天然氣壓縮機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書

1、本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書天然氣壓縮機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)natural gas comrressor graduationdesign 學(xué)院（部）： 機(jī)械工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí)： 過控092 學(xué)生姓名： - 指導(dǎo)教師： -副教授 2013年 6月 1 日摘要 往復(fù)式壓縮機(jī)是工業(yè)上使用量大、面廣的一種通用機(jī)械。立式壓縮機(jī)是往復(fù)活塞式壓縮機(jī)的一種屬于容積式壓縮機(jī)是利用活塞在氣缸中運(yùn)動(dòng)對(duì)氣體進(jìn)行擠壓使氣體壓力提高。熱力計(jì)算、動(dòng)力計(jì)算是壓縮機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算中基本又是最重要的一項(xiàng)工作根據(jù)任務(wù)書提供的介質(zhì)、氣量、壓力等參數(shù)要求經(jīng)過計(jì)算得到壓縮機(jī)的相關(guān)參數(shù)如級(jí)數(shù)、列數(shù)、氣缸尺寸、軸功率等經(jīng)過動(dòng)力計(jì)算得到活塞式壓縮機(jī)的受力情況?；钊綁?/p>

2、縮機(jī)熱力計(jì)算、動(dòng)力計(jì)算的結(jié)果將為各部件圖形以及基礎(chǔ)設(shè)計(jì)及整體設(shè)計(jì)提供原始數(shù)據(jù)其計(jì)算結(jié)果的精確程度體現(xiàn)了壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)水平。關(guān)鍵詞：活塞式壓縮機(jī); 熱力計(jì)算; 動(dòng)力計(jì)算，整體設(shè)計(jì)abstractreciprocating compressor is a common type machine, used in the industry .v- type of piston compressors is a kind of reciprocating compressor, belong to the compressor , utilize the pistons in the cylinder

3、moving to squeeze on the gas ,squeezed the gas pressure.thermal calculation and dynamical computation is basic of compressor designcalculation, is also an important woke, according to medium, displacement, pressure of task-book, by calculating getting related parameters of compressors, such as level

4、s, columns, size of cylinder, shaft power, by dynamical computation getting stressed status of a piston type compression, due to reduce the vibration is very important. heat calculation and dynamical computation of the piston type compressor, which is providing the design data of the overall design.

5、 the calculations reflect exactly the design level . keywards：piston compressor; thermal calculation; dynamical computation ；the overall design.摘要iabstractii第一章 引言61.1壓縮機(jī)設(shè)計(jì)的意義61.2活塞壓縮機(jī)的工作原理6 1.3活塞壓縮機(jī)的分類71.4壓縮機(jī)的發(fā)展前景81.5壓縮機(jī)設(shè)計(jì)說明9第二章 總體設(shè)計(jì)92.1設(shè)計(jì)依據(jù)及參數(shù)92.2總體設(shè)計(jì)原則92.3結(jié)構(gòu)方案的選擇102.3.1壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)形式的選擇102.3.2運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)及選擇

6、112.3.3級(jí)數(shù)選擇和各級(jí)壓力比的分配112.3.4轉(zhuǎn)速和行程的確定12第三章熱力計(jì)算133.1確定各級(jí)的容積效率133.1.1確定各級(jí)的容積系數(shù)133.1.2選取壓力系數(shù)143.1.3選取溫度系數(shù)143.1.4 泄漏系數(shù)153.1.5確定容積效率153.2確定析水系數(shù)153.3 確定各級(jí)行程容積153.4汽缸直徑的確定153.5實(shí)際行程容積163.6新的的容積系數(shù)及新的相對(duì)余隙163.8確定排氣溫度173.9計(jì)算軸功率并選配電機(jī)18第四章 動(dòng)力計(jì)算194.1壓縮機(jī)中的作用力194.2曲柄連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)關(guān)系和慣性力194.3往復(fù)慣性力 往復(fù)摩擦力 旋轉(zhuǎn)摩擦力的計(jì)算20第五章汽缸部分的設(shè)計(jì)21

7、5.1氣缸215.1.1結(jié)構(gòu)形式的確定215.1.2氣缸主要尺寸的計(jì)算215.1.3氣缸材料225.2氣閥225.2.1氣閥的基本要求225.2.2閥設(shè)計(jì)的主要技術(shù)要求235.2.3閥的分類235.2.4閥設(shè)計(jì)的主要技術(shù)要求235.3活塞245.3.1活塞的基本結(jié)構(gòu)型式245.4活塞環(huán)255.5活塞基本尺寸25第六章基本部件的設(shè)計(jì)266.1曲軸266.1.1 曲軸結(jié)構(gòu)的選擇266.1.2曲軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)266.1.3曲軸結(jié)構(gòu)尺寸的確定276.1.4曲軸材料286.1.5曲軸強(qiáng)度校核286.2連桿296.2.1連桿結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)296.2.2連桿結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原則296.2.3連桿尺寸計(jì)算30第七章軸承31

8、7.1 滾動(dòng)軸承及其結(jié)構(gòu)確定31第八章聯(lián)軸器32第九章刮油器339.1 填料的基本要求339.2 填料的結(jié)構(gòu)339.3 材料選擇33第十章潤(rùn)滑系統(tǒng)34第十一章冷卻系統(tǒng)3411.1 冷卻方式3411.2冷卻系統(tǒng)3511.3冷卻設(shè)備35結(jié)語(yǔ)37第一章 引言壓縮機(jī)是用來提高氣體壓力和輸送氣體的機(jī)械，屬于將原動(dòng)機(jī)的動(dòng)力能轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w壓力能的工作機(jī)。它的種類多、用途廣，有“通用機(jī)械”之稱。1.1壓縮機(jī)設(shè)計(jì)的意義在石化領(lǐng)域，往復(fù)式壓縮機(jī)主要是向大容量、高壓力、低噪聲、高效率、高可靠性等方向發(fā)展；不斷開發(fā)變工況條件下運(yùn)行的新型氣閥，提高氣閥壽命；在產(chǎn)品設(shè)計(jì)上，應(yīng)用熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)理論，通過綜合模擬預(yù)測(cè)壓縮機(jī)在實(shí)

9、際工況下的性能；強(qiáng)化壓縮機(jī)的機(jī)電一體化，采用計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化節(jié)能運(yùn)行和聯(lián)機(jī)運(yùn)行； 在動(dòng)力領(lǐng)域，活塞式壓縮機(jī)目前占有主要市場(chǎng)。但隨著人們對(duì)使用環(huán)境及能耗、環(huán)保等方面要求的提高，螺桿和渦旋壓縮機(jī)開始占有一定的市場(chǎng)； 在制冷空調(diào)領(lǐng)域，往復(fù)式制冷壓縮機(jī)作為一種傳統(tǒng)的制冷壓縮機(jī)，適用于制冷量較廣范圍內(nèi)的制冷系統(tǒng)。雖然目前它的應(yīng)用還比較廣泛，但市場(chǎng)份額正逐漸減小。本設(shè)計(jì)主要針對(duì)于船舶，機(jī)械，冶金，石油，特別是國(guó)防等領(lǐng)域需求體積小，結(jié)構(gòu)緊湊，小排量，高壓力的空壓機(jī)，./型壓縮機(jī)其結(jié)構(gòu)性能正好能滿足以上要求。其設(shè)計(jì)成功量產(chǎn)之后將能產(chǎn)生巨大的社會(huì)效應(yīng)。1.2活塞壓縮機(jī)的工作原理 活塞式壓縮機(jī)的工作原理見

