)計(jì)說明書-校核計(jì)算4L-7-15型CO2氣壓縮機(jī) 精品.docx

校核計(jì)算4L-7/15型CO2氣壓縮機(jī)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書1、題目內(nèi)容校核計(jì)算4L-7/15型CO2氣壓縮機(jī)。2、已知數(shù)據(jù)a. 型式L型雙缸二級(jí)雙作用水冷式CO2氣壓縮機(jī)。b. 工藝參數(shù)級(jí)名義吸氣壓力：P1I =0.1MPa（絕壓），吸氣溫度T1I =35 級(jí)名義排氣壓力：P2II =1.6MPa（絕壓），吸入溫度T2II =40 排氣量（級(jí)吸入狀態(tài)）:Vd=7m/min排氣溫度T2II130相對濕度: =0.8c. 結(jié)構(gòu)參數(shù)活塞行程：S=2r=240mm；電機(jī)轉(zhuǎn)速：n=422r/min；活塞桿直徑：d=45mm連桿長度：l=500mm氣缸直徑：級(jí)，DI =280mm 級(jí)，DII =160m相對余隙容積：I=0.1，II=0.15電動(dòng)機(jī)：JB0355S1-14型隔爆電動(dòng)機(jī)，75 KW聯(lián)接：電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子直接裝在曲軸端（電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子兼做飛輪）各運(yùn)動(dòng)部件質(zhì)量如下表1所示：表1 運(yùn)動(dòng)部件質(zhì)量名稱級(jí)級(jí)連桿質(zhì)量（kg）45.294545.2945活塞及十字頭組件質(zhì)量(kg)119.521562.2086第1章 緒論容積式流體機(jī)械（Positive displacement fluid machinery）：靠工作腔容積的變化來吸入與排出介質(zhì)，來轉(zhuǎn)換能量的為容積式流體機(jī)械。主要有：容積式壓縮機(jī)、容積泵。1.1壓縮機(jī)的分類1.1.1按工作原理分類容積式壓縮機(jī)-直接對一可變?nèi)莘e中的氣體進(jìn)行壓縮，使該部分氣體容積縮小、壓力提高。其特點(diǎn)是壓縮機(jī)具有容積可周期變化的工作腔。動(dòng)力式壓縮機(jī)-它首先使氣體流動(dòng)速度提高，即增加氣體分子的動(dòng)能；然后使氣流速度有序降低，使動(dòng)能轉(zhuǎn)化為壓力能，與此同時(shí)氣體容積也相應(yīng)減小。其特點(diǎn)是壓縮機(jī)具有驅(qū)使氣體獲得流動(dòng)速度的葉輪。1.1.2按排氣壓力分類表1-1 壓縮機(jī)按排氣壓分類表分 類名 稱排氣壓力(表壓)風(fēng) 機(jī)通風(fēng)機(jī)100Mpa1.1.3按壓縮級(jí)數(shù)分類 單級(jí)壓縮機(jī)-氣體僅通過一次工作腔或葉輪壓縮。 兩級(jí)壓縮機(jī)-氣體順次通過兩次工作腔或葉輪壓縮。 多級(jí)壓縮機(jī)-氣體順次通過多次工作腔或葉輪壓縮，相應(yīng)通過幾次便是幾級(jí)壓縮機(jī)。1.1.4按容積流量分類 名 稱 容積流量/(m3/min) 微型壓縮機(jī) 30m=k1.31I 級(jí)多變膨脹指數(shù)m=1.16；II級(jí)多變膨脹指數(shù)m=1.19；則各級(jí)容積系數(shù)為：l=1-a（e-1）其中：a=0.1，a=0.15。將下相關(guān)數(shù)據(jù)帶入上式得：lv=0.7696，lv=0.6691。2.3.2壓力系數(shù)的選擇 考慮到用環(huán)狀閥，氣閥彈簧力中等，吸氣管中壓力波動(dòng)不大，兩級(jí)壓力差也不大，可選取=0.97, =0.99（選擇范圍：級(jí)0.950.98；多級(jí)0.981.0）2.3.3溫度系數(shù)的選取 考慮到壓縮比不大，氣缸有較好的水冷卻，氣缸尺寸及轉(zhuǎn)速中等，從教材圖2-12 查得lT在0.9350.975范圍內(nèi)，可選取lT=lT=0.96。