畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-3L-15／12型空氣壓縮機(jī)設(shè)計(jì)

摘要空氣壓縮機(jī)是一種用來壓縮空氣、提高氣體壓力或輸送氣體的機(jī)械，是將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為壓力能的工作機(jī)，簡(jiǎn)稱為空壓機(jī)。本設(shè)計(jì)為往復(fù)活塞式壓縮機(jī)設(shè)計(jì)。往復(fù)活塞式壓縮機(jī)利用活塞在氣缸中往復(fù)運(yùn)動(dòng)使容積縮小從而提高氣體壓力?；钊綁嚎s機(jī)與其它類型的壓縮機(jī)相比有許多優(yōu)點(diǎn)：壓力范圍最廣，從低壓到高壓都適用；效率高；適應(yīng)性強(qiáng)，特別是用于小排氣量的情況。因此在國(guó)民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)中，往復(fù)活塞式壓縮機(jī)的應(yīng)用十分廣泛。本設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括壓縮機(jī)的總體、氣缸及基本部件的設(shè)計(jì)。主要通過熱力計(jì)算和動(dòng)力計(jì)算來確定壓縮機(jī)的總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)，和各種零部件的設(shè)計(jì)。同時(shí)，更側(cè)重對(duì)曲軸進(jìn)行了設(shè)計(jì)，繪出了壓縮機(jī)的總裝圖，氣缸，十字頭，活塞，曲軸、連桿軸瓦等的零部件圖。并運(yùn)用材料力學(xué)理論對(duì)部分零部件進(jìn)行了強(qiáng)度校核，使之滿足工藝、安裝、維修等方面的要求。在本設(shè)計(jì)中選用了國(guó)內(nèi)常用的三、六瓣平面填料密封，能很好地滿足密封要求。關(guān)鍵詞：壓縮機(jī)、活塞、氣缸、曲軸全套圖紙加V信153893706或扣3346389411

AbstractThedesigntopicisthedesignofabackandforthpistontypecompressor.Thebackandforthpistontypecompressormakesuseofthepistonincylinderandforthsportmakecapacitycontractedfrombutincreaseairpressure.Thepistontypecompressorcompareswiththecompressoroftheothertypeshavemanyadvantages:thepressurescopeisthemostwide,allapplyingfromlow-pressuretotheextrahighvoltage;highefficiency;theadaptabilityisstrong,usedinthecircumstanceofthesmallrowtoleranceespecially.So,theapplicationofthecompressorismoreandmorewidelyintheproductionofthenationaleconomy.Thedesignincludesthetotalandcrankshaftofthecompressordesigns.Itisconfirmthecompletedtheoverallstructureofprojectdesignandallaccessoriesbythethermodynamicenergycalculationandmotivecalculation.Inthesametime,Andmorefocusedonthedesignofcrankshaft,plottingthegeneralarmamentdepartmentofcompressor,crankshaft,andcylinderetc.Itisexertedthematerialmechanicstheoretictochecktheintensityofallaccessories,inordertosatisfytherequiredoftechnics,installationandmaintain.Itselectedthethree-sixpetalplanepaddingsealofincommonuseinthecountryduringthedesign,socansatisfythesealrequestwell.Keywords：compressor、piston、aircylinder、crankshaft目錄TOC\o"1-3"\u1緒論 11.1壓縮機(jī)的用途 11.2壓縮機(jī)工作原理及結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介 11.2.1工作原理 11.2.2結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介 22壓縮機(jī)總體設(shè)計(jì) 42.1結(jié)構(gòu)方案選擇 42.2級(jí)數(shù)選擇和各級(jí)壓力比的分配 43空壓機(jī)的熱力計(jì)算和動(dòng)力計(jì)算 73.1壓縮機(jī)熱力計(jì)算 73.1.1容積系數(shù) 73.1.2壓力系數(shù)： 83.1.3溫度系數(shù)： 83.1.4氣密系數(shù)： 83.1.5計(jì)算干氣系數(shù) 93.1.6計(jì)算抽氣系數(shù) 93.1.7確定缸徑 103.1.8復(fù)算壓力比和調(diào)整余隙容積 103.1.9計(jì)算各列最大活塞力 123.1.10初步確定各級(jí)等溫功率及最大輔功率 123.1.11計(jì)算排氣溫度 133.1.12計(jì)算功率 143.1.13等溫效率 143.1.14氣缸主要尺寸的確定與校核 153.2動(dòng)力計(jì)算 163.2.1壓縮機(jī)中的作用力 163.2.2飛輪矩的確定計(jì)算： 184氣缸部分的設(shè)計(jì) 274.1.氣缸 274.1.1氣缸主要尺寸設(shè)計(jì) 274.1.2氣缸壁厚確定： 304.1.3氣缸進(jìn)排氣摳面積計(jì)算 314.1.4.連桿長(zhǎng)度EMBEDEquation.DSMT4錯(cuò)誤！不能通過編輯域代碼創(chuàng)建對(duì)象。的確定： 315基本部件設(shè)計(jì) 425.1十字頭主要尺寸確定： 425.2滑承的潤(rùn)滑計(jì)算： 445.3曲軸基本尺寸設(shè)計(jì) 465.3.1曲軸強(qiáng)度計(jì)算 465.3.2曲軸基本技術(shù)要求 495.4帶輪設(shè)計(jì) 506結(jié)論 52參考文獻(xiàn) 53致謝 541緒論1.1壓縮機(jī)的用途現(xiàn)代工業(yè)中，壓縮氣體的機(jī)器用得越來越多，壓縮機(jī)是輸送氣體介質(zhì)并提高其壓力能的機(jī)械裝置。活塞壓縮機(jī)是依靠活塞在氣缸內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)而實(shí)現(xiàn)工作容積的周期性變化來工作的。壓縮機(jī)的用途十分廣泛，幾乎遍及工、農(nóng)業(yè)各個(gè)生產(chǎn)領(lǐng)域，如礦山、冶金、石油化工、機(jī)械、國(guó)防和農(nóng)田灌溉等。在石油化工生產(chǎn)中，其原料、半成品或產(chǎn)品大多是流體，因此壓縮機(jī)在其生產(chǎn)中更占有重要的地位。而活塞壓縮機(jī)由于具有耗能低、適應(yīng)性強(qiáng)和靈活性大等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用比較普遍。所以活塞壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)及研究對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有十分重要的意義。煤礦中廣泛使用著各種有壓縮空氣驅(qū)動(dòng)的機(jī)械及工具，如采掘工作面的氣動(dòng)鑿巖機(jī)、氣動(dòng)裝巖機(jī)，鑿井使用的氣動(dòng)抓巖機(jī)、地面使用的空氣錘等等?？諝鈮嚎s設(shè)備就是指為這些氣動(dòng)機(jī)械提供壓縮空氣的整套設(shè)備。在井下使用以壓縮空氣為動(dòng)力的機(jī)械，主要因?yàn)樗踩谟型咚沟牡V井中，克避免產(chǎn)生電火花引起的爆炸，容易實(shí)現(xiàn)沖擊機(jī)械高速、往復(fù)、沖擊強(qiáng)的要求，比電力有更大的過負(fù)載能力。