10、圖 1 。在氣缸內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞向右移動(dòng)時(shí)，氣缸內(nèi)活塞左腔的壓力低于大氣壓力 p a ，吸氣閥開啟，外界氣體吸入缸內(nèi)，這個(gè)過程稱為壓縮過程。當(dāng)缸內(nèi)壓力高于輸出氣管道內(nèi)壓力 p 后，排氣閥打開。壓縮氣體送至輸氣管內(nèi)，這個(gè)過程稱為排氣過程。活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)是由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)形成的。曲柄的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為滑動(dòng)活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。 圖 1 活塞式壓縮機(jī)工作原理圖 1 排氣閥 2 氣缸 3 活塞 4 活塞桿 5 滑塊 6 連桿 7 曲柄 8 吸氣閥9 閥門彈簧 這種結(jié)構(gòu)的壓縮機(jī)在排氣過程結(jié)束時(shí)總有剩余容積存在。在下一次吸氣時(shí)，剩余容積內(nèi)的壓縮空氣會(huì)膨脹，從而減少了吸人的空氣量，降低了效率，增加了壓縮

11、功。且由于剩余容積的存在，當(dāng)壓縮比增大時(shí)，溫度急劇升高。故當(dāng)輸出壓力較高時(shí)，應(yīng)采取分級(jí)壓縮。分級(jí)壓縮可降低排氣溫度，節(jié)省壓縮功，提高容積效率，增加壓縮氣體排氣量 活塞式壓縮機(jī)包括：構(gòu)架包括含有放電室和冷卻室的缸蓋。冷卻室是鄰近放電室并包圍著放電室。構(gòu)架還包括了一個(gè)吸入室，壓縮室和一個(gè)曲柄室。冷卻室是孤立于吸入室。氣體是從構(gòu)架外面進(jìn)入吸入室?？尚D(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)軸支持整個(gè)構(gòu)架。凸輪安置在曲柄室內(nèi)?；钊峭ㄟ^凸輪連接到旋轉(zhuǎn)軸。旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換為活塞的往復(fù)。密封構(gòu)件切斷冷卻室和外部的溝通，使得壓縮機(jī)氣缸蓋密封。通過引入一個(gè)互連的冷卻室和曲柄室。當(dāng)曲軸被電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過連桿使活塞在汽缸內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。在汽缸頂

12、部外圈裝有環(huán)形吸氣閥片，頂部中央則裝有環(huán)形排氣閥片，閥片上均設(shè)有氣閥彈簧。汽缸內(nèi)的活塞由上向下移動(dòng)時(shí)，缸內(nèi)容積增大，壓力下降，于是吸氣管中壓力為p1的空氣便頂開吸入閥進(jìn)入缸內(nèi)，直到行程的下死點(diǎn)為止，這樣便完成了一個(gè)吸入過程。當(dāng)活塞從下死點(diǎn)向上回行時(shí)，被吸入的氣體受到壓縮，壓力因而升高，吸氣閥片在缸內(nèi)氣體壓力和彈簧的作用下迅速關(guān)閉，活塞繼續(xù)上行，缸內(nèi)容積不斷減小，壓力升高，當(dāng)缸內(nèi)壓力升到p2時(shí)，氣體便頂開排氣閥進(jìn)入排氣管路，活塞繼續(xù)上行，直到上死點(diǎn)。當(dāng)活塞由上死點(diǎn)向下死點(diǎn)回行時(shí)，排氣閥在彈簧和排氣管中壓力的作用下關(guān)閉，壓縮機(jī)又開始下一個(gè)吸氣過程。如此周而復(fù)始，完成循環(huán)。1.3活塞壓縮機(jī)的分類往復(fù)

13、壓縮機(jī)分類方法很多：1、按在活塞的一側(cè)或兩側(cè)吸、排氣體，可分為單動(dòng)和雙動(dòng)往復(fù)壓縮機(jī)；2、按氣體壓縮次數(shù)可分為單極、雙極和多級(jí)壓縮機(jī)；3、按壓縮機(jī)所產(chǎn)生的最終壓力可分為低壓、中壓和高壓壓縮機(jī)；4、按排氣量可以分為小型、中性和大型壓縮機(jī)；5、按壓縮氣體的種類可分為：空氣壓縮機(jī)、氨壓縮機(jī)、氫壓縮機(jī)等。1.4壓縮機(jī)的發(fā)展前景隨著近幾年經(jīng)濟(jì)的飛躍發(fā)展，行業(yè)集中度有所提高，供貨進(jìn)一步向大企業(yè)集中，氣體壓縮機(jī)產(chǎn)業(yè)向布局逐步合理的新局面發(fā)展。通過經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略性重組的推進(jìn)，不少劣質(zhì)企業(yè)退出，優(yōu)秀企業(yè)已找準(zhǔn)定位，突出主業(yè)，不斷做大做強(qiáng)，達(dá)到強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，承擔(dān)起國(guó)家重大技術(shù)裝備項(xiàng)目。在相關(guān)政策方面，為應(yīng)對(duì)全球性金融危機(jī)對(duì)我

14、國(guó)經(jīng)濟(jì)的影響，早在09年年初，國(guó)家已經(jīng)制定了一系列的刺激經(jīng)濟(jì)方案，重點(diǎn)調(diào)整振興包括石化、冶金等氣體壓縮機(jī)的下游產(chǎn)業(yè)在內(nèi)的十大產(chǎn)業(yè)。這些措施對(duì)氣體壓縮機(jī)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起到了積極的影響，這也是2009年下半年壓縮機(jī)行業(yè)經(jīng)濟(jì)逐漸利好的主要原因。在開拓國(guó)際市場(chǎng)方面，壓縮機(jī)行業(yè)應(yīng)積極而謹(jǐn)慎地探索自己的國(guó)際化道路。目前，壓縮機(jī)行業(yè)國(guó)際化步伐緩慢，尤其是在2009年一整年中，壓縮機(jī)出口形勢(shì)都不容樂觀，這主要表現(xiàn)在國(guó)內(nèi)壓縮機(jī)行業(yè)技術(shù)發(fā)展水平與國(guó)外同類企業(yè)存在一定差距，尤其是目前還沒有形成真正意義上的具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的大型國(guó)際企業(yè)集團(tuán)。未來三年，我國(guó)石油、化工、冶金、船舶、環(huán)保、清潔能源等行業(yè)將進(jìn)一步發(fā)展，壓縮機(jī)市場(chǎng)

