機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-微型風(fēng)冷活塞式壓縮機(jī)（w-80）的設(shè)計(jì)【全套圖紙】

1、<p><b>　　編號(hào)</b></p><p><b>　　無錫太湖學(xué)院</b></p><p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</b></p><p>　　題目：微型風(fēng)冷活塞式壓縮機(jī)（W-80）的設(shè)計(jì) </p><p>　　信機(jī) 系 機(jī)械工程及自動(dòng)化 專業(yè)<

2、;/p><p>　　學(xué) 號(hào)： 　　　　 </p><p>　　學(xué)生姓名： </p><p>　　指導(dǎo)教師： 　 （職稱：高級工程師） </p><p>　?。毞Q： ） </p><p>　　2013年5月25日</p>

3、<p>　　無錫太湖學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</p><p><b>　　誠 信 承 諾 書</b></p><p>　　全套圖紙，加153893706</p><p>　　本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 微型風(fēng)冷活塞式壓縮機(jī)（W-80）的設(shè)計(jì) 是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的成果，其內(nèi)容除了在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中

4、特別加以標(biāo)注引用，表示致謝的內(nèi)容外，本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）不包含任何其他個(gè)人、集體已發(fā)表或撰寫的成果作品。</p><p>　　班 級： 機(jī)械95 </p><p>　　學(xué) 號(hào)： 0923208 </p><p>　　作者姓名： </p><p>　　2013 年 5 月 25 日<

5、/p><p><b>　　無錫太湖學(xué)院</b></p><p>　　信 機(jī)　系 　機(jī)械工程及自動(dòng)化 　專業(yè)</p><p>　　畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)論 文 任 務(wù) 書</p><p><b>　　一、題目及專題：</b></p><p>　　1、題目　　微型風(fēng)冷活塞式壓縮機(jī)（W-80

6、）的設(shè)計(jì) </p><p>　　2、專題　 　 </p><p>　　二、課題來源及選題依據(jù)</p><p>　　微型風(fēng)冷活塞式壓縮機(jī)是單作用壓縮機(jī)，是由氣缸、氣閥和在氣缸中作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞所

7、構(gòu)成的工作容積不斷變化來完成。在輕紡工業(yè)、冶金工業(yè)廣泛運(yùn)用。壓縮機(jī)由三相異步電動(dòng)機(jī)作為原動(dòng)機(jī)，經(jīng)“V”型皮帶傳動(dòng)，使曲軸作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，再通過連桿帶動(dòng)活塞在氣缸內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)?？諝庥蛇M(jìn)氣閥吸入一級氣缸，壓縮后經(jīng)排氣閥進(jìn)中間冷卻器后再經(jīng)一級氣缸壓縮后進(jìn)入儲(chǔ)氣罐。采用自動(dòng)停機(jī)方式控制排氣壓力，壓縮機(jī)的冷卻主要由兼作風(fēng)扇的飛輪對氣缸及中間冷卻器進(jìn)行強(qiáng)制對流換熱來保證。

8、 </p><p>　　三、本設(shè)計(jì)（論文或其他）應(yīng)達(dá)到的要求：</p><p>　　1、 根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行壓縮機(jī)的熱、動(dòng)力計(jì)算（主要包括缸徑的確定，電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算及選型，壓縮機(jī)中的作用力分析，飛輪矩的確定，慣性力和慣性力矩的平衡）。 </p><p>　

9、　2、根據(jù)計(jì)算結(jié)果，確定壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)尺寸，完成總裝圖。 </p><p>　　3、對壓縮機(jī)主要零件進(jìn)行強(qiáng)度校核。 </p><p>　　4、繪制主機(jī)總圖和主要零件圖。 </p><p>　　

10、5、查閱相關(guān)資料，完成畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書一份，不少于30頁。 </p><p><b>　　四、接受任務(wù)學(xué)生：</b></p><p>　　機(jī)械95 班 　　姓名 </p><p>　　五、開始及完成日期：</p><p>　　自2012年11月12日 至2013年5月25日</p

11、><p>　　六、設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)（或顧問）：</p><p>　　指導(dǎo)教師　　　　　　　簽名</p><p><b>　　簽名</b></p><p><b>　　簽名</b></p><p><b>　　教研室主任</b></p><

12、p>　　〔學(xué)科組組長研究所所長〕　　　　　　　簽名</p><p>　　系主任 　　　　　　簽名</p><p>　　2012年11月12日</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　活塞式壓縮機(jī)是一種容積式壓縮。它是用來提高氣體壓力和輸送氣體。目前活塞式壓縮機(jī)廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)

13、中，如石油裂解氣的分離、石油加氫精制、氣流紡紗、谷物的氣力輸送、制冷等領(lǐng)域。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)的壓縮機(jī)主要用于輕紡工業(yè)、冶金工業(yè)中。通過了解該壓縮機(jī)的基本結(jié)構(gòu)極其工作原理，重點(diǎn)掌握其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，學(xué)會(huì)所含零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法及其強(qiáng)度校核方法。在設(shè)計(jì)過程中，理論聯(lián)系實(shí)際，我最終了解設(shè)計(jì)一個(gè)機(jī)械設(shè)備的基本思路和方法。</p><p>　　整個(gè)設(shè)計(jì)過程主要包括三個(gè)部分。第一部分是熱力計(jì)算

14、，包括氣缸行程容、最大活塞力、排氣溫度、功率和效率以及壓縮機(jī)其他主要結(jié)構(gòu)尺寸的確定；第二部分是動(dòng)力計(jì)算與分析，包括曲柄連桿機(jī)構(gòu)的受力情況的分析計(jì)算、主要零部件的強(qiáng)度校核以及力矩平衡；第三部分主要是曲軸的平衡計(jì)算。整個(gè)設(shè)計(jì)過程與設(shè)計(jì)內(nèi)容是按設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行的，符合工程需求。</p><p>　　關(guān)鍵詞：活塞式壓縮機(jī)；結(jié)構(gòu)尺寸；行程容積；主要零部件強(qiáng)度校核； </p><p><b>

15、;　　Abstract</b></p><p>　　Piston type compressor is a new type of compression. It is used to increase the gas pressure and gas transportation. At present, the piston compressor is widely used in industr

16、ial production, such as oil gas separation, oil hydrofining, air spinning, grain pneumatic conveying, refrigeration and other fields.</p><p>　　The design of the compressor is mainly used for the textile indu

17、stry, the metallurgical industry. The basic structure of the compressor is working principle, key grasp its structure design, learn the structure design method contained in parts and its strength check method. In the des

18、ign process, linking theory with practice, I finally understand the basic idea and design method of a mechanical device.</p><p>　　The whole design process mainly consists of three parts. The first part is th

19、e thermodynamic calculation, including the determination of the cylinder stroke volume, maximum piston force, the other main structure size, power and efficiency as well as the exhaust temperature of compressor; The seco

20、nd part is the dynamic calculation and analysis, including the analysis of force of crank and connecting rod mechanism, the calculation of main parts of the strength check and balance; The third part is </p><p

21、>　　Key words: piston compressor; structure; stroke volume; the main parts of the strength check;</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要III</b></p><p>　　Ab

22、stractIV</p><p><b>　　目 錄V</b></p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p>　　1.1本課題的研究內(nèi)容和意義1</p><p>　　1.2國內(nèi)外的發(fā)展概況2</p><p>　　1.3本課題應(yīng)達(dá)到的要求3<