3L-15／12型空氣壓縮機(jī)，使用壓力0．1~0．15(絕對(duì)壓力)，排氣量15m3／min，可用于氣功設(shè)備及工藝流程，適用于易燃易爆的場(chǎng)合，可以大幅度的提高生產(chǎn)率，工藝流程用于壓縮機(jī)是為了滿足分離、合成、反應(yīng)、輸送等過程的需要。因而適用與各種有關(guān)工業(yè)中。因?yàn)榛钊綁嚎s機(jī)己得到如此廣泛的應(yīng)用，故保障具可靠的運(yùn)轉(zhuǎn)極為重要。氣液分離系統(tǒng)是為了減少或清除壓縮機(jī)中的油、水及其冷凝液。本機(jī)為角度式L型壓縮機(jī)，其結(jié)構(gòu)緊湊，氣缸間配管及檢修空間也比較寬闊，基礎(chǔ)力較好，切向力也比較均勻，機(jī)器轉(zhuǎn)速較高，整機(jī)緊湊，便于管理。本機(jī)分成兩列，其中豎直列為第一級(jí)，水平列為第二級(jí)，兩列夾角為90度，共用一個(gè)曲拐，曲拐錯(cuò)角為0度。1.2壓縮機(jī)工作原理及結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介1.2.1工作原理本機(jī)為往復(fù)活塞式壓縮機(jī)，依靠在氣缸往復(fù)運(yùn)動(dòng)中的活塞壓縮氣體體積而提高其壓力。當(dāng)驅(qū)動(dòng)機(jī)—電機(jī)開啟后，通過皮帶傳動(dòng)帶動(dòng)壓縮機(jī)的曲軸運(yùn)動(dòng)，不斷轉(zhuǎn)動(dòng)的曲軸使連桿不停地?cái)[動(dòng)，而牽動(dòng)十字頭，活塞桿和活塞分別在十字頭滑道內(nèi)和氣缸內(nèi)做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。壓縮機(jī)工作時(shí)，在活塞從外止點(diǎn)到內(nèi)止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過程中，氣缸容積(工作)處于相對(duì)真空狀態(tài)，缸外一級(jí)進(jìn)氣緩沖罐中的氣體即通過吸氣閥吸入缸內(nèi)，當(dāng)活塞行至外止點(diǎn)時(shí)，氣缸內(nèi)充滿了低壓待壓縮氣體。當(dāng)活塞由外止點(diǎn)向內(nèi)止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，吸氣閥自動(dòng)關(guān)閉氣缸內(nèi)的氣體壓力山于氣體被逐漸壓縮而不斷提高，當(dāng)氣體壓力大于排氣閥外氣體壓力和氣閥彈簧力時(shí)，排氣閥打開，排出壓縮氣體，活塞運(yùn)動(dòng)到外止點(diǎn)時(shí)，排氣終了，準(zhǔn)備重新吸氣。至此，完成了一個(gè)膨脹、吸氣、壓縮、排氣、再吸氣的工作循環(huán)。從一級(jí)氣缸排出的氣體，進(jìn)入中間冷卻器后，再經(jīng)過儀表控制管路組件進(jìn)入二級(jí)氣缸，進(jìn)行第二級(jí)壓縮至需要的壓力，經(jīng)過二級(jí)排氣緩沖罐排出壓縮機(jī)。因此，周而復(fù)始，活塞不斷地往復(fù)運(yùn)動(dòng)，吸入氣缸的氣體又不斷地被吸入排出，從而不斷的獲得脈動(dòng)的壓縮氣體。1.2.2結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介（1）氣缸組件各級(jí)氣缸中都有三層壁并形成兩層空腔，最里層的薄壁筒為氣缸套，緊貼在內(nèi)壁上，內(nèi)壁與其外面一層形成空腔通冷卻水，稱為冷卻水套，冷卻水套包在整個(gè)缸體、缸頭、填料函腔和氣閥腔周圍，以其全面冷卻氣缸的各個(gè)部件；外層是氣體通道，它被分成兩部分——吸入通道和排出通道，分別與吸入閥、排出閥相通，缸體靠近曲軸側(cè)，由于穿過活塞桿，為防止氣體泄漏，沒有填料函腔，整體為鑄鐵結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是氣缸靠軸側(cè)的座蓋與缸體鑄成一體，簡(jiǎn)化了缸蓋結(jié)構(gòu)，減少了封面，填料函和氣缸中心線的同心度很容易得到保證，氣缸座蓋上有止漏口與壓縮機(jī)相配合，以保證氣體和十字頭滑道的同心度，但這種結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，鑄造工藝有—定難度。（2）活塞組件一級(jí)活塞為盤形中空組合活塞，整個(gè)活塞分成兩部分；二級(jí)活塞為盤型中空整體活塞。均為鑄鐵制造，表面經(jīng)陰極氧化處理，可以防腐蝕，一級(jí)活塞有一道支撐環(huán)，裝配時(shí)應(yīng)將活塞環(huán)的開口互相錯(cuò)開，可以減少泄漏。各級(jí)活塞環(huán)均為四氯乙烯，氣缸由注油器實(shí)現(xiàn)有油潤(rùn)滑。（3）吸氣閥、排氣閥組件各級(jí)吸排氣閥均為環(huán)形閥，有閥座，閥蓋，閥片，彈簧等零件組成。閥片由不銹鋼組成，其他零件都經(jīng)鍍鎘處理，因而氣閥的耐蝕性良好。氣閥中均勻分布的彈簧將閥片壓緊在閥座上，工作時(shí)，閥片在兩邊壓力差和彈簧力的作用下打開或者關(guān)閉，由于氣閥閥片自動(dòng)而頻繁地啟動(dòng)，因而要求彈簧力均勻，安裝時(shí)應(yīng)對(duì)彈簧仔細(xì)挑選，力求彈簧高度一致。另外，在閥座、閥蓋的密封面上，嚴(yán)禁劃傷或粘上固體顆粒雜質(zhì)。（4）填料組件本機(jī)填料部件由截流套、密封環(huán)、銷閉環(huán)等組成，這些密封元件均由填充材料四氯乙烯組成。截流套內(nèi)的截流迷宮環(huán)槽用于截流降壓，減輕密封環(huán)的負(fù)荷。銷閉環(huán)、密封環(huán)靠外圈彈簧和氣體力緊箍在活塞桿上起密封作用，若內(nèi)表面磨損，密封元件將自己補(bǔ)充，因而不至于密封失效。（5）傳動(dòng)機(jī)構(gòu)L型機(jī)身內(nèi)裝有曲軸，與聯(lián)軸器同步電動(dòng)機(jī)相連。曲軸軸頸兩端各裝有一個(gè)滾動(dòng)的軸承,曲軸由球墨鑄鐵鑄造而成，曲軸上裝有兩塊灰口鑄鐵的平衡塊，以平衡回轉(zhuǎn)部分不平衡重量和運(yùn)動(dòng)部件的部分慣性力，同一曲軸柄銷裝有兩根連桿，同時(shí)帶動(dòng)水平列和豎直列的往復(fù)部件。連桿為球墨鑄鐵鑄造，與曲柄相連接的大部分都裝有軸承合金軸瓦，軸瓦與軸頸的間隙可用墊片進(jìn)行調(diào)節(jié)，與十字頭連接的小頭是整體的，裝有由錫青銅加工成的軸瓦，大小頭軸瓦之間沿連桿軸向裝有油孔，連桿與活塞桿之間的松動(dòng)(空隙)、十字頭銷及十字頭體上均鉆有油孔，使由連桿送來的潤(rùn)滑油能進(jìn)入十字頭滑道。在我國(guó)，目前亞搜集制造業(yè)已經(jīng)發(fā)展成為機(jī)械制造行業(yè)的一個(gè)重要組成部分。全國(guó)已有上百個(gè)專業(yè)生產(chǎn)廠家，制造各種類型的壓縮機(jī)，能夠滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門的需求。2壓縮機(jī)總體設(shè)計(jì)2.1結(jié)構(gòu)方案選擇活塞式壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)方案由下列因素組成：機(jī)器的型式，級(jí)數(shù)和列數(shù)，各級(jí)氣缸在列中的排列和各列間曲柄錯(cuò)角的排列。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，制造廠的可能性，驅(qū)動(dòng)方式以及占地面積等條件，從選擇機(jī)器的型式和級(jí)數(shù)入手，制定出合適的方案。L型壓縮機(jī)相鄰的兩列氣缸中心線夾角為90度，而且分別作垂直與水平布置。L型壓縮機(jī)具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：當(dāng)兩列往復(fù)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量相等時(shí)，二階往復(fù)慣性力作用在與水平成45度夾角的方向，所以機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)比v型還要平穩(wěn)；機(jī)身的受力情況比其余角度式有利，中間冷卻器和級(jí)間管道直接安裝在機(jī)器上的條件更優(yōu)越；大直徑的氣缸成垂直布置，小氣缸成水平布置，因而可避免較重的活塞對(duì)氣缸的磨損的影響。本設(shè)計(jì)選擇L型。