15、需求前景依然看好。如大推力往復(fù)式壓縮機(jī)、工藝螺桿壓縮機(jī)、大排量無油壓縮機(jī)、高壓大排量壓縮機(jī)、機(jī)車配套壓縮機(jī)、低噪聲船用壓縮機(jī)等。2010年，是壓縮機(jī)行業(yè)發(fā)展的新起點(diǎn)，預(yù)計(jì)行業(yè)未來呈現(xiàn)出新的發(fā)展態(tài)勢(shì)。首先是結(jié)構(gòu)調(diào)整將有重大突破。當(dāng)前我國(guó)壓縮機(jī)行業(yè)存在一系列深層次的結(jié)構(gòu)性矛盾，包括總體產(chǎn)能過剩，低水平產(chǎn)能比重過大；企業(yè)規(guī)模小而且分散，產(chǎn)業(yè)集中度低；生產(chǎn)力布局不合理現(xiàn)象依然存在；企業(yè)節(jié)能減排的任務(wù)重；科技創(chuàng)新能力不強(qiáng)；資源控制力不強(qiáng)，保障體系建設(shè)滯后等。這些深層次的結(jié)構(gòu)性矛盾，決定了2010年壓縮機(jī)行業(yè)必須下大力量，突出抓好結(jié)構(gòu)調(diào)整，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)，認(rèn)真解決影響壓縮機(jī)行業(yè)發(fā)展的重大問題。第二，行業(yè)內(nèi)要

16、大力推動(dòng)共性技術(shù)研究開發(fā)，掌握核心技術(shù)、關(guān)鍵技術(shù)的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。當(dāng)前，壓縮機(jī)行業(yè)共性技術(shù)的科研經(jīng)費(fèi)投入不足，研究開發(fā)力量薄弱。2010年，各企業(yè)應(yīng)加大在我國(guó)重點(diǎn)培育自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)裝備研發(fā)力量?？梢杂杏?jì)劃、有步驟地加強(qiáng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、國(guó)家工程技術(shù)研究中心、行業(yè)科研院所等共性技術(shù)研究開發(fā)平臺(tái)的建設(shè)，重點(diǎn)支持原創(chuàng)性技術(shù)、共性技術(shù)及戰(zhàn)略性關(guān)鍵技術(shù)的研究開發(fā)，并培養(yǎng)一支既精通基礎(chǔ)技術(shù)又熟悉行業(yè)技術(shù)的高科技人才隊(duì)伍，努力掌握核心技術(shù)、關(guān)鍵技術(shù)和重要產(chǎn)品的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。第三，進(jìn)入加快發(fā)展制造服務(wù)業(yè)階段。當(dāng)前，壓縮機(jī)行業(yè)存在一些不利于產(chǎn)業(yè)發(fā)展的缺陷，如缺少高端技術(shù)，企業(yè)規(guī)模偏小等。面臨這些問題和激烈的市場(chǎng)

17、競(jìng)爭(zhēng)，壓縮機(jī)企業(yè)極需提高自身的核心競(jìng)爭(zhēng)力，轉(zhuǎn)變?cè)鲩L(zhǎng)方式。在制造過程中重視服務(wù)，從市場(chǎng)調(diào)研、售后，直到產(chǎn)品報(bào)廢回收，努力為客戶提供以知識(shí)密集、附加值高為特征的服務(wù)項(xiàng)目，則是壓縮機(jī)企業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的一個(gè)關(guān)鍵內(nèi)容。現(xiàn)代服務(wù)業(yè)大部分是以人力資本和知識(shí)資本作為其主要投入，這對(duì)壓縮機(jī)企業(yè)在解決發(fā)展、升級(jí)問題的同時(shí)，提升競(jìng)爭(zhēng)力也具有重要支撐作用。與國(guó)外往復(fù)式壓縮機(jī)技術(shù)水平相比，我國(guó)的主要差距為基礎(chǔ)理論研究差，產(chǎn)品技術(shù)開發(fā)能力低，工藝裝備和實(shí)驗(yàn)手段后，產(chǎn)品技術(shù)起點(diǎn)低，規(guī)格品種、效率、制造質(zhì)量可靠性差。另外，技術(shù)含量高和特殊要求的產(chǎn)品還滿足不了國(guó)內(nèi)需求。1.5壓縮機(jī)設(shè)計(jì)說明本說明書包括活塞式壓縮機(jī)的總體設(shè)計(jì)，

18、熱力、動(dòng)力計(jì)算，主機(jī)和輔助設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算，潤(rùn)滑，排氣量調(diào)節(jié)以及安裝調(diào)整等內(nèi)容，還介紹了國(guó)內(nèi)已經(jīng)使用的各種活塞式壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。此外，壓縮機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)所涉及的單位換算，常用數(shù)據(jù)、公式和材料，氣體特性圖表。由于本人的專業(yè)知識(shí)有限，本設(shè)計(jì)的誤差和缺點(diǎn)在所難免，希望老師批評(píng)指正，以期在以后加以充實(shí)完善。 第二章 總體設(shè)計(jì)2.1設(shè)計(jì)依據(jù)及參數(shù)壓縮氣體：天然氣（主要成分甲烷）容積流量：2m/min進(jìn)氣壓力：0.4mpa排氣壓力：1mpa吸氣溫度：25排氣溫度：60冷卻方式：風(fēng)冷2.2總體設(shè)計(jì)原則設(shè)計(jì)活塞壓縮機(jī)應(yīng)符合以下基本原則： a.滿足用戶提出的排氣量、排氣壓力，及有關(guān)使用條件的要求。 b.有足

19、夠長(zhǎng)的使用壽命（應(yīng)理解為壓縮機(jī)需要大修時(shí)間間隔的長(zhǎng)短），足夠高的使用可靠性（應(yīng)理解為壓縮機(jī)被迫停車的次數(shù)）。 c.有較高的運(yùn)轉(zhuǎn)經(jīng)濟(jì)性。 d.有良好的動(dòng)力平衡性。 e.維護(hù)檢修方便。 f.盡可能采用新結(jié)構(gòu)、新技術(shù)、新材料。 g.制造工藝性良好。 h.機(jī)器的尺寸小、重量輕。2.3結(jié)構(gòu)方案的選擇 壓縮機(jī)的方案選擇是指根據(jù)容積流量，吸排氣壓力，壓縮介質(zhì)，具體使用條件等要求選定壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)形式，冷卻方式，作用方式單作用、雙作用、或級(jí)差式，有無十字頭，級(jí)數(shù)，列數(shù)，級(jí)在列中曲柄錯(cuò)角，汽缸中心線夾角，驅(qū)動(dòng)機(jī)類型及傳動(dòng)方式等。 活塞式壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)方案由下列因素組成：1）機(jī)器的型式；2）級(jí)數(shù)和列數(shù)；3）各級(jí)氣缸在