23、;/p><p>　　2 壓縮機(jī)總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)4</p><p>　　2.1 設(shè)計(jì)原則及設(shè)計(jì)要求4</p><p>　　2.2 結(jié)構(gòu)方案的選擇4</p><p>　　3 壓縮機(jī)的熱力計(jì)算7</p><p>　　3.1 技術(shù)參數(shù)7</p><p>　　3.1.1 總壓力比的確定7</p

24、><p>　　3.1.2 壓縮機(jī)級數(shù)的確定7</p><p>　　3.1.3 確定容積系數(shù)7</p><p>　　3.3.4 確定壓力系數(shù)和溫度系數(shù)8</p><p>　　3.3.5 計(jì)算泄漏系數(shù)8</p><p>　　3.3.6 初步計(jì)算氣缸工作容積8</p><p>　　3.3.7 確

25、定行程、缸徑及實(shí)際行程容積8</p><p>　　3.3.8 復(fù)算壓力比或調(diào)整余隙容積9</p><p>　　3.3.9 計(jì)算缸內(nèi)實(shí)際壓力，確定最大活塞力9</p><p>　　3.3.10 計(jì)算實(shí)際排氣溫度9</p><p>　　3.3.11 計(jì)算軸功率10</p><p>　　3.3.12 等溫效率10

26、</p><p>　　4 壓縮機(jī)的動(dòng)力計(jì)算11</p><p>　　4.1 已知數(shù)據(jù)整理11</p><p>　　4.1.1 運(yùn)動(dòng)計(jì)算11</p><p>　　4.1.2 氣體力的計(jì)算13</p><p>　　4.1.3 往復(fù)慣性力的計(jì)算16</p><p>　　4.1.4 摩擦力的計(jì)

27、算17</p><p>　　4.1.5 綜合活塞力的計(jì)算及綜合活塞力曲線的繪制18</p><p>　　4.1.6 切向力的計(jì)算及切向力曲線的繪制19</p><p>　　4.1.7 飛輪矩的確定21</p><p>　　5 主要零部件的分析設(shè)計(jì)24</p><p>　　5.1 運(yùn)動(dòng)部件分析計(jì)算24<

28、/p><p>　　5.1.1運(yùn)動(dòng)部件分析24</p><p>　　5.1.2曲軸的平衡計(jì)算25</p><p>　　5.1.3運(yùn)動(dòng)部件受力校核26</p><p>　　5.2 工作部件分析計(jì)算30</p><p>　　5.2.1氣閥組件30</p><p>　　5.2.2活塞組件31&l

29、t;/p><p>　　5.2.3氣缸32</p><p>　　6 結(jié)論與展望34</p><p><b>　　6.1 結(jié)論34</b></p><p>　　6.2不足之處及未來展望34</p><p><b>　　致 謝35</b></p><p

30、><b>　　參考文獻(xiàn)36</b></p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　1.1本課題的研究內(nèi)容和意義 </p><p>　　壓縮機(jī)是將低壓氣體提升為高壓的一種從動(dòng)的流體機(jī)械。是制冷系統(tǒng)的心臟，它從吸氣管吸入低溫低壓的制冷劑氣體，通過電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)帶動(dòng)活塞對其進(jìn)行壓縮后，向排氣管排出高溫高壓的

31、制冷劑氣體，為制冷循環(huán)提供動(dòng)力，從而實(shí)現(xiàn)壓縮→冷凝→膨脹→蒸發(fā) ( 吸熱 ) 的制冷循環(huán)。</p><p>　　首先按照壓縮氣體的原理，壓縮機(jī)可區(qū)分為容積式和速度式兩大類。容積式壓縮機(jī)按照活塞運(yùn)動(dòng)方式的不同，分為往復(fù)活塞式和回轉(zhuǎn)活塞式兩種結(jié)構(gòu)形式。本設(shè)計(jì)采用的是往復(fù)活塞式壓縮機(jī)，按作用方式分類，有單作用壓縮機(jī)和雙作用壓縮機(jī)。其制冷劑蒸氣僅在活塞的一側(cè)進(jìn)行壓縮，活塞往返一個(gè)行程，吸氣排氣各一次。而雙作用壓縮機(jī)制冷劑

32、蒸氣輪流在活塞兩側(cè)的氣缸內(nèi)進(jìn)行壓縮，活塞往返一個(gè)行程，吸、排氣各兩次。所以同樣大小的氣缸，雙作用壓縮機(jī)的吸氣量較單作用的大。但是由于雙作用壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，因而目前大都是采用單作用壓縮機(jī)。</p><p>　　活塞式壓縮機(jī)在圓筒形氣缸中具有一個(gè)可往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞，氣缸上有控制進(jìn)、排氣的閥門。當(dāng)活塞作往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，氣缸容積便周期的變化，借以實(shí)現(xiàn)氣體的吸進(jìn)、壓縮和排出。</p><p>　　活塞

33、的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，可有多種驅(qū)動(dòng)方式：當(dāng)原動(dòng)機(jī)主軸作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，可通過曲軸連桿機(jī)構(gòu)圖1-1把旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為往復(fù)運(yùn)動(dòng)，在壓縮機(jī)中，這種機(jī)構(gòu)運(yùn)用最普遍，也可以用偏心輪連桿機(jī)構(gòu)圖1-2，但是由于偏心輪尺寸不宜過大，故一般僅用于小型壓縮機(jī)中。</p><p>　　圖1-1曲軸連桿機(jī)構(gòu)</p><p>　　圖1-2偏心連桿機(jī)構(gòu)</p><p>　　所以本次設(shè)計(jì)采用曲軸連桿機(jī)構(gòu)。<

34、;/p><p>　　往復(fù)活塞式壓縮機(jī)的工作原理：</p><p>　　氣缸、氣閥和在氣缸中作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞所構(gòu)成的工作容積不斷變化來完成。如果不考慮活塞式壓縮機(jī)實(shí)際工作中的容積損失和能量損失（即理想工作過程），則活塞式壓縮機(jī)曲軸每旋轉(zhuǎn)一周所完成的工作，可分為吸氣、壓縮和壓縮過程、排氣過程。</p><p>　　壓縮過程：活塞從下止點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)，吸、排汽閥處于關(guān)閉狀態(tài)，氣體

35、在密閉的氣缸中被壓縮，由于氣缸容積逐漸縮小，則壓力、溫度逐漸升高直至氣缸內(nèi)氣體壓力與排氣壓力相等。</p><p>　　排氣過程：活塞繼續(xù)向上移動(dòng)，致使氣缸內(nèi)的氣體壓力大于排氣壓力，則排氣閥開啟，氣缸內(nèi)的氣體在活塞的推動(dòng)下等壓排出氣缸進(jìn)入排氣管道，直至活塞運(yùn)動(dòng)到上止點(diǎn)。此時(shí)由于排氣閥彈簧力和閥片本身重力的作用，排氣閥關(guān)閉排氣結(jié)束。</p><p>　　至此，壓縮機(jī)完成了一個(gè)由吸氣、壓縮和排

