壓縮機畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告

1、<p><b>　　1．文獻綜述：</b></p><p><b>　　1.1 前言</b></p><p>　　壓縮機是用來提高氣體壓力和輸送氣體的機械，隨著技術(shù)進步和人民生活水平的提高，對不含由污的潔凈壓縮空氣的需求量越來越大。傳統(tǒng)的有油壓縮機已經(jīng)很難滿足生產(chǎn)的要求了。為此，研發(fā)了無油壓縮機，降低生產(chǎn)成本，解決了傳統(tǒng)壓縮機壓縮空氣

2、后空氣含有油污問題。雖然無油壓縮機具有無油的優(yōu)點，但是由于自潤滑的活塞環(huán)的材料受溫度限制，不適合高溫場合，我們需要尋找新的材料能耐高溫，無油壓縮機的技術(shù)水平仍需提高，可以使壓縮機適合更多的場合。</p><p>　　1.2 空氣壓縮機構(gòu)成和工作原理</p><p>　　空氣壓縮機由工作腔部分(汽缸、活塞、氣閥、進出管道等)、傳動部分(曲軸、連桿、十字頭)、機身部分（支撐件、曲軸箱、中間接

3、管）。壓縮機工作原理是依靠工作容積的變化來壓縮氣體，改變氣體的壓力使氣體壓力達到生產(chǎn)要求[1]。</p><p>　　1.3 有油壓縮機與無油壓縮機的比較</p><p>　　傳統(tǒng)的有油壓縮機需要增加潤滑油，在使用時由于密封不嚴會造成泄漏，得到的空氣含有少部分的油污，在食品、藥學等領(lǐng)域這些油污是不允許含有的，如果含有油污對后面的設(shè)備造成很大的危害并影響后面的反應(yīng)，為了得到純凈的無油空氣，

4、需要在壓縮機后面安裝后處理設(shè)備[2],清除氣體中的潤滑油過程很復雜，需要大型除油設(shè)備，傳統(tǒng)的壓縮機的價格雖然較低，但是需要的后處理設(shè)備的價格會是壓縮機價格的幾倍，這樣會使所需生產(chǎn)成本增加[3]。</p><p>　　為了克服這個難題, 研發(fā)了自潤滑全無油壓縮機, 要實現(xiàn)無油潤滑壓縮, 一般是在活塞與氣缸之間使用自潤滑材料、連桿大小頭采用滾動軸承和填料函采用自潤滑密封元件等方法予以保證,因此就不需要加油潤滑，在壓縮

5、空氣時不會增加油污，只需要簡單的后處理設(shè)備就可以得到潔凈的空氣[4]。雖然無油壓縮機的生產(chǎn)工藝復雜，成本增加，但與傳統(tǒng)的壓縮機及其后處理設(shè)備相比在成本上占有很大的優(yōu)勢。</p><p>　　1.4 無油壓縮機活塞環(huán)的材料和結(jié)構(gòu)</p><p>　　1.4.1 活塞環(huán)材料</p><p>　　無油潤滑壓縮具有壓縮氣體不被潤滑油污染、節(jié)約大量潤滑油、凈化流程、簡化設(shè)

6、備、延長觸媒的使用壽命、提高產(chǎn)品產(chǎn)量及質(zhì)量等優(yōu)點, 而廣泛應(yīng)用于化工、國防、冶金、石油煉制、通訊、儀表、食品、醫(yī)療、紡織等部門。隨著無潤滑技術(shù)的日益成熟, 無油潤滑壓縮機活塞環(huán)在其材料、型式、設(shè)計和應(yīng)用等方面都有了很大的發(fā)展，生產(chǎn)環(huán)境的改變對活塞環(huán)的材料提出了更高的要求。</p><p>　　作為無潤滑的活塞環(huán), 一般由自潤滑材料來制造。這些材料是: 聚四氟乙烯( PTFE) 、聚酰亞胺(PI 、MC) 尼龍、填

7、充聚四氟乙烯(填充PTFE) 、填充聚酰亞胺(填充PI) 、金屬塑料( FH21) 等, 其中以填充聚四氟乙烯和填充聚酰亞胺最為常用。它們的機械性能和摩擦特性, 因其基材、填料的不同及運轉(zhuǎn)參數(shù)的變化而有很大差異, 設(shè)計時需根據(jù)特定條件選取[5]。聚四氟乙烯（PTFE）及其石墨復合材料具有優(yōu)良的摩擦磨損特性、耐腐蝕性、耐高低溫性[6]。</p><p>　　活塞式無油潤滑壓縮機易損件導向環(huán)活塞環(huán)的使用壽命和使用性能