2.2級(jí)數(shù)選擇和各級(jí)壓力比的分配工業(yè)用的氣體，有時(shí)需要較高的壓力，需采用多級(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，則級(jí)數(shù)越多越好（各級(jí)壓力比越小越好）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)倪x擇所需要的級(jí)數(shù)和各級(jí)壓力比。要求長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的大中型壓縮機(jī)，可靠性和經(jīng)濟(jì)性最為重要。在選擇級(jí)數(shù)時(shí)，從獲得較高效率的觀點(diǎn)出發(fā)，可以應(yīng)用曲線圖來初步確定所需的級(jí)數(shù)。圖中橫坐標(biāo)表示級(jí)中的相對(duì)壓力損失，一般平均的相對(duì)壓力損失值為為，在初步設(shè)計(jì)中，大型壓縮機(jī)可取中間值，小型的可取大值。縱坐標(biāo)表示級(jí)中最佳壓力比，按此壓力比確定壓縮機(jī)的級(jí)數(shù)，可達(dá)較高效率。不同的曲線表示不同的壓縮過程指數(shù)值n,若已知壓縮機(jī)總的壓力比為，則壓縮機(jī)的級(jí)數(shù)Z為：（2-1）1.在活塞式壓縮機(jī)中，一個(gè)連桿所對(duì)應(yīng)的氣缸活塞組即為一列。壓縮機(jī)按列的多少分成單列和多列兩類。多級(jí)壓縮機(jī)得主要優(yōu)點(diǎn)是：A.可通過合理的布置曲柄錯(cuò)角，使切向力比較均勻，因此飛輪的重量可取得較輕。同時(shí)，各列的最大慣性力不會(huì)同時(shí)發(fā)生，而且可以相互抵消。所以機(jī)器的慣性力平衡性較好，機(jī)器轉(zhuǎn)數(shù)可以提高，基礎(chǔ)減小。B.功率相同的壓縮機(jī)，列數(shù)增多，每列承受氣體作用力減小，每列運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)較輕，機(jī)器的轉(zhuǎn)數(shù)可取得較高，因此，壓縮機(jī)和驅(qū)動(dòng)機(jī)緊湊而較輕。C．每列串聯(lián)氣缸較少，氣缸和活塞的裝拆方便。2.確定各級(jí)的壓縮級(jí)數(shù)，選用二級(jí)壓縮確定各級(jí)的壓縮比（2-2）式中：壓縮機(jī)的總壓縮比一般壓縮機(jī)得各級(jí)壓力比在2-4之間，所以取=33.壓縮機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)和行程的確定：轉(zhuǎn)速和行程的選取對(duì)機(jī)器的尺寸、重量、制造難易和成本有重大影響，并且還直接影響機(jī)器的效率、壽命和動(dòng)力特性。如果壓縮機(jī)和驅(qū)動(dòng)機(jī)直接相連接，則也影響驅(qū)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性和成本。近代設(shè)計(jì)活塞式壓縮機(jī)的總趨勢(shì)是提高轉(zhuǎn)數(shù)。轉(zhuǎn)數(shù)、行程、活塞的平均速度的關(guān)系式：（2-3）式中：活塞的平均速度（m/s）n壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)（轉(zhuǎn)/分）s活塞行程（m）活塞式壓縮機(jī)設(shè)計(jì)中，在一定的參數(shù)和使用條件下，首先應(yīng)考慮選擇適宜的活塞平均速度，因?yàn)椋夯钊骄俣鹊母叩?，?duì)運(yùn)動(dòng)機(jī)件中的摩擦和磨損有直接的影響。對(duì)氣缸內(nèi)的工作過程也有影響?；钊俣冗^高，氣閥在氣缸上難以得到足夠的安裝面積，所以氣閥、管道中的阻力損失很大，功率的消耗以及排氣溫度將會(huì)提高。嚴(yán)重的影響壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的經(jīng)濟(jì)性和使用的可靠性。一般說來：考慮活塞摩擦損耗及排氣條件，工藝流程中使用的大中型壓縮機(jī)速度可取4-5m/s，對(duì)于大批量生產(chǎn)的動(dòng)力用固定式空壓機(jī)，未獲得較高的效率，可取3-4m/s，在這里，選轉(zhuǎn)速=4m/s。在一定的活塞速度下，活塞行程的選取，與下列因素有關(guān)：排氣量的大小。排氣量大者行程應(yīng)取得長(zhǎng)些，反之則應(yīng)短些。機(jī)器的結(jié)構(gòu)形式。考慮到壓縮機(jī)的使用維護(hù)條件，對(duì)于立式、V型、W型、扇形等結(jié)構(gòu)，活塞行程不宜取得太長(zhǎng)。氣缸的結(jié)構(gòu)。主要應(yīng)考慮I級(jí)缸徑與行程要保持一定比例，如果行程太小，則進(jìn)、排氣接管在氣缸上的布置將發(fā)生困難（特別是徑向布置氣閥的情況）。排氣量Q表達(dá)式：（2-4）式中：i單作用為1雙作用為2第一級(jí)缸數(shù)排氣系數(shù)另外：（2-5）式中：一級(jí)氣缸容積容積系數(shù)壓力系數(shù)溫度系數(shù)泄露系數(shù)各系數(shù)可在《泵與壓縮機(jī)》一書上查到且設(shè)計(jì)（一級(jí)缸徑比：）代入有：（2-6）式中查得：計(jì)算行程：（2-7）所以行程因?yàn)樗?空壓機(jī)的熱力計(jì)算和動(dòng)力計(jì)算3.1壓縮機(jī)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，其目的是要求得最有利的熱力參數(shù)（各級(jí)的排氣壓力、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）。⑴排氣系數(shù)的計(jì)算（3-1）式中：―――－排氣量――――行程容積――――容積系數(shù)――――壓力系數(shù)――――溫度系數(shù)――――氣密系數(shù)已知：兩級(jí)壓縮，各級(jí)名義壓力比＝４，一級(jí)吸氣一個(gè)大氣壓，二級(jí)排氣十二個(gè)大氣壓，相對(duì)余隙容積：，，水冷卻3.1.1容積系數(shù)對(duì)大多數(shù)壓縮機(jī)來說，對(duì)排氣量的影響比其他系數(shù)大。（3-2）查得：（3-3）（3-4）得：3.1.2壓力系數(shù)：吸氣終了壓力（相應(yīng)于氣缸內(nèi)的壓力），通常低于公稱吸入壓力（相應(yīng)于吸氣管中壓力）。氣缸內(nèi)的壓力，要達(dá)到吸氣管中的壓力，需經(jīng)過一段預(yù)壓縮。這又相當(dāng)于使有效行程容積縮小，吸氣能力再次下降?？紤]因吸氣過程中的壓力損失使吸氣能力下降而引用的系數(shù)稱為壓力系數(shù).吸氣結(jié)束時(shí)，造成氣缸內(nèi)的壓力和吸氣管中氣體壓力的差別的主要原因是：吸氣閥存在彈簧力和吸氣管中的壓力波動(dòng)。過強(qiáng)的彈簧使閥提前關(guān)閉，這將降低接近吸氣終點(diǎn)時(shí)氣缸內(nèi)的壓力，增大了管道同氣缸內(nèi)的壓力差，因而下降。由于活塞式壓縮機(jī)進(jìn)排氣過程的周期性，吸氣管中的壓力是周期的波動(dòng)的。當(dāng)吸氣結(jié)束，吸取閥即將關(guān)閉的瞬間，吸氣管道中的壓力整處于波峰，氣缸內(nèi)的壓力可能高過吸氣管中的公稱壓力，這時(shí)壓力系數(shù)可能大于1，在低于公稱壓力的情況下，壓力系數(shù)小于1.當(dāng)常壓吸氣時(shí)，，較小值適用于通道截面較小的或具有過強(qiáng)彈簧的氣閥。在循環(huán)壓縮機(jī)的第一級(jí)和多級(jí)壓縮機(jī)得第二級(jí)，因吸氣壓力較高，即使同樣大小的壓力損失，相對(duì)壓力損失仍很小，這時(shí)。一般壓縮機(jī)，在第三級(jí)開始就可以認(rèn)為。但是當(dāng)長(zhǎng)的導(dǎo)管，高的氣流速度或在導(dǎo)管與氣缸見的緩沖容積不夠大時(shí)，可發(fā)生很大的壓力波動(dòng)，這時(shí)壓力系數(shù)不能按上述范圍選取。由于采用環(huán)騙閥，彈簧力不是很強(qiáng)，兩級(jí)壓力差別不大，可取3.1.3溫度系數(shù)：影響氣缸內(nèi)氣體在吸氣終了時(shí)溫度的主要因素是：在吸氣過程同氣體接觸的氣缸和活塞的壁面?zhèn)鹘o氣體熱量的大小，膨脹終了時(shí)余隙容積中殘余氣體溫度的高低，氣體在吸氣過程中阻力損失的大小。顯然，在吸氣過程中。氣體吸收的熱量越多，溫度便越高，溫度就越小。要全面的考慮這些因素對(duì)溫度系數(shù)的影響，精確的求得是比較困難的，計(jì)算時(shí)可根據(jù)壓力比的大小。根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)圖２－１１查得：時(shí)，約為０．