36、氣三個(gè)過程組成的工作循環(huán)。此后，活塞又向下運(yùn)動(dòng)，重復(fù)上述三個(gè)過程，如此周而復(fù)始地進(jìn)行循環(huán)。</p><p>　　1.2國內(nèi)外的發(fā)展概況</p><p>　　隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，各種壓縮機(jī)在國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域大顯身手。壓縮機(jī)是原基礎(chǔ)材料之一的冶金工業(yè)中極為重要的設(shè)備；壓縮機(jī)又是石油化工流程中的心臟設(shè)備，象征國家經(jīng)濟(jì)實(shí)力的乙烯裝置中有所謂“乙烯三機(jī)”（裂解氣壓縮機(jī)、丙烯壓縮機(jī)

37、、乙烯壓縮機(jī)），化肥工業(yè)中有原料空氣壓縮機(jī)、氮?dú)浠旌蠚鈮嚎s機(jī)、二氧化碳壓縮機(jī)、加氫煉制用氫氣壓縮機(jī)是保證煉油工業(yè)出好油，多出油的關(guān)鍵設(shè)備，氫氣壓縮機(jī)也是柴油、汽油等燃油替代技術(shù)煤液化裝置中的重要設(shè)備；原油開采中的開礦、筑路、制造業(yè)需要各種動(dòng)力用空氣壓縮機(jī)，單機(jī)排量可以從/min到100/min以上。車輛的制動(dòng)、船用內(nèi)燃機(jī)啟動(dòng)，航空發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行都需要各種壓縮機(jī)，可以說壓縮機(jī)在陸?？战煌ㄟ\(yùn)輸工具中都必不可少。壓縮機(jī)與人民的日常生活更是休戚相

38、關(guān)，生產(chǎn)紡織原料的的化纖廠需要多種壓縮機(jī)，紡織廠氣流紡紗新工藝需要無油空氣壓縮機(jī)，谷物的氣力輸送需要低壓壓縮機(jī)，食品工業(yè)、制藥工業(yè)都需要高潔凈度的無油壓縮機(jī)。隨著人民生活水平的不斷提高，制冷空調(diào)業(yè)更是蓬勃興旺。</p><p>　　1.3本課題應(yīng)達(dá)到的要求</p><p>　　本次設(shè)計(jì)的微型壓縮機(jī)主要用于輕紡工業(yè)、冶金工業(yè)等等。主要包括三個(gè)方面：一是熱力計(jì)算，確定行程容積、最大活塞力、排氣

39、溫度、功率和效率等；二是動(dòng)力計(jì)算，確定氣體力、綜合活塞力、飛輪矩等；三是主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括曲軸的平衡計(jì)算，確定主軸頸直徑，曲軸的強(qiáng)度校核計(jì)算，活塞組件的尺寸確定等等。</p><p>　　2 壓縮機(jī)總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1 設(shè)計(jì)原則及設(shè)計(jì)要求</p><p>　　本次設(shè)計(jì)的壓縮機(jī)需要達(dá)到的要求是：排氣量：Q=0.52/min；排氣壓力：P=0

40、.7MPa；需要達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)工況是：進(jìn)氣壓力：P=0.1MPa；進(jìn)氣溫度：T=20?C；進(jìn)氣相對濕度：φ=0.8；</p><p>　　不同場合活塞平均速度也不同，目的是保證運(yùn)轉(zhuǎn)經(jīng)濟(jì)性、可靠性、延長運(yùn)動(dòng)部件壽命。</p><p>　　環(huán)狀閥、網(wǎng)狀閥大中型壓縮機(jī)：3.5~4.5。</p><p>　　大中型固定式動(dòng)力用的空壓機(jī)：3~4</p><p&

41、gt;　　直流閥大中型低壓移動(dòng)式空壓機(jī)：5~6</p><p>　　微型壓縮機(jī)（轉(zhuǎn)速高，沖程低，速度較低）：1.0~2.5</p><p>　　所以本次設(shè)計(jì)的微型壓縮機(jī)選取的平均速度為</p><p><b>　　根據(jù)活塞平均速度：</b></p><p><b>　?。?.1）</b></p

42、><p>　　當(dāng)速度1.0時(shí)得出s的取值范圍是37.5mm~93.75mm。所以本次設(shè)計(jì)選取行程s為60mm。</p><p>　　同樣得出壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速n的取值范圍是500r/min~1250r/min。所以本次設(shè)計(jì)選取轉(zhuǎn)速為800r/min。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)要求：</b></p><p>　　滿足用戶提出的

43、排氣量、排氣壓力及有關(guān)使用條件的要求。</p><p>　　有足夠長的使用生命（壓縮機(jī)大修時(shí)間間隔長）、足夠高的使用可靠性。</p><p>　　有較高的運(yùn)轉(zhuǎn)經(jīng)濟(jì)性。</p><p>　　有良好的動(dòng)力平衡性。</p><p><b>　　維修檢修方便。</b></p><p>　　盡可能采用新結(jié)構(gòu)

44、、新材料、新技術(shù)。</p><p><b>　　制造工藝性良好。</b></p><p>　　機(jī)器的尺寸小、重量輕。</p><p>　　2.2 結(jié)構(gòu)方案的選擇</p><p>　　活塞式壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)方案由下列因素組成：</p><p><b>　　機(jī)器的形式；</b><

45、;/p><p><b>　　級數(shù)和列數(shù)；</b></p><p>　　各級氣缸在列中的排列。</p><p>　　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生產(chǎn)的可行性，驅(qū)動(dòng)方式以及占地面積等條件，從選擇機(jī)器形式和級數(shù)入手，制定出合適的方案。</p><p>　　一、壓縮機(jī)的形式可以分為：&l

46、t;/p><p><b>　?。?） 立式壓縮機(jī)</b></p><p>　　其優(yōu)點(diǎn)是：主機(jī)直立，占地面積??；活塞重量不支承在氣缸上，沒有因此而產(chǎn)生的摩擦和磨損：機(jī)身受力良好，形狀簡單，重量輕；轉(zhuǎn)速高，活塞速度大；不裝輔助支座。缺點(diǎn)是：大型時(shí)高度大，需設(shè)置操作平臺(tái)，操作不方便；管道布置困難，不易變型。所以，立式壓縮機(jī)現(xiàn)僅用于中、小型及微型，使機(jī)器高度均處于人體高度便于操作

47、的范圍內(nèi)，且中型壓縮機(jī)主要用于無油潤滑結(jié)構(gòu)——活塞無需支承而僅需向?qū)?；此外，級?shù)以少為宜，以避免管道布置的麻煩。</p><p><b>　?。?） 臥式壓縮機(jī)</b></p><p>　　臥式壓縮機(jī)包括一般臥式、對稱平衡型和對置式。</p><p>　　一般臥式壓縮機(jī)氣缸位于曲軸的一側(cè)，最多只有兩列。其優(yōu)點(diǎn)是：管理維護(hù)方便；運(yùn)動(dòng)件和填料函數(shù)量

48、小，可避免高壓填料函，機(jī)身曲軸結(jié)構(gòu)簡單；管路布置方便，廠房低。缺點(diǎn)是：慣性力平衡差，轉(zhuǎn)速低；氣缸串聯(lián)，氣缸活塞安裝困難。</p><p>　　對稱平衡型壓縮機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是：管理維護(hù)方便，管路布置方便；慣性力可完全平衡，慣性力矩很小或?yàn)榱?，轉(zhuǎn)速大大提高；相對兩列活塞力方向相反，壓縮機(jī)主軸承受力為二者之差，改善了主軸承和主軸頸的磨損情況，降低摩擦功率；氣缸、活塞安裝方便，檢修方便。缺點(diǎn)是2D型切向力曲線不均勻；H和M型運(yùn)

