空氣壓縮機的設(shè)計畢業(yè)設(shè)計

1、2CHU四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計0.42/150型空氣壓縮機畢業(yè)設(shè)計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文），是我個人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得及其它教育機構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。作者簽名：日期：指導(dǎo)教師簽名：日期：使用授權(quán)說明本人完全了解大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有

2、權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)校可以公布論文的部分或全部內(nèi)容。作者簽名：日期：學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名：日期：年月日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向

3、國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版,允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。導(dǎo)師簽名：日期：年月作者簽名：日期：年月日指導(dǎo)教師評閱書指導(dǎo)教師評價：一、撰寫（設(shè)計）過程1、學(xué)生在論文（設(shè)計）過程中的治學(xué)態(tài)度、工作精神優(yōu)良中及格口不及格2、學(xué)生掌握專業(yè)知識、技能的扎實程度優(yōu)良中及格口不及格3、學(xué)生綜合運用所學(xué)知識和專業(yè)技能分析和解決問題的能力優(yōu)良中及格口不及格4、研究方法的科學(xué)性；技術(shù)線路的可行性；設(shè)計方案的合理性優(yōu)良中及格口不及格5、完成畢業(yè)論文（設(shè)計）期間的

4、出勤情況優(yōu)良中及格口不及格二、論文（設(shè)計）質(zhì)量1、論文（設(shè)計）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？優(yōu)良中及格口不及格2、是否完成指定的論文（設(shè)計）任務(wù)（包括裝訂及附件）？優(yōu)良中及格口不及格三、論文（設(shè)計）水平1、論文（設(shè)計）的理論意義或?qū)鉀Q實際問題的指導(dǎo)意義優(yōu)良中及格口不及格2、論文的觀念是否有新意？設(shè)計是否有創(chuàng)意？優(yōu)良中及格口不及格3、論文（設(shè)計說明書）所體現(xiàn)的整體水平優(yōu)良中及格口不及格建議成績：優(yōu)良中及格不及格（在所選等級前的內(nèi)畫“丿”）指導(dǎo)教師：（簽名）單位：（蓋章）年月曰評閱教師評閱書評閱教師評價：一、論文（設(shè)計）質(zhì)量1、論文（設(shè)計）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？優(yōu)良中及格口不及格2、是否完成

5、指定的論文（設(shè)計）任務(wù)（包括裝訂及附件）？優(yōu)良中及格口不及格二、論文（設(shè)計）水平1、論文（設(shè)計）的理論意義或?qū)鉀Q實際問題的指導(dǎo)意義優(yōu)良中及格口不及格2、論文的觀念是否有新意？設(shè)計是否有創(chuàng)意？優(yōu)良中及格口不及格3、論文（設(shè)計說明書）所體現(xiàn)的整體水平優(yōu)良中及格口不及格建議成績：優(yōu)良中及格不及格（在所選等級前的內(nèi)畫“廠）評閱教師：（簽名）單位：（蓋章）年月日教研室（或答辯小組）及教學(xué)系意見教研室（或答辯小組）評價：一、答辯過程1、畢業(yè)論文（設(shè)計）的基本要點和見解的敘述情況優(yōu)良中及格口不及格2、對答辯問題的反應(yīng)、理解、表達情況優(yōu)良中及格口不及格3、學(xué)生答辯過程中的精神狀態(tài)優(yōu)良中及格口不及格二、論文（

6、設(shè)計）質(zhì)量1、論文（設(shè)計）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？優(yōu)良中及格口不及格2、是否完成指定的論文（設(shè)計）任務(wù)（包括裝訂及附件）？優(yōu)良中及格口不及格三、論文（設(shè)計）水平1、論文（設(shè)計）的理論意義或?qū)鉀Q實際問題的指導(dǎo)意義優(yōu)良中及格口不及格2、論文的觀念是否有新意？設(shè)計是否有創(chuàng)意？優(yōu)良中及格口不及格3、論文（設(shè)計說明書）所體現(xiàn)的整體水平優(yōu)良中及格口不及格評定成績：優(yōu)良中及格不及格（在所選等級前的內(nèi)畫“丿”）教研室主任（或答辯小組組長）：（簽名）年月曰教學(xué)系意見:系主任：（簽名）年月曰摘要往復(fù)式壓縮機是工業(yè)上使用量大、面廣的一種通用機械。立式壓縮機是往復(fù)活塞式壓縮機的一種，屬于容積式壓縮機，是利用活塞

7、在氣缸中運動對氣體進行擠壓，使氣體壓力提高。熱力計算、動力計算是壓縮機設(shè)計計算中基本，又是最重要的一項工作，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)過計算得到壓縮機的相關(guān)參數(shù)，如級數(shù)、列數(shù)、氣缸尺寸、軸功率等，經(jīng)過動力計算得到活塞式壓縮機的受力情況?；钊綁嚎s機熱力計算、動力計算的結(jié)果將為各部件圖形以及基礎(chǔ)設(shè)計提供原始數(shù)據(jù)，其計算結(jié)果的精確程度體現(xiàn)了壓縮機的設(shè)計水平。關(guān)鍵詞：活塞式壓縮機；熱力計算；動力計算;氣缸；曲軸AbstractReciprocatingcompressorisacommontypemachine,usedintheindustry.V-typeofpistonco