９２２～０．９６７由于水冷效果好，取最大值，3.1.4氣密系數(shù)：由于氣閥，活塞環(huán)，填料以及管道，附屬設(shè)備等密封不嚴(yán)而造成泄漏，使得壓縮機(jī)的排氣量總是比氣缸的吸氣量小。壓縮機(jī)泄漏部位不同，對(duì)工作所造成的后果也不同。填料，管道連接處以及單作用活塞的活塞環(huán)密封不嚴(yán)密，第一級(jí)吸氣閥或延遲關(guān)閉，所漏出的氣體將分別漏出的氣體將分別漏人大氣、吸氣管或者與第一級(jí)吸氣管相通的容積，這樣的泄漏稱為外泄漏。外泄漏使壓縮機(jī)的排氣量降低，同時(shí)對(duì)各級(jí)的壓力也發(fā)生影響。計(jì)算時(shí)，氣密系數(shù)?。埃梗啊埃梗傅酶骷?jí)氣缸排氣系數(shù)為：3.1.5計(jì)算干氣系數(shù)若空壓機(jī)級(jí)進(jìn)口含有水蒸氣，氣體經(jīng)過壓縮，蒸汽的分壓將提高，而后在冷卻器中冷卻，當(dāng)壓縮機(jī)的蒸汽分壓超過冷卻器氣體出口溫度下水的飽和蒸汽壓時(shí)，氣體中的蒸汽將冷凝而析出水分。水分的析出會(huì)影響第一級(jí)以后各級(jí)的吸氣量。計(jì)算時(shí)，如不考慮水分的析出，將會(huì)使得各級(jí)實(shí)際壓力同計(jì)算結(jié)果不相同。各級(jí)在進(jìn)口溫度下飽和蒸氣壓查表得：一級(jí)無水吸出，故（3-5）（3-6）3.1.6計(jì)算抽氣系數(shù)在化工流程中，經(jīng)常遇到從級(jí)間抽氣或加氣的情況，例如在合成氨生產(chǎn)中，要在不同壓力下清除有害氣體，使得壓縮機(jī)隔斷的重量流量不相等。在確定各級(jí)的氣缸行程容積時(shí)，要考慮到它的影響。為此，引進(jìn)抽氣系數(shù)，它表示某級(jí)的吸入容積與級(jí)吸入容積的比值。由設(shè)計(jì)依據(jù)知：所以壓縮機(jī)各級(jí)氣缸行程容積為：（3-7）（3-8）3.1.7確定缸徑（3-9）一級(jí)氣缸直徑為：圓整后取為二級(jí)氣缸直徑為：圓整后取為圓整后實(shí)際行程容積為：3.1.8復(fù)算壓力比和調(diào)整余隙容積氣缸直徑圓整后，如其他參數(shù)不變，則壓力比分配變改變，若忽略壓力比改變后對(duì)容積系數(shù)的影響，則壓力比的改變可認(rèn)為與活塞有效面積改變成比例：由于一級(jí)缸徑圓整變小，使一級(jí)排氣壓力要成正比例降低：由于二級(jí)缸徑圓整變小，使一級(jí)排氣壓力要成反比例增大：故一級(jí)壓力比為：表3-1汽缸直徑活塞面積參數(shù)級(jí)次氣缸直徑活塞有效面積前后前后一級(jí)0.45400.450.32380.3181二級(jí)0.26250.260.10820.1062由于一級(jí)缸徑圓整變小，使一級(jí)排氣壓力要成正比例降低：由于二級(jí)缸徑圓整變小，使一級(jí)排氣壓力要成反比例增大：故一級(jí)壓力比為：（3-10）相應(yīng)危機(jī)壓力比變?yōu)椋海?-11）也可，用調(diào)整相對(duì)余隙的辦法維持壓力比不變，即一級(jí)缸徑縮小，相對(duì)余隙容積也縮小，使氣體進(jìn)氣量不變，二級(jí)缸徑減小了，相對(duì)余隙容積也減小，使二級(jí)吸進(jìn)的氣量也不不變，由此可得：（3-12）一級(jí)新的相對(duì)余隙容積：（3-13）二級(jí)新容積系數(shù)：（3-14）二級(jí)新相對(duì)余隙容積：（3-15）本計(jì)算中取調(diào)整的相對(duì)余隙容積3.1.9計(jì)算各列最大活塞力取進(jìn)排氣相對(duì)壓力損失：氣缸內(nèi)實(shí)際進(jìn)排為：3.1.10初步確定各級(jí)等溫功率及最大輔功率按手冊(cè)式2-57進(jìn)行計(jì)算：（3-16）（3-17）按手冊(cè)式2-74求軸功率（3-18）式中等溫效率查手冊(cè)查表2-9后可得：根據(jù)最大軸功率，查表2-10初選活塞桿直徑軸側(cè)和端側(cè)的活塞面積分別為：表3-2活塞軸側(cè)、端側(cè)面積參數(shù)軸側(cè)（去除活塞桿面積）活塞桿直徑為端側(cè)第一級(jí)0.31480.3181第二級(jí)0.1030.1062最大活塞力（以連桿受拉伸為正活塞外止點(diǎn)）活塞內(nèi)止點(diǎn)垂直列（一級(jí)）：水平列（二級(jí)）：根據(jù)最大活塞力，修改活塞桿直徑，取,再計(jì)算最大活塞力3.1.11計(jì)算排氣溫度取壓縮指數(shù)：排氣溫度：（3-19）（3-20）3.1.12計(jì)算功率（3-21）（3-22）總的指示功率：取機(jī)械效率：軸功率：電動(dòng)機(jī)的功率余度取，則電動(dòng)機(jī)功率為：由于用于空壓機(jī)的電機(jī)，選用YR系列（IP23）線繞轉(zhuǎn)子三相異步電機(jī)，選用YR280S-4,功率，轉(zhuǎn)速，電流，效率，重量。3.1.13等溫效率各級(jí)等溫壓縮功率（3-23）總的等溫指示功率：等溫指示效率：查手冊(cè)表2-9，符合空氣壓縮機(jī)，等溫效率范圍。3.1.14氣缸主要尺寸的確定與校核一二級(jí)氣缸內(nèi)最高氣體壓力為，氣缸材料為ZG25A,彈性模數(shù)，泊松系數(shù)為氣缸套材料HT30-54，，氣缸套壓入氣缸最大過盈值為，1.計(jì)算氣缸套與氣缸壁之間接觸壓力（3-24）計(jì)算汽缸壁內(nèi)表面的切向應(yīng)力（3-25）氣缸壁內(nèi)表面徑向應(yīng)力計(jì)算氣缸壁外表面應(yīng)力切向應(yīng)力：（3-26）徑向應(yīng)力：計(jì)算氣缸套內(nèi)表面應(yīng)力（3-27）徑向：計(jì)算氣缸外表面應(yīng)力：切向應(yīng)力：（3-28）徑向應(yīng)力：計(jì)算當(dāng)量應(yīng)力和強(qiáng)度校核：氣缸材料為ZG25A，取其屈服強(qiáng)度安全系數(shù)，則許用應(yīng)力干式鑄鐵氣缸套許用應(yīng)力，比值氣缸壁外表面當(dāng)量應(yīng)力：（3-29）故安全氣缸壁內(nèi)表面當(dāng)量應(yīng)力（3-30）故安全3.2動(dòng)力計(jì)算動(dòng)力計(jì)算的目的在于計(jì)算壓縮機(jī)的作用力，確定壓縮機(jī)的所需額飛輪矩以及各種型式壓縮機(jī)慣性力、慣性力矩的平衡狀況。初步設(shè)計(jì)壓縮機(jī)所需的基礎(chǔ)。3.2.1壓縮機(jī)中的作用力壓縮機(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。曲柄連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)關(guān)系和慣性力：活塞位移：（3-31）經(jīng)運(yùn)算：（3-32）式中：連桿長(zhǎng)度曲軸半徑曲軸半徑和連桿長(zhǎng)度之比假定曲軸旋轉(zhuǎn)角速度為定值:（3-33）上式對(duì)時(shí)間微分得活塞速度：（3-34）對(duì)上式對(duì)時(shí)間微分得活塞加速度：（3-35）往復(fù)質(zhì)量在運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的往復(fù)慣性力為：（3-36）將式3-3代入得：慣性力之和為：（3-37）一階：（同期為曲軸一轉(zhuǎn)）（3-38）二階：（同期為曲軸半轉(zhuǎn)）（3-39）一般來說：（3-40）在壓縮機(jī)中，通常在范圍內(nèi)，即為的倍.這說明準(zhǔn)復(fù)慣性力中，一階起主要作用，準(zhǔn)復(fù)慣性力沿著氣缸中的作用線。設(shè)計(jì)中規(guī)定：從曲軸中心向外的力，引起拉伸的為正，反之，故慣性力的符號(hào)與由活塞外止點(diǎn)算起的曲軸柄轉(zhuǎn)角余弦符號(hào)一致。將曲柄連桿機(jī)構(gòu)的未平衡質(zhì)量分為兩部分：（3-41）式中：活塞，活塞桿，十字頭的質(zhì)量連桿質(zhì)量往復(fù)運(yùn)動(dòng)部件總質(zhì)量，初步設(shè)計(jì)中（3-42）式中：為活塞力不平衡的旋轉(zhuǎn)質(zhì)量可由下式計(jì)算（3-43）式中：轉(zhuǎn)化到曲柄的中心不平衡旋轉(zhuǎn)質(zhì)量，曲損中不平衡部分質(zhì)量有兩部分,與計(jì)算式：（3-44）式中：不平衡旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的重心到軸中心的距離不平衡的旋轉(zhuǎn)質(zhì)量引起的旋轉(zhuǎn)慣性力（即離心力），沿曲桿半徑方向作用，其計(jì)算：（3-45）往復(fù)慣性力可用分析法和作用記來求取，分析法根據(jù)在已知往復(fù)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量后，根據(jù)選取的值，利用設(shè)計(jì)手冊(cè)表即可算出列中曲柄轉(zhuǎn)過時(shí)的往復(fù)慣性力。