8、,直接影響壓縮機的正常運行和經(jīng)濟效益。在工作環(huán)境不變的條件下,導向環(huán)活塞環(huán)的使用壽命和使用性能取決于環(huán)的材料性能、加工質(zhì)量和環(huán)在壓縮機上的安裝質(zhì)量等,其中起主導作用的是導向環(huán)活塞環(huán)的材料(成分配比、成型工藝等)及其性能。目前,國內(nèi)活塞式壓縮機無油潤滑材料主要采用以聚四氟乙烯(PTFE) 為主體, 填充諸如青銅粉、二硫化鉬、二氧化硅、石墨等經(jīng)壓制而成整體環(huán)或開口環(huán)。這種導向環(huán)活塞環(huán)使用壽命短，特別是用于壓縮氮氣時使用壽命更短。而采用新型線

9、型聚合物聚對羥基苯甲酸脂為主的復合型填充PTFE導向環(huán)活塞環(huán),上述問題可迎刃而解,并已成功地應(yīng)用于石油化工工程中,取得了滿意的效果[7]。</p><p>　　1.4.2 活塞環(huán)結(jié)構(gòu)</p><p>　　活塞環(huán)的結(jié)構(gòu)型式多種多樣,可分為整環(huán)開口型、分瓣型；有張力環(huán)的、無張力環(huán)的； 有背壓環(huán)、無背壓環(huán)；單環(huán)形、雙環(huán)型等。其中以開口環(huán)應(yīng)用最廣,無背壓環(huán)次之。整體開口環(huán)有直切口、斜切口、搭切口

10、三種型式。直切口易加工而密封性能差；搭切口密封性能最佳而加工較難；斜切口介于兩者之間,較為常用。整體開口環(huán)由于開口少、結(jié)構(gòu)簡單而被普遍用于中小型壓縮F機[8]。分瓣環(huán)有二瓣、三瓣、四瓣等, 其磨損后在張力環(huán)作用下仍可均勻地貼合于氣缸表面,密封性能良好,但開口多、總泄漏量大,只能用在缸徑過大(<800mm以上) 或過小的場合[9]。</p><p>　　1.5 無油壓縮機氣閥</p><

11、p>　　氣閥是活塞式壓縮機中的關(guān)鍵部件之一,其性能對壓縮機的運轉(zhuǎn)可靠性、經(jīng)濟性有很大的影響,好的氣閥既要有長的壽命, 又要有高的效率。氣閥的壽命問題直接影響到生產(chǎn)能否有計劃的持續(xù)進行, 事故停機不但影響產(chǎn)量,也影響企業(yè)的生產(chǎn)成本。因此,提高氣閥的壽命對保證壓縮機的可靠運轉(zhuǎn)很重要?；钊綁嚎s機中, 使用各種各樣的氣閥, 如環(huán)狀閥、網(wǎng)狀閥、條狀閥等,國產(chǎn)壓縮機的氣閥大都采用環(huán)狀閥結(jié)構(gòu)。其主要優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、通用性強等。但這種

12、結(jié)構(gòu)存在著以下問題: 閥片的運動質(zhì)量較大, 閥片與導向塊之間有摩擦力等因素,決定了閥片在開啟、關(guān)閉中不易做到及時、迅速。閥片各環(huán)彼此分離, 在開閉過程中很難作到步調(diào)一致, 因而降低了氣體的通流能力。閥片的緩沖作用較差, 為金屬薄片,使用后易變形、斷裂。如果氣閥設(shè)計不合理, 非常易損壞。以上問題就限制了環(huán)狀閥在無油壓縮機中的應(yīng)用, 因此需要進行改進。</p><p>　　針對以上問題, 對無油壓縮機的氣閥結(jié)構(gòu)進行了

13、改進,采用了菌型氣閥,閥片采用填充聚四氟乙烯材料。改進后的氣閥與環(huán)狀閥相比有以下優(yōu)點:(a)采用菌型閥片,材料為聚四氟乙烯, 閥片與閥座之間有良好的氣密性, 密封性能加強。(b)閥片強度增加, 不易損壞、斷裂, 使氣閥的易損件減少, 給維修帶來方便。(c)該結(jié)構(gòu)對氣流流動有所改善, 阻力系數(shù)要小于環(huán)狀閥。(d)同一結(jié)構(gòu)尺寸的氣閥, 可改變其開孔的大小和個數(shù)來適應(yīng)不同排氣量的要求。改進后基本克服了環(huán)狀閥在無油壓縮機中易損壞的問題[10]。