49、動(dòng)部件、填料函、曲軸、機(jī)身結(jié)構(gòu)復(fù)雜，機(jī)器制造質(zhì)量要求高。</p><p>　　對置式壓縮機(jī)是氣缸在曲軸兩側(cè)不同位的運(yùn)動(dòng)。</p><p>　?。?） 角度式壓縮機(jī)</p><p>　　角度式壓縮機(jī)是指氣缸中心線間有一夾角但不等于180?，有V型、L型、W型、扇型等。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，每個(gè)曲拐上裝有兩根以上的連桿，使曲軸結(jié)構(gòu)簡單、長度較短，并可能采用滾動(dòng)軸承；缺點(diǎn)是大

50、型時(shí)高度大。所以角度式壓縮機(jī)的適用于小、微型移動(dòng)式壓縮機(jī)（無十字頭，單作用）。</p><p>　　單級壓縮機(jī)，如冷凍壓縮機(jī)，視氣量大小采用V型、W型及扇型均可。</p><p>　　兩級壓縮機(jī)，若采用V型和扇型則級的布置較方便。W型的結(jié)構(gòu)在兩級壓縮機(jī)中也可看到，并且通常是一級分設(shè)兩缸中，從而使一、二級的往復(fù)質(zhì)量容易相等，且一級氣閥布置較方便；但與V型相比，其缺點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，空間尺寸大，

51、一級連桿強(qiáng)度使用不充分，一、二級連桿軸瓦的耐久性也不均等。在兩列的雙作用式壓縮機(jī)中，也常可見到L型結(jié)構(gòu)，L型可認(rèn)為是V型轉(zhuǎn)置45?，通常水平列氣缸的磨損較大，機(jī)器的重心與機(jī)身底面形心不易處于一條垂線上，與V型相比其管道布置較方便，此外并無什么獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　　二、級數(shù)和列數(shù)的選擇</p><p><b>　　1、級數(shù)的選擇</b></p>

52、<p>　　功耗最小，滿足排氣溫度，重量輕，造價(jià)低。</p><p><b>　　2、列數(shù)的選擇</b></p><p>　　一般選擇多列，因?yàn)閱瘟杏直坑种亍?lt;/p><p>　　多列的優(yōu)點(diǎn)：曲柄錯(cuò)腳合理配置，切向力均勻，飛輪輕，慣性力平衡性好；功率相同的，列數(shù)越多，列的活塞力小，結(jié)構(gòu)輕巧，運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)輕，原動(dòng)機(jī)，機(jī)器本身結(jié)構(gòu)緊湊；活塞

53、拆裝方便。所以本設(shè)計(jì)采用三列。</p><p>　　三、各列氣缸在列中的排列</p><p><b>　　四大原則：</b></p><p>　　力求各列中最大活塞力相等或相近，力求同一列中內(nèi)外止點(diǎn)活塞力相等或相近。</p><p>　　力求減少氣體的內(nèi)外泄漏。</p><p>　　降低流動(dòng)阻力損

54、失，減少氣流脈動(dòng)。</p><p>　　力求制造、裝拆、維修方便。</p><p>　　綜合上述優(yōu)缺點(diǎn)及任務(wù)參數(shù)要求，本次設(shè)計(jì)的壓縮機(jī)排氣量為0.52/min屬于微型壓縮機(jī)，考慮到壓縮機(jī)參數(shù)等因素，所以選擇角度式壓縮機(jī)且為W型單作用式壓縮機(jī)如下圖2.2所示。</p><p>　　圖2.2W型壓縮機(jī)示意圖</p><p>　　3 壓縮機(jī)的熱力計(jì)

55、算</p><p>　　這一章主要目的是確定功率、氣缸行程容積、缸徑及活塞行程。</p><p><b>　　3.1 技術(shù)參數(shù)</b></p><p>　　排氣量：Q=0.52/min；</p><p>　　排氣壓力：P=0.7MPa；</p><p>　　進(jìn)氣壓力：P=0.1MPa；</p

56、><p>　　進(jìn)氣溫度：T=20?C；</p><p>　　進(jìn)氣相對濕度：φ=0.8；</p><p>　　壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速：n=800r/min；</p><p><b>　　行程：s=。</b></p><p>　　3.1.1 總壓力比的確定 </p><p><b>

57、　　總壓力比為：</b></p><p>　　== （3.1）</p><p>　　所以總壓力比為表壓=7+1=8。</p><p>　　3.1.2 壓縮機(jī)級數(shù)的確定</p><p>　　表3-1 往復(fù)壓縮機(jī)級數(shù)與壓力之間的關(guān)系</p><p>　　根據(jù)排氣壓力，壓縮機(jī)

58、的級數(shù)確定為單極壓縮</p><p>　　3.1.3 確定容積系數(shù)</p><p>　　相對余隙容積的大小，很大程度上取決于氣閥在氣缸上的布置方式，氣閥的結(jié)構(gòu)形式和級次，以及同一級次的行程缸徑比等。一般α處于以下范圍：</p><p>　　低壓級：0.07~0.12</p><p>　　中壓級：0.09~0.14</p><

59、;p>　　高壓級：0.11~0.16</p><p>　　單作用式壓縮機(jī)，如果氣閥軸向地配置在氣缸蓋上，低壓級可小至α=0.04~0.07</p><p>　　高速短行程壓縮機(jī)，可高達(dá)α=0.15~0.18</p><p>　　小型壓縮機(jī)的高壓級可達(dá)α=0.20</p><p>　　而超高壓壓縮機(jī)中可高達(dá)α=0.25</p>

60、<p>　　本次設(shè)計(jì)的壓縮機(jī)為單作用式壓縮機(jī)，相對余隙容積可以取小一點(diǎn)，選取α為0.02。</p><p>　　表3-2 按絕熱指數(shù)確定膨脹系數(shù)</p><p>　　由表可知k為1.2，此時(shí)膨脹系數(shù)m為1.1。</p><p><b>　　容積系數(shù)為：</b></p><p>　　λ=1-α（）=0.887

61、6 （3.2）</p><p>　　3.3.4 確定壓力系數(shù)和溫度系數(shù)</p><p>　　根據(jù)進(jìn)氣壓力接近于大氣壓力，取壓力系數(shù)=0.95。</p><p>　　根據(jù)溫度系數(shù)與壓力比的關(guān)系，取溫度系數(shù)=0.95。</p><p>　　3.3.5 計(jì)算泄漏系數(shù)</p><p>　　

62、對于不嚴(yán)密和延遲關(guān)閉的氣閥：=0.01-0.04，取氣閥相對泄漏量為0.03。</p><p>　　對于單作用式氣缸的活塞環(huán)：=0.01-0.05，取活塞環(huán)相對泄漏量為0.04。</p><p>　　所以總相對泄漏量為0.07。</p><p><b>　　得泄漏系數(shù)：</b></p><p>　　=0.93

63、 （3.3）</p><p>　　3.3.6 初步計(jì)算氣缸工作容積</p><p><b>　　工作容積：</b></p><p><b>　　（3.4）</b></p><p>　　3.3.7 確定行程、缸徑及實(shí)際行程容積</p><p>　　根

64、據(jù)排氣量和之間的關(guān)系：</p><p><b>　?。?.5）</b></p><p>　　0.745 （3.6）</p><p><b>　　（3.7）</b></p><p>　　行程H即為60，轉(zhuǎn)速n為800r/min，代入上式中得缸徑D為78.5，所以圓整后為80