作圖法求往復(fù)慣性力，按以下步驟：取活塞行程為橫坐標(biāo)，由活塞外止點(diǎn)和內(nèi)止點(diǎn)分別作垂線和使：（3-46）（3-47）在點(diǎn)和點(diǎn)之間連成一直線，再由和之交點(diǎn)處向下作垂線，垂線上截取使按活塞桿直徑，查表得3.2.2飛輪矩的確定計(jì)算：壓縮機(jī)曲軸的旋轉(zhuǎn)角速度如果變化過大，對(duì)壓縮機(jī)的工作將產(chǎn)生下述不利影響：1．在運(yùn)動(dòng)機(jī)件的連接處引起附加動(dòng)載荷，并在垂直于曲軸的平面內(nèi)產(chǎn)生振動(dòng)、影響機(jī)件的強(qiáng)度和降低機(jī)械效率。2．如果用電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，則要引起電動(dòng)機(jī)中電流脈動(dòng)和供電網(wǎng)中的電壓波動(dòng)。根據(jù)允許的旋轉(zhuǎn)角速度的波動(dòng)范圍，計(jì)算所需要的飛輪矩是動(dòng)力計(jì)算的任務(wù)之一。表3-1活塞力參數(shù)級(jí)數(shù)活塞力相對(duì)余隙容積余隙容積折合長(zhǎng)度絕曲指數(shù)蓋側(cè)軸側(cè)吸氣排氣吸氣排氣一級(jí)-10750105820.09521.91.4二級(jí)-953390220.09822.51.43.作各級(jí)氣缸工作容積指示圖：選取算得：，指示圖中：力的比例尺：長(zhǎng)度行程比例尺:不考慮實(shí)際氣體的壓縮性，可按作圖法求取指示圖，如圖2-1所示。用分析法作指示圖，先根據(jù)不同的曲軸轉(zhuǎn)角按式求得對(duì)應(yīng)活塞的位移，如果連桿比數(shù)值與表中圖3-1氣缸工作容積指示圖4.用作圖法求綜合活塞力：作往復(fù)慣性力圖：由熱力計(jì)算得知繞用活塞桿直徑，按設(shè)計(jì)手冊(cè)表求得最大往復(fù)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量，取，曲軸轉(zhuǎn)角速度按式分別求取圖3-2各列往復(fù)慣性力圖往復(fù)摩擦力：由熱力計(jì)算數(shù)據(jù)知，一二級(jí)各級(jí)指示功率為：各列往復(fù)運(yùn)動(dòng)摩擦力為：一級(jí)往復(fù)運(yùn)動(dòng)摩擦力：（3-50）二級(jí)往復(fù)運(yùn)動(dòng)摩擦力：（3-51）5.作切向力圖：作用在曲柄銷上的連桿力可以分解為兩個(gè)方向的分力：垂直于曲柄的切向力和沿曲柄半徑方向的徑向力。用分析法按式（3-52）（3-53）綜合活塞力確定飛輪矩之前，先求出各個(gè)曲柄轉(zhuǎn)角時(shí)的切向力值，然后以曲柄轉(zhuǎn)角為橫坐標(biāo)做出的切向力曲線稱為切向力圖。作圖法秋兒的的綜合活塞力通常是以行程等分的，而切向力圖是以角度等分的。因此，在求各點(diǎn)的切向力前，需將綜合活塞力圖上的位移轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的轉(zhuǎn)角，為此應(yīng)作一輔助圖。在綜合活塞力圖上，沿與橫坐標(biāo)軸平行的另一輔助線上。畫兩個(gè)半圓。半圓的直徑等于Ｓ，圓心在行程中點(diǎn)。從兩個(gè)圓心Ｏ開始各向內(nèi)止點(diǎn)的方向移過的距離，得另一圓心，由作任一圓，求半徑為ｒ，將這些角點(diǎn)投影到活塞力圖的橫坐標(biāo)上并延長(zhǎng)至綜合活塞力曲線上，既得各轉(zhuǎn)角所對(duì)應(yīng)的活塞位置以及綜合活塞力值。將求得的各轉(zhuǎn)角所對(duì)應(yīng)的綜合活塞力值用圖解法求各轉(zhuǎn)角時(shí)的切向力值。其步驟如下：以某一比例尺作出曲柄連桿機(jī)構(gòu)，并在曲柄的延長(zhǎng)線上用于綜合活塞力圖相同的力比例尺作出相應(yīng)曲柄位置時(shí)的綜合活塞力AB，自力的端點(diǎn)B對(duì)壓縮機(jī)氣缸中心線作垂直線，與連桿中心線SA相交于C，直線BC即為切向力。切向力曲線圍繞平均切向力的變化，即表示在曲軸旋轉(zhuǎn)一周中阻力矩與驅(qū)動(dòng)力矩相對(duì)變化的關(guān)系。位于平均切向力上方的面積規(guī)定為正值，反之為負(fù)值。如果把沿平均切向力上、下各個(gè)正的和負(fù)的面積值各用一個(gè)對(duì)應(yīng)的矢量來表示。把所有這些矢量依次收尾相銜，平行作出（最末一個(gè)矢量的終點(diǎn)應(yīng)與第一個(gè)矢量的始點(diǎn)在同一水平線），得到矢量圖上最高點(diǎn)與最低點(diǎn)間的差值F。這個(gè)差值所表示的面積稱為幅度面積。它表示壓縮機(jī)在一轉(zhuǎn)中能量變化的范圍。根據(jù)幅度面積所求出的所需的飛輪矩。圖3-3一級(jí)氣缸綜合活塞力圖壓縮機(jī)若以電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，壓縮機(jī)的切向力圖表示作用在電動(dòng)機(jī)軸上的旋轉(zhuǎn)阻力矩的變化。旋轉(zhuǎn)阻力矩過大的變化，會(huì)引起電動(dòng)機(jī)中的電流波動(dòng)和供電網(wǎng)中的電壓波動(dòng)，從而破壞了電網(wǎng)和電動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行。所以，允許的電流波動(dòng)不得超過66%。為了滿足這一要求，使壓縮機(jī)應(yīng)有比較均勻的切向力圖和足夠的飛輪矩。如果壓縮機(jī)改變操作條件，切向力圖形可能發(fā)生變化。這時(shí)，壓縮機(jī)除了進(jìn)行復(fù)算性的熱力計(jì)算外，切向力圖也要重新繪制。根據(jù)新的切向力圖來判斷原設(shè)計(jì)的飛輪矩是否滿足運(yùn)行要求，如果經(jīng)核算不合格，則必須重新設(shè)計(jì)飛輪。圖3-4二級(jí)氣缸活塞力圖求切向力應(yīng)用表求得各轉(zhuǎn)角時(shí)的切向力，列于下表：表3-2活塞力、切向力總活塞力（噸）切向力(噸)一級(jí)二級(jí)一級(jí)二級(jí)000.90.800100.2080.50.90.1040.187200.4082.56.71.022.734300.5875.77.053.3464.138400.7426.157.14.5635.268500.8666.67.05.7166.02600.9546.66.456.2966.153701.0036.056.056.0686.068801.0205.27.05.3047.14901.0007.058.057.058.051000.9508.858.18.4087.6951100.8769.38.08.1477.0081200.7789.37.37.2455.6791300.6668.76.85.7944.5291400.5437.956.44.3173.4751500.4137.66.13.1392.5191600.2787.46.02.0571.6681700.1397.05.90.9730.82011800.0006.85.80.0000.000190-0.1395.04.0-0.695-0.536200-0.2783.00.5-0.834-0.139210-0.4130.7-2.25-0.28910.9293220-0.543-2.1-4.11.1402.226230-0.666-3.6-4.34.6084.085240-0.778-5.5-4.354.2793.384250-0.876-5.95-4.155.2123.635260-0.950-4.85-6.254.9476.375290-1.003-5.5-6.655.5176.67300-0.954-5.45-6.155.1995.867310-0.866-5.3-4.34.593.724320-0.742-4.9-2.83.6362.078330-0.587-3.75-2.12.2011.233340-0.408-2.5-1.51.020.612350-0.208-1.2-0.950.250.1983600-0.8-0.700按上表的數(shù)據(jù)作各列切向力圖，一列和二列曲軸同步，在圖中縱坐標(biāo)表示切向力，橫坐標(biāo)表示轉(zhuǎn)角按圓周的周長(zhǎng)展開，即，圓形長(zhǎng)度選用力比例尺長(zhǎng)度比例根據(jù)已定的結(jié)構(gòu)方案，相對(duì)列的曲軸柄軸錯(cuò)角為，相對(duì)列的氣缸中心線的夾角為，落后，故疊加時(shí)二級(jí)線要后移，旋轉(zhuǎn)摩擦力計(jì)算，并加入總切向力圖中：（3-55）在總切向力圖中為了計(jì)入旋轉(zhuǎn)摩擦力，把橫坐標(biāo)下移值后，測(cè)量總切向力曲線與橫坐標(biāo)所包圍面積為，計(jì)算平均切向力：（3-56）校核：（3-57）在允許的范圍內(nèi)6.