14、</p><p>　　1.6 全無油壓縮機的軸承的選擇</p><p>　　全無油壓縮機的工作特點決定了曲軸的支承軸承和連桿大小頭軸承等只能采用脂潤滑軸承, 存在連桿大小頭軸承造型、設(shè)計、軸承內(nèi)潤滑脂的密封以及機器運轉(zhuǎn)中軸承的加脂等一系列問題。連桿大頭與曲柄銷之間以及支承曲軸的主軸承多采用帶雙防塵蓋的含脂單列向心自潤滑球軸承。由于是標準件, 容易獲得, 選用非常方便,從而使簡化了主機設(shè)計

15、。但是, 這種軸承不能中途加脂,只有在大修拆機時才能補充或更換新脂,這就帶來了諸多不便。馬全香等設(shè)計出了中途可加脂的連桿大頭軸承密封新結(jié)構(gòu),即采用普通球軸承,軸承兩側(cè)分別設(shè)置兩組密封墊圈,并在軸承的任一側(cè)的密封墊圈和軸承之間設(shè)置一個加脂用隔離墊圈, 隔離墊圈正對著的連桿體上開有通脂孔,加排脂結(jié)束后用油嘴封堵。這種新結(jié)構(gòu)經(jīng)濟、簡單,可以在運行中途加脂, 既方便了用戶,又可節(jié)省大量維修費用。為了使空壓機結(jié)構(gòu)緊湊、裝配和維護方便, 連桿小頭采

16、用結(jié)構(gòu)簡單、摩擦因數(shù)小的單個雙列有保持架的滾針軸承。將活塞銷充當軸承內(nèi)圈并做成中空的,開設(shè)供脂通孔,潤滑脂靠慣性力作用從通脂口不斷地滴進軸承內(nèi)部, 有效地延長了小頭軸承補充新脂的間隔期。注入2/3空間的潤滑脂, 可彌補滾針軸承存脂量少的缺點。潤滑</p><p><b>　　1.7 結(jié)束語</b></p><p>　　全無油壓縮機進行合理而正確的設(shè)計, 才能使其具有

17、良好的性能和壽命, 從而使其在生產(chǎn)實踐中得到越來越廣泛的應(yīng)用。合理選擇活塞環(huán)材料，合理選用軸承等會優(yōu)化無油壓縮機性能。隨著目前對高溫、高壓的純凈氣體需求量不斷增加，需要選擇更加合理的材料來適應(yīng)生產(chǎn)的要求。無油壓縮機作為新型產(chǎn)品，目前，產(chǎn)品種類不全，與電機功率不匹配會帶來較大的功率浪費，增加生產(chǎn)成本，因而，需要對無油壓縮機進行系列化設(shè)計和最優(yōu)化設(shè)計。隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展及環(huán)保要求的越來越嚴格，無潤滑活塞環(huán)在提高使用壽命、降低成本、節(jié)能降噪、

18、凈化氣體及提高運行的安全性等方面的優(yōu)越性日趨明顯。從小型到大型，從低壓到高壓都得到應(yīng)用。隨著無油潤滑技術(shù)的發(fā)展，研制出高性能、低成本的無潤滑新材料，開發(fā)新的結(jié)構(gòu)型式的全無油壓縮機將是目前面臨的新課題。</p><p>　?。玻菊n題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段及途徑：</p><p>　　2.1 要研究和解決的問題</p><p>　　隨著技術(shù)進步和人民生活

19、水平的提高，對不含油污的潔凈壓縮空氣的需求量越來越大。傳統(tǒng)的有油壓縮機已經(jīng)很難滿足生產(chǎn)的需求。傳統(tǒng)的有油壓縮機需要添加潤滑油，在使用時由于密封不嚴會造成泄漏，污染環(huán)境。更為關(guān)鍵的是，由于吸氣時的抽吸作用，潤滑油會進入氣缸，使得壓縮空氣中含有油污，對后續(xù)的生產(chǎn)產(chǎn)生影響。尤其在需要不含油潔凈氣源的場合，后續(xù)處理比較麻煩。而采用無油潤滑壓縮機，在氣源凈化上要比采用有油機簡單得多。這正是本設(shè)計選用無油潤滑方式的主旨所在。鑒于市場上對小型壓縮機的