8、mpressorsisakindofreciprocatingcompressor,belongtothecompressor,utilizethepistonsinthecylindermovingtosqueezeonthegassqueezedthegaspressure.Thermalcalculationanddynamicalcomputationisbasicofcompressordesigncalculation,isalsoanimportantwoke,accordingtomedium,displacement,pressureoftask-book,bycalcula

9、tinggettingrelatedparametersofcompressors,suchaslevels,columns,sizeofcylinder,shaftpower,bydynamicalcomputationgettingstressedstatusofapistontypecompression,duetoreducethevibrationisveryimportant.heatcalculationanddynamicalcomputationofthepistontypecompressor,whichisprovidingdesigndata.Thecalculatio

10、nsreflectexactlythedesignlevelofthecompressor.Keywords:pistoncompressor;thermalcalculation;dynamicalcomputation;cylinder;cranksh目錄TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark8 o Current Document 摘要1 HYPERLINK l bookmark10 o Current Document Abstractiii HYPERLINK l bookmark14 o Current Document 第一章引言1 HYPERLIN

11、K l bookmark16 o Current Document 11壓縮機設(shè)計的意義1 HYPERLINK l bookmark18 o Current Document 12活塞壓縮機的工作原理1 HYPERLINK l bookmark20 o Current Document 1.3活塞壓縮機的分類2 HYPERLINK l bookmark22 o Current Document 14壓縮機的發(fā)展前景2 HYPERLINK l bookmark24 o Current Document 15壓縮機設(shè)計說明3 HYPERLINK l bookmark26 o Current Doc

12、ument 第二章總體設(shè)計5 HYPERLINK l bookmark28 o Current Document 2.1設(shè)計依據(jù)及參數(shù)5 HYPERLINK l bookmark30 o Current Document 2.2總體設(shè)計原則5 HYPERLINK l bookmark32 o Current Document 2.3結(jié)構(gòu)方案的選擇5 HYPERLINK l bookmark34 o Current Document 2.3.1氣缸排列型式的選擇6 HYPERLINK l bookmark36 o Current Document 2.3.2運動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)及選擇7 HYPERLI

13、NK l bookmark38 o Current Document 2.3.3級數(shù)選擇和各級壓力比的分配7 HYPERLINK l bookmark44 o Current Document 2.3.4轉(zhuǎn)速和行程的確定9 HYPERLINK l bookmark58 o Current Document 第三章熱力計算11 HYPERLINK l bookmark64 o Current Document 31確定各級的容積效率11 HYPERLINK l bookmark62 o Current Document 3.1.1確定各級的容積系數(shù)11 HYPERLINK l bookmark8

14、2 o Current Document 3.1.2選取壓力系數(shù)123.1.4泄漏系數(shù)13 HYPERLINK l bookmark98 o Current Document 32確定析水系數(shù)133.3各級行程容積的確定1434汽缸直徑的確定1435實際行程容積1536各級名義壓力比153.7排氣溫度1638活塞力的計算1639計算軸功率16 HYPERLINK l bookmark116 o Current Document 3.10驅(qū)動機的選擇17 HYPERLINK l bookmark122 o Current Document 第四章動力計算18 HYPERLINK l bookma

15、rk124 o Current Document 41壓縮機中的作用力18 HYPERLINK l bookmark126 o Current Document 4.1.1曲柄連桿機構(gòu)的運動關(guān)系和慣性力18 HYPERLINK l bookmark134 o Current Document 4.1.2往復(fù)慣性力往復(fù)摩擦力旋轉(zhuǎn)摩擦力的計算19 HYPERLINK l bookmark142 o Current Document 4.1.3各級氣體力的計算20 HYPERLINK l bookmark168 o Current Document 4.1.4總活塞力及切向力28 HYPERLINK

16、 l bookmark176 o Current Document 第五章氣缸部分的設(shè)計33 HYPERLINK l bookmark178 o Current Document 51氣缸33 HYPERLINK l bookmark180 o Current Document 5.1.1結(jié)構(gòu)形式的確定33 HYPERLINK l bookmark182 o Current Document 5.1.2氣缸主要尺寸的計算33 HYPERLINK l bookmark190 o Current Document 52活塞34 HYPERLINK l bookmark192 o Current D

17、ocument 5.2.1活塞環(huán)34 HYPERLINK l bookmark194 o Current Document 5.2.2活塞基本尺寸35 HYPERLINK l bookmark200 o Current Document 第六章基本部件的設(shè)計37 HYPERLINK l bookmark202 o Current Document 61曲軸37 HYPERLINK l bookmark204 o Current Document 6.1.1曲軸結(jié)構(gòu)的選擇37 HYPERLINK l bookmark206 o Current Document 6.1.2曲軸結(jié)構(gòu)設(shè)計37 HYP

18、ERLINK l bookmark208 o Current Document 6.1.3曲軸結(jié)構(gòu)尺寸的確定37 HYPERLINK l bookmark212 o Current Document 6.1.4曲軸材料39 HYPERLINK l bookmark214 o Current Document 6.1.5曲軸強度校核39 HYPERLINK l bookmark216 o Current Document 62連桿39 HYPERLINK l bookmark218 o Current Document 6.2.1連桿結(jié)構(gòu)設(shè)計39 HYPERLINK l bookmark220

19、o Current Document 6.2.2連桿尺寸計算40 HYPERLINK l bookmark246 o Current Document 第七章軸承45 HYPERLINK l bookmark248 o Current Document 7.1滾動軸承及其結(jié)構(gòu)確定45 HYPERLINK l bookmark262 o Current Document 第八章聯(lián)軸器46 HYPERLINK l bookmark264 o Current Document 第九章填料和刮油器47 HYPERLINK l bookmark266 o Current Document 9.1填料的基