作幅度面積矢量圖，求得幅度面積圖3-5總切向力圖7.確定飛輪矩，從表中查得（皮帶傳動(dòng)）（3-58）式中：轉(zhuǎn)化到直徑上的飛輪重量（kg）飛輪輪緣界面重心的圓周直徑（m）幅度面積（）轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分）允許的旋轉(zhuǎn)不均度，各和驅(qū)動(dòng)方式不同4氣缸部分的設(shè)計(jì)4.1.氣缸4.1.1氣缸主要尺寸設(shè)計(jì)氣缸是活塞式壓縮機(jī)中組成壓縮容積的主要部分。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：A.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。B.要有良好的冷卻；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)。C.盡可能減小氣缸內(nèi)的余隙容積和氣體阻力。D.結(jié)合部分的連接和密封要可靠。E.要有良好的制造工藝性和裝拆方便。F.氣缸直徑和閥座安裝孔等尺寸應(yīng)符合“三化”要求。氣缸因工作壓力不同而選用不同強(qiáng)度的材料，工作壓力低于60的氣缸用鑄鐵制造。工作壓力低于200的氣缸用鑄鋼或稀土球墨鑄鐵制造。工作壓力更高的氣缸則用碳鋼或合金鋼制造。為了保證工作的可靠性，壓縮機(jī)列中的所有氣缸，以及氣缸與十字頭的中心線都要有較高的同心性。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，而其接合平面要與中心線垂直。氣缸中孔的內(nèi)圓表面，為氣缸的工作表面，供活塞在其中作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并保持滑動(dòng)部分的氣密性，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。工作表面的長(zhǎng)度應(yīng)滿足這樣的要求：即活塞在內(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1~2mm，以避免形成凸邊或積垢。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直徑。而且與工作便面成雛面過渡，雛面的斜度一般取1:3或等于15度的斜度。由于活塞和活塞環(huán)在氣缸工作表面受到磨損。而且，當(dāng)活塞在止點(diǎn)位置時(shí)，速度等于零，靠壓縮機(jī)容積一側(cè)的第一道活塞環(huán)的比壓很大，有可能咬在工作表面上，所以此處的磨損最大。為了減小氣缸工作表面的磨損，應(yīng)恰當(dāng)?shù)倪x擇活塞環(huán)和氣缸工作表面之間硬度和配合，這就要求氣缸工作表面具有細(xì)微的珠光體組織，硬度達(dá)HB170以上。一般使活塞環(huán)的硬度比氣缸工作表面的硬度高10~20布氏硬度單位。氣缸工作表面的加工精度和光潔度對(duì)他的耐磨性有很大意義。表面光潔度達(dá)時(shí)磨損最小，但用普通的加工方法很難達(dá)到這樣的光潔度。一般要求氣缸直徑小于600毫米有十字頭壓縮機(jī)的氣缸工作表面光潔度不低于；氣缸直徑大于600毫米的有十字頭壓縮機(jī)氣缸工作表面光潔度不低于，無十字頭壓縮機(jī)氣缸工作表面光潔度不低于，超高壓壓縮機(jī)氣缸表面光潔度應(yīng)達(dá)到，這時(shí)，工作表面必須精磨或研磨。壓縮機(jī)的安裝質(zhì)量，氣缸的冷卻和潤(rùn)滑情況都對(duì)氣缸工作表面的磨損有影響。要采用有效的措施，清除管道和附屬設(shè)備內(nèi)的鐵銹和污物，防止它進(jìn)入氣缸，加劇工作表面的磨損。如果壓縮氣體較臟或者壓縮氣體使氣缸表面的潤(rùn)滑惡化，則氣缸表面就有較大的磨損。這時(shí)，須采用優(yōu)質(zhì)材料制成的氣缸套作氣缸工作表面。此外，還由于下列理由采用氣缸套：鑄鋼和鍛鋼氣缸，為了防止咬合。氣缸有缺陷，經(jīng)修補(bǔ)回用。便于實(shí)現(xiàn)氣缸尺寸系列化等。氣缸套有兩種，一種為干式汽缸套，缸套的外表面與冷卻水不接觸。另一種為濕式汽缸套，氣缸套外表面直接與冷卻水相接觸。采用干式汽缸套，既增加了氣缸加工工時(shí)，又使氣缸工作表面的冷卻狀況惡化。采用濕式缸套可以簡(jiǎn)化氣缸的澆鑄工藝，降低溫度應(yīng)力和鑄造應(yīng)力，但帶來了氣水之間的密封問題。干式汽缸套僅起襯套的作用，所以它的厚度可根據(jù)制造上的可能性，裝配時(shí)的剛度要求以及修理時(shí)所必須的膛銷量來確定，一般中小直徑的取8~10毫米，大直徑的取15~25毫米，相對(duì)長(zhǎng)度較長(zhǎng)的大型高壓級(jí)氣缸可取30~40毫米，若靠改變氣缸套的內(nèi)徑來達(dá)到氣缸統(tǒng)一化的目的時(shí)，氣缸套的厚度可能還要取得大些。氣缸套在氣缸中的徑向定位，靠它的外圓表面與氣缸內(nèi)孔相配合來達(dá)到。氣缸的結(jié)構(gòu)應(yīng)允許氣缸套沿氣缸軸向產(chǎn)生熱膨脹。因此，氣缸套通常只以氣缸蓋得一端用凸緣固定在氣缸上。而且對(duì)干式氣缸套，往往將軸線方向的接觸表面制成不同長(zhǎng)度的階梯型，以縮短壓入長(zhǎng)度，并避免同時(shí)開始?jí)喝?。有的在定位凸肩一段上，氣缸與氣缸套之間采用過盈配合。因?yàn)樽⒂忘c(diǎn)通常都在中間位置，為了防止漏氣，所以靠定位凸肩一側(cè)的兩端都取得過盈配合，只有離定位凸肩最遠(yuǎn)一段取間隙配合。但是，在單作用氣缸中，這種結(jié)構(gòu)常常在氣閥通道處斷裂，以致掉入低壓缸。為了避免出現(xiàn)這類情況，將氣缸套的定位而移至啟發(fā)通道的內(nèi)側(cè)。為了簡(jiǎn)化氣缸和氣缸套的加工，除定位凸肩以外，其余部分圓表面不加工成階梯型，而只把靠近定位凸肩的一半氣缸長(zhǎng)度按過盈配合加工，離定位凸肩較遠(yuǎn)的另一半長(zhǎng)度按間隙配合加工。氣缸套外圓的極限公差，通常根據(jù)已加工氣缸的實(shí)測(cè)值來確定。氣缸套自由伸長(zhǎng)的一端與凸邊之間通常均有1.5~2毫米的溫度間隙，并有擋板或凸肩防止氣缸套斷裂而落入抵押氣缸。濕式氣缸套除了保證工作表面的良好性能外，還要承受氣體壓力，所以，它的厚度應(yīng)根據(jù)強(qiáng)度要求確定。濕式汽缸套與水套之間可以用墊片或橡膠環(huán)密封，橡膠環(huán)密封元件的尺寸，根據(jù)氣缸直徑D,按標(biāo)準(zhǔn)HG-333-66選擇。氣閥在氣缸上的布置方式，對(duì)氣缸的機(jī)構(gòu)有很大影響，是設(shè)計(jì)氣缸所要考慮的主要問題之一，布置氣閥的主要要求是：通道截面要大，余隙容積要小，安裝和修理要方便。選擇氣閥數(shù)量時(shí)，力求統(tǒng)一化，即兩級(jí)或更多級(jí)都采用相同的氣閥，而各級(jí)所需的通流截面靠改變氣閥數(shù)量來實(shí)現(xiàn)。小型無十字頭的壓縮機(jī)，為了簡(jiǎn)化氣缸結(jié)構(gòu)，氣閥可以安裝在氣缸蓋上。組合閥比單個(gè)布置能更好的利用端蓋的面積，而且氣缸的余隙容積也比單個(gè)的布置的要小。中大直徑氣缸上的氣閥，布置在氣缸側(cè)面或氣缸蓋上，使氣閥的中心線相對(duì)于氣缸工作表面的圓周作徑向布置，或者相對(duì)于氣缸中心線作傾斜的布置。作徑向布置是用得最普通的方式。氣閥與氣缸容積之間的通道有雛形和圓形。雛形通道與氣缸容積交接端呈腰型和圓形的。后者可以減小氣缸的外徑、余隙容積和降低氣流阻力，但增加了氣缸的長(zhǎng)度。只要?dú)飧椎膹?qiáng)度允許，采用這種形式是比較有利的。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較小，氣流暢通，還可以設(shè)置較大直徑的氣閥。雙作用氣缸的氣閥常作混合布置：為了減小余隙容積和氣缸長(zhǎng)度，蓋側(cè)容積的氣閥安裝在氣缸蓋上，而軸側(cè)容積的氣閥，在氣缸側(cè)面作徑向布置。在高壓下，氣閥有時(shí)也作徑向布置。但是，由于有較大的脈動(dòng)載荷，在氣體通道與氣缸鏡面相交的邊緣，可能會(huì)出現(xiàn)疲勞裂紋。