20、需求量很大，且往復式壓縮機技術(shù)發(fā)展比較成熟，為此，本課題擬選用W型無油潤滑壓縮方案。由于W型壓縮機的振動會影響壓縮機的正常工作，根據(jù)相關(guān)平衡設(shè)計理論和經(jīng)驗，擬采用夾角為60°的W型布置方案，以期通過優(yōu)化平衡重配置，降低壓縮機的振動。為了防止空氣中的灰塵進到氣缸，造成氣缸的磨損，并防止噪音的污染在進口處增加空氣濾清消音器。</p><p>　　連桿大頭與曲柄銷之間以及支承曲軸的主軸承多采用帶雙防塵蓋的含脂

21、單列向心自潤滑球軸承。由于是標準件，選用非常方便,但是這種軸承不能中途加脂, 只有在大修拆機時才能補充或更換新脂, 這就帶來了諸多不便。本設(shè)計擬借鑒馬全香等研究成果，探討采用中途可加脂的連桿大頭軸承密封創(chuàng)新結(jié)構(gòu)的可行性。通過在普通球軸承兩側(cè)分別設(shè)置兩組密封墊圈, 并在軸承的任一側(cè)的密封墊圈和軸承之間設(shè)置一個加脂用隔離墊圈, 隔離墊圈正對著的連桿體上開有通脂孔, 便于加脂結(jié)束后用油嘴封堵。為了使空壓機結(jié)構(gòu)緊湊、裝配和維護方便, 連桿小頭采

22、用結(jié)構(gòu)簡單、摩擦因數(shù)小的單個雙列有保持架的滾針軸承。將活塞銷充當軸承內(nèi)圈并做成中空的,開設(shè)供脂通孔,讓潤滑脂靠慣性力作用從通脂口擠進軸承內(nèi)部, 以有效延長小頭軸承補充新脂的間隔期。注入活塞銷中空空間的潤滑脂, 可彌補滾針軸承存脂量少的缺點。針對連桿小頭孔處溫度較高的特點，潤滑脂擬選用7014號高溫潤滑脂或二硫化鉬復合鈣基潤滑脂，以獲得較好的潤滑效果。擬在滾針軸承兩端加設(shè)PTFE密封圈, 以防止?jié)櫥Τ?盡可能減少滾針軸承處在高溫下的漏

23、脂問題。</p><p>　　鑒于壓縮機的一階往復慣性力在滿足一定條件時可通過平衡重合理配置予以平衡，為了解決各列往復運動質(zhì)量的正確匹配問題，本設(shè)計將合理化各往復部件的質(zhì)量參數(shù)。對活塞組件和連桿組件的質(zhì)量，通過調(diào)整壁厚或結(jié)構(gòu)尺寸，改用活塞銷結(jié)構(gòu)形式，采用不同的材料組合等方法，確保各列往復運動質(zhì)量相等。</p><p>　　與有油壓縮機相比,在基本參數(shù)相同的情況下,無油潤滑密封元件的工作條件

24、較惡劣,運行件處于干摩擦狀態(tài),使用壽命短。從機理上講,活塞環(huán)是靠內(nèi)緣徑向氣體力的作用使其與氣缸鏡面相接觸來密封氣體的，隨著活塞環(huán)外緣的磨損,環(huán)的徑向厚度減薄,切口尺寸相應(yīng)增大,由此使氣體通過切口的泄漏量也增加,當泄漏量增大到下一道環(huán)能承擔的最大壓力差時,則第一道環(huán)便失去密封作用。為減小活塞環(huán)的徑向作用力,本設(shè)計擬采用在活塞的兩端設(shè)置兩道支撐環(huán),支撐環(huán)的徑向厚度及軸向高度根據(jù)活塞組件重量、氣缸直徑及排氣壓力等參數(shù)確定。在設(shè)計中,將特別注重

25、支撐環(huán)與氣缸間隙δ值的選取[12],既要使支撐環(huán)在工作過程中不僅起到良好的導向作用,保護活塞環(huán)不發(fā)生偏磨,同時讓高壓側(cè)氣體經(jīng)過此間隙時節(jié)流降壓,從而降低活塞環(huán)前的壓力值,以減小活塞環(huán)的磨損，延長活塞環(huán)的使用壽命。</p><p>　　探求合理選用徑長比、轉(zhuǎn)速等結(jié)構(gòu)參數(shù)。根據(jù)彭寶成等[13]的研究結(jié)論，在1 /7~ 1/6.5之間選擇徑長比，以有效降低活塞承受的側(cè)壓力。轉(zhuǎn)速的選擇對壓縮機運轉(zhuǎn)的可靠性和經(jīng)濟性有很大影