20、本要求47 HYPERLINK l bookmark268 o Current Document 92填料的結(jié)構(gòu)47 HYPERLINK l bookmark270 o Current Document 9.3材料選擇47 HYPERLINK l bookmark272 o Current Document 第十章氣路系統(tǒng)48 HYPERLINK l bookmark274 o Current Document 101空氣濾清器48 HYPERLINK l bookmark276 o Current Document 102液氣分離器、緩沖器和儲氣罐48 HYPERLINK l bookmar

21、k278 o Current Document 第十一章潤滑系統(tǒng)49 HYPERLINK l bookmark280 o Current Document 第十二章冷卻系統(tǒng)50 HYPERLINK l bookmark282 o Current Document 121概述50 HYPERLINK l bookmark284 o Current Document 122冷卻介質(zhì)的選擇50 HYPERLINK l bookmark286 o Current Document 第十三章結(jié)語52 HYPERLINK l bookmark288 o Current Document 參考文獻54 HY

22、PERLINK l bookmark296 o Current Document 致謝1第一章引言壓縮機是用來提高氣體壓力和輸送氣體的機械，屬于將原動機的動力能轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w壓力能的工作機。它的種類多、用途廣，有“通用機械”之稱。1.1壓縮機設(shè)計的意義在石化領(lǐng)域，往復(fù)式壓縮機主要是向大容量、高壓力、低噪聲、高效率、高可靠性等方向發(fā)展；不斷開發(fā)變工況條件下運行的新型氣閥，提高氣閥壽命；在產(chǎn)品設(shè)計上，應(yīng)用熱力學(xué)、動力學(xué)理論，通過綜合模擬預(yù)測壓縮機在實際工況下的性能；強化壓縮機的機電一體化，采用計算機自動控制，實現(xiàn)優(yōu)化節(jié)能運行和聯(lián)機運行；在動力領(lǐng)域，活塞式壓縮機目前占有主要市場。但隨著人們對使用環(huán)境及能

23、耗、環(huán)保等方面要求的提高，螺桿和渦旋空氣壓縮機開始占有一定的市場；在制冷空調(diào)領(lǐng)域，往復(fù)式制冷壓縮機作為一種傳統(tǒng)的制冷壓縮機，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，但市場份額正逐漸減小。本設(shè)計主要針對于船舶，機械，冶金，石油，特別是國防等領(lǐng)域需求體積小，結(jié)構(gòu)緊湊，小排量，高壓力的空壓機，CZ0.42/150型空氣壓縮機其結(jié)構(gòu)性能正好能滿足以上要求。其設(shè)計成功量產(chǎn)之后將能產(chǎn)生巨大的社會效應(yīng)。1.2活塞壓縮機的工作原理活塞式壓縮機包括：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)架還包括了一個吸入室，壓縮室和一個曲柄室。冷卻室是孤立于吸入室。氣體是從

24、構(gòu)架外面進入吸入室?？尚D(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)軸支持整個構(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，使得壓縮機氣缸蓋密封。通過引入一個互連的冷卻室和曲柄室。當(dāng)曲軸被電動機帶動旋轉(zhuǎn)時，通過連桿使活塞在汽缸內(nèi)往復(fù)運動。在汽缸頂部外圈裝有環(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時，缸內(nèi)容積增大，壓力下降，于是吸氣管中壓力為P/的空氣便頂開吸入閥進入缸內(nèi)，直到行程的下死點為止，這樣便完成了一個吸入過程。當(dāng)活塞從下死點向上回行時，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

25、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，氣體便頂開排氣閥進入排氣管路，活塞繼續(xù)上行，直到上死點。當(dāng)活塞由上死點向下死點回行時，排氣閥在彈簧和排氣管中壓力的作用下關(guān)閉，壓縮機又開始下一個吸氣過程。如此周而復(fù)始，完成循環(huán)。1.3活塞壓縮機的分類往復(fù)壓縮機分類方法很多：1、按在活塞的一側(cè)或兩側(cè)吸、排氣體，可分為單動和雙動往復(fù)壓縮機；2、按氣體壓縮次數(shù)可分為單極、雙極和多級壓縮機；3、按壓縮機所產(chǎn)生的最終壓力可分為低壓、中壓和高壓壓縮機；4、按排氣量可以分為小型、中性和大型壓縮機；5、按壓縮氣體的種類可分為：空氣壓縮機、氨壓縮機、氫壓縮機等。1.4壓縮機的發(fā)展前景隨著

26、近幾年經(jīng)濟的飛躍發(fā)展，行業(yè)集中度有所提高，供貨進一步向大企業(yè)集中，氣體壓縮機產(chǎn)業(yè)向布局逐步合理的新局面發(fā)展。通過經(jīng)濟戰(zhàn)略性重組的推進，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，達到強強聯(lián)合，承擔(dān)起國家重大技術(shù)裝備項目。在相關(guān)政策方面，為應(yīng)對全球性金融危機對我國經(jīng)濟的影響，早在09年年初，國家已經(jīng)制定了一系列的刺激經(jīng)濟方案，重點調(diào)整振興包括石化、冶金等氣體壓縮機的下游產(chǎn)業(yè)在內(nèi)的十大產(chǎn)業(yè)。這些措施對氣體壓縮機產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起到了積極的影響，這也是2009年下半年壓縮機行業(yè)經(jīng)濟逐漸利好的主要原因。在開拓國際市場方面，壓縮機行業(yè)應(yīng)積極而謹(jǐn)慎地探索自己的國際化道路。目前，壓縮機行業(yè)國際化