2.3.4泄漏系數(shù)的計(jì)算 (2-6) 由于無油潤滑壓縮機(jī)的取值范圍在0.85-0.95，且介質(zhì)為二氧化碳粘度低易泄漏以下相對泄漏值取上限，用相對漏損法計(jì)算： (1)考慮氣閥成批生產(chǎn)，質(zhì)量可靠，閥彈簧力中等，選取氣閥相對泄（氣閥不嚴(yán)密或延遲關(guān)閉的泄漏）。 （2）活塞均為雙作用，無油潤滑，缸徑中等，壓力不高。選活塞環(huán)相對泄漏值., （雙作用氣缸活塞環(huán)的泄漏）。 （3）因無油潤滑，壓力不高，選取填料相對泄漏值Vp=0.0016，Vp=0.0024（經(jīng)驗(yàn)范圍）。由于填料為外泄漏，需要在第I級(jí)內(nèi)補(bǔ)足，所以第級(jí)相對泄漏中也包含第級(jí)填料的外泄漏量在內(nèi)，泄漏系數(shù)的計(jì)算列入表2-4。表2-4 泄漏系數(shù)的計(jì)算泄漏部位相對泄露值級(jí)級(jí)氣閥0.040.04活塞環(huán)0.0140.015填料 0.00160.0024總相對泄露0.0580.0574泄露系數(shù)0.9450.9462.3.5各級(jí)排氣系數(shù)計(jì)算結(jié)果列入下表表2-5 各級(jí)排氣系數(shù)計(jì)算結(jié)果級(jí)數(shù)0.76960.970.960.9450.67720.66910.990.960.9460.60162.4計(jì)算各級(jí)凝析系數(shù)及抽加氣系數(shù)2.4.1凝析系數(shù) （1）冷卻判斷其中有無冷凝水析出查表2-6得水在35和40時(shí)的飽和蒸汽壓Pb=5.622（35），Pb=7.375（40）表2-6 水的飽和蒸汽壓和密度溫度t飽和蒸汽壓kPa密度kg/m3溫度t飽和蒸汽壓kPa密度kg/m300.6110.00485314.4910.0320510.6560.00519324.7530.0338120.7050.00556335.0290.0356530.7570.00595345.3180.0375840.8130.00636355.6220.0396050.8720.00680365.9400.0417260.9350.00726376.2740.0439371.0000.00775386.6240.0462381.0690.00827396.9910.0486491.1470.00882407.3750.05115101.2270.00940417.7770.05376111.3120.01001428.1980.05649121.4010.01066438.6380.05935131.4970.01134449.1000.06234141.5980.01206459.5820.06545151.7040.012824610.0850.06868161.8170.013634710.6120.07205171.9370.014474811.1620.07557182.0620.015364911.7360.07923192.1960.016305012.3350.08300202.3370.017295112.9610.08696212.4850.018335213.6130.09107222.6420.019425314.2930.09535232.8080.020575415.0020.09980242.9820.021775515.7410.1044253.1670.023045616.5100.1092263.3600.024375717.3120.1142273.5640.025765818.1460.1193283.7790.027225919.0210.1247294.0040.028756019.9170.1302304.2410.03036而級(jí)進(jìn)氣的相對濕度由已知可得則kPa所以在級(jí)間冷卻器中必然有水分凝析出來，這時(shí)。 (2)計(jì)算各級(jí)凝析系數(shù) (2-7) =0.972.4.2抽加氣系數(shù)因級(jí)間無抽氣，無加氣，故2.5初步計(jì)算各級(jí)氣缸行程容積 (2-8) =0.0245m3 (2-9) =0.0068m32.6確定活塞桿直徑為了計(jì)算雙作用氣缸缸徑，必須首先確定活塞桿直徑，但活塞桿直徑要根據(jù)最大氣體力來確定，而氣體力又需根據(jù)活塞面積（氣缸直徑）來計(jì)算，他們是互相制約的。