26、響。提高轉(zhuǎn)速是提高壓縮機排氣量的有效途徑, 但是隨之也會帶來諸如降低氣閥壽命等諸多負面因素。根據(jù)微型有油潤滑壓縮機的研究經(jīng)驗[14],小型往復活塞式全無油壓縮機的工作轉(zhuǎn)速存在一個最佳值或最佳范圍, 即轉(zhuǎn)速在600 r/min ~ 800 r/min之間最為適宜。借助現(xiàn)代設(shè)計手段優(yōu)化壓縮機的結(jié)構(gòu)。合理選用活塞環(huán)材料以適應(yīng)高溫高壓的場合。合理匹配電機，防止出現(xiàn)大馬拉小車的現(xiàn)象，以避免造成功率的浪費。</p><p>

27、　　其它要研究和解決的問題：</p><p>　　確定本設(shè)計中采用的壓縮機潤滑方式及結(jié)構(gòu)。</p><p>　　需由熱力學反算法推斷出的壓縮機的基本結(jié)構(gòu)參數(shù)。</p><p>　　探索無油潤滑壓縮機優(yōu)化結(jié)構(gòu)的新方法。</p><p>　　分析有油壓縮機和無油壓縮機零部件通用化的可行性，探討提升有油壓縮機和無油壓縮機零部件的通用化程度的途徑，以

28、及系列化和配套問題。</p><p>　　探索提升或改善旋轉(zhuǎn)慣性力和往復慣性力的平衡性能的設(shè)計方法，減小壓縮機振動。</p><p>　　探索提高中冷效果的方法，如何確保飛輪的合理性。</p><p>　　為確保一階往復慣性力的平衡，探求各級往復運動質(zhì)量的合理搭配。</p><p>　?。?）分析影響無油潤滑壓縮機尺寸的主要因素，探討解決結(jié)構(gòu)

29、比例不協(xié)調(diào)的問題。</p><p>　?。?）研究影響易損件壽命的因素，探求提升易損件使用壽命的方法和途徑。</p><p>　?。?）分析研究有油壓縮機和無油壓縮機零部件通用化的可行性，探討提升有油壓縮機和無油壓縮機零部件的通用化程度的途徑。</p><p>　?。?）研究慣性力的平衡問題，探求各級往復運動質(zhì)量的合理搭配，改善壓縮機的受力狀況。</p>

30、<p>　?。?）分析可能產(chǎn)生運轉(zhuǎn)干涉和裝配干涉的策源地和原因，防止運轉(zhuǎn)干涉和裝配干涉。</p><p>　　（1）近年來，隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展以及客戶對氣源品質(zhì)要求的提高，全無油潤滑空氣壓縮機的應(yīng)用越來越廣泛。但是，目前全無油潤滑壓縮機仍存在運行費用高, 泄漏大,制作成本高,可靠性低等缺點。為此,解決全無油潤滑技術(shù)的關(guān)鍵是采用理想的自潤滑材料和合理的結(jié)構(gòu)。針對我國現(xiàn)有小型無油潤滑壓縮機產(chǎn)品存在的由于

31、活塞尺寸過長所致結(jié)構(gòu)不協(xié)調(diào)問題，有必要通過結(jié)構(gòu)變異設(shè)計等必要措施探求對該問題的解決方案。</p><p>　?。?）與傳統(tǒng)壓縮機相比，無油壓縮機的結(jié)構(gòu)比例不如傳統(tǒng)的有油壓縮機協(xié)調(diào)，整體的結(jié)構(gòu)也不如有油壓縮機輕巧，需優(yōu)化壓縮機的結(jié)構(gòu)。</p><p>　?。?）裝卸困難問題。</p><p>　　（4）連桿大頭與曲柄銷之間以及支承曲軸的主軸承多采用帶雙防塵蓋的含脂單列

32、向心自潤滑球軸承。由于是標準件，選用非常方便,但是這種軸承不能中途加脂, 只有在大修拆機時才能補充或更換新脂, 這就帶來了諸多不便。</p><p>　?。?）壓縮機動力平衡和減振問題。</p><p>　?。?）滑脂從唇部與活塞銷外圓的縫隙外溢出的問題。</p><p>　?。?）隨著科技的進步及人們生活水平的提高，傳統(tǒng)的有油壓縮機已很難達到工藝及人們健康的要求。

33、如增設(shè)除油設(shè)備，不但增加了成本而且氣體的潔凈程度也是不太理想。</p><p>　?。?）壓縮機運轉(zhuǎn)過程中會引起振動。其不僅減少了壓縮機各部件的使用壽命而且?guī)砹嗽肼曃廴尽?lt;/p><p>　?。?）活塞環(huán)由聚四氟乙烯制成。由于聚四氟乙烯的材料的彈性較差，活塞環(huán)與氣缸之間的預緊力不易達到設(shè)計要求，對氣密性造成一定影響。</p><p>　?。?）我國傳統(tǒng)有油壓縮機的