20、列中的排列和各列曲柄錯(cuò)角的排列，用上述因素組成的圖形，稱為結(jié)構(gòu)方案圖，即習(xí)慣上所說的機(jī)器縱，橫剖面圖。選擇壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)方案時(shí)，應(yīng)根據(jù)壓縮機(jī)的用途，運(yùn)轉(zhuǎn)條件，排氣量和排氣壓力制造廠生產(chǎn)的可能性，驅(qū)動(dòng)方式及占地面積等條件，從選擇機(jī)器的型式和級(jí)數(shù)入手，制訂出合適的方案。2.3.1壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)形式的選擇根據(jù)氣缸中心線與地平面的相對(duì)位置不同，可分為立式壓縮機(jī)、臥式壓縮機(jī)、對(duì)動(dòng)式壓縮機(jī)、對(duì)置式壓縮機(jī)及角度式壓縮機(jī)。角度式壓縮機(jī)，氣缸中心線具有一定的角度，但不等于零度和180。按氣缸中心線的位置不同，角度式又可以分為l型、v型、w型、扇型和星型。為了獲得較好的動(dòng)力平衡性能，可選擇立式壓縮機(jī)，而且采用單作用汽缸

21、汽缸基本形式可分為:1單作用汽缸雙作用汽缸級(jí)差式汽缸。另外，壓縮機(jī)采用風(fēng)冷方式。選擇立式壓縮機(jī)，其優(yōu)點(diǎn)在于：活塞工作表面不承受活塞重量，因而氣缸和活塞的磨損比臥式的小且均勻，活塞環(huán)的工作條件有所改善，能延長(zhǎng)機(jī)器的使用壽命。占地面積比較小。因?yàn)檩d荷使機(jī)身主要產(chǎn)生拉伸和壓縮應(yīng)力，所以機(jī)身的形狀簡(jiǎn)單，重量輕。缺點(diǎn)是：大型時(shí)高度大，需設(shè)置操作平臺(tái)，操作不方便；管道布置困難；多級(jí)時(shí)級(jí)間設(shè)備占地面積大。所以，立式壓縮機(jī)現(xiàn)僅用于中、小型及微型，使機(jī)器高度均處于人體高度便于操作的范圍內(nèi)，且中型壓縮機(jī)主要用于無油潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)活塞無需支承而僅需導(dǎo)向；此外，級(jí)數(shù)以少為宜，以避免管道布置的麻煩。2.3.2運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)及

22、選擇活塞式壓縮機(jī)的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)有：無十字頭和帶十字頭兩種，本設(shè)計(jì)為無十字頭。選擇無十字頭的理由是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，機(jī)械高度較低，相應(yīng)的機(jī)械重量較輕，一般不需要專門的潤(rùn)滑機(jī)構(gòu)。但是無十字頭的壓縮機(jī)只能作成單作用的，所以，氣體容積的利用不充分（因?yàn)榛钊c氣缸之間，只在活塞的一側(cè)形成工作腔），氣體的泄漏量也比較大，氣缸的工作表面所受的側(cè)向力也較大，因而活塞易磨損，另外，氣缸的潤(rùn)滑油量也難于控制。2.3.3級(jí)數(shù)選擇和各級(jí)壓力比的分配 圖2 級(jí)中最佳壓力比與相對(duì)壓力損失的關(guān)系曲線工業(yè)用的氣體，有時(shí)需求較高的壓力，需采取多級(jí)壓縮。在選擇壓縮機(jī)的級(jí)數(shù)時(shí)，一般應(yīng)遵循下列原則：使壓縮機(jī)消耗的功最小、排氣溫度應(yīng)在使用

23、條件許可的范圍內(nèi)、機(jī)器重量輕、造價(jià)低。要使機(jī)器具有較高的熱效率。同時(shí)級(jí)數(shù)越多越好（各級(jí)壓縮比越小越好），然而級(jí)數(shù)增多，則阻力損失增加，機(jī)器總效率反而降低，結(jié)構(gòu)也更加復(fù)雜，造價(jià)便大大上升。因此，必須根據(jù)壓縮機(jī)的容量和工作特點(diǎn)，恰當(dāng)?shù)剡x擇所需的級(jí)數(shù)和各級(jí)壓力比。根據(jù)總壓力比=1/0.4=2.5,壓縮機(jī)的級(jí)數(shù)取一級(jí)比較合適。2.3.4轉(zhuǎn)速和行程的確定轉(zhuǎn)速，行程和活塞平均速度的關(guān)系： 式中 活塞平均速度（米/秒）； n壓縮機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)（轉(zhuǎn)/分）； s活塞行程（米）。 表1活塞式壓縮機(jī)主要結(jié)構(gòu)參數(shù)表小型壓縮機(jī)為使結(jié)構(gòu)緊湊和公司的相關(guān)要求，只能采用較小行程,取s=100mm。近代壓縮機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)n通常在以下范圍： 微

24、型和小型： 1000-3000（轉(zhuǎn)/分） 中型： 500-1000（轉(zhuǎn)/分） 大型： 250-500 （轉(zhuǎn)/分) 取壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速n=1000r/min，則：查上表知，其符合活塞平均速度。第三章熱力計(jì)算壓縮機(jī)的熱力計(jì)算，是根據(jù)氣體的壓力，容積和溫度之間存在一定的關(guān)系，結(jié)合壓縮機(jī)的具體特性和使用要求而進(jìn)行的，其目的是要求得最有利的熱力參數(shù)(各級(jí)的吸排氣溫度，壓力，所耗動(dòng)力）和適宜的主要結(jié)構(gòu)尺寸（活塞行程，氣缸直徑等）。計(jì)算前做以下說明： a. 壓力在熱力計(jì)算中使用的壓力都是絕對(duì)壓力，為統(tǒng)一起見，本說明除特別注明外，壓力均指絕對(duì)壓力。 b. 溫度在熱力計(jì)算中所采用的是絕對(duì)溫度，它以k來表示。 絕對(duì)溫

25、度與攝氏溫度之間具有以下關(guān)系：c. 比容單位重量氣體所占容積。 理想氣體在不同溫度和壓力下的重量。按下式計(jì)算： 3.1確定各級(jí)的容積效率3.1.1確定各級(jí)的容積系數(shù)根據(jù)統(tǒng)計(jì)，壓縮機(jī)的相對(duì)余隙容積值多在以下范圍內(nèi)： 壓力20321 bar； =0.120.16由于排氣壓力p=1mpa，則=0.070.12，所以，相對(duì)余隙容積=0.1 表 2按等熵指數(shù)確定膨脹指數(shù)進(jìn)氣壓力/bar等熵指數(shù)kk=1.41.5m=1+0.5(k-1)1.21.54.0m=1+0.62(k-1)1.254.010m=1+0.75(k-1)1.31030m=1+0.88(k-1)1.3530m=k1.4 本次設(shè)計(jì)中氣體絕熱

26、指數(shù)取k=1.25，根據(jù)吸入壓力值可知各級(jí)的膨脹系數(shù)m值如下： 膨脹指數(shù)：m =1+0.62(k-1)=1.155 容積系數(shù)：3.1.2選取壓力系數(shù) 設(shè)計(jì)計(jì)算中，壓力系數(shù)一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選取，對(duì)于進(jìn)氣壓力等于或接近大氣壓的第一級(jí)，p=0.950.98，其余各級(jí)因?yàn)閺椈闪ο鄬?duì)氣體壓力要小得多，故取p=0.981.0。 根據(jù)吸入壓力選擇壓力系數(shù)如下：p=0.96 3.1.3選取溫度系數(shù)根據(jù)下圖3所示關(guān)系選取溫度系數(shù)：圖3 t=0.96 3.1.4 泄漏系數(shù) 泄漏系數(shù)一般取值在0.900.98范圍，則l=0.95 3.1.5確定容積效率綜上所述，容積效率： 3.2確定析水系數(shù)第一級(jí)無水分析出 =1.03