65、，且圓整后的實(shí)際行程容積為=。</p><p>　　3.3.8 復(fù)算壓力比或調(diào)整余隙容積</p><p>　　表3-3 圓整前、后總的活塞有效面積</p><p>　　由于缸徑圓整以后變大，使得排氣壓力要成正比例升高。</p><p><b>　　提高率：</b></p><p><b>

66、;　　所以壓力比變?yōu)?。</b></p><p>　　調(diào)整余隙容積，因?yàn)楦讖綀A整后變大，相對余隙容積也變大，似的吸進(jìn)的氣量要不變。則：</p><p><b>　　（3.8）</b></p><p>　　所以新的相對余隙容積：</p><p><b>　?。?.9）</b></p&

67、gt;<p>　　3.3.9 計(jì)算缸內(nèi)實(shí)際壓力，確定最大活塞力 </p><p>　　取進(jìn)、排氣相對壓力損失：</p><p>　　氣缸內(nèi)實(shí)際進(jìn)、排氣壓力：</p><p><b>　　蓋側(cè)活塞面積為：</b></p><p>　　最大活塞力，垂直列上止點(diǎn)處：</p><p><

68、;b>　?。?.10）</b></p><p>　　代入數(shù)據(jù)得最大活塞力為8.45。</p><p>　　3.3.10 計(jì)算實(shí)際排氣溫度</p><p>　　取壓縮指數(shù)n=1.3</p><p><b>　　排氣溫度：</b></p><p><b>　　（3.11）&

69、lt;/b></p><p>　　代入相關(guān)數(shù)據(jù)得排氣溫度為473.45K。</p><p>　　3.3.11 計(jì)算軸功率</p><p><b>　　公式：</b></p><p><b>　?。?.12）</b></p><p>　　代入已知數(shù)據(jù)得功率為3.118。&

70、lt;/p><p>　　總的指示功率為3.118。</p><p>　　取機(jī)械效率，所以軸功率為：</p><p>　　電動(dòng)機(jī)的功率余度取10%，則計(jì)算得所需要的功率是3.806。所以根據(jù)該功率確定電動(dòng)機(jī)額定功率為4，滿載轉(zhuǎn)速為2890r/min，型號(hào)為Y112M-2。</p><p>　　3.3.12 等溫效率</p><p

71、><b>　　等溫壓縮功率：</b></p><p><b>　?。?.13）</b></p><p>　　代入已知數(shù)據(jù)得等溫壓縮功率為2.141。</p><p>　　總的等溫指示功率為 2.141。</p><p><b>　　等溫指示效率：</b></p>

72、;<p><b>　　%=68.67%</b></p><p><b>　　等溫軸效率：</b></p><p><b>　　%=63.18%</b></p><p>　　4 壓縮機(jī)的動(dòng)力計(jì)算</p><p>　　這一章主要目的有兩個(gè)方面，一是求得施加在各零部件上

73、的作用力以及這些力與曲柄轉(zhuǎn)角θ間的變化規(guī)律。二是確定壓縮機(jī)所需的飛輪矩。主要作圖是氣體力指示圖、列的活塞力圖、壓縮機(jī)總切向力圖等。</p><p>　　4.1 已知數(shù)據(jù)整理</p><p>　　動(dòng)力計(jì)算部分需使用熱力計(jì)算部分所得的結(jié)果，先將動(dòng)力計(jì)算所需數(shù)據(jù)整理如下表：</p><p><b>　　表4-1 已知數(shù)據(jù)</b></p>

74、<p>　　4.1.1 運(yùn)動(dòng)計(jì)算</p><p>　　計(jì)算活塞位移、速度、加速度。</p><p><b>　?。?.1）</b></p><p><b>　　取徑長比：</b></p><p><b>　　（4.2）</b></p><p>

75、;<b>　　位移：</b></p><p><b>　　（4.3）</b></p><p><b>　　速度：</b></p><p><b>　?。?.4）</b></p><p><b>　　加速度：</b></p>

76、<p><b>　?。?.5）</b></p><p>　　表4-2 活塞位移、速度、加速度</p><p><b>　　續(xù)表4-2</b></p><p>　　4.1.2 氣體力的計(jì)算</p><p><b>　　氣體力指示圖</b></p>&l

77、t;p>　　各氣缸的氣體力指示圖，一律以活塞行程s為橫坐標(biāo)，以氣缸中的氣體壓力p為縱坐標(biāo)。繪圖時(shí)首先確定實(shí)際的排氣壓力和實(shí)際的進(jìn)氣壓力，且它們的數(shù)值不變，故得兩條水平的直線，即指示圖形的上、下兩條邊。見圖4.1</p><p>　　指示圖上的壓縮過程曲線和膨脹過程曲線，習(xí)慣上都用勃?jiǎng)诙颍˙rauer）</p><p><b>　　法繪制。</b></p&g

78、t;<p><b>　　其步驟如下：</b></p><p>　?。?）在P-S坐標(biāo)系統(tǒng)上，畫出表示進(jìn)氣過程和排氣過程的過程線和。</p><p>　?。?）在橫坐標(biāo)上，定出相應(yīng)于余隙容積折合行程（即所占的假想活塞行程）。</p><p>　　定出相當(dāng)于活塞行程s的兩個(gè)限制線，它們和進(jìn)氣過程線及排氣過程線的交點(diǎn)是A和D，此兩點(diǎn)即為

79、壓縮過程線和膨脹過程線的開始點(diǎn)。</p><p>　?。?）自坐標(biāo)原點(diǎn)O開始，做斜線OE和OG，分別和橫、縱坐標(biāo)軸線成α角和β角。角α和角β之間應(yīng)滿足下列關(guān)系式：</p><p><b>　　（4.6）</b></p><p>　　式中m指所作過程曲線的多方指數(shù)。</p><p>　　角α可任意選取，但其值越小，則作圖點(diǎn)

80、越多，作圖的精確性也越高。</p><p>　　一般取。本設(shè)計(jì)中取0.25。α值一經(jīng)確定，β值也隨之而定。根據(jù)式（4.6），在表4-3中列出了不同多方指數(shù)m時(shí)，相應(yīng)于兩種值的值。</p><p>　　表4-3不同多方指數(shù)m(n)時(shí)，和值對應(yīng)的值</p><p>　　根據(jù)上表當(dāng)=0.25時(shí)，m=1.1時(shí)，=0.278，得α=14?，β=15?</p>&

81、lt;p>　　當(dāng)=0.25時(shí)，n=1.3時(shí)，=0.337，得α=14?，β=19?</p><p>　　作氣缸壓力指示圖如下,力的比例尺。行程的比例尺為。</p><p>　　圖4.1氣缸壓力指示圖</p><p>　　由上圖可知膨脹過程線的結(jié)束點(diǎn)大致在曲柄轉(zhuǎn)角為45?時(shí)，而壓縮過程線的結(jié)束點(diǎn)大致在曲柄轉(zhuǎn)角為285?時(shí)。</p><p>

82、;<b>　　氣體力計(jì)算：</b></p><p><b>　　膨脹過程：</b></p><p><b>　?。?.7）</b></p><p><b>　　進(jìn)氣過程：</b></p><p><b>　?。?.8）</b><

83、/p><p><b>　　壓縮過程：</b></p><p><b>　?。?.9）</b></p><p><b>　　排氣過程：</b></p><p><b>　?。?.10）</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)中膨脹系數(shù)m為1.