因此需先估算壓縮機(jī)中可能出現(xiàn)的最大氣體力，按附表2 中的數(shù)據(jù)初步確定活塞桿的直徑。再根據(jù)相關(guān)公式確定氣缸直徑和最大氣體力，然后校核活塞桿直徑是否滿足要求。2.6.1計(jì)算任一級(jí)活塞總的工作面積 ，（Z同一級(jí)汽缸數(shù)） （2-10）有： = =0.10208m2=1020.8cm2 = =0.02833m2=283.3cm22.6.2暫選活塞桿直徑 根據(jù)雙作用活塞面積和兩側(cè)壓差估算出該空氣壓縮機(jī)的最大氣體力約為21 噸左右，由過程流體機(jī)械課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書附表2，暫選活塞桿直徑d=45mm?；钊麠U面積 d =d 2 =4.52=15.90cm22.6.3非貫穿活塞桿雙作用活塞面積的計(jì)算蓋側(cè)活塞工作面積 （2-11）軸側(cè)活塞工作面積 （2-12）級(jí)： F g =(F+d )=（1020.8+15.90）=518cm2 F Z =(F-d)=（1020.8-15.90）=502.45cm2 級(jí)： F g =(F+d )=（283.3+15.90）=149.6cm2 F Z =(F-d)=（283.3-15.90）=133.7cm2 2.6.4計(jì)算活塞上所受氣體力 （1）第一列（第級(jí)） 外止點(diǎn)： （2-13） =0.1106502.4510-4-0.410651810-4 =-15695.5N 內(nèi)止點(diǎn)： （2-14）=0.4106502.4510-4-0.110651810-4=14918N （2）第二列（第級(jí)） 外止點(diǎn)： （2-15） =0.4106133.710-4-1.6106149.610-4 =-18588N 內(nèi)止點(diǎn)： （2-16） =1.6106133.710-4-0.4106149.610-4 =15408N 由以上計(jì)算可知，第二列的氣體力最大，為-18588N約合1.9噸。由過程流體機(jī)械課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書附表2 可知，選取活塞桿直徑d=45mm。2.7計(jì)算各級(jí)汽缸直徑2.7.1計(jì)算非貫穿活塞桿雙作用氣缸直徑 根據(jù) DK = (2-17)有： DI = =0.257m DII= =0.138m2.7.2確定各級(jí)氣缸直徑根據(jù)汽缸直徑標(biāo)準(zhǔn)，將計(jì)算缸徑圓整為公稱直徑：DI = 260mm ；DII = 140mm2.8計(jì)算氣缸直徑圓整后實(shí)際行程容積、各級(jí)名義壓力及壓力比2.8.1計(jì)算各級(jí)實(shí)際行程容積非貫穿活塞桿直徑雙作用氣缸行程容積：Vhk= (2Dk2 d2)SZ (2-18)VhI= (2DI2 d2)SZ = (20.262 0.0452)0.241=0.0251m3 VhII= (2DII2 d2)SZ = (20.1420.0452)0.241=0.0070m3 2.8.2各級(jí)名義壓力及壓力比 因各級(jí)實(shí)際行程容積Vhk與計(jì)算行程容積Vhk不同，各級(jí)名義壓力及壓力比必然變化。各級(jí)進(jìn)、排氣壓力修正系數(shù)k及k1分別為： （1）各級(jí)進(jìn)氣壓力修正系數(shù)：k = (2-19) I = =1II = =0.9952（2）各級(jí)排氣壓力修正系數(shù)：k+1 = (2-20) I+1 = =0.9952 II+1 = =1 （3）修正后各級(jí)名義壓力及壓力比Plk= k P1k (2-21)P2k=k+1 P2k (2-22) = (2-23)計(jì)算結(jié)果列入表2-7中。