為了提高此處的強(qiáng)度，邊緣當(dāng)仔細(xì)的倒圓、滾壓，或者將氣閥與氣缸容積之間的通道用一系列的小孔來代替。有時(shí)，采用加強(qiáng)螺栓來降低氣缸內(nèi)壁的切向應(yīng)力。作用原理是：雙頭螺栓穿過靠近徑向通道的氣缸壁，當(dāng)螺栓擰緊時(shí)，氣缸壁內(nèi)產(chǎn)生壓縮應(yīng)力。此應(yīng)力能抵消一部分由于氣體壓力和氣缸套過盈配合而產(chǎn)生的拉伸應(yīng)力，從而提高氣缸的安全系數(shù)。但是，更有效的措施是避免在氣缸壁上徑向開孔。因此，常將氣閥安裝在與氣缸分離的氣缸頭上，或采取沿氣缸中心線布置組合閥的結(jié)構(gòu)。氣閥傾斜的布置在雛形的氣缸上，余隙容積小，通道面積大，氣體流動(dòng)損失較小，而且在多列壓縮機(jī)中還可以縮短列間距離。缺點(diǎn)是氣缸蓋的加工復(fù)雜，斷面密封困難。由于本氣缸工作壓力為,宜采用鑄鐵制造。鑄鐵具有優(yōu)良的鑄造性能，對(duì)氣缸結(jié)構(gòu)形狀限制到較小，本壓縮機(jī)氣缸選定為三層壁鑄件，兩頭都帶蓋得形式結(jié)構(gòu)。由于考慮到氣缸長(zhǎng)度計(jì)算，先設(shè)計(jì)其他組件的尺寸。1.活塞高度：（4-1）2.活塞厚度：，，（4-2）當(dāng)量圓直徑：（4-3）斷面厚度:（4-4）活塞外緣厚度：（4-5）3.驗(yàn)算活塞的切應(yīng)力：轂部得切應(yīng)力：（4-6）4.轂部的擠壓應(yīng)力：（4-7）5.氣缸主要尺寸確定：工作腔尺寸：工作腔直徑由勢(shì)力計(jì)算已確定,工作腔長(zhǎng)度為：（4-8）（4-9）4.1.2氣缸壁厚確定：（4-10）（4-11）汽缸徑向壁厚：軸向壁厚：兩端法蘭厚度：并且法蘭厚度4.1.3氣缸進(jìn)排氣摳面積計(jì)算（4-12）一級(jí)：二級(jí)：活塞環(huán)設(shè)計(jì)及計(jì)算：，故取20選取整體式環(huán)斜切口，用氟塑料環(huán)，取尺寸：填料結(jié)構(gòu)：采用三瓣密封圈‘密封圈尺寸查手冊(cè)表，取活塞桿系列的密封圈。4.1.4.連桿長(zhǎng)度的確定：（4-13）（4-14）桿體的截面變化尺寸：桿體截面沿長(zhǎng)度通常是直線變化。字形，寬度不變，高度變化?。禾帲?，角度型壓縮機(jī)：曲柄半徑：連桿長(zhǎng)度：（4-15）曲柄銷直徑：?。?-16）大頭孔直徑：小頭襯套內(nèi)徑：小頭襯套寬度：（4-17）小頭襯套厚度：（4-18）小頭孔直徑：?。?-19）桿體中間直徑：?。?-20）桿體中間面積：（4-21）近小頭處桿體直徑：（4-22）近大頭處桿體直徑：連桿寬度：取大頭處截面面積：?。?-23）截面的厚度：大頭處截面面積：（4-24）截面的厚度：取大頭處截面面積：（4-25）截面的厚度：取連桿螺栓直徑：取螺栓定位部分直徑：（4-26）螺栓彈性部分直徑：兩連桿螺栓間距離：螺栓在大頭體內(nèi)長(zhǎng)度：螺栓在大頭蓋內(nèi)長(zhǎng)度：連桿螺栓個(gè)數(shù)：小頭襯套的比壓：桿體的慣性半徑：柔度：慣性矩：（4-27）連桿擺動(dòng)平面縱彎應(yīng)力：桿體的長(zhǎng)度：慣性矩：垂直于連桿擺動(dòng)平面縱彎應(yīng)力：（4-28）在連桿擺動(dòng)平面總應(yīng)力：（4-29）大頭蓋截面的抗彎截面模數(shù)：（4-30）截面彎曲應(yīng)力：（4-31）大頭蓋截面的抗彎截面模數(shù)：（4-32）截面重心到連桿螺栓線的距離，從圖中量得截面重心到連桿螺栓線的夾角，從圖中量得截面的彎曲應(yīng)力：（4-33）截面的拉壓應(yīng)力：（4-34）截面的剪應(yīng)力：（4-35）截面的總應(yīng)力：（4-36）小頭處截面的抗彎截面模數(shù)：（4-39）小頭側(cè)壁中心間距：截面彎曲應(yīng)力：（4-40）截面彎曲應(yīng)力：（4-41）截面拉應(yīng)力：（4-42）截面總應(yīng)力：連桿大頭薄壁瓦過盈力：連桿螺栓預(yù)緊力：（4-43）扳手上的扭矩：螺栓軸向力：（4-44）每個(gè)螺栓拉應(yīng)力：螺栓抗扭截面模數(shù)：（4-45）系數(shù)：剪切應(yīng)力：（4-46）每個(gè)螺栓總應(yīng)力：（4-47）安全系數(shù)：動(dòng)載荷時(shí)最大應(yīng)力：（4-48）動(dòng)載荷時(shí)最小應(yīng)力：（4-49）應(yīng)力幅：（4-50）對(duì)循環(huán)抗拉疲勞極限：應(yīng)力集中系數(shù)：尺寸系數(shù)：應(yīng)力循環(huán)對(duì)稱系數(shù)：應(yīng)力福安全系數(shù)：（4-51）最大應(yīng)力安全系數(shù)：（4-52）桿體的截面變化尺寸：桿體截面沿長(zhǎng)度通常是直線變化。字形，寬度不變，高度變化取：處，處，角度型壓縮機(jī)：曲柄半徑：連桿長(zhǎng)度：曲柄銷直徑：取大頭孔直徑：小頭襯套內(nèi)徑：小頭襯套寬度：小頭襯套厚度：小頭孔直徑：取桿體中間直徑：取桿體中間面積：近小頭處桿體直徑：近大頭處桿體直徑：連桿寬度：取大頭處截面面積：取截面的厚度：大頭處截面面積：截面的厚度：取大頭處截面面積：（4-53）截面的厚度：取連桿螺栓直徑：取螺栓定位部分直徑：螺栓彈性部分直徑：兩連桿螺栓間距離：螺栓在大頭體內(nèi)長(zhǎng)度：螺栓在大頭蓋內(nèi)長(zhǎng)度：連桿螺栓個(gè)數(shù)：小頭襯套的比壓：桿體的慣性半徑：柔度：慣性矩：連桿擺動(dòng)平面縱彎應(yīng)力：（4-54）桿體的長(zhǎng)度：慣性矩：垂直于連桿擺動(dòng)平面縱彎應(yīng)力：（4-55）在連桿擺動(dòng)平面總應(yīng)力：大頭蓋截面的抗彎截面模數(shù)：截面彎曲應(yīng)力：（4-56）大頭蓋截面的抗彎截面模數(shù)：（4-57）截面重心到連桿螺栓線的距離，從圖中量得截面重心到連桿螺栓線的夾角，從圖中量得截面的彎曲應(yīng)力：（4-58）截面的拉壓應(yīng)力：截面的剪應(yīng)力：截面的總應(yīng)力：（4-59）小頭處截面的抗彎截面模數(shù)：小頭側(cè)壁中心間距：截面彎曲應(yīng)力：（4-60）截面彎曲應(yīng)力：截面拉應(yīng)力：截面總應(yīng)力：（4-61）連桿大頭薄壁瓦過盈力：連桿螺栓預(yù)緊力：扳手上的扭矩：（4-62）螺栓軸向力：（4-63）每個(gè)螺栓拉應(yīng)力：（4-64）螺栓抗扭截面模數(shù)：系數(shù)：剪切應(yīng)力：（4-65）每個(gè)螺栓總應(yīng)力：（4-66）安全系數(shù)：動(dòng)載荷時(shí)最大應(yīng)力：（4-67）動(dòng)載荷時(shí)最小應(yīng)力：（4-68）應(yīng)力幅：對(duì)循環(huán)抗拉疲勞極限：應(yīng)力集中系數(shù)：尺寸系數(shù)：應(yīng)力循環(huán)對(duì)稱系數(shù)：應(yīng)力福安全系數(shù)：（4-69）最大應(yīng)力安全系數(shù)：（4-70）5基本部件設(shè)計(jì)5.1十字頭主要尺寸確定：十字頭是連接作搖擺運(yùn)動(dòng)的連桿與作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞桿的機(jī)件，它具有導(dǎo)向作用。十字頭按連接連桿的型式分為開式和閉式兩種。十字頭按十字頭體與滑履的連接方式可分為整體式與分開式兩種。十字頭銷孔座平均直徑：十字頭銷孔座比壓：（5-1）連桿徑長(zhǎng)比：側(cè)向力：（5-2）十字頭總重：滑履的比壓：（5-3）連桿小頭襯套的寬度：十字頭銷支撐座距離：十字頭銷彎曲應(yīng)力：（5-4）十字頭與活塞桿連接處得活塞桿柔度：十字頭體柔度：（5-5）外載荷系數(shù)：（5-6）預(yù)緊系數(shù)：取預(yù)緊力：（5-7）螺紋的拉伸力：螺母面積：螺母受拉伸應(yīng)力：螺母臺(tái)屑?jí)核閼?yīng)力：（5-8）截面的面積：截面拉伸應(yīng)力：截面重心到十字頭銷的距離：當(dāng)量長(zhǎng)度：截面抗彎截面模數(shù)：截面最大彎曲應(yīng)力：（5-9）截面的重心：（5-10）截面的面積：（5-11）截面到銷孔壁中心線距離：截面與活塞桿軸線夾角：截面抗彎截面模數(shù)：（5-12）截面彎曲應(yīng)力：（5-13）截面拉伸應(yīng)力：（5-14）截面拉伸應(yīng)力：（5-15）截面總應(yīng)力：（5-16）5.2滑承的潤(rùn)滑計(jì)算：壓縮機(jī)常有的軸承有滾動(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，但由于專業(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。