84、1，是活塞位移，代表余隙容積的折合行程，由于本設(shè)計(jì)是單作用式壓縮機(jī)，所以只考慮蓋側(cè)氣體力。</p><p><b>　　蓋側(cè)氣體力：</b></p><p><b>　?。?.11）</b></p><p>　　氣體力符號(hào)規(guī)定：蓋側(cè)氣體力是活塞桿受壓，為負(fù)。</p><p>　　表4-3 蓋側(cè)氣體力

85、表</p><p><b>　　續(xù)表4-3</b></p><p>　　4.1.3 往復(fù)慣性力的計(jì)算</p><p>　　估算活塞：385，連桿中心距120，255，包括連桿小頭67，大頭188，活塞銷62，113，擋圈Ф20，兩個(gè)共2（孔用擋圈），活塞環(huán)Ф75，35，連桿質(zhì)心離大頭31.5。</p><p><b

86、>　　計(jì)算往復(fù)質(zhì)量為：</b></p><p>　　385+67+113+2+35+2=602</p><p><b>　　往復(fù)慣性力為：</b></p><p><b>　?。?.12）</b></p><p><b>　　（4.13）</b></p&

87、gt;<p>　　表4-4 往復(fù)慣性力的計(jì)算</p><p>　　4.1.4 摩擦力的計(jì)算</p><p>　　接觸面間產(chǎn)生的摩擦力，其值取決于彼此間的正壓力及摩擦系數(shù)。作用于運(yùn)動(dòng)件上的摩擦力其方向始終與運(yùn)動(dòng)方向相反。摩擦力大小隨曲軸轉(zhuǎn)角而變化，且規(guī)律比較復(fù)雜，因?yàn)槟Σ亮ο鄬τ趹T性力和氣體力要小的多，在下面的作用力分析中，不予考慮。</p><p>　

88、　4.1.5 綜合活塞力的計(jì)算及綜合活塞力曲線的繪制</p><p>　　將氣體力、往復(fù)慣性力及摩擦力（忽略不計(jì)）合成就得到綜合活塞力。</p><p>　　表4-5 綜合活塞力的計(jì)算</p><p><b>　　列的活塞力圖如下：</b></p><p>　　圖4.2列的活塞力圖</p><p>

89、;　　4.1.6 切向力的計(jì)算及切向力曲線的繪制</p><p><b>　　切向力計(jì)算公式：</b></p><p><b>　?。?.14）</b></p><p>　　表4-6 總切向力計(jì)算</p><p><b>　　續(xù)表4-6</b></p><p

90、><b>　　總切向力曲線圖：</b></p><p>　　圖4.3 總切向力曲線圖</p><p>　　4.1.7 飛輪矩的確定</p><p>　　由表4-6計(jì)算的切向力求平均切向力：</p><p>　　N （4.15）</p><p><b>

91、;　　阻力矩：</b></p><p><b>　?。?.16）</b></p><p><b>　　驅(qū)動(dòng)力矩：</b></p><p><b>　　（4.17）</b></p><p>　　表4-7 驅(qū)動(dòng)力矩與阻力矩計(jì)算</p><p>&

92、lt;b>　　續(xù)表4-7</b></p><p>　　表4-8 盈虧功計(jì)算表</p><p>　　繪制能量變化圖如下：</p><p>　　圖4.4 能量變化圖</p><p><b>　　盈虧功的絕對值：</b></p><p><b>　?。?.18）</b&

93、gt;</p><p><b>　　平均角速度：</b></p><p><b>　　（4.19）</b></p><p>　　由于原動(dòng)機(jī)經(jīng)皮帶驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)時(shí)，允許壓縮機(jī)有較大的旋轉(zhuǎn)不均勻度，可取。</p><p><b>　　飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：</b></p>&l

94、t;p><b>　?。?.20）</b></p><p>　　5 主要零部件的分析設(shè)計(jì)</p><p>　　空氣壓縮機(jī)的主要零部件包括工作部件和運(yùn)動(dòng)部件。工作部件的作用是用來構(gòu)成工作容積和防止氣體泄漏，它有氣缸、氣閥等，運(yùn)動(dòng)部件用于傳遞動(dòng)力，它包括曲軸、連桿等。</p><p>　　5.1 運(yùn)動(dòng)部件分析計(jì)算</p><

95、p>　　5.1.1運(yùn)動(dòng)部件分析</p><p>　　壓縮機(jī)的曲軸連桿機(jī)構(gòu)不僅要將驅(qū)動(dòng)機(jī)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為活塞的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，而且是傳遞動(dòng)力的機(jī)構(gòu)。曲軸連桿機(jī)構(gòu)包括曲軸、連桿、等組件。</p><p>　　曲軸是壓縮機(jī)中傳遞動(dòng)力的重要零件。由于它承受很大的交變載荷和磨損，所以對其疲勞強(qiáng)度和耐磨性較高。</p><p>　　曲軸一般用40或45優(yōu)質(zhì)碳素鋼鍛造或用稀土

96、球墨鑄鐵鑄造而成。本設(shè)計(jì)采用QT600-3鑄造，因?yàn)榍蚰T鐵不僅加工方便，而且疲勞強(qiáng)度，耐磨性都優(yōu)于鋼。主軸頸、曲柄銷的不圓度和不柱度不大于2級精度孔公差之半，主軸頸與曲柄銷的不平行度，在100長度上不大于0.02。</p><p>　　曲軸的一般結(jié)構(gòu)形式：一根曲軸至少具有三個(gè)部分，即主軸頸、曲柄和曲柄銷（或稱連桿軸頸），如圖5.1所示。曲柄和曲柄銷構(gòu)成的彎曲部分稱為曲拐。</p><p>

97、;　　圖5.1 曲軸的組成部分</p><p>　　在曲軸上往往還裝有平衡鐵，其目的是平衡角度式壓縮機(jī)中旋轉(zhuǎn)慣性力和往復(fù)慣性力。</p><p>　　設(shè)計(jì)平衡鐵時(shí)，應(yīng)盡可能使其重心遠(yuǎn)離主軸頸中心，以便使平衡鐵質(zhì)量較輕。平衡鐵通常做成扇形，其徑向尺寸以旋轉(zhuǎn)時(shí)不碰活塞裙部為原則，厚度以不碰連桿為原則。</p><p>　　平衡鐵的結(jié)構(gòu)及連接方式如下圖5.2所示</

98、p><p>　　圖5.2 平衡鐵的結(jié)構(gòu)及連接方式</p><p>　　5.1.2曲軸的平衡計(jì)算</p><p>　　W型壓縮機(jī)當(dāng)角度為60?時(shí)以及各列質(zhì)量相等時(shí)，一階慣性力的合力為定值，方向隨曲柄一起旋轉(zhuǎn)，壓縮機(jī)在工作時(shí)需要平衡的慣性力有兩部分：旋轉(zhuǎn)慣性力和往復(fù)慣性力。旋轉(zhuǎn)慣性力包括連桿大頭，往復(fù)慣性力由活塞、連桿小頭、擋圈以及活塞環(huán)組成。慣性力可用加平衡鐵的方法平衡之