34、閥片常采用環(huán)狀閥。但此種閥片應(yīng)用在無油壓縮機上會出現(xiàn)諸多問題。如由于沒有潤滑油的冷卻，閥片在長時間的開關(guān)過程中容易發(fā)生斷裂，另外閥片與導向塊間存在摩擦力，不但使閥片不能迅速的開啟及關(guān)閉，而且由于摩擦作用閥片的溫度也會升高。故無油壓縮機應(yīng)選擇一個新的閥片結(jié)構(gòu)。</p><p>　?。?）無油壓縮機曲軸箱為干式結(jié)構(gòu), 其連桿大、小孔、曲軸前后主軸承一般均采用雙端口密封的含脂球軸承。密封于軸承內(nèi)的潤滑脂會在長期的運轉(zhuǎn)中

35、由于溫度升高而使油脂發(fā)生蒸發(fā)和氧化分解, 脂中的稠化劑也會變質(zhì)而失去稠化效果。由于脂性能的改變, 使用效果急劇下降, 如不及時添加新油將會直接損壞軸承甚至機器。</p><p>　　2.2 擬采用的研究手段及途徑</p><p>　?。?）考慮到無油壓縮機結(jié)構(gòu)太大的主要原因是導向環(huán)材料PTFE所能承受的壓力比金屬的小，為優(yōu)化結(jié)構(gòu)，減小氣缸和活塞長度，需要從減小側(cè)壓力入手。傳統(tǒng)的活塞式壓縮機

36、氣缸中心線與曲軸回轉(zhuǎn)中心線共面，本設(shè)計擬采用氣缸中心線和曲軸回轉(zhuǎn)中心不共面結(jié)構(gòu)，即在氣缸中心線和曲軸回轉(zhuǎn)中心線間設(shè)置偏心距,借助現(xiàn)代設(shè)計工具進行推演計算和設(shè)計，以期在適當?shù)钠木嗪托D(zhuǎn)方向下，使側(cè)壓力減小到一定范圍，從而使縮短活塞的長度，減小結(jié)構(gòu)尺寸。</p><p>　?。?）依據(jù)參觀、實踐獲得的實際數(shù)據(jù)，參閱大量國內(nèi)外相關(guān)資料，合理選取各主要零件的材料，進行結(jié)構(gòu)設(shè)計和優(yōu)化,以確保其長期安全運行,延長易損件的使

37、用壽命。</p><p>　?。?）在無油壓縮機設(shè)計過程中，探討借用有油壓縮機的現(xiàn)有零件的新方法，以提高通用化，降低生產(chǎn)成本。</p><p>　?。?）本方案擬采用氣缸夾角為60°的W型設(shè)計，以便為有效的解決壓縮機的動力問題創(chuàng)造條件。另外，探求借鑒附加平衡重的方法來平衡慣性力，以期降低壓縮機的振動。擬借助UG等計算機輔助工具，精確測算各列活塞組件和連桿組件的質(zhì)量，通過改變活塞壁

38、厚或結(jié)構(gòu)尺寸，改用空心或?qū)嵭幕钊N結(jié)構(gòu)，采用不同的材料組合等方法，確保各列往復運動質(zhì)量相等。</p><p>　?。?）借助有關(guān)研究成果，選取合理的結(jié)構(gòu)參數(shù)，運用CAD 或UG軟件進行輔助設(shè)計、裝配、模擬、仿真，利于及早發(fā)現(xiàn)運行或裝配缺陷，提高設(shè)計效率和質(zhì)量。探討避免運轉(zhuǎn)的干涉和裝配干涉的設(shè)計手段和方法。</p><p>　　無油壓縮機采用無油潤滑技術(shù)，可以有效保證壓縮氣體的清潔。而采用無

39、油壓縮技術(shù)的關(guān)鍵是解決相對運動件間的潤滑問題，最常用方法是在氣缸和活塞之間增設(shè)導向環(huán)。導向環(huán)用填充聚四氟乙烯（PTFE）制成，借助機械和化學作用，相對運動時會在氣缸表面形成一層聚四氟乙烯鍍膜，由于聚四氟乙烯的分子結(jié)構(gòu)特殊，使聚四氟乙烯之間得摩擦系數(shù)很小，從而實現(xiàn)自潤滑。</p><p>　　壓縮機的驅(qū)動機和壓縮機主機是一個有機的整體，一個完善的設(shè)計，不但要確保壓縮機主機的性能優(yōu)越，亦應(yīng)追求壓縮機主機與驅(qū)動電機的最

