氣缸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上4.6 氣缸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.6.1 基本結(jié)構(gòu)形式氣缸是活塞式壓縮機(jī)中組成壓縮機(jī)容積的主要部分。根據(jù)壓縮機(jī)所要達(dá)到的壓力、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)可以有多種形式，但設(shè)計(jì)氣缸主要是：(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) 要有良好的冷卻，工作表面應(yīng)有良好的潤滑狀態(tài)；(3) 盡可能減小氣缸內(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能并且拆裝方便；(6) 氣缸直徑和閥座安裝孔等尺寸應(yīng)符合“三化”要求。為了保證工作的可靠性，壓縮機(jī)列中的所有氣缸都

2、要有較高的同心性。為此氣缸上一般都設(shè)有定位凸肩。定位凸肩導(dǎo)向面應(yīng)與氣缸工作表面同心，而且結(jié)合平面要與中心線垂直。由于活塞和活塞環(huán)在氣缸工作表面上滑行，使氣缸工作表面受到摩損，而且當(dāng)活塞在止點(diǎn)位置時(shí)，速度等于零，靠壓縮容積一側(cè)的第一道活塞環(huán)的比壓很大，有可能咬在工作面上，所以此處的磨損最大。因此應(yīng)恰當(dāng)?shù)倪x擇活塞環(huán)和氣缸工作面之間硬度和配合。本次設(shè)計(jì)在氣缸工作表面加上細(xì)微的珠光體組織，硬度達(dá)HB170以上，使活塞環(huán)的硬度比氣缸工作表面的硬度高10HB20HB。當(dāng)工作表面粗糙度達(dá)0.1時(shí)磨損最小，但用普通的加工方法很難達(dá)到這樣的粗糙度。因此本次設(shè)計(jì)無十字頭的壓縮機(jī)表面粗糙度不低于0.4即可。圖 4.

3、7布置在氣缸蓋上的組合閥氣閥在氣缸上的布置方式對(duì)氣缸的結(jié)構(gòu)有很大影響。本次設(shè)計(jì)氣閥關(guān)鍵是通道截面要大、余隙容積要小、安裝和修理要方便。因此本次設(shè)計(jì)選用舌簧閥，為了簡化氣缸的結(jié)構(gòu)，氣閥安裝在氣缸蓋上，氣閥的中心線與氣缸中心線平行布置氣閥在兩氣缸蓋上。這時(shí)氣閥與氣缸連通通道引起的余隙容積較小，氣流暢通。單作用氣缸的潤滑點(diǎn)布置在靠壓縮容積側(cè)第一道活塞環(huán)掃過距離的中間位置，而且氣缸一般都有指示器接管。為了防止氣體外泄，壓緊螺栓的端部用封閉螺母緊固，螺母與閥蓋的結(jié)合面上加熱片密封。吸氣閥受氣缸內(nèi)的氣體壓力作用，脫離其承座的力要比排氣閥所受的同樣的力大得多，所以吸氣閥壓罩的壓緊螺栓要比排氣閥的取得多。 本

4、設(shè)計(jì)采用氣缸材料為HT200灰鑄鐵。4.6.2 氣缸尺寸的確定本次設(shè)計(jì)風(fēng)冷空氣壓縮機(jī)中用的單層壁氣缸并做成兩頭都帶蓋的開式結(jié)構(gòu)，這是因?yàn)殚_式結(jié)構(gòu)能改善鑄造工藝。氣缸鏡面的加工精度容易得到保證，而且可以減小鑄造應(yīng)力和溫度應(yīng)力。(1) 壓力較高或直徑較小鑄鐵氣缸的壁厚按薄壁圓筒公式計(jì)算：mm 式中：p1氣缸工作壓力，MPa；D1氣缸內(nèi)徑，mm；a壁厚的附加項(xiàng)，其值按5mm8mm選取，氣缸直徑較大取較大值；氣缸材料的許用拉伸拉伸應(yīng)力(MPa)，普通灰鑄鐵，=15 MPa 18MPa，高強(qiáng)度鑄鐵，=20 MPa 28MPa，球磨鑄鐵，=60 MPa 80MPa，氣閥布置在氣缸蓋上，氣缸形狀較簡單用高強(qiáng)

5、度鑄鐵時(shí)，=25 MPa 40MPa。取=30MPa。一級(jí)：=P1D12p+a=1.1×1122×30+8=10.05mm取=13mm二級(jí)：=P1D12p+a=1.1×652×30+6=7.19mm取=8mm(2)氣缸其余部分的厚度計(jì)算 一級(jí)氣缸：水套的厚度：；取=0.8=0.8×12=9.6mm取厚度為10mm。連桿法蘭的厚度：1.4=1.4×12=16.8 mm取厚度為18mm。二級(jí)氣缸：水套的厚度：；取mm取厚度為8mm。連桿法蘭的厚度：mm取厚度為12mm。（3）氣缸的軸向高度氣缸中孔的內(nèi)圓表面為氣缸的工作表面，供活塞在其中作

6、往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并且保持滑動(dòng)部分的氣密性，以形成所需的壓縮容積。為了保證活塞對(duì)氣缸工作表面的可密封，須將活塞環(huán)運(yùn)動(dòng)時(shí)掃過的氣缸工作表面精密加工，并且要求：活塞在內(nèi)、外止點(diǎn)位置時(shí)相應(yīng)的最外一道活塞環(huán)能越出工作表面1mm2mm，以避免形成凸邊或積垢。而且活塞到達(dá)氣缸頂部時(shí)應(yīng)留有0.6mm1.2mm的間隙，活塞走完行程到達(dá)氣缸底部時(shí)為防止活塞運(yùn)動(dòng)使氣缸形成凸臺(tái)，不便于拆卸，活塞應(yīng)超出氣缸一定長度，對(duì)于有油壓縮機(jī)活塞在外止點(diǎn)位置時(shí)，活塞裙座越出氣缸總高度的10mm15mm為宜，同時(shí)氣缸軸向高度在選取時(shí)不能與連桿相接觸發(fā)生干涉現(xiàn)象。為了便于加工工作表面和安裝活塞方便，應(yīng)使工作表面兩端之外的表面取較大值徑，而且

7、與工作表面成錐面過渡，錐面的斜度一般取1:3或15°的斜角。因此，氣缸軸向高度為： (4-31)式中：S氣缸的行程，mm； h活塞的高度，mm； c1活塞在內(nèi)、外止點(diǎn)位置時(shí)，相應(yīng)的最外一道活塞環(huán)能越出工作表面1mm2mm，以避免形成凸邊或積垢； c2活塞在外止點(diǎn)位置時(shí)，活塞裙座越出氣缸總高度10mm15mm。一級(jí)氣缸：H1=65+80+210=157mm，取H=170mm二級(jí)氣缸：H2=65+80+210=162mm，取H=170mm(4) 氣缸翅片的設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)冷卻方式是風(fēng)冷，風(fēng)冷氣缸靠氣缸外壁加散熱片來冷卻散熱片環(huán)向布置。這樣冷卻較均勻，但是相對(duì)縱向氣缸剛性較差。氣缸靠近蓋端的散熱片較長，而且氣缸蓋也設(shè)散熱片，以加熱這一部分的冷卻。若氣缸上散熱片排列過于稀疏，會(huì)導(dǎo)致氣缸散熱不充分，使各級(jí)工作溫度升高，從而影響了壓縮機(jī)的正常工