便攜式直線空氣壓縮機設(shè)計與研究 開題報告

1、 1 / 7畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告題目： 便攜式直線空氣壓縮機設(shè)計與研究 1 選題的背景、意義 選題的背景、意義壓縮空氣是僅次于電力的第二大動力能源，又是具有多種用途的工藝氣源，其應用范圍遍及石油、化工、冶金、電力、機械、輕工、紡織、汽車制造、電子、食品、醫(yī)藥、生化、國防、科研等行業(yè)和部門[1]?？諝鈮嚎s機是機電引氣

2、源裝置中的主體，它是將原動（通常是電動機）的機械能轉(zhuǎn)換成氣體壓力能的裝置，是壓縮空氣的氣壓發(fā)生裝置?？諝鈮嚎s機被廣泛應用于生活生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)。因此對空壓機的進一步改進設(shè)計和研發(fā)，對于整個國民經(jīng)濟的發(fā)展有著非常重要的意義。傳統(tǒng)的活塞式空氣壓縮機主要是由旋轉(zhuǎn)電機驅(qū)動，這種壓縮機的發(fā)展歷史悠久，具有豐富的設(shè)計制造和運行經(jīng)驗。由于這種壓縮機中存在曲柄連桿機構(gòu)，這會在活塞上了形成較大的側(cè)向力，加劇了活塞與氣缸的磨損，影響了效率與壽命；其次，結(jié)構(gòu)復

3、雜，曲軸、連桿、軸瓦、滑塊等部件加工工藝復雜，成本高，易損件多；另外，傳統(tǒng)活塞式壓縮活塞噪音大，系統(tǒng)內(nèi)部存在較大的傾覆力矩，從而引起較大的振動和噪聲；能量傳遞環(huán)節(jié)多，機械效率低(微型壓縮機約消耗15％電動機輸入功率)，整機效率一般為 0.30～0.40[2]，而且進一步提高該類壓縮機的效率很難取得突破。在尋求高效節(jié)能壓縮機的過程中，直線壓縮機作為一種理想的替代機型被提了出來，并已進行了大量的研究。直線壓縮機主要利用直線電機驅(qū)動技術(shù)驅(qū)動壓

4、縮機活塞做往復直線運動，根據(jù)所采用的驅(qū)動源類型來劃分直線壓縮機，主要有：直線振蕩電機驅(qū)動的壓縮機、復合次級直線電機驅(qū)動的壓縮機以及直線步進電機驅(qū)動的直線壓縮機等三種類型。而按電磁驅(qū)動方式不同，電磁振動壓縮機又可分為動圈式、動鐵式以及動磁式[1]。直線壓縮機具有以下一些顯著的優(yōu)點：(1) 總體結(jié)構(gòu)緊湊、體積小。(2) 摩擦少、噪音低、壽命長、可靠性高。(3) 能耗低、效率高。(4) 活塞行程可調(diào)、在變工況下有較高的效率。(5) 適應性強、

5、易實現(xiàn)無油潤滑。(6) 反應速度快、隨動性能好。正是由于直線壓縮機具有的這些優(yōu)秀特點，使它成為未來微型壓縮機的一個極其重要的研究3 / 7圈動磁式直線振蕩電機，并給出了電機的靜態(tài)特性曲線。2.2 2.2 國內(nèi)直線壓縮機發(fā)展概況 國內(nèi)直線壓縮機發(fā)展概況相比之下，國內(nèi)對于動磁式直線壓縮機的研究尚處于起步階段，相關(guān)的研究資料還比較少。浙江大學的趙科、金濤等[12]研制了一臺新型的扁平型動磁式直線壓縮機，該機采用直線振蕩電機驅(qū)動，具有結(jié)構(gòu)緊湊、

6、效率高等特點，它們還對該壓縮機進行了性能測試，并指出了影響直線壓縮機性能的關(guān)鍵因素。華中科技大學的丁國忠、張曉青等學者[13]對斯特林用直線壓縮機進行了研究，提出隨著科技的發(fā)展，斯特林直線壓縮機的電聲轉(zhuǎn)換效率將越來越高，同時也在由動圈式向動磁式發(fā)展。上海交通大學的王仕越、巨永林[14]研制了一種新型動磁式直線壓縮機的電機，分析了電動機參數(shù)對動子運動特性和電動機性能的影響。浙江大學劉曉輝、李志海、鄭水英[15]針對動磁式直線壓縮機模型樣機

7、建立了基于有限元的磁固耦合動態(tài)特性分析模型，該模型考慮了磁路的非線性特性、漏磁通及永磁體位置等因素的影響，比傳統(tǒng)的等效磁路模型更完整。中南林業(yè)科技大學的謝潔飛、李新華、李香貴、楊波[16]建立了動磁式直線冰箱壓縮機的理論數(shù)學模型，采用描述函數(shù)法對氣缸內(nèi)非線性氣體力進行了線性化。在 2005 年，浙江大學化工機械研究所設(shè)計和研制了國內(nèi)首臺冰箱用動磁式直線壓縮機，該壓縮機動子質(zhì)量 0.9kg，氣缸直徑 26mm，活塞行程18mm[1]。浙江

8、大學的葉曉平、馬永壽、金濤[17]研制了一臺采用直線振蕩電機驅(qū)動的新型結(jié)構(gòu)的直線壓縮機，并對壓縮機的部分性能指標進行了測試。目前，國外對直線壓縮機的研究和試驗處于遙遙領(lǐng)先地位，他們都有自己的一套設(shè)計方法，且產(chǎn)品質(zhì)量高，但是由于技術(shù)保密等等問題，并不以公開。而國內(nèi)對動磁式直線壓縮機的研究無論是廣度還是深度與國外相比還有很大差距，特別是理論設(shè)計和控制研究都方面都遠遠不足，這大大限制了國內(nèi)動磁式直線壓縮機的應用范圍，難以實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化[3]。作為

9、制冷與空調(diào)系統(tǒng)核心部件的壓縮機，在以領(lǐng)域或行業(yè)為單位的使用量是最多的，盡管現(xiàn)有壓縮機的種類繁多，從其發(fā)展趨勢來看，結(jié)構(gòu)緊湊、高效節(jié)能以及微振低噪等特點是壓縮機制造技術(shù)不斷追求的改善目標[18]。3 課題的研究內(nèi)容及擬采取的研究方法（技術(shù)路線） 課題的研究內(nèi)容及擬采取的研究方法（技術(shù)路線） 、研究難點及預期達 、研究難點及預期達到的目標 到的目標3.1 3.1 研究內(nèi)容及研究方法 研究內(nèi)容及研究方法由于動磁式直線壓縮機具有結(jié)構(gòu)緊湊、效率高