27、.3 確定各級(jí)行程容積 壓縮機(jī)各級(jí)的氣缸行程容積按下式計(jì)算： 式中 壓縮機(jī)的排氣量（米3/分）； 壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速 一級(jí)的行程容積 ： 3.4汽缸直徑的確定 氣缸直徑計(jì)算公式： 氣缸的行程容積（米3/分）； 活塞行程（米）； d活塞桿直徑； 取活塞桿直徑d=30mm 氣缸直徑：=0.1303m 根據(jù)汽缸直徑標(biāo)準(zhǔn)，圓整后氣缸直徑如下:d=140mm 。 活塞有效面積為: 3.5實(shí)際行程容積 3.6新的的容積系數(shù)及新的相對(duì)余隙 考慮到圓整值與計(jì)算值之間有差值，這里采用維持壓力比不變，調(diào)整相對(duì)余隙容積的方法，利用下式計(jì)算容積系數(shù) : 為上面已計(jì)算的值0.026新的容積系數(shù)為: 新的相對(duì)余隙:3.7計(jì)算活

28、塞力 計(jì)算實(shí)際吸排氣壓力 各級(jí)進(jìn)排氣相對(duì)壓力損失取值，各級(jí)進(jìn)、排氣壓力和實(shí)際壓力見下表。表3 各級(jí)進(jìn)氣、排氣壓力與實(shí)際壓力比級(jí)次 公稱壓力排氣損失實(shí)際壓力實(shí)際壓比ps/mpapd/mpa s dps/mpapd/mpa 1 0.4 10.05 0.080.381.082.842活塞力的計(jì)算 首先計(jì)算蓋測(cè)和軸側(cè)活塞工作面積，見表；止點(diǎn)氣體力計(jì)算見表。 表4 蓋測(cè)和軸側(cè)活塞工作面積級(jí)次軸側(cè)/m2蓋測(cè)/m21 0.01470.0154表 5止點(diǎn)氣體力計(jì)算列次內(nèi)止點(diǎn)外止點(diǎn)1-13.8確定排氣溫度 因?yàn)榕艢鈮毫Σ惶?，所以天然氣可以看做理想氣體，由于采用風(fēng)冷的方式，近似的認(rèn)為壓縮指數(shù)為： 取 ， 一級(jí)排

29、氣溫度 3.9計(jì)算軸功率并選配電機(jī) 各級(jí)指示功率為： 代入數(shù)據(jù)得 總的指示功率取機(jī)械效率 m=0.94 則軸功率取電機(jī)功率余度10，則電動(dòng)機(jī)功率取17kw。第四章 動(dòng)力計(jì)算4.1壓縮機(jī)中的作用力圖4 曲柄連桿機(jī)構(gòu)示意圖壓縮機(jī)中作用力的分析，是進(jìn)行壓縮機(jī)零件強(qiáng)度和剛度計(jì)算的依據(jù)，也是判斷這些力對(duì)壓縮機(jī)裝置影響的基礎(chǔ)。壓縮機(jī)中主要的作用力有氣體壓力、曲柄連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的慣性力和摩擦力。4.2曲柄連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)關(guān)系和慣性力活塞的位移、速度和加速度可從曲柄連桿機(jī)構(gòu)的幾何關(guān)系和運(yùn)動(dòng)關(guān)系中確定。圖表示曲柄連桿機(jī)構(gòu)的幾何關(guān)系?；钊灰苮和曲柄轉(zhuǎn)角：往復(fù)慣性力：4.3往復(fù)慣性力 往復(fù)摩擦力 旋轉(zhuǎn)摩擦力的計(jì)

30、算 熱力計(jì)算數(shù)據(jù)：活塞直徑d=140mm ，吸氣壓力ps=0.4mpa，排氣壓力pd=1mpa，膨脹指數(shù)m=1.155。 活塞行程s=100mm，轉(zhuǎn)速n=1000r/min，取連桿比。 角速度： 在初步設(shè)計(jì)是估計(jì)最大往復(fù)質(zhì)量活塞的質(zhì)量mp=7kg往復(fù)慣性力：往復(fù)摩擦力（各部分零件間的總摩擦功往復(fù)運(yùn)動(dòng)部分占60%70%現(xiàn)取中間值65%）： 為第i列的指示功率， 為壓縮機(jī)的機(jī)械效率， s為活塞行程， n為壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速 代入數(shù)據(jù)： 旋轉(zhuǎn)摩擦力（一般旋轉(zhuǎn)摩擦力所消耗的功率占總的機(jī)械摩擦功率的30%40%，現(xiàn)在取35%）： r為活塞曲柄半徑第五章汽缸部分的設(shè)計(jì)5.1氣缸 氣缸是活塞式壓縮機(jī)中的組成壓縮容積

31、的主要部分。根據(jù)壓縮機(jī)所達(dá)到壓力，排氣量，壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)方案，壓縮氣體的種類，制造氣缸的材料以及制造廠的習(xí)慣等條件，氣缸的結(jié)構(gòu)可以有各種各樣的形式。設(shè)計(jì)氣缸的要點(diǎn)是：1.應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度。工作表面具有良好的耐磨性。2.要具有良好的冷卻，在有油潤(rùn)滑的氣缸中，工作表面應(yīng)有良好的潤(rùn)滑狀態(tài)。3.盡可能減少氣缸內(nèi)的余隙容積和氣體阻力。4.結(jié)合部分的連接和密封要可靠。5.要有良好的制造工藝性和裝拆方便。6.氣缸直徑和閥座安裝孔等尺寸應(yīng)符合“三化”要求。5.1.1結(jié)構(gòu)形式的確定氣缸因工作壓力不同而選用不同強(qiáng)度的材料，本設(shè)計(jì)采用風(fēng)冷壓縮機(jī)的單層壁氣缸，氣缸用鑄鐵制造，鑄鐵具有良好的鑄造性能，對(duì)氣缸結(jié)構(gòu)形狀

32、的限制較小，所以鑄鐵氣缸的形式較多。極差式的鑄鐵氣缸，根據(jù)級(jí)在氣缸中的布置方式和氣缸的尺寸，可以制成整體式和分段的。本設(shè)計(jì)的氣缸為一級(jí)氣缸。5.1.2氣缸主要尺寸的計(jì)算氣缸的壁厚氣缸布置在氣缸蓋上，氣缸形狀較簡(jiǎn)單且用高強(qiáng)度鐵, 取。壁厚的附加項(xiàng)a，其值按0.50.8cm選擇，則a=5mm。則計(jì)算得: 取連接法蘭壁厚 5.1.3氣缸材料氣缸和汽缸套的材料根據(jù)壓縮氣體的性質(zhì)和承受的壓力選取。由于本設(shè)計(jì)的工作壓力低于60公斤/厘米2，取用灰鑄鐵ht20-40、ht25-475.2氣閥 現(xiàn)代活塞式壓縮機(jī)使用的氣閥，都是隨著氣缸內(nèi)氣體壓力的變化而自行開、閉的自動(dòng)閥。自動(dòng)閥由閥座、運(yùn)動(dòng)密封組件、彈簧、升程

