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1、 1 / 7畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告題目: 便攜式直線空氣壓縮機(jī)設(shè)計(jì)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(dòng)力能源,又是具有多種用途的工藝氣源,其應(yīng)用范圍遍及石油、化工、冶金、電力、機(jī)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]。空氣壓縮機(jī)是機(jī)電引氣
2、源裝置中的主體,它是將原動(dòng)(通常是電動(dòng)機(jī))的機(jī)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。空氣壓縮機(jī)被廣泛應(yīng)用于生活生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)。因此對空壓機(jī)的進(jìn)一步改進(jìn)設(shè)計(jì)和研發(fā),對于整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)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(jī)主要是由旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng),這種壓縮機(jī)的發(fā)展歷史悠久,具有豐富的設(shè)計(jì)制造和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。由于這種壓縮機(jī)中存在曲柄連桿機(jī)構(gòu),這會(huì)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(fù)
3、雜,曲軸、連桿、軸瓦、滑塊等部件加工工藝復(fù)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(dòng)和噪聲;能量傳遞環(huán)節(jié)多,機(jī)械效率低(微型壓縮機(jī)約消耗15%電動(dòng)機(jī)輸入功率),整機(jī)效率一般為 0.30~0.40[2],而且進(jìn)一步提高該類壓縮機(jī)的效率很難取得突破。在尋求高效節(jié)能壓縮機(jī)的過程中,直線壓縮機(jī)作為一種理想的替代機(jī)型被提了出來,并已進(jìn)行了大量的研究。直線壓縮機(jī)主要利用直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)驅(qū)動(dòng)壓
4、縮機(jī)活塞做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng),根據(jù)所采用的驅(qū)動(dòng)源類型來劃分直線壓縮機(jī),主要有:直線振蕩電機(jī)驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)、復(fù)合次級直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)以及直線步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的直線壓縮機(jī)等三種類型。而按電磁驅(qū)動(dòng)方式不同,電磁振動(dòng)壓縮機(jī)又可分為動(dòng)圈式、動(dòng)鐵式以及動(dòng)磁式[1]。直線壓縮機(jī)具有以下一些顯著的優(yōu)點(diǎn):(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(yīng)性強(qiáng)、
5、易實(shí)現(xiàn)無油潤滑。(6) 反應(yīng)速度快、隨動(dòng)性能好。正是由于直線壓縮機(jī)具有的這些優(yōu)秀特點(diǎn),使它成為未來微型壓縮機(jī)的一個(gè)極其重要的研究3 / 7圈動(dòng)磁式直線振蕩電機(jī),并給出了電機(jī)的靜態(tài)特性曲線。2.2 2.2 國內(nèi)直線壓縮機(jī)發(fā)展概況 國內(nèi)直線壓縮機(jī)發(fā)展概況相比之下,國內(nèi)對于動(dòng)磁式直線壓縮機(jī)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(xué)的趙科、金濤等[12]研制了一臺(tái)新型的扁平型動(dòng)磁式直線壓縮機(jī),該機(jī)采用直線振蕩電機(jī)驅(qū)動(dòng),具有結(jié)構(gòu)緊湊、
6、效率高等特點(diǎn),它們還對該壓縮機(jī)進(jìn)行了性能測試,并指出了影響直線壓縮機(jī)性能的關(guān)鍵因素。華中科技大學(xué)的丁國忠、張曉青等學(xué)者[13]對斯特林用直線壓縮機(jī)進(jìn)行了研究,提出隨著科技的發(fā)展,斯特林直線壓縮機(jī)的電聲轉(zhuǎn)換效率將越來越高,同時(shí)也在由動(dòng)圈式向動(dòng)磁式發(fā)展。上海交通大學(xué)的王仕越、巨永林[14]研制了一種新型動(dòng)磁式直線壓縮機(jī)的電機(jī),分析了電動(dòng)機(jī)參數(shù)對動(dòng)子運(yùn)動(dòng)特性和電動(dòng)機(jī)性能的影響。浙江大學(xué)劉曉輝、李志海、鄭水英[15]針對動(dòng)磁式直線壓縮機(jī)模型樣機(jī)
7、建立了基于有限元的磁固耦合動(dòng)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(xué)的謝潔飛、李新華、李香貴、楊波[16]建立了動(dòng)磁式直線冰箱壓縮機(jī)的理論數(shù)學(xué)模型,采用描述函數(shù)法對氣缸內(nèi)非線性氣體力進(jìn)行了線性化。在 2005 年,浙江大學(xué)化工機(jī)械研究所設(shè)計(jì)和研制了國內(nèi)首臺(tái)冰箱用動(dòng)磁式直線壓縮機(jī),該壓縮機(jī)動(dòng)子質(zhì)量 0.9kg,氣缸直徑 26mm,活塞行程18mm[1]。浙江
8、大學(xué)的葉曉平、馬永壽、金濤[17]研制了一臺(tái)采用直線振蕩電機(jī)驅(qū)動(dòng)的新型結(jié)構(gòu)的直線壓縮機(jī),并對壓縮機(jī)的部分性能指標(biāo)進(jìn)行了測試。目前,國外對直線壓縮機(jī)的研究和試驗(yàn)處于遙遙領(lǐng)先地位,他們都有自己的一套設(shè)計(jì)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(dòng)磁式直線壓縮機(jī)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(jì)和控制研究都方面都遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足,這大大限制了國內(nèi)動(dòng)磁式直線壓縮機(jī)的應(yīng)用范圍,難以實(shí)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(jī),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(jī)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(diǎn)是壓縮機(jī)制造技術(shù)不斷追求的改善目標(biāo)[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(diǎn)及預(yù)期達(dá) 、研究難點(diǎn)及預(yù)期達(dá)到的目標(biāo) 到的目標(biāo)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(dòng)磁式直線壓縮機(jī)具有結(jié)構(gòu)緊湊、效率高
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