27、步伐緩慢，尤其是在2009年一整年中，壓縮機出口形勢都不容樂觀，這主要表現(xiàn)在國內(nèi)壓縮機行業(yè)技術(shù)發(fā)展水平與國外同類企業(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際競爭力的大型國際企業(yè)集團。未來三年，我國石油、化工、冶金、船舶、環(huán)保、清潔能源等行業(yè)將進一步發(fā)展，壓縮機市場需求前景依然看好。如大推力往復(fù)式壓縮機、工藝螺桿壓縮機、大排量無油壓縮機、高壓大排量壓縮機、機車配套壓縮機、低噪聲船用壓縮機等。2010年，是壓縮機行業(yè)發(fā)展的新起點，預(yù)計行業(yè)未來呈現(xiàn)出新的發(fā)展態(tài)勢。首先是結(jié)構(gòu)調(diào)整將有重大突破。當(dāng)前我國壓縮機行業(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

28、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；資源控制力不強，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年壓縮機行業(yè)必須下大力量，突出抓好結(jié)構(gòu)調(diào)整，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級，認(rèn)真解決影響壓縮機行業(yè)發(fā)展的重大問題。第二，行業(yè)內(nèi)要大力推動共性技術(shù)研究開發(fā)，掌握核心技術(shù)、關(guān)鍵技術(shù)的自主知識產(chǎn)權(quán)。當(dāng)前，壓縮機行業(yè)共性技術(shù)的科研經(jīng)費投入不足，研究開發(fā)力量薄弱。2010年，各企業(yè)應(yīng)加大在我國重點培育自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)裝備研發(fā)力量?？梢杂杏媱潯⒂胁襟E地加強國家重點實驗室、國家工程技術(shù)研究中心、行業(yè)科研院所等共性技術(shù)研究開發(fā)平臺的建設(shè)，重點支持原創(chuàng)性技術(shù)、共

29、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)品的自主知識產(chǎn)權(quán)。第三，進入加快發(fā)展制造服務(wù)業(yè)階段。當(dāng)前，壓縮機行業(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競爭，壓縮機企業(yè)極需提高自身的核心競爭力，轉(zhuǎn)變增長方式。在制造過程中重視服務(wù)，從市場調(diào)研、售后，直到產(chǎn)品報廢回收，努力為客戶提供以知識密集、附加值高為特征的服務(wù)項目，則是壓縮機企業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的一個關(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資本作為其主要投入，這對壓縮機企業(yè)在解決發(fā)展、升級問題的同時，提升競爭力也具有

30、重要支撐作用。與國外往復(fù)式壓縮機技術(shù)水平相比，我國的主要差距為基礎(chǔ)理論研究差，產(chǎn)品技術(shù)開發(fā)能力低，工藝裝備和實驗手段后，產(chǎn)品技術(shù)起點低，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)品還滿足不了國內(nèi)需求。1.5壓縮機設(shè)計說明本說明書包括活塞式壓縮機的總體設(shè)計，熱力、動力計算，主機和輔助設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計和計算，潤滑，排氣量調(diào)節(jié)以及安裝調(diào)整等內(nèi)容，還介紹了國內(nèi)已經(jīng)使用的各種活塞式壓縮機的結(jié)構(gòu)特點。此外，壓縮機設(shè)計計算時所涉及的單位換算，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)知識有限，本設(shè)計的誤差和缺點在所難免，希望老師批評指正，以期在以后加以充實完善。第二草總體設(shè)計2.

31、1設(shè)計依據(jù)及參數(shù)公稱容積流量:空氣大氣壓15MPa（表）V180C壓縮介質(zhì):進氣壓力:公稱排氣壓力:排氣溫度：2.2總體設(shè)計原則設(shè)計活塞壓縮機應(yīng)符合以下基本原則：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。有足夠長的使用壽命（應(yīng)理解為壓縮機需要大修時間間隔的長短），足夠高的使用可靠性（應(yīng)理解為壓縮機被迫停車的次數(shù)）。有較高的運轉(zhuǎn)經(jīng)濟性。有良好的動力平衡性。維護檢修方便。盡可能采用新結(jié)構(gòu)、新技術(shù)、新材料。制造工藝性良好。機器的尺寸小、重量輕。2.3結(jié)構(gòu)方案的選擇活塞式壓縮機的結(jié)構(gòu)方案由下列因素組成：1）機器的型式；2）級數(shù)和列數(shù);3）各級氣缸在列中的排列和各列曲柄錯角的排列，用上述因素

32、組成的圖形，稱為結(jié)構(gòu)方案圖，即習(xí)慣上所說的機器縱，橫剖面圖。選擇壓縮機的結(jié)構(gòu)方案時，應(yīng)根據(jù)壓縮機的用途，運轉(zhuǎn)條件，排氣量和排氣壓力制造廠生產(chǎn)的可能性，驅(qū)動方式及占地面積等條件，從選擇機器的型式和級數(shù)入手，制訂出合適的方案。壓縮機的結(jié)構(gòu)特點主要體現(xiàn)在兩方面，即氣缸排列的型式（指氣缸中心線的排列位置）和運動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)。2.3氣缸排列型式的選擇根據(jù)氣缸排列的型式不同，有立式壓縮機、臥式壓縮機、對稱平衡型壓縮、對置型壓縮機及角度式壓縮機。角度式壓縮機，氣缸中心線具有一定的角度，但不等于零度和1801。按氣缸中心線的位置不同，又可以分為W型、V型、L型和扇型。由于本設(shè)計選擇一種較老的結(jié)構(gòu)：立式壓縮機。其

