【正文】 作者簽名： 日 期： 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。是他們?cè)谖耶厴I(yè)的最后關(guān)頭給了我們巨大的幫助與鼓勵(lì)，給了我很多解決問(wèn)題的思路，在此表示衷心的感激。 四年的大學(xué)生活就快走入尾聲，我們的校園生活就要?jiǎng)澤暇涮?hào)，心中是無(wú)盡的難舍與眷戀。沒(méi)有他們的幫助，我將無(wú) 法順利完成這次設(shè)計(jì)。 作者簽名 : 二〇 一 〇年 九 月 二十 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）使用授權(quán)聲明 本人完全了解 濱州學(xué)院 關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定。盡我所知，除文中已經(jīng)特別注明引用的內(nèi)容和致謝的地方外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的研究成果。 參考文 獻(xiàn) [1]《活塞式壓縮機(jī)設(shè)計(jì)》編寫(xiě)組編 .活塞式壓縮機(jī)設(shè)計(jì) [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1974. [2]李云 姜培正主編 .過(guò)程流體機(jī)械（第二版） [M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 20xx. [3]謝豐毅 .化工機(jī)械（第二版） [M].北京： 化學(xué)工業(yè)出版社， 1990. [4]郁永章 .活塞式壓縮機(jī) [M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1983. 致謝 本文是在導(dǎo)師的悉心指導(dǎo)和關(guān)心下完成的，同時(shí)也是對(duì)我學(xué)習(xí)的一次總結(jié)和檢驗(yàn)。 設(shè)計(jì)天然氣 壓縮機(jī)不同于一般的理論性課程。 圖 91 整體鍛與分開(kāi)鍛連桿的纖維方向 表 91為連桿機(jī)械加工的一個(gè)全過(guò)程。 ⑵螺桿孔的公差帶為 H9,粗糙度為 um。 （ 1） 軸頸長(zhǎng)度 軸頸長(zhǎng)度要與軸承寬度相適應(yīng)，在 非定位軸處，軸頸直圓柱部分要的長(zhǎng)度要比軸承寬度適當(dāng)大些，使軸頸與軸承沿軸線方向有相互常動(dòng)的余地，以適應(yīng)制造偏差和曲柄熱膨脹的影響。第二級(jí)切向力和綜合活塞力如表 表 綜合活塞力和切向力值 ? ? ?sincos???? 綜合活塞力 ? ?sincostP ????? 0 0 10492 15 30 45 60 8520 75 90 7041 105 120 6055 135 150 165 180 5562 0 195 210 225 240 6055 255 270 7041 285 300 8520 315 330 345 360 10492 0 （單位： N mm） 資料來(lái)源： excel 計(jì)算 總切向力曲線的繪制 將第一級(jí)和第二級(jí)的切向力疊加如表 表 總切向力值 ? Ⅰ切向力值 Ⅱ切向力值 總切向力值 0 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 165 180 0 195 210 225 240 255 270 285 300 315 330 345 360 0 （單位： N mm） 資料來(lái)源： excel 計(jì)算 一級(jí)切向力10000500005000100000 100 200 300 400轉(zhuǎn)角切向力值系列1 二級(jí)切向力020xx400060008000100000 100 200 300 400轉(zhuǎn)角切向力值系列1 總切向力500005000100001500020xx00 100 200 300 400轉(zhuǎn)角切向力值系列1 計(jì)算飛輪矩 求平均切向力：量得總切向力曲線與橫坐標(biāo)所包圍的面積 29854A mm? 