40、佳匹配[11]。采用按電動機額定功率來確定壓縮機主要結(jié)構(gòu)參數(shù)的計算設(shè)計方法，即所謂的熱力學反算法，應(yīng)該是一種不錯的選擇。反算法的主要思路是從驅(qū)動電機的額定功率入手，根據(jù)目前壓縮機行業(yè)通行的排氣壓力系列，合理控制驅(qū)動機功率儲備系數(shù)，逐個逆推出配套的壓縮機主要結(jié)構(gòu)參數(shù)，如氣缸直徑和排氣量，以達到供需協(xié)調(diào)的根本目的。</p><p>　　作為現(xiàn)代設(shè)計手段，本設(shè)計擬借助UG或CAD等計算機輔助工具，精確測算各列活塞組件和

41、連桿組件的質(zhì)量，通過改變活塞壁厚或結(jié)構(gòu)尺寸，改用空心或?qū)嵭幕钊N結(jié)構(gòu)，采用不同的材料組合等方法，確保各列往復運動質(zhì)量相等。</p><p>　?。?）通過市場調(diào)研、實習參觀、查閱資料，了解無油壓縮機市場現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢和相關(guān)國家標準、技術(shù)規(guī)范等。</p><p>　?。?）本設(shè)計中采用W型無油潤滑壓縮機結(jié)構(gòu)，提供無油污的潔凈壓縮空氣體，旨在適合需要小容量潔凈壓縮空氣的場合，滿足逐漸增大的市場

42、需求量。</p><p>　?。?）根據(jù)相關(guān)設(shè)計資料，擬定壓縮機的結(jié)構(gòu)方案，進行熱力計算，初步確定各級氣缸缸徑和壓縮機的排氣量等。在氣缸直徑圓整時，將第一級缸徑向上圓整，以保證排氣量。將第二級缸徑向下圓整，以降低二級壓力比，確保末級排氣不超溫。</p><p>　?。?）依據(jù)參觀、實踐獲得的實際數(shù)據(jù)，參閱大量國內(nèi)外相關(guān)資料，合理選取各主要零件的材料，進行結(jié)構(gòu)設(shè)計和優(yōu)化。以確保其長期安全運行

43、。</p><p>　　（5）在動力學計算中，以降低壓縮機主軸的轉(zhuǎn)速波動為原則，選用高效合理的中間冷卻器，有效利用冷風，以提高中冷效果。合理配置各級氣缸超前和滯后關(guān)系，確定正確轉(zhuǎn)向，確保飛輪矩最佳。從而使壓縮機整體達到最佳的運行狀態(tài)。</p><p>　?。?）借助CAD軟件進行輔助設(shè)計。裝配、模擬、仿真以確定質(zhì)量，利于及早發(fā)現(xiàn)運行或裝配缺陷，提高設(shè)計效率和質(zhì)量。</p>&

44、lt;p>　?。?）無油潤滑壓縮機結(jié)構(gòu)變異設(shè)計旨在現(xiàn)有小型無油潤滑壓縮機產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，探索中心偏置等結(jié)構(gòu)變異設(shè)計手段在小型壓縮機結(jié)構(gòu)設(shè)計上的應(yīng)用，以期達到降低整機結(jié)構(gòu)尺寸和提升壓縮機綜合性能的目的。</p><p>　?。?）在氣缸中心線和曲軸回轉(zhuǎn)中心線間設(shè)置偏心距，當偏心距和旋轉(zhuǎn)方向合適時，可使側(cè)壓力減小，從而使結(jié)構(gòu)為了改善壓縮機的轉(zhuǎn)配條件</p><p>　　（3）針對曲軸箱不再

45、儲存潤滑油的特點，可考慮對曲軸箱底采用全開通結(jié)構(gòu)，以便于先將連桿和曲軸進行組裝后再與曲軸箱組裝，降低裝卸難度。同時，采用曲軸箱底采用全開通結(jié)構(gòu)方便冷風進入曲軸箱內(nèi)部，有利于降低曲軸箱一端的氣缸溫度，改善冷卻效果。</p><p>　?。?）本設(shè)計擬借鑒程星輝設(shè)計結(jié)構(gòu)，探討采用中途可加脂的連桿大頭軸承密封創(chuàng)新結(jié)構(gòu)的可行性。結(jié)構(gòu)特點：(a) 曲箱在其適當部位加工2孔,如要添加油脂時,可直接將油嘴槍伸入按在連桿油嘴口即