33、優(yōu)點在于：1）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，能延長機器的使用壽命。2）占地面積比較小。3）因為載荷使機身主要產(chǎn)生拉伸和壓縮應(yīng)力，所以機身的形狀簡單，重量輕。4）往復(fù)運動部件的慣性力垂直作用在基礎(chǔ)上，而基礎(chǔ)抗垂直振動的能力較強,所以它的尺寸較小。2.1圖三列立式氧氣壓縮機2.3.2運動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)及選擇活塞式壓縮機的運動機構(gòu)有:無十字頭和帶十字頭兩種，本設(shè)計為無十字頭。選擇無十字頭的理由是：結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，機械高度較低，相應(yīng)的機械重量較輕,一般不需要專門的潤滑機構(gòu)。但是無十字頭的壓縮機只能作成單作用的，所以,氣體容積的利用不充分（因為活

34、塞與氣缸之間，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，氣缸的潤滑油量也難于控制。2.3.3級數(shù)選擇和各級壓力比的分配工業(yè)用的氣體，有時需求較高的壓力，需采取多級壓縮。在選擇壓縮機的級數(shù)時，低，結(jié)構(gòu)也更加復(fù)雜，造價便大大上升。因此，必須根據(jù)壓縮機的容量和工作特點，恰當(dāng)?shù)剡x擇所需的級數(shù)和各級壓力比。30是級中的相對壓力損失，一般平均的相對壓力損失值為1020%，取5=20%,查圖2得，50=2.75?？倝嚎s比a=151t0.1Z=ln151/ln2.75=4.95選擇壓縮機的級數(shù)是一個比較復(fù)雜的問題。設(shè)計時，通?？偸菑姆治龉ぷ鳁l件相

35、同或相近的現(xiàn)有機器入手，來確定新集線器所需的級數(shù)。表2-1列出了工業(yè)上在各種操作條件下使用的壓縮機的級數(shù)；應(yīng)該指出，表中所列的級數(shù)是考慮了各種具體情況而選取的，如排氣壓力為220公斤/厘米2的氦氫氣壓縮機，由于中間有兩段的壓力為工藝流程所需要，因而取六級；3米2/分一下的微型空氣壓縮機，在排氣壓力為7公斤/厘米2時取一級，這是由于其工作是間歇的，并考慮到系列化的原因，所以表2-1只供選擇級數(shù)時參考。表2-1工業(yè)上常用的各種氣體壓縮機的級數(shù)吃吒.如、宜甜牡導(dǎo).山輕2“so1.43no地h7&氏富一區(qū)佗3；ifl陽肚汽姬-|玄IBBtaiK1H.Q3圧宙性H蒂IB侏卄豹牙力亦nn金斤/陽r樂ft找

36、A31$2iJi卷餐頁3i.a祗ft*匕to3.1RB.L713-1匚LB-3”注吩旳3r3l-i為了盡量減小機器的體積和考慮到級數(shù)過高對設(shè)備的要求也大大提高，取Z=3級根據(jù)工況的需要，選擇級數(shù)為三級，按照等壓力比分配的原則，5=82=1511/3=5.32,但為使第一級由較高的容積系數(shù)，第一級的壓力比取稍低值，各級名義壓力及壓力比見表1。表2-2各級名義壓力及壓力比級數(shù)123吸氣壓力po/MPa0.10.532.835S排氣壓力Po/MPa0.532.83515.1d壓力比0=P0/P05.305.345.33Sd2.3.4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:ns式中Cm活塞平均

37、速度（米/秒）;n壓縮機轉(zhuǎn)數(shù)（轉(zhuǎn)/分）;S活塞行程（米）。表2-3活塞式壓縮機主要結(jié)構(gòu)參數(shù)表梏X力Zfra51.2722|1.2?:H1403.4(1zao3.ED丄汕邱S.USTIC：3-$T嗣W12札a1917?22那加0!15小型壓縮機為使結(jié)構(gòu)緊湊和公司的相關(guān)要求，只能采用較小行程，取s=40mm。近代壓縮機轉(zhuǎn)數(shù)n通常在以下范圍：微型和小型：1000-3000（轉(zhuǎn)/分）中型：500-1000（轉(zhuǎn)/分）大型：250-500（轉(zhuǎn)/分）ns1500 x40 x103c=沁1.307m/sm3030取壓縮機的轉(zhuǎn)速n=1500r/min則，符合活塞平均速度。第三章熱力計算壓縮機的熱力計算，是根據(jù)氣

38、體的壓力，容積和溫度之間存在一定的關(guān)系，結(jié)合壓縮機的具體特性和使用要求而進行的，其目的是要求得最有利的熱力參數(shù)（各級的吸排氣溫度，壓力，所耗動力）和適宜的主要結(jié)構(gòu)尺寸（活塞行程，氣缸直徑等）。計算前做以下說明：A.壓力一在熱力計算中使用的壓力都是絕對壓力，為統(tǒng)一起見，本說明除特別注明外，壓力均指絕對壓力。溫度一在熱力計算中所采用的是絕對溫度，它以K來表示。絕對溫度與攝氏溫度之間具有以下關(guān)系：T=t+273比容一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。按下式計算:丫二11.79空T3.1確定各級的容積效率311確定各級的容積系數(shù)相對余隙容積a根據(jù)統(tǒng)計，壓縮機的相對余隙容積值多在以