33、限制器等零件組成。圖5 活塞式壓縮機(jī)自動(dòng)閥的組成1閥座；2閥片；3彈簧；4升程限制器5.2.1氣閥的基本要求氣閥是活塞式壓縮機(jī)重要部件之一，它的工作直接關(guān)系到壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的經(jīng)濟(jì)性和可靠性。對(duì)氣閥的基本要求如下：1. 使用期限長(zhǎng)，不能由于閥片或彈簧的損壞而引起壓縮機(jī)非計(jì)劃停車。2. 氣體通過氣閥時(shí)的能量損失小，以減少壓縮機(jī)動(dòng)力消耗。對(duì)于固定式長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的壓縮機(jī)尤為重要。3. 氣閥關(guān)閉時(shí)具有良好的密封性，減少氣體的泄漏量。4. 閥片起、閉動(dòng)作及時(shí)和迅速，而且要完全開啟，以提高機(jī)器效率和延長(zhǎng)和使用壽命。5. 氣閥所引起的余隙容積要小，以提高氣缸容積效率。以此，還要求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、易于維修、氣閥

34、零件標(biāo)注化、通用化水平要高。5.2.2閥設(shè)計(jì)的主要技術(shù)要求閥座密封表面要經(jīng)過研磨，閥片上下平面光潔度不低于9，內(nèi)外邊緣要倒鈍；氣閥組裝后要進(jìn)行泄漏檢查。一般環(huán)狀閥片和網(wǎng)狀閥片熱處理硬度為rc4652，同一閥片的硬度差不超過3個(gè)單位。在閥片精磨后要進(jìn)行補(bǔ)充回火，其溫度不超過第一次回火溫度。用30crmnsia鋼板制造的環(huán)狀閥片，金相組織為回火馬氏體。5.2.3閥的分類 壓縮機(jī)自動(dòng)閥按運(yùn)動(dòng)密封組件的特點(diǎn)可分為：環(huán)閥（包括環(huán)狀閥和網(wǎng)狀閥）、孔閥（包括杯狀閥、菌狀閥、碟狀閥等）、直流閥；其它還有諸如條狀閥、槽狀閥、錐形槽狀閥等。此壓縮機(jī)設(shè)計(jì)采用環(huán)狀閥，因?yàn)榄h(huán)狀閥制造簡(jiǎn)單，工作可靠，可改變環(huán)數(shù)來適應(yīng)各種

35、氣量要求，它適用于各種壓力、轉(zhuǎn)數(shù)的壓縮機(jī)。5.2.4閥設(shè)計(jì)的主要技術(shù)要求閥座密封表面要經(jīng)過研磨，閥片上下平面光潔度不低于9，內(nèi)外邊緣要倒鈍；氣閥組裝后要進(jìn)行泄漏檢查。一般環(huán)狀閥片和網(wǎng)狀閥片熱處理硬度為rc4652，同一閥片的硬度差不超過3個(gè)單位。在閥片精磨后要進(jìn)行補(bǔ)充回火，其溫度不超過第一次回火溫度。用30crmnsia鋼板制造的環(huán)狀閥片，金相組織為回火馬氏體。5.3活塞活塞可分為筒形和盤形兩大類。我國(guó)系列壓縮機(jī)的活塞均采用筒形結(jié)構(gòu)，它由頂部，環(huán)部和群部三部分組成?；钊敳拷M成封閉氣缸的工作面?；钊h(huán)部的外圓上，開有安裝活塞環(huán)的環(huán)槽，環(huán)槽的深度略大于活塞環(huán)的徑向厚度，使活塞環(huán)由一定的活動(dòng)余地。

36、活塞裙部在氣缸中起導(dǎo)向作用并承受側(cè)壓力?；钊牧弦话銥殇X合金或鑄鐵?；诣T鐵活塞過去在制冷壓縮機(jī)中應(yīng)用較廣，但由于鑄鐵活塞的質(zhì)量大且導(dǎo)熱性能差，因此，今年來系列制冷壓縮機(jī)的活塞都采用鋁合金活塞。鋁合金活塞的優(yōu)點(diǎn)是質(zhì)量輕，導(dǎo)熱性能好，表面經(jīng)陽(yáng)極處理后具有良好的耐磨性。但鋁合金活塞比鑄鐵活塞的機(jī)械強(qiáng)度低，耐磨性差。 活塞與氣缸構(gòu)成了壓縮容積。活塞必須有良好的密封性， 此外還有要求： 有足夠的強(qiáng)度和剛度；活塞與活塞銷的連結(jié)和定位要可靠；重量輕，兩列以上的壓縮機(jī)中，應(yīng)根據(jù)慣性力平衡的要求配置各列活塞的重量；制造工藝性好。5.3.1活塞的基本結(jié)構(gòu)型式 活塞式壓縮機(jī)中采用的活塞基本結(jié)構(gòu)型式有:筒形、盤形、級(jí)

37、差式、組合式、柱塞等。對(duì)于小型無十字頭的壓縮機(jī)一般選用筒形活塞。所以本設(shè)計(jì)選用筒形活塞。筒形活塞的主要結(jié)構(gòu)尺寸如右圖所示：圖6筒形活塞主要結(jié)構(gòu)尺寸5.4活塞環(huán)活塞環(huán)的計(jì)算：活塞環(huán)是密封氣缸鏡面和活塞間的縫隙用的零件。另外，它還起布油和導(dǎo)熱的作用。對(duì)活塞環(huán)的基本要求是密封可靠和耐磨損?；钊h(huán)個(gè)數(shù)可按下面經(jīng)驗(yàn)公式估算： 式中 z-活塞環(huán)個(gè)數(shù) p-需要密封的壓力差，mpa。 表6密封壓力差與活塞環(huán)數(shù)關(guān)系密封壓力差 p/mpa 活塞環(huán)個(gè)數(shù)z密封壓力差 p/mpa 活塞環(huán)個(gè)數(shù)z0.5233.012.05100.53.03512.024.01220由可知各級(jí)活塞的活塞環(huán)個(gè)數(shù)一級(jí) 取 z=25.5活塞基本尺

38、寸一級(jí)活塞環(huán)部尺寸：活塞直徑：d=140mm活塞環(huán)的徑向厚度t： 取t=4mm活塞環(huán)的軸向高度h：，取h=4mm活塞頂面至第一道活塞環(huán)的距離：，取c=8mm活塞環(huán)之間的距離：，取c1=5mm第六章基本部件的設(shè)計(jì)6.1曲軸6.1.1 曲軸結(jié)構(gòu)的選擇 壓縮機(jī)曲軸有兩種基本型式，即曲柄軸和曲拐軸。曲柄軸結(jié)構(gòu)，連同電機(jī)軸一起，一般只有兩個(gè)主軸承。曲拐軸在制造安裝方面，雖較曲柄軸為差，但是采用曲拐軸的壓縮機(jī)，可以實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕。此外，采用曲拐軸的壓縮機(jī)，在氣缸列數(shù)設(shè)置方面幾乎不受限制，便于滿足流程要求。本設(shè)計(jì)采用曲拐軸。6.1.2曲軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)曲軸設(shè)計(jì)基本原則：a. 曲軸的軸頸要有適當(dāng)?shù)某叽纾古溆?/p>