46、可。(b)該結(jié)構(gòu)簡單，在原有的基礎(chǔ)上無需增添多的零件或尺寸變化,軸承上面的孔可用合金鉆或電脈沖加工,如批量可跟廠家直接定做。(c) 用戶加脂極其方便, 便于經(jīng)常檢查、添加，減少維修費用。針對連桿小孔滾針軸承的潤滑脂不能持續(xù)補充，將單排滾針改成雙排滾針的外中間開孔結(jié)構(gòu)。這樣, 一方面旨在降低滾針與銷表面的比壓, 另一方面使滑脂既可從開孔的連桿小頭環(huán)槽中得到補充, 又能從開孔的活塞銷芯部空間被充滿的滑脂得到補充。</p>&l

47、t;p>　　（5）對于動力平衡問題，選用W型結(jié)構(gòu)的全無油潤滑壓縮機, 只要3列活塞和連桿重量取得相等, 可以配置合適的平衡鐵和外平衡塊而實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)慣力、一階往復慣性力及由平衡鐵造成的傾覆力矩的完全平衡,以期降低壓縮機的振動。</p><p>　　（6）可采用蔣定中, 陳洪良改進的具有雙重密封作用的新型密封結(jié)構(gòu)，外圈壓緊, 內(nèi)圈上的U型唇口與活塞銷外圓柱面形成一個曲路油封系統(tǒng)?？v使密封軸承內(nèi)甩出微量滑脂,也不會

48、越過第2道保護層漏出密封圈, 以提升密封效果。</p><p>　?。?）合理選用活塞環(huán)材料以適應(yīng)高溫高壓的場合。合理匹配電機，防止出現(xiàn)大馬拉小車的現(xiàn)象，以避免造成功率的浪費。</p><p>　?。?）采用無油壓縮機。與有油壓縮機相比，無油壓縮機依靠自身材料達到潤滑的目的，無需添加潤滑油，故可得到潔凈的壓縮氣體。</p><p>　　（2）鑒于市場上對小型壓縮機的

49、需求量很大，且往復式壓縮機技術(shù)發(fā)展比較成熟，為此，本課題擬選用W型壓縮機。為減小壓縮機工作過程中引起的振動影響，擬采用夾角為60°的W型布置方案，以期通過優(yōu)化平衡重配置，降低壓縮機的振動。為較小壓縮機的噪聲污染，在進口處設(shè)置消音裝置。</p><p>　?。?）設(shè)計時在活塞環(huán)內(nèi)表明增設(shè)金屬彈性膨脹環(huán)，以期增加活塞環(huán)與氣缸的預警力，彌補聚四氟乙烯材料彈性不足的缺點。</p><p>

50、;　?。?）探討新的平衡重配置措施，以解決因曲軸箱內(nèi)部空間制約而造成的慣性力及其力矩無法完全平衡的問題。</p><p>　　針對慣性力及其力矩無法完全平衡的問題。參照文獻[?]提出的解決方案，擬采用“雙外一內(nèi)”或“一內(nèi)一外”平衡配置方案，既充分利用曲軸箱內(nèi)有效回轉(zhuǎn)空間，又借助皮帶輪易于布置平衡重之便利，以求獲得理想的平衡效果。</p><p>　?。?）通過市場調(diào)研、實習參觀、查閱資料，

51、來了解無油潤滑壓縮機市場現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢和相關(guān)國家標準、技術(shù)規(guī)范等。</p><p>　?。?）根據(jù)自己所掌握的知識和查到的資料，尋找新的能耐高溫的材料，在技術(shù)上去改善自潤滑材料的性能，從而增加自潤滑材料的壽命，得到更好地效益。</p><p>　?。?）在無油潤滑壓縮機研究過程中，探討借用有油壓縮機和無油潤滑壓縮機的現(xiàn)有零件的新方法，以提高零部件的通用化，降低生產(chǎn)成本，提高壓縮機的效率。&

52、lt;/p><p>　　（4）在探究無油潤滑壓縮機時，通過查得的資料，分析氣缸與活塞環(huán)磨損快的原因，所以在這個基礎(chǔ)上，尋找更好的搭配材料來減少摩擦，降低氣缸與活塞環(huán)之間的溫度，增加材料之間的潤滑作用。</p><p>　?。?）在參觀、實踐獲得的實際數(shù)據(jù)的研究基礎(chǔ)上，進一步探索更加完善的熱力學反算方法，或借助現(xiàn)有熱力學設(shè)計程序，選配合理的驅(qū)動電機，控制驅(qū)動電機安全裕度，避免出現(xiàn)安全儲備過大的“