39、下范圍內(nèi)：壓力20公斤/厘米2；a=0.070.12；壓力20321公斤/厘米2；a=0.120.16微型壓縮機的相對余隙容積：排氣量在0.2米3/分以下；a=0.0880.10排氣量在0.3米3/分以上；a=0.0350.05由于P=15.1MPa，則a=0.120.25，排氣量為qV=0.42m3,則a=0.0350.05,所以，各級相對余隙容積a1=0.07a2=0.13a3=0.14；膨脹指數(shù)M對于雙原子氣體，從常壓進氣的大，中型壓縮機第一級氣缸，根據(jù)壓縮機轉(zhuǎn)數(shù)范圍，選取的M值如下：壓縮機轉(zhuǎn)數(shù)：n200（轉(zhuǎn)/分），m=1.21.30n200(轉(zhuǎn)/分)，m=1.251.35n500(轉(zhuǎn)/

40、分)，m=k表3-1不同壓力下的m值虜人豎+F:isi（雪斤，耳叮?nt-J.-4迖-ieg大干】三4-1rji=.E54Ein=14TilJb-Li本次設(shè)計中氣體絕熱指數(shù)取k=1.25,根據(jù)吸入壓力值可知各級的膨脹系數(shù)m尢干加mt值如M-m1=1.125m2=1.187m3=1.25；容積系數(shù)：九v1二1-a1(e11/m1-1)二1-0.07X(5.301/1.125-1)二0.7602=1-a2(e21/m2-1)二1-0.13X(5.341/1.187-1)二0.5893=1-a3(e31/m3-1)二1-0.14x(5.331/1.25-1)二0.606312選取壓力系數(shù)當(dāng)常壓吸氣時

41、，=0.95-0.98，在循環(huán)壓縮機的第一級和多級壓縮機的第二級,因吸氣壓力較高，即使同樣大小的壓力損失，相對壓力損失仍很小，這時人=0.95-1.0。根據(jù)各級的吸入壓力選擇壓力系數(shù)如下：久尸0.95久2=0.98久3=1p1p2p3313選取溫度系數(shù)根據(jù)下圖所示關(guān)系選取溫度系數(shù):I.h去#匕S.n?.D4.0乩生市ItL4圖3-1溫度系數(shù)妣與壓力比的關(guān)系久=0.95久=0.96久2=0.96t1t2t3314泄漏系數(shù)泄漏系數(shù)一般取值在0.900.98范圍，則=0.94切2=0.95右3=0.95綜上所述，容積系數(shù)：n1=九A入人=0.76x0.95x0.95x0.94=0.6451v1plt

42、111nv2=v2入p2人2人2=0.5&9).9X0.9X0.90.535%仏3人3兀人3=0606x.99芻0.5533.2確定析水系數(shù)第一級無水分析出久申1=1.0第二級軸2=(Ps2-申2Psa2)S1/(Ps2-申2Psa2)妬3=(Ps3-申3Psa3)申2/(Ps3-申3PsaJ干氣系數(shù)昭=0.8%=1.0申3=1.0取定一級進氣溫度20C。,二級進氣溫度40C。三級進氣溫度30C。由表2可得,1PttFy1t1?y(C)畑斤炮疥)S斤丿來9(&)f/厘米T(楚斤丿米!e(fijf/H米y(E斤琳TI006690-0553925U-032290.23044911,)19570.0

43、7232Qr007i92Eg屈藥O-QS43750OJ257R01,09803370.U36340.03379-0,13216.0.869640*0082&0-00630歸Q03S630.02721F2o.nsaj0.0910752SO.IMOUo.ozm53C.1457S0.0952S6Q.0OB530.H)726300*043250.0303654Q.侶盟0+Q9m70.01030.G9O.30J20.19)S220.02QHrl的20.10284700.3177C.19B2細(xì)Ory2863D.0205747Q,104210-0720534o.omi&.O517?4?0J13B20,075

44、57表3-2飽和水蒸汽在170C時的壓力P(kgf/cm2)與重度卩(kgf/m2)當(dāng)T=20C。時,Pz=2383Pa；當(dāng)T=40C。，則，P尸7520Pa當(dāng)T3=30C。，則1sal2sa23P=4325Pasa3進氣狀態(tài)下的排氣量Vm二0.42x0.1x106x(20+273.15)/(0.1x106-0.87x2383)x273.15)二0.473.3各級行程容積的確定壓縮機各級的氣缸行程容積按下式計算：Vt=Vm/九式中Vm壓縮機的排氣量(米3/分)；九壓縮機的排氣系數(shù)，心A人多級壓縮機其余各級的氣缸行程容積按下式計算：V=出人xp1/p.xTi/TixVtidii1s1sisis1