平均切向力為： Tlm AmmT s?? 由前述代入數(shù)據(jù)得： 9 8 5 4 1 .3 1 0 0 4079100mTN????? 校核作圖誤差，按熱力計(jì)算得到的平均切應(yīng)力是： 39。 實(shí)際行程容積為： 222 2 322 ( ) ( ) dV D s m?? ? ? ? ? ? ? 活塞有效面積為： 2 2 2 2 222 3 . 1 4 3 . 1 4 0 . 0 3 0 . 0 7 5 32 4 2 4pA D d m??? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? 考慮到圓整值與計(jì)算值之間的差值，這里采用維持壓力比不變，調(diào)整相對(duì)余隙容積的方法，利用下式計(jì)算容積系數(shù)： pVVpAA?? ?? ? 而 sp VA s?于是得新的容積系數(shù)： 1 ??? 2 ??? 再通過(guò)下式計(jì)算新的相對(duì)余隙： 11 1Vm???????? 結(jié)果得： 1 ??? 2 ??? 計(jì)算活塞力 （ 1） 計(jì)算實(shí)際吸排氣壓 力，各級(jí)進(jìn)、排氣相對(duì)壓力損失取值，各級(jí)進(jìn)、排氣壓力和實(shí)際壓力比 第一級(jí)吸氣壓力 1 Mpa? 排氣壓力 1 Mpa? ，查相關(guān)資料和圖表選取第一級(jí)進(jìn)氣壓力損失和排氣壓力損失分別為 1 ??? 1 ??? 則實(shí)際壓力及壓力比為： 51 (1 0 .0 5 ) 1 1 0 0 .0 9 5sP M p a? ? ? ? ? ? 51 (1 0 . 0 7 5 ) 1 . 7 1 0 0 . 1 8 2 8dP M p a? ? ? ? ? ? 1 ??? 第二級(jí)吸氣壓力 2 Mpa? 排氣壓力 2 Mpa? 查相關(guān)資料 和圖表選取進(jìn)氣壓力損失和排氣壓力損失分別為 2 ??? 2 ??? 則實(shí)際壓力及壓力比為： 52 (1 0 . 0 3 ) 1 . 7 1 0 0 . 1 6 4 9sP M p a? ? ? ? ? ? 52 (1 0 . 0 5 5 ) 1 0 0 . 3 1 6 5dP M p a? ? ? ? ? ? ? 2 ??? 具體如下表： 表 各級(jí)進(jìn)排氣壓力和實(shí)際壓力比 級(jí)次 公稱壓力 /Mpa 壓力損失 實(shí)際壓力 /Mpa 實(shí)際壓力比 ?? sp dp s?? d?? sp? dp? Ⅰ Ⅱ 資料來(lái)源： 計(jì)算器計(jì)算 （ 2） 活塞力的計(jì)算 首先計(jì)算蓋側(cè)和軸側(cè)活塞的工作面積見(jiàn)表 ；止點(diǎn)氣體力計(jì)算見(jiàn)表 表 級(jí)次 蓋側(cè) / m2 24cAD?? Ⅰ Ⅱ 資料來(lái)源 ：計(jì)算器計(jì)算 表 止點(diǎn)氣體力計(jì)算 列次 內(nèi)止點(diǎn) 外止點(diǎn) Ⅰ Ⅰ Ⅱ Ⅱ 1 1 1w s cF P A???627N 2 2 2w s cF P A???626N 1 1 1c d cF P A???1206N 2 2 2c d cF P A???1202N 資料來(lái)源 excel 計(jì)算 計(jì)算軸功率并選配電機(jī) 各級(jí)指示功率為 101 ( 1 ) { [ ( 1 ) ] 1 }60 1jjnnjij sj Vj sj sj j jjnN n P V n ?? ? ? ? ? ? ? ?? 1. 1 15 1. 11 1 1. 1( 1 0. 05 ) 0. 73 9 {[ 1. 7 ( 1 0. 12 5 ) ] 1 } 14 .6 2860 1. 1 1iN KW?? ? ?? ? ? ? ? ?? ?? ? ?? ? ?? ?? ?? ? ? ? ?? 1. 1 15 1. 12 1 1. 1( 1 0. 03 ) 0. 77 8 {[ 2. 05 ( 1 0. 08 5 ) ] 1 } 42 .2 7860 1. 1 1iN KW?? ? ?? ? ? ? ? ?? ?? ? ? ?? ? ?? ?? ?? ? ? ? ?? 總的指示功