99、。計(jì)算方法如下：</p><p><b>　　旋轉(zhuǎn)慣性力：</b></p><p><b>　　N</b></p><p><b>　　往復(fù)慣性力：</b></p><p>　　(67+385+113+2+35)N</p><p>　　所以總的需要平衡的

100、慣性力為</p><p><b>　　N</b></p><p>　　根據(jù)測量得到厚度為25的平衡鐵的質(zhì)量為505090，質(zhì)心為15.9，密度根據(jù)實(shí)測為7.09，所以偏心距為：</p><p><b>　　=56698</b></p><p>　　可以看出兩者有一定差距。所以將平衡鐵的厚度改為22時(shí)

101、其質(zhì)量變?yōu)?72932，質(zhì)心變?yōu)?4，密度不變還是7.09，所以此時(shí)偏心距為：</p><p>　　可以看出兩者接近，即視為平衡。見圖5.3為修正好的曲軸：</p><p>　　圖5.3 曲軸的三維視圖</p><p>　　5.1.3運(yùn)動(dòng)部件受力校核</p><p>　　曲軸上受力比較復(fù)雜，分為曲柄銷受力和主軸頸受力，下面考慮連桿作用在曲柄銷

102、上的連桿力和沿曲柄半徑的法向力。</p><p><b>　　連桿力計(jì)算公式：</b></p><p><b>　?。?.1）</b></p><p>　　沿曲軸半徑的法向力計(jì)算公式：</p><p><b>　　（5.2）</b></p><p>　　

103、表5-1 連桿力和沿曲軸半徑的法向力計(jì)算</p><p><b>　　續(xù)表5-1</b></p><p>　　軸承支反力計(jì)算公式：</p><p><b>　　(5.3)</b></p><p><b>　　曲柄銷上作用力：</b></p><p>&l

104、t;b>　　(5.4)</b></p><p>　　表5-2 軸承支反力和曲柄銷上作用力計(jì)算</p><p>　　由表5-1計(jì)算知：最大連桿力=-9556N。進(jìn)行失穩(wěn)核算：=-9556N，最大軸承支反力R=4582N。由最大軸承支反力確定選用軸承型號(hào)6307深溝球軸承，所以主軸頸直徑為35。</p><p>　　曲軸的受力分析圖如下：</p&

105、gt;<p>　　圖5.4曲軸的受力分析圖</p><p>　　本次設(shè)計(jì)的曲軸如上圖5.1所示：同樣運(yùn)用以上受力分析。</p><p>　　曲軸的受力較為復(fù)雜，兩拐以上的曲軸常是多支點(diǎn)的靜不定系統(tǒng)，且四列以上時(shí)可能伴有扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的附加應(yīng)力，所以這里運(yùn)用分段計(jì)算法，即從相鄰兩軸承中間切開，形成一個(gè)獨(dú)立的曲拐，單獨(dú)進(jìn)行計(jì)算即可。</p><p>　　根據(jù)滾動(dòng)

106、軸承壽命的計(jì)算公式：</p><p><b>　?。?.5）</b></p><p>　　式中P即為最大軸承支反力為4582N，預(yù)期計(jì)算壽命取為8000h，代入上述公式得基本額定載荷為33KN。所以符合深溝球軸承6307的基本額定載荷。</p><p>　　5.2 工作部件分析計(jì)算</p><p><b>　　

107、5.2.1氣閥組件</b></p><p>　　氣閥的作用是控制氣缸中的氣體吸入和排出。氣閥是重要的易損件之一，它直接關(guān)系到壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。</p><p>　　注意閥片開啟高度不大于3mm，這樣閥片不易疲勞斷裂，能夠保證其壽命。</p><p>　　氣閥組件如下圖5.5所示，主要由閥板、排氣閥片、升程限制器、吸氣閥片墊圈、內(nèi)六角螺釘組成。&

108、lt;/p><p>　　1、內(nèi)六角螺釘2、墊圈3、吸氣閥片4、升程限制器5、排氣閥片6、閥板。</p><p>　　圖5.5 氣閥組件圖</p><p>　　簧片閥廣泛用于微型空壓機(jī)。所以本設(shè)計(jì)采用舌簧閥，其閥片自身為薄的彈簧片，一端固定另一端自由，閥片關(guān)閉時(shí)平貼在閥座上，開啟時(shí)閥片撓起貼于限制器上。舌簧閥閥片運(yùn)動(dòng)時(shí)對升程限制器和閥座的撞擊，使其自由端產(chǎn)生復(fù)雜的應(yīng)力，為

109、了緩和這種撞擊，往往增加緩沖片。</p><p>　　舌簧閥的結(jié)構(gòu)圖如下5.6所示，它由閥座、限制器和舌簧片組成。</p><p>　　圖5.6 舌簧閥的組成</p><p>　　舌簧閥結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)動(dòng)質(zhì)量輕，因此廣泛用于微型高速壓縮機(jī)中。</p><p>　　在氣閥組件中，排氣閥片和吸氣閥片的材料為PH15-7Mo，閥板的材料是HT200，升

110、程限制器的材料為Q235-A，墊圈的材料是65Mn。</p><p>　　5.2.2活塞組件 </p><p>　　活塞組件包括活塞、活塞環(huán)等。它們在氣缸中作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，與氣缸一起構(gòu)成壓縮容積。</p><p>　　筒形活塞主要尺寸確定及材料</p><p>　　本設(shè)計(jì)已確定采用單作用氣缸，故選用筒形活塞，材料選為ZL102。</p&g

111、t;<p>　　筒形活塞各部分尺寸可按下述關(guān)系確定：</p><p>　　圖5.7 筒形活塞主要尺寸關(guān)系</p><p><b>　　（5.5）</b></p><p><b>　?。?.6）</b></p><p><b>　　取。</b></p>

112、<p><b>　?。?.7）</b></p><p>　　D是氣缸直徑，是最大氣體壓力，是許用應(yīng)力。鋁制有加強(qiáng)筋時(shí)取600。</p><p>　　銷座的長度按許用的比壓確定：</p><p><b>　　（5.8）</b></p><p><b>　　對于鋁銷座取。</

113、b></p><p>　　銷座外徑?。河屑訌?qiáng)筋時(shí)</p><p><b>　　（5.9）</b></p><p>　　銷座之間的寬度取連桿小頭的寬度加。筒形活塞與氣缸之間的間隙很重要，間隙大時(shí)會(huì)造成曲軸箱中的油向氣缸里竄油，間隙小時(shí)易造成卡死或拉缸。通常間隙值取：</p><p>　　氣冷式氣缸：鑄鐵活塞</

114、p><p><b>　?。?.10）</b></p><p><b>　　鋁活塞</b></p><p><b>　　（5.11）</b></p><p>　　對于筒形活塞的技術(shù)要求主要是銷座孔，環(huán)形槽與中心線的垂直度，一般每100不大于0.02。</p><p

115、><b>　　5.2.3氣缸 </b></p><p>　　小型和微型壓縮機(jī)，氣缸一般做成單作用式，并且由空氣進(jìn)行冷卻。氣缸體上的翅片大都是橫向布置的，所以本次設(shè)計(jì)采用橫向布置翅片。</p><p>　　橫向布置的翅片，其尺寸（圖5.8）可這樣來確定：</p><p>　　圖5.8 氣冷式氣缸體上的翅片尺寸關(guān)系</p>&