45、m式中ps1，psi1級和i級的公稱吸氣壓力；Ts1，Tsil級和i級的公稱吸氣溫度；九ii級的排氣系數(shù)。一級的形成容積：V,1=Q/n1=0.47/0.=6(4.572m/mi訂、v1二級的形成容積：Vi2=(1-0.87x0.04325)x1x105x(40+273.15)x0.47/(0.53x0.533x106x(20+273.15)=0.165n/min三級的形成容積：Vi3=0.98187x1x105x(30+273.15)x0.47/(0.532xB8x106x(20+273.15)=0.031n/min3.4汽缸直徑的確定對于單作用氣缸：氣缸直徑計算公式d=糾卩訂/兀snVi1

46、氣缸的行程容積(米3/分)；S活塞行程(米)n壓縮機的轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)/分)；i同級氣缸數(shù)；d活塞桿直徑(米)。一級氣缸直徑：D1=(Vi1x4/(0.04x3.14x1500)/2=0.124m二級氣缸直徑：D2=(Vi2x4/(0.04.141500)/)=0.059m三級氣缸直徑：D3=(Vi3x4/(0.x4.141500)/)=0.025m做成3-1-2式壓縮機時氣缸直徑如下一級氣缸D11二(Vi1x4/(0.04x3.14x1500)+D32)i/2二0.127m二級氣缸D22二(Vi2x4/(0.04x3.14x1500)+D112)1/2二0.14m三級氣缸D33二(Vi3x4/(0.

47、04x3.14x1500)1/2二0.0259m圓整后氣缸直徑如下D11二0.13mD22二0.11mD33二0.025m3.5實際行程容積Vh1=40 x0.001x3.14x(0.132-0.0252)x1500/4=0.7665n/minVh2=40 x0.001x3.14x(0.132-0.112)x1500/4=0.2260n/minVh3=40 x0.001x3.14x0.0252x1500/4=0.0294m/min3.6各級名義壓力比修正系數(shù)K1=1K2=Vh1Vh2/Vi2Vi1=0.7665x0.2260/(0.72x0.16=0.768K3=Vh3Vh1/Vi3Vi1=0

48、.0294x0.7665/(0.031x0.72)=1.130表3-3各級公稱壓力比修正級次公稱壓力系數(shù)實際壓力公稱壓力比P0/MPasP,0/MPadKPMPasPdMPa10.10.53310.10.4094.0920.5332.8360.7680.4093.2067.8332.83615.11.1303.20615.14.71取進氣相對壓力損失尸6.0%，排氣相對壓力損失虧=4.2%；幾=2.3%sidls2訃1.4%d2實際壓力一級：Ps=ps0(1-0.06)=0.094Pd=pd0(1+0.042)=0.4265二三級實際壓力如下表：表3-4各級進氣、排氣壓力與實際壓力比公稱壓力排

49、氣損失實際壓力實際壓比級次P/MPaP/MPaA3；p/MPaPJ/MPasdsdd10.10.5330.060.0420.0940.42654.53820.5332.8360.0420.0230.3923.2808.36432.83615.10.0230.0143.13215.3114.8883.7排氣溫度T=293.15KTs=313.15KTs尸303.15KTd二Tse(m-1)/msi23一級排氣溫度Td1二293.15x0.490.11二342.3K二級排氣溫度Td2二313.15x7.830-157二432.6K三級排氣溫度Td3二303.15x4.710-2二413.3K3.8

50、活塞力的計算表3-5蓋側(cè)與軸側(cè)活塞工作面積及活塞力級次軸側(cè)：蓋側(cè)：A=3.14/W氣體力活塞力A=3.14/4c氣體力活塞力4x(D2-d2)PFW=PA106Wwx(D2-d2)PF=PA106cw1A=0.01wl-0.094-1200.9A尸0.012ci-0.4265-5449.5277772A尸0.00w23.2812359.2A尸0.003c20.3921477.737687683ARO。w3-3.132-1536.9A=0.000c3-15.311-7512.204949表3-6止點氣體力計算下止點上止點F尸F(xiàn)1+F2+F3=9621.3w/w1w2w3耳產(chǎn)賂+賂+吃二-1148

51、4.03.9計算軸功率N1=(1.634九vVh1PsOx5x10)(8；0.11-1)二(1.634x0.7665x0.76x5x0.1x10)x(4.538oi-1)二0.86KW同理N2=2.87KWN3=1.54KW總指示功率N二N1+N2+N3二0.86+2.87+1.54二5.27KW傳動效率取nm=0.7則軸功率Nz二NJ%二7.54KW3.10驅(qū)動機的選擇活塞式壓縮機的驅(qū)動包括驅(qū)動機和傳動裝置。驅(qū)動方式和壓縮機的結(jié)構(gòu)方案和主要參數(shù)的選擇有著密切的關(guān)系，在選擇壓縮機結(jié)構(gòu)方案和主要參數(shù)時，應(yīng)該同時考慮驅(qū)動方式的選擇。驅(qū)動活塞式壓縮機的卻大多數(shù)是交流電動機，而交流電動機中又以鼠籠式異

52、步電動機為最多。中、小功率的鼠籠式電動機可按我國電動機系列(JS、JK、JSQ等)選取。不管是異步電動機還是同步電動機，共同的特點是啟動電流大而啟動力矩小。，傳動效率取n=0.7則軸功率N二NT/n二7.54KW!mzIm電機功率余度10%，N二Nzx(1+10%)=7.54x(1+10%)=8.29KW則電機功率取11kw。所以，電機型號選取為1JB12-4。第四章動力計算4.1壓縮機中的作用力圖4-1曲柄連桿機構(gòu)示意圖壓縮機中作用力的分析，是進行壓縮機零件強度和剛度計算的依據(jù)，也是判斷這些力對壓縮機裝置影響的基礎(chǔ)。壓縮機中主要的作用力有氣體壓力、曲柄連桿機構(gòu)運動時產(chǎn)生的慣性力和摩擦力。4.