表2-7 氣缸直徑圓整后的實(shí)際行程容積、各級(jí)名義壓力及壓力比級(jí) 次III計(jì)算行程容積Vhk/ m30.02450.0068實(shí)際行程容積Vhk/m30.02510.0070修正系數(shù)k= 10.9952k+1=0.99521名義吸氣壓力MPaPlk0.10.4Plk= k P1k0.10.398名義排氣壓力MPaP2k0.41.6P2k=k+1 P2k0.3981.6修正后名義壓力比= 3.984.022.9按修正后的名義壓力考慮壓力損失后計(jì)算缸內(nèi)實(shí)際壓力 根據(jù)修正后名義壓力，并由圖2-1查得相對壓力損失如下： 當(dāng)P1I0.1MPa時(shí)s1=0.05 ； 當(dāng)P2I0.398MPa時(shí)d1=0.078 ； 當(dāng)P1II0.398MPa時(shí)s2=0.031； 當(dāng)P2II1.6MPa時(shí)d2=0.053； 由Cm 值不相同，在下面公式加以修正： = 2 (2-24) 其中：修正的相對壓力損失值； Cm 實(shí)際的活塞平均線速度，m/s；由附表查的Cm =4.0m/s ，空氣及所用氣體的密度。圖2-1 相對壓力損失 故：s10.052 =0.0653 d10.0782 =0.1019 s20.0312 =0.0405 d2 0.0532=0.0692 缸內(nèi)實(shí)際壓力：PS= P1(1s) Pd = P2(1+d) (2-25)由修正后的相對壓力損失s、d，及計(jì)算各級(jí)氣缸內(nèi)實(shí)際壓力，結(jié)果見表2-8。表2-8 考慮壓力損失后的缸內(nèi)實(shí)際壓力及壓力比級(jí)次修正后名義壓力（MPa）相對壓力損失（修正后）1s1+d缸內(nèi)實(shí)際壓力（MPa）實(shí)際壓力比P1P2sdPSPd=I0.10.3980.0650.1020.9351.1020.0940.4394.47II0.3981.60.0410.0690.9591.0690.38217104.482.10根據(jù)實(shí)際壓力比，計(jì)算各級(jí)實(shí)際排氣溫度 T2=T1 (2-26) 按k=1.31和m=1.18況計(jì)算，結(jié)果見表2-9。從中可以看出，按k=1.31計(jì)算出的排氣溫度超過130的允許范圍，但實(shí)際測出的排氣溫度接近多變壓縮指數(shù)m的結(jié)果，認(rèn)為在允許的范圍內(nèi)。表2-9 據(jù)實(shí)際壓力比求的各級(jí)實(shí)際排氣溫度級(jí)次吸氣溫度實(shí)際壓力比k=1.31mI353084.471.4254391661.257387114II403134.48 1.4264461731.2573931202.11計(jì)算缸內(nèi)最大實(shí)際氣體力并核算活塞桿直徑 氣缸直徑的圓整，活塞桿直徑的選取及各級(jí)吸排氣壓力的修正都直接影響到氣體力，需重新計(jì)算如下：2.11.1第I列（第I級(jí)） （1）活塞面積 蓋側(cè)：=0.053093m2 軸側(cè)：0.0530930.001590.051503m2 （2）壓力 0.0940.94105Pa 0.4394.39105Pa （3）氣體力 外止點(diǎn)： 0.940.0515034.390.053093 18466.5N 內(nèi)止點(diǎn)： 4.390.0515030.940.053093 17619.1N2.11.2第II列（第II級(jí)） （1）活塞面積 蓋側(cè)：0.01539 軸側(cè)：0.015390.001590.0138 （2）壓力 0.3823.82 1.71017.10 （3）氣體力 外止點(diǎn)： =3.821050.0138-17.101050.01539 =-21045.3N 內(nèi)止點(diǎn)： =17.101050.0138-3.821050.01539 =17719.0N 由以上計(jì)算表明，最大氣體力在第二列外止點(diǎn)(-21045.3N)，約為2.1噸，沒有超過活塞桿的允許值，可用。2.12復(fù)算排氣量 氣缸直徑圓整后，壓力比發(fā)生變化，引起容積系數(shù)相應(yīng)的變化。 