39、的軸承能有勝任的負(fù)荷能力b. 曲軸要有足夠的強(qiáng)度，以承受交變彎曲與交變扭轉(zhuǎn)的聯(lián)合作用。曲軸的2處，要進(jìn)行強(qiáng)度校核c. 曲軸要有足夠的剛度。軸頸偏轉(zhuǎn)角不應(yīng)超過許用值，以保證軸承可靠的工作。在采用懸掛電機(jī)結(jié)構(gòu)時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)子中心的繞度應(yīng)不超過許用值，以保證電機(jī)正常工作。6.1.3曲軸結(jié)構(gòu)尺寸的確定基于以上幾項(xiàng)要求，對(duì)于曲拐軸主要尺寸初步確定如下：圖7曲柄的主要尺寸1 曲柄銷直徑dp為壓縮時(shí)的最大活塞力，p=10kn為保證安全 取d=55mm2 主軸頸直徑d1，取d1=60mm3 軸頸長(zhǎng)度：根據(jù)選取軸承寬度略大些 軸承：根據(jù)主軸頸直徑，取d=55mm4 曲柄厚度t：，取t=35mm5 曲柄寬度h，取h=

40、70mm曲柄銷距主軸頸中心線的距離 s=50mm 因此符合標(biāo)準(zhǔn)。6 過渡圓半徑 取r=5mm。6.1.4曲軸材料壓縮機(jī)上用的較多，制造經(jīng)驗(yàn)較成熟的，是中碳鋼鍛造曲軸，近年來由于鑄造技術(shù)的發(fā)展，采用稀土鎂球墨鑄鐵鑄造曲軸的越來越多。制造曲軸可以節(jié)省原材料和大量減少加工工時(shí)，并且有條件把曲軸的形狀設(shè)計(jì)地更合理。本次設(shè)計(jì)中曲軸材料選用球墨鑄鐵。6.1.5曲軸強(qiáng)度校核為使計(jì)算簡(jiǎn)單，對(duì)曲軸的受力情況先作如下簡(jiǎn)化假定：對(duì)于多支承曲軸，作為在主軸承中點(diǎn)處被切開的分段筒支梁考慮；連桿力集中作用在曲柄銷中點(diǎn)處；略去回轉(zhuǎn)慣性力；略去曲軸自重。本次壓縮機(jī)設(shè)計(jì)軸承不容易斷裂，只進(jìn)行剛度校核。靜強(qiáng)度校核曲軸的材料是球墨

41、鑄鐵，所以滿足靜強(qiáng)度要求。疲勞強(qiáng)度校核，通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。符合條件，滿足要求。6.2連桿 6.2.1連桿結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖8連桿桿體主要結(jié)構(gòu)尺寸1小頭；2桿體；3大頭；4連桿螺栓；5大頭蓋；6連桿螺母 連桿是將作用在活塞上的推力傳遞給曲軸，又將曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)件。連桿包括桿體、大頭、小頭三部分，如圖。桿體的截面有圓形、環(huán)形、矩形、工字形等。圓形截面的桿體，機(jī)械加工最方便，但在同樣強(qiáng)度時(shí)，具有最大的運(yùn)動(dòng)質(zhì)量，適用于低速、大型以及小批生產(chǎn)的壓縮機(jī)。工字形截面的桿體在同樣強(qiáng)度時(shí)，具有最小的運(yùn)動(dòng)質(zhì)量，但其毛坯必須用模鍛或鑄造，適用于高速及大批量生產(chǎn)的壓縮機(jī)。本設(shè)計(jì)由于轉(zhuǎn)速較高，選擇工字形截面

42、連桿。6.2.2連桿結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原則 連桿的定位： 為了防止連桿在運(yùn)動(dòng)時(shí)的左右擺動(dòng)，以及考慮曲軸的熱膨脹引起的軸向移動(dòng)對(duì)連桿的影響，連桿必須加以定位，定位的方法有大頭定位與小頭定位兩種。大頭定位是在連桿大頭軸頸兩端面與曲軸銷的配合端面采用較小的配合間隙（約0.20.5毫米）；而在小頭襯套端面與活塞銷的配合端面則取較大的間隙(約為25毫米)。小頭定位是在小頭襯套端面與活塞銷的配合端面采用0.200.50毫米的配合間隙，而在大頭端面與曲柄銷的配合端面，取25毫米的間隙。6.2.3連桿尺寸計(jì)算 連桿長(zhǎng)度l的確定： 連桿長(zhǎng)度l，由曲柄半徑r與連桿長(zhǎng)度l的比值決定。愈大，壓縮機(jī)的外形愈小，愈容易使連桿在

43、運(yùn)動(dòng)時(shí)與滑道壁相碰；值小了的話，就會(huì)使壓縮機(jī)的外形愈大；所以選取要適當(dāng)。 因?yàn)楸敬卧O(shè)計(jì)要求結(jié)構(gòu)緊湊的立式壓縮機(jī)，選取 行程s=100 mm ，曲柄半徑 連桿長(zhǎng)度l： 連桿小頭襯套尺寸的確定:圖9 小頭襯套連桿小頭襯套內(nèi)徑按活塞銷決定：d=22mm連桿小頭近年來采用襯套的結(jié)構(gòu)，襯套的厚度s以及寬度b選取: ，取s=1.6mmb=(11.4)d=（11.4）55=2230.8mm，取b=27mm小頭襯套與活塞銷的間隙小頭襯套材料多采用銅合金。連桿大頭內(nèi)徑按曲軸決定：d=55mm連桿寬度b的確定從工藝上考慮連桿大小頭寬度取相等。對(duì)于連桿寬度取b=0.9b 式中b為軸瓦的寬度；對(duì)于大頭定位時(shí)，為大頭寬

44、度，對(duì)于小頭定位時(shí)，則為小頭襯套寬度。 ，取b=54mm 第七章軸承 壓縮機(jī)常用的軸承有滾動(dòng)軸承和滑動(dòng)軸承兩大類。滾動(dòng)軸承使用、維護(hù)方便，機(jī)械效率較高，結(jié)構(gòu)雖然復(fù)雜，但由專業(yè)廠制造，價(jià)格也不很貴，而且通用化標(biāo)準(zhǔn)化程度很高?；瑒?dòng)軸承的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，制造方便、精度高、振動(dòng)小、安裝方便。一般中、小型壓縮機(jī)適宜采用滾動(dòng)軸承；大型壓縮機(jī)及多支承的壓縮機(jī)普遍采用滑動(dòng)軸承。本設(shè)計(jì)是小型壓縮機(jī)，采用圓錐滾子軸承。7.1 滾動(dòng)軸承及其結(jié)構(gòu)確定滾動(dòng)軸承使用、維護(hù)方便，機(jī)械效率較高，結(jié)構(gòu)雖然復(fù)雜，但由專業(yè)廠制造，價(jià)格也不很貴，而且通用化，標(biāo)準(zhǔn)化程度很高。此壓縮機(jī)選用圓錐滾子軸承，能同時(shí)承受軸向載荷和徑向載荷的聯(lián)合作