53、11曲柄連桿機構(gòu)的運動關(guān)系和慣性力活塞的位移、速度和加速度可從曲柄連桿機構(gòu)的幾何關(guān)系和運動關(guān)系中確定。圖3表示曲柄連桿機構(gòu)的幾何關(guān)系。尢活塞位移x和曲柄轉(zhuǎn)角:x=r(1-cosa)+(1-cos2a)4往復(fù)慣性力:I=ma=m2r(cosa+九cos2a)=m2rcosa+m2r九cos2a=I+1pppp12圖4-2往復(fù)慣性力I按曲柄轉(zhuǎn)角a展開圖4.1.2往復(fù)慣性力往復(fù)摩擦力旋轉(zhuǎn)摩擦力的計算熱力計算數(shù)據(jù)：一級活塞直徑D11=130mm，吸氣壓力ps1=0.094MPa,排氣壓力pd/=0.4265MPa,m=1.125。二級活塞直徑D22=110mm，吸氣壓力ps2=0.392MPa,排氣壓

54、力pd2=3.28MPa,m=1.187。三級活塞直徑D33=25mm，吸氣壓力ps3=3.125MPa，排氣壓力pd3=15.31MPa，m=1.25?；钊谐蘳=40mm，轉(zhuǎn)速n=1500r/min，九=1/6，過程指數(shù)n=1.25。角速度：co=迥=2%34%1500=157rad/s6060在初步設(shè)計是估計最大往復(fù)質(zhì)量活塞的質(zhì)量mp=7kg尢活塞位移x和曲柄轉(zhuǎn)角a:x=r(1-cosa)+(1-cos2a)4往復(fù)慣性力：I=ma=m2r(cosa+cos2a)=m2rcosa+m2rcos2apppp往復(fù)摩擦力(各部分零件間的總摩擦功往復(fù)運動部分占60%70%現(xiàn)取中間值65%)：Ry=

55、(0.65N(1/%-1)x60)/2ns=1.363KN旋轉(zhuǎn)摩擦力(一般旋轉(zhuǎn)摩擦力所消耗的功率占總的機械摩擦功率的30%0%,現(xiàn)在取35%)：Rr=(0.35N(l/qm-1)60)/Kns=0.0489KN4.1.3各級氣體力的計算根據(jù)氣缸的排列方式(312),可知一三級是吸氣過程時二級是壓縮過程。規(guī)定拉應(yīng)力為正值，壓應(yīng)力為負(fù)值。一級氣體力的計算：余隙容積的行程S0=aS=2.8mm，活塞面積F1=0.0l277M2，壓縮機膨脹過程的多變指數(shù)，可取m=1.125，壓縮機過程多變1指數(shù)m=k=1.2，蓋側(cè)的氣體力為負(fù)值。進氣壓力PS=0.094MPa，排氣壓力PdSd=0.4265MPa；膨

56、脹過程；P二p(Sc)m；進氣過程P=PS；壓縮過dx+SS程P=ps4-1。(S+S)；(c)mx+Sc排氣過程P=Pd；c蓋側(cè)氣體力Pi=-P%計算結(jié)果如下表弧度活塞位移膨脹過程進氣過程壓縮過程排氣過程氣體力P=PSP=-PFig1aXP=p(Sc)mdx+SSisP=Pd0.00000.00000.427S十S、P=p(y)msx十Sc-5449.4660.08730.08360.413-5272.1500.17450.33340.376-4801.6200.26180.74720.327-4176.2960.34911.32080.276-3528.1640.43632.04890.2

57、30-2938.0100.52362.92460.191-2437.4980.61093.93950.159-2028.6200.69815.08420.133-1700.4170.78546.34810.113-1438.5060.87277.71960.096-1229.3040.95999.18630.083-1200.9251.047210.73530.094-1200.9251.134512.35290.094-1200.9251.221714.02530.094-1200.9251.309015.73830.094-1200.9251.396317.47790.094-1200.9

58、251.483519.22980.094-1200.9251.570820.98040.094-1200.9251.658122.71610.094-1200.9251.745324.42380.094-1200.9251.832626.09110.094-1200.9251.919927.70610.094-1200.9252.007129.25770.094-1200.9252.094430.73530.094-1200.9252.181732.12940.094-1200.9252.268933.43110.094-1200.9252.356234.63230.094-1200.9252

59、.443535.72600.094-1200.9252.530736.70560.094-1200.9252.618037.56560.094-1200.9252.705338.30130.094-1200.9252.792538.90850.094-1200.9252.879839.38420.094-1200.9252.967139.72570.094-1200.9253.054339.93130.094-1200.9253.141640.00000.094-1200.9253.228939.93130.094-1203.0963.316139.72570.095-1209.6433.40

60、3439.38420.096-1220.6663.490738.90850.097-1236.3383.577938.30130.098-1256.9073.665237.56560.100-1282.7063.752536.70560.103-1314.1643.839735.72600.106-1351.8163.927034.63230.109-1396.3284.014333.43110.113-1448.518c4.101532.12940.118-1509.386二級氣體力的計算：余隙容積的行程S0=1S=5.2mm,4.712420.98040.182-2326.1824.799