lv=1-a（e-1）=1-0.1（4.47-1）=0.7364 lv=1-a（e-1）=1-0.15（4.48-1）=0.6211 如其它系數(shù)不變，則排氣系數(shù)為： (2-27) =0.6772 =0.6479 (2-28) =0.6016 =0.5584經(jīng)上述修正后的排氣量為：Vd=Vh1l1n=0.02450.6479422=6.70m3min7m3min 計(jì)算結(jié)果與題目要求接近，說明所選用的氣缸是合適的。2.13計(jì)算功率并選取電機(jī)2.13.1計(jì)算各級(jí)指示功率 (2-29) =0.941050.73640.0251（1.425-1）=21.9kw =3.821050.62110.0070（1.426-1） =21.0kw2.13.2整機(jī)總指示功率 Ni=Ni+Ni (2-30) Ni=Ni+Ni=21.9+21.0=42.9kw2.13.3計(jì)算軸功率 因本機(jī)為無油潤滑中型壓縮機(jī)，取機(jī)械效率，則： (2-31) =45.6kw2.13.4計(jì)算電機(jī)功率 因本機(jī)是電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子直接裝在曲軸端，取傳動(dòng)效率 （2-32） =(1.051.15)=(49.454.1)kw實(shí)際本機(jī)選用JB0355S1-14型隔爆電動(dòng)機(jī)，功率為75kW是夠的，說明以上計(jì)算可用。2.14熱力計(jì)算結(jié)果數(shù)據(jù)2.14.1各級(jí)名義、實(shí)際壓力及壓力比 見表2-10表2-10 各級(jí)名義、實(shí)際壓力及壓力比級(jí)別修正后實(shí)際壓力實(shí)際壓力比名義壓力名義壓力比0.10.3983.980.0940.4394.470.3981.64.020.3821.7104.482.14.2各級(jí)計(jì)算結(jié)果見表2-11表2-11 計(jì)算結(jié)果 級(jí)次 實(shí)際排氣溫度K 氣缸直徑mm 氣缸行程容積m3實(shí)際排氣量m3/min活塞上最大氣體力N 電動(dòng)機(jī)功率kw 活塞直徑mm3872600.02516.70-21045.375453931400.0070第3章 壓縮機(jī)的動(dòng)力計(jì)算 動(dòng)力計(jì)算部分需要使用熱力計(jì)算部分?jǐn)?shù)據(jù)，現(xiàn)將計(jì)算已知數(shù)據(jù)匯總見表3-1。表3-1 動(dòng)力計(jì)算已知數(shù)據(jù)表級(jí)次活塞面積0.0530930.015390.0515030.0138壓力（MPa）吸入0.10.40.0940.382排出0.41.60.4391.710溫度吸入3540308313排出114120387393相對余隙容積0.10.15行程（mm）240240余隙容積折合行程程（cm）2.43.6指示功率（kW）21.921.0軸功率（kW）45.6機(jī)械效率0.94轉(zhuǎn)速（r/min）422連桿長（mm）5003.1運(yùn)動(dòng)計(jì)算3.1.1速度r=s/2 (3-1)l=/ (3-2) (3-3) (3-4) (3-5)3.1.2位移蓋側(cè)： (3-6)軸側(cè)： (3-7) 速度： (3-8)加速度： (3-9)3.2氣體力計(jì)算用列表計(jì)算法作各級(jí)氣缸指示圖及氣體力展開圖。3.2.1各過程壓力膨脹過程 (3-10)進(jìn)氣過程 (3-11)壓縮過程 (3-12)排氣過程 (3-13）本機(jī)屬于中型壓縮機(jī)，取m =m=1.4，xi是活塞位移，是運(yùn)動(dòng)計(jì)算中各點(diǎn)的位移值。因本機(jī)為雙作用活塞，蓋側(cè)氣體力與軸側(cè)氣體力應(yīng)分別列表計(jì)算。3.2.2氣體力蓋側(cè)： (3-14)軸側(cè)： (3-15)對雙作用活塞蓋側(cè)與軸側(cè)氣體力應(yīng)分別計(jì)算，然后將同一轉(zhuǎn)角時(shí)兩側(cè)氣體力合成。氣體力符號(hào)規(guī)定：軸側(cè)氣缸的氣體力使連桿受拉伸，氣體力為正值；蓋側(cè)氣缸的氣體力使連桿受壓縮，為負(fù)值。3.2.3將計(jì)算結(jié)果列入表中級(jí)蓋側(cè)氣體力列入附表1，級(jí)軸側(cè)氣體力列入附表2，級(jí)蓋側(cè)氣體力列入附表3，級(jí)軸側(cè)氣體力列入附表4。 3.3往復(fù)慣性力計(jì)算3.3.1往復(fù)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量的計(jì)算連桿質(zhì)量 ml=45.2945kg取小頭折算質(zhì)量 ml=0.3 ml=0.345.2945=13.59kg級(jí)活塞組件及十字頭組件質(zhì)量 mp=119.5215級(jí)活塞組件及十字頭組件質(zhì)量 mp=62.2086于是得到各級(jí)集中在十字頭銷的往復(fù)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量為：ms=mp+ ml=119.5215+13.59=133.11kgms=mp+ ml=62.2086+13.59=75.80kg3.3.2活塞加速度加速度值由運(yùn)動(dòng)計(jì)算已知。3.3.3計(jì)算各級(jí)往復(fù)慣性力 （3-16）關(guān)于慣性力的符號(hào)規(guī)定：使連桿（或活塞桿）受拉伸的力作為正值，使連桿（或活塞桿）受壓縮的力為負(fù)，這一規(guī)定恰好和慣性力與加速度方向相反的規(guī)定一致。計(jì)算函數(shù)cos+cos2的數(shù)值，按式（3-16）求的往復(fù)慣性力，計(jì)算結(jié)果列于附表5。3.4摩擦力的計(jì)算壓縮機(jī)總是存在著往復(fù)摩擦力和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)摩擦力，其兩者的計(jì)算分別如下：3.4.1往復(fù)摩擦力的計(jì)算往復(fù)摩擦力Rs可以看作是活塞環(huán)與氣缸壁、活塞桿與填料函、十字頭滑板與滑道等所有往復(fù)運(yùn)動(dòng)摩擦力的總和。一般往復(fù)摩擦力所消耗的功率Nm占總的機(jī)械摩擦功率的6070%，即：即： (3-17)式中 (3-18)其中指示功率；壓縮機(jī)機(jī)械效率.取往復(fù)摩擦力為總摩擦力的70%，則有:級(jí)往復(fù)摩擦力=289.8N級(jí)往復(fù)摩擦力=277.9N關(guān)于往復(fù)摩擦力的符號(hào)規(guī)定：（1）方向始終與活塞的運(yùn)動(dòng)方向相反，仍以使活塞桿受拉為正,受壓為負(fù)；（2）在整個(gè)向軸行程中（）往復(fù)摩擦力使活塞桿受拉，始終為正值；而在整個(gè)向蓋行程中（）往復(fù)摩擦力使活塞桿受壓，始終為負(fù)值。3.4.2旋轉(zhuǎn)摩擦力的計(jì)算旋轉(zhuǎn)摩擦力Rr包括：曲柄銷與連桿大頭瓦、十字頭銷與連桿小頭瓦以及主軸與主軸承的摩擦力。一般旋轉(zhuǎn)摩擦力小號(hào)的功率約占摩擦功率的4030%，其計(jì)算式為： (3-19)取旋轉(zhuǎn)摩擦力為總摩擦力的30%，則=154.0NRr就是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的被折算成作用于曲柄銷上阻止曲軸旋轉(zhuǎn)的摩擦力。規(guī)定摩擦力的方向?yàn)椋悍才c壓縮機(jī)轉(zhuǎn)向相反的為正值，相同的為負(fù)值。3.5綜合活塞力計(jì)算及綜合活塞力圖的繪制當(dāng)壓縮機(jī)正常工作時(shí)，其氣體力、往復(fù)慣性力及往復(fù)摩擦力都同時(shí)存在，都是沿著汽缸中心線方向，這些力的代數(shù)和就稱為壓縮機(jī)列的綜合活塞力。3.5.1將氣體力、往復(fù)慣性力及往復(fù)摩擦力合成得到綜合活塞力 (3-20)上式中各種力都是曲柄轉(zhuǎn)角的函數(shù)，所以綜合活塞力是隨著曲柄轉(zhuǎn)角而變化的，其正負(fù)號(hào)規(guī)定同前。