116、lt;p><b>　　h=14~30mm</b></p><p><b>　　t=6~12mm</b></p><p><b>　　s=4~8mm</b></p><p><b>　　mm</b></p><p>　　頂端厚1.5~3mm</p

117、><p>　　氣缸材料的選擇應(yīng)考慮到氣體性質(zhì)、壓力、溫度、加工性能以及經(jīng)濟(jì)性等，通常采用黑色金屬。個(gè)別場合氣缸及氣缸套也有采用鋁合金或其他合金的。</p><p>　　壓縮一般氣體的氣缸，工作壓力不大于，可采用HT200等。</p><p>　　工作壓力達(dá)時(shí)，可以采用球墨鑄鐵。形狀簡單、直徑小于75mm的氣缸，球墨鑄鐵容許工作壓力達(dá)</p><p&g

118、t;　　材料在低溫下具有冷脆性，但在25?C至-50?C范圍內(nèi)鑄鐵的沖擊韌性并無明顯變化，所以當(dāng)溫度為-30?C以上時(shí)，仍可應(yīng)用一般鑄鐵或鋼。所以本次設(shè)計(jì)采用的氣缸材料為HT200。</p><p>　　氣缸鏡面的長度，應(yīng)根據(jù)第一道及最后一道活塞環(huán)在內(nèi)外止點(diǎn)的位置而定，并且應(yīng)比活塞環(huán)的極限位置短1~2mm，鏡面長度以外的氣缸直徑應(yīng)略大一些。鏡面長度短一些是因?yàn)楣ぷ饕欢螘r(shí)期后，氣缸要被活塞環(huán)的摩擦所磨損，如果鏡面長

119、度大于兩活塞環(huán)的極限位置，則可能出現(xiàn)凹陷，拆卸時(shí)將發(fā)生困難。</p><p>　　氣缸的壁厚，由于本設(shè)計(jì)氣缸材料選用HT200，所以低壓的鑄造氣缸通常由兩方面的因素確定：一是氣缸是個(gè)壓力容器，必須滿足強(qiáng)度要求。二是如果因壓力低而要求的壁厚很薄時(shí)，鑄造容易出現(xiàn)白口，因此需要按照工藝的要求確定壁厚。為此低壓級通常可按下列關(guān)系確定氣缸內(nèi)壁厚度s。</p><p>　　表5-3 壓力與氣缸內(nèi)壁厚度

120、的關(guān)系</p><p>　　根據(jù)壓力為7，所以計(jì)算得：</p><p><b>　?。?.12）</b></p><p><b>　　外壁厚：</b></p><p><b>　　（5.13）</b></p><p><b>　　端壁厚：<

121、;/b></p><p><b>　　（5.14）</b></p><p><b>　　法蘭厚：</b></p><p><b>　?。?.15）</b></p><p><b>　　6 結(jié)論與展望</b></p><p>

122、<b>　　6.1 結(jié)論</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)的壓縮機(jī)，其結(jié)構(gòu)形式為角度式（W型）壓縮機(jī)。確定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y112M-2,即電動(dòng)機(jī)的級數(shù)是2級，轉(zhuǎn)速為2890r/min，額定功率為4Kw。曲軸上平衡鐵的厚度是22mm，閥片選用舌簧閥，氣缸材料定為HT200，活塞選為筒形活塞。和其它形式的壓縮機(jī)相比，該壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，每個(gè)曲拐上裝有兩根以上的連桿，使曲軸結(jié)構(gòu)簡單、長度較短，通過

123、一系列壽命計(jì)算可以采用6307深溝球軸承。本次設(shè)計(jì)的內(nèi)容重點(diǎn)包括：動(dòng)力計(jì)算、熱力計(jì)算以及曲軸的平衡計(jì)算、校核,氣缸主要尺寸確定,活塞組件、氣閥組件分析。該活塞式壓縮機(jī)由三相異步電機(jī)驅(qū)動(dòng)，機(jī)組通過曲軸連桿機(jī)構(gòu)，使旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)榛钊本€運(yùn)動(dòng)，完成吸氣、壓縮、排氣過程，將電動(dòng)機(jī)的機(jī)械能充分轉(zhuǎn)換成氣體的壓力能。</p><p>　　通過這幾個(gè)月的設(shè)計(jì)實(shí)踐，我通過學(xué)習(xí)，利用類比的方法，即用已知類型的壓縮機(jī)來設(shè)計(jì)未知類型的壓縮

124、機(jī)。這使我不但了解了一個(gè)壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)過程，同時(shí)也了解了一個(gè)機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)過程。</p><p>　　6.2不足之處及未來展望</p><p>　　在設(shè)計(jì)的過程中，使我了解了設(shè)計(jì)方法的重要性，同時(shí)也發(fā)現(xiàn)自身的不足之處，由于專業(yè)知識(shí)水平和實(shí)踐環(huán)境的局限，在零件設(shè)計(jì)方面有所欠缺，其中曲軸的平衡問題，綜合活塞力中如何考慮摩擦力，圖表的完善設(shè)置，總裝圖的繪制，零件圖中有些尺寸的確定等都存在一定的問題

125、，完全有提高的空間。對此深有感觸：僅僅掌握書本上的知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有結(jié)合實(shí)際情況運(yùn)用于實(shí)踐，這樣才能更深地了解和掌握知識(shí)，還有要查閱大量的資料和文獻(xiàn)才能是自己更加充實(shí)，學(xué)到的知識(shí)也更多。我們要在工作中不斷的積累經(jīng)驗(yàn)，學(xué)會(huì)用自己的知識(shí)解決實(shí)際問題?，F(xiàn)在我們學(xué)到的知識(shí)很局限，知識(shí)面很狹窄，以后還有待加強(qiáng)訓(xùn)練和實(shí)踐，不斷的前進(jìn)。同時(shí)我們要不斷地向別人學(xué)習(xí)，尤其要多向老師請教，到了社會(huì)上后，同樣要向同事謙虛請教，這樣我們才能不斷成長，不斷向

126、前邁進(jìn)，同時(shí)讓我們懂得更多的創(chuàng)新設(shè)計(jì)理念。因?yàn)閯?chuàng)新設(shè)計(jì)在我們以后的工作生活中至關(guān)重要，所以從現(xiàn)在開始一定要有意識(shí)的鍛煉和培養(yǎng)自己在這方面能力，為將來的工作奠定扎實(shí)的基礎(chǔ)。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)即將落下帷幕了，回顧這短暫的幾個(gè)月，我依稀記得剛剛拿到課題時(shí)的那種茫然狀態(tài)?，F(xiàn)在仔細(xì)回想起來不再是當(dāng)時(shí)的茫然，而是充實(shí)與欣慰

127、。</p><p>　　在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，我學(xué)到了很多以前在課堂上沒有涉及的知識(shí)，同時(shí)也總結(jié)了過去所學(xué)的知識(shí)，并且運(yùn)用到畢業(yè)設(shè)計(jì)當(dāng)中，學(xué)以致用。當(dāng)然我要特別感謝我的導(dǎo)師俞老師，在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，俞老師給予我耐心的指導(dǎo)與講解，尤其是在完成課題和論文撰寫過程中所給予我的詳細(xì)指導(dǎo)。此外我還要感謝和我畢業(yè)設(shè)計(jì)一組的同學(xué)們，我們共同探討畢業(yè)設(shè)計(jì)中遇到的難題，以此共同努力，共同進(jìn)步。所以，我要感謝俞老師、同學(xué)們所給予