滑動(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)普遍采用的滑動(dòng)軸承。滾動(dòng)軸承的精度等級(jí)及其應(yīng)用配合要求：A.軸承的精度等級(jí)及其應(yīng)用滾動(dòng)軸承精度分為和級(jí)。級(jí)精度最高，級(jí)最低。在壓縮機(jī)中，一般選用級(jí)精度軸承。B.軸承的配合要求滾動(dòng)軸承的表面精度通常決定于軸承精度等級(jí)，對(duì)級(jí)軸承多采用1級(jí)精度配合，對(duì)級(jí)軸承多采用2級(jí)精度配合。壓縮機(jī)中滾動(dòng)軸承與曲軸的配合，軸一般取基孔制2級(jí)精度第三種過渡配合公差。滾動(dòng)軸承與軸承座配合，座孔一般采用基軸制2級(jí)精度第四種過渡配合公差。曲軸軸頸配合表面的光潔度取，其橢圓度和錐形度不大于直徑公差之半，軸肩跳動(dòng)量不大于。軸承孔座配合表面的光潔度取，其橢圓度和錐形度不大于直徑公差之半，孔肩擺動(dòng)量不大于。軸承內(nèi)徑：?。?-17）軸承寬度：（5-18）軸瓦壁厚：軸承合金層厚度：取軸瓦當(dāng)量面積：（5-19）單位面積試驗(yàn)力：取軸瓦過盈度試驗(yàn)力：軸承孔座：軸瓦橫斷面壓應(yīng)力：一般取軸瓦材料彈性模數(shù)：徑向過盈度：（5-20）半圓周向過盈度：在試驗(yàn)力作用下半圓周向縮小值：余面高度：實(shí)際半圓周向過盈度：實(shí)際徑向過盈度：實(shí)際軸瓦橫斷面應(yīng)壓力：（5-21）軸瓦最大比壓：（5-22）軸承平均載荷：沖擊性系數(shù)：（5-23）5.3曲軸基本尺寸設(shè)計(jì)（1）軸銷直徑：=（4.6～（）（5-22）式中：P——最大活塞力（）。當(dāng)壓縮機(jī)活塞力小，列數(shù)少，形成短，以及曲軸材料許用應(yīng)力高，軸承負(fù)荷能力強(qiáng)時(shí)，系數(shù)的取值可偏?。环粗?，系數(shù)的取值應(yīng)偏大。（2）主軸頸直徑：～在確定軸頸長(zhǎng)度時(shí)，應(yīng)顧及軸頸重合度S，應(yīng)盡量避免S/D等于零或接近于零。（3）軸頸長(zhǎng)度：軸頸長(zhǎng)度要與軸承寬度相適應(yīng)。在非定位軸頸處，軸頸直圓柱部分的長(zhǎng)度要比軸承寬度適當(dāng)大一些，使軸頸與軸承沿軸線方向有相互竄動(dòng)的余地，以適應(yīng)制造偏差和曲軸熱膨脹的影響。（4）曲柄厚度：=（0.6～0.7）大的曲柄厚度相應(yīng)于小的曲柄寬度；小的曲柄厚度相應(yīng)于大的曲柄寬度。在軸頸重合度S較大時(shí)，例如S/D>0.3，曲柄厚度t可酌情減少10～20%。（5）曲柄寬度：=（1.2～1.6）鍛造曲軸以取小的曲柄寬度為宜，以減少機(jī)加工切削量。鍛造曲軸應(yīng)取大的曲柄寬度。5.3.1曲軸強(qiáng)度計(jì)算：圖5-1曲軸受力圖表5-1曲軸所受外力序號(hào)曲軸旋轉(zhuǎn)曲柄轉(zhuǎn)角二級(jí)列12345二級(jí)列綜合活塞力最大絕對(duì)值輸入扭矩最大值輸入扭矩最小值二級(jí)列法向力最大值二級(jí)列法向力最小值2901607030170-4120-10600264019300-10700285003000183001420014701875000216000078300012500002130000-1640-351012308730-485-10500-990-8530-6430-4858403710-160-168037307650105010501220515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，對(duì)于支撐偏斜較不敏感，便于曲軸安裝。由于曲柄軸的曲柄銷是外伸量，使連桿結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便。但是，采用曲柄軸的壓縮機(jī)，一般只能取臥式型式，致使機(jī)器笨重，基礎(chǔ)龐大。目前新設(shè)計(jì)的壓縮機(jī)，除微型壓縮機(jī)和超高壓縮機(jī)等特殊情形外，已極少采用曲柄軸。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)對(duì)稱式平衡式、角式、立式等先進(jìn)的結(jié)構(gòu)型式，使壓縮機(jī)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)的設(shè)置方面幾乎不受限制，便于滿足流程要求。因此在壓縮機(jī)上采用曲拐軸的，正日趨增多。壓縮機(jī)曲軸通常是設(shè)計(jì)成整體的。在個(gè)別情況下，例如在制造和安裝方面有要求，也可把曲軸分成若干部分分別制造，然后用熱壓配合、法蘭、鍵銷等永久或可拆的連接方式組裝成一體，構(gòu)成組合式曲軸。表5-2曲軸外力序號(hào)曲軸旋轉(zhuǎn)位置特點(diǎn)曲柄轉(zhuǎn)角曲軸截面繞y軸彎矩繞z軸彎矩繞x軸扭矩軸力靜強(qiáng)度計(jì)算用12級(jí)列綜合活塞力絕對(duì)值最大值2909-98-8-48000-22000-281000-1300000-16100007800024802輸入扭矩最大值1609-98-8-810000-23000-2090000-2122005007090疲勞強(qiáng)度計(jì)算用2345輸入扭矩最大值輸入扭矩最小值2級(jí)列法向力最大值2級(jí)列法向力最小值16070301709-99-98-88-8164000-10002122000-569000剛度計(jì)算用12級(jí)列綜合活塞力絕對(duì)值最大2900-760003620000-4830003290000壓縮機(jī)上用得最多的，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，采用稀土鎂球球墨鑄鐵鑄造曲軸的越來越多。鑄造曲軸可以節(jié)省原料和大料減少加工工時(shí)，并且有條件把曲軸的形狀設(shè)計(jì)得更合理。表5-3靜強(qiáng)度計(jì)算結(jié)果序號(hào)曲軸旋轉(zhuǎn)位置特點(diǎn)曲柄轉(zhuǎn)角曲軸截面危險(xiǎn)點(diǎn)安全系數(shù)許用安全系數(shù)是否安全12級(jí)列綜合活塞力絕對(duì)值最大2909-96.54.5安全8-8短軸端點(diǎn)長(zhǎng)軸端點(diǎn)矩形角點(diǎn)8413.413.2555安全安全安全2輸入扭矩最大1609-95.14.5安全8-8短軸端點(diǎn)長(zhǎng)軸端點(diǎn)矩形角點(diǎn)3458.38.3555安全安全安全5.3.2曲軸基本技術(shù)要求（1）壓縮機(jī)曲軸一般是用45和40優(yōu)質(zhì)碳素鋼鍛造，或用XQT60-2稀土鎂球墨鑄鐵鑄造。鍛造曲軸的鍛造比，以鋼錠為原材料時(shí)，在軸頸處應(yīng)不小于3，在曲柄處應(yīng)不小于2；在以鋼坯為原材料時(shí)，在曲頸處應(yīng)不小于2，在曲柄處應(yīng)不小于3。鍛造曲軸的冒口，應(yīng)設(shè)在負(fù)荷最輕的軸后端，以保證曲軸主要受力部位的材質(zhì)質(zhì)量（2）毛坯應(yīng)進(jìn)行熱處理，以改善材料組織，提高材料機(jī)械性能，消除內(nèi)應(yīng)力。在小件時(shí)，工件應(yīng)調(diào)質(zhì)處理，以期得到更好的機(jī)械性能。粗加工后進(jìn)行后回火或人工時(shí)效，消除內(nèi)應(yīng)力，保證精加工精度。（3）毛坯處理后，作低倍檢查、金相檢查、化學(xué)成分分析和機(jī)械性能分析實(shí)驗(yàn),粗加工后進(jìn)行超聲波探傷，精加工以后進(jìn)行磁力探傷。鍛件中不得與裂紋、白點(diǎn)、魏氏組織和明顯的氣孔、夾層、皺疊、疏松等缺陷。鍛件的化學(xué)成分符合GB699-65的規(guī)定。鍛件的機(jī)械性能符合ZB20-62的規(guī)定。鑄件中石墨應(yīng)成球狀或團(tuán)狀，基本中珠光體應(yīng)占85%以上，并且不得有裂紋、冷隔和明顯的疏松、夾渣、白口、氣孔、石墨漂浮等缺陷。鑄件的機(jī)械性能，應(yīng)符合JB298-62的規(guī)定。（4）主軸頸、曲柄銷的橢圓度與圓錐度，不大于2級(jí)精度孔公差之半。各主軸頸中心線的不同軸度不大于0.02毫米。主軸頸與曲柄銷中心線的不平行度，在100毫米長(zhǎng)度上不大于0.02毫米。（5）在采用滑動(dòng)軸承時(shí)，軸頸表面要有高的硬度。45鋼鍛造曲軸，軸頸表面淬火，推薦表面硬度：HRC50～63;40鋼大型鍛造曲軸，經(jīng)淬火處理，推薦表面硬度：HRC50-63；XQT60-2鍛造曲軸，經(jīng)正火處理，推薦