計(jì)算結(jié)果列入附表6、附表7中。3.5.2列的綜合活塞力圖的繪制做綜合活塞力圖時(shí)需要注意：進(jìn)行疊加的各種力的比例尺應(yīng)取得一致，橫坐標(biāo)長度（）都相等；力的正負(fù)值均按照使連桿受拉為正，受壓為負(fù)值處理；各種力的疊加均為在相同轉(zhuǎn)角下的瞬時(shí)力的代數(shù)和。將每列的氣體力、往復(fù)慣性力和往復(fù)摩擦力相疊加，繪在同一比例尺的圖上，從而得到列的綜合活塞力圖，橫坐標(biāo)為曲軸轉(zhuǎn)角，縱坐標(biāo)為活塞力。其圖見附圖1、附圖2。顯然，當(dāng)壓縮機(jī)空負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，氣體力為零，此時(shí)綜合活塞力就是往復(fù)慣性力和往復(fù)摩擦力之代數(shù)和；當(dāng)滿負(fù)荷而突然停車時(shí)，慣性力和摩擦力為零，此時(shí)綜合活塞力就是氣體力。最大氣體力也就是壓縮機(jī)名牌上標(biāo)志的活塞力值。對活塞桿、十字頭銷進(jìn)行強(qiáng)度及穩(wěn)定性計(jì)算時(shí)，應(yīng)取氣體力、往復(fù)慣性力及綜合活塞力中的最大值作為計(jì)算載荷。3.6切向力的計(jì)算及切向力圖的繪制活塞兩面受到氣體力。綜合活塞力通過活塞桿作用到十字頭銷，在十字頭銷分解為兩個(gè)分力：一個(gè)分力傳遞給連桿，沿連桿中心線方向，稱為連桿力；另一個(gè)分力通過十字頭滑板垂直作用到滑道上稱為側(cè)向力N。連桿力作用到曲柄銷上，又分解為兩個(gè)分力，一個(gè)分力是垂直與曲柄方向的切向力T，另一個(gè)分力是沿著曲柄方向的法向力Z。3.6.1切向力的計(jì)算設(shè)連桿力與切向力之間的夾角，切向力為： (3-21)將代入上式得切向力的計(jì)算公式為： (3-22)切向力符號(hào)規(guī)定：切向力與曲軸轉(zhuǎn)向相反時(shí)，規(guī)定為正值，反之為負(fù)值。計(jì)算結(jié)果列入附表6、附表7。3.6.2作切向力圖 （1）橫坐標(biāo)為曲柄轉(zhuǎn)角，比例尺為，換算為長度比例尺ml = (3-23) ml = =0.0419mcm（2）縱坐標(biāo)為切向力，比例尺mT=2kN/cm（3）根據(jù)切向力的計(jì)算表作切向力圖，如附圖1、附圖2。3.6.3平均切向力的計(jì)算 （1）由列表計(jì)算的切向力求平均切向力 (3-24)=8.98KN （2）由熱力計(jì)算所得到的軸功率計(jì)算平均切向力為 (3-25)=KN(3)計(jì)算作圖誤差 (3-26)以上說明，當(dāng)m=1.4時(shí)，誤差沒有超過，在允許范圍內(nèi)。(4)將平均切向力水平線畫在切向圖上。3.7作列中各相關(guān)力圖 如附圖1、附圖2所示，慣性力I、軸側(cè)氣體力、蓋側(cè)氣體力、綜合活塞力和切向力T隨曲柄轉(zhuǎn)角的分布：3.8作幅度面積向量圖3.8.1求曲線包圍面積 用面積法求得平均切向力與總切向力曲線所包圍的面積F1=-119.68cm2；F2=226.18cm2；F3=-256.19cm2；F4=266.68cm2；F5=-76.66cm23.8.2作幅度面積向量圖 將平均切向力下方的面積定為向上作向量，平均切向力上方的定為向下做向量，把所有這些向量依次首尾相接平行做出（最末一個(gè)向量的終點(diǎn)與第一個(gè)向量的始點(diǎn)在同一水平線），得到向量圖上最高點(diǎn)與最低點(diǎn)的差值190.02cm2，如圖3-1。比例尺：。圖3-1 幅度面積向量圖3.9飛輪矩的計(jì)算3.9.1壓縮機(jī)一轉(zhuǎn)中的能量最大變化量 (3-27)0.0488m/cm2kN/cm190.02cm2=18550Nm3.9.2旋轉(zhuǎn)不均勻度的選取 本壓縮機(jī)與電機(jī)是轉(zhuǎn)子直接裝在曲軸端傳動(dòng)，采用彈性聯(lián)軸器，由教材3.9.3飛輪矩的計(jì)算 (3-28) =2700kgm23.10分