45、用。軸承內(nèi)徑： , p最大活塞力，取d=60mm軸承代號(hào)：根據(jù)gb/t2971994查得圓錐滾子軸承：軸承代號(hào)：30212d:60mm d:110mm b：22mm第八章聯(lián)軸器圖10 彈性聯(lián)軸器壓縮機(jī)與驅(qū)動(dòng)機(jī)的連接，一般分為：1）壓縮機(jī)與驅(qū)動(dòng)機(jī)為同一軸的直連；2）壓縮機(jī)與原動(dòng)機(jī)兩軸間有速比的皮帶傳動(dòng)；3）壓縮機(jī)與原動(dòng)機(jī)兩軸間沒有速比的聯(lián)軸器連接。對(duì)于中、小型壓縮機(jī)與電動(dòng)機(jī)的連接，多采用彈性與半彈性的聯(lián)軸器。常用的彈性圈柱銷聯(lián)軸器及彈性聯(lián)軸器（如圖），后一種聯(lián)軸器適用于高速、起動(dòng)頻繁的情況下，安裝時(shí)允許在徑向上與轉(zhuǎn)角上有稍許偏移。彈性圈柱銷聯(lián)軸器通常以不裝圈的一半為主動(dòng)軸。我國(guó)已有彈性圈柱銷聯(lián)軸

46、器標(biāo)準(zhǔn)，見jb10860。它的缺點(diǎn)是加工要求較高，壽命較低，彈性圈常易損壞。為了提高壽命，我國(guó)維修工人在實(shí)踐中創(chuàng)造了木銷聯(lián)軸器。經(jīng)過幾年來的使用，可代替彈性圈柱銷聯(lián)軸器，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，壽命長(zhǎng)，軸向允許有較大的竄動(dòng)。其中的木銷材料可采用：玻璃布層壓板，環(huán)氧酚醛玻璃布棒，酚醛布棒，酚醛層壓板，胡桃木，榆木，白樺木等。以上材料可以就地取材， 因此深受廣大工人歡迎。聯(lián)軸器根據(jù)傳遞的扭矩，轉(zhuǎn)數(shù)及連接的直徑，可按jb10860選取，一般不需計(jì)算。如需計(jì)算時(shí)，主要是校核聯(lián)軸器中彈簧圈工作表面的擠壓應(yīng)力c，柱銷的彎曲應(yīng)力。第九章刮油器9.1 填料的基本要求填料是阻止氣缸內(nèi)氣體自活塞桿與氣缸之間泄漏的組件。填料的

47、要求是密封性能好并耐用。它是易損件，故設(shè)計(jì)中盡量采用標(biāo)準(zhǔn)化或通用化的元件，以便于生產(chǎn)管理，提高生產(chǎn)效率，降低成本。9.2 填料的結(jié)構(gòu)壓縮機(jī)中的填料，都是借助于氣體的壓力差來獲得自緊密封的。根據(jù)氣體的壓差、性質(zhì)、密封要求的高低、及其結(jié)構(gòu)的不同和使用上的習(xí)慣，選擇不同類型的密封圈。密封圈主要有平面和錐形兩類，前者用于低、中壓，后者用于高壓。本次設(shè)計(jì)的壓力為低壓，所以選擇平面密封圈。由于低壓三瓣密封圈適用于壓力差在10公斤/厘米2以下的密封，故采用三瓣密封圈，且該元件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于制造。該密封圈為單向斜口，由于它對(duì)活塞桿的比壓不均勻，銳角的一方比壓較大，因此其內(nèi)圈磨損也不均勻，主要發(fā)生在銳角的一方。

48、密封圈磨損后，在相鄰兩瓣接口處不可避免的留有間隙，無法阻擋氣體的泄漏。9.3 材料選擇平面密封圈一般用ht20-40灰鑄鐵。第十章潤(rùn)滑系統(tǒng)壓縮機(jī)中，在零件相互滑動(dòng)部位，如活塞與氣缸、填料與活塞桿、主軸承、連桿大頭、連桿小頭襯套以及十字頭滑道等處，要注入潤(rùn)滑劑進(jìn)行潤(rùn)滑，已達(dá)到以下目的：減少摩擦功率，降低壓縮機(jī)功率消耗；減少滑動(dòng)部分的磨損，延長(zhǎng)零件壽命；潤(rùn)滑劑有冷卻作用，可導(dǎo)走摩擦熱，使零部件溫度不高；用油作潤(rùn)滑劑時(shí)，尚有防止零件生銹的作用。設(shè)計(jì)和選擇潤(rùn)滑系統(tǒng)的基本要求是：要有可靠的供油裝置，要保證有適量的潤(rùn)滑油輸送至各運(yùn)動(dòng)部位；系統(tǒng)中要有便于檢查供油情況的部位和儀表；要有使?jié)櫥蛢艋倪^濾裝置；

49、供油管路的布置要緊湊，整齊，便于拆裝和清洗，同一管路中管件的選擇要力求劃一。本次設(shè)計(jì)采用飛濺潤(rùn)滑。飛濺潤(rùn)滑適用于無十字頭壓縮機(jī)。該潤(rùn)滑方式是借助于連桿大頭的擊油桿或擊油勺，將曲軸箱內(nèi)的潤(rùn)滑油飛濺至汽缸鏡面及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)各摩擦副表面，或者利用掛在曲軸頸臺(tái)肩上的圓環(huán)，將曲軸箱中的潤(rùn)滑油帶至主軸頸表面，再在離心力的作用下飛濺至汽缸鏡面和傳動(dòng)摩擦副表面。采用上述潤(rùn)滑方式能使汽缸和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)同時(shí)得到潤(rùn)滑，但二者潤(rùn)滑油只能相同。盡管該潤(rùn)滑方式存在潤(rùn)滑油量過多的缺點(diǎn)，但結(jié)構(gòu)極為簡(jiǎn)單，況且通過對(duì)濺油器形狀的不斷改進(jìn)（例如，設(shè)計(jì)成窄片狀或針狀），以及對(duì)濺油深度的合理控制，已能使耗油量指標(biāo)達(dá)到甚為理想的程度。所以，飛濺潤(rùn)滑幾乎成為泛用微型壓縮機(jī)潤(rùn)滑的普遍方式。第十一章冷卻系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)有：風(fēng)冷系統(tǒng)，水冷系統(tǒng)，本設(shè)計(jì)采用風(fēng)冷。11.1 冷卻方式壓縮機(jī)裝置中需要冷卻的部位有（即冷卻方式）：級(jí)間冷卻-多級(jí)壓縮機(jī)間排氣后冷卻-被壓縮氣體排出壓縮機(jī)后進(jìn)行冷卻，使其溫度降低，便于分離氣體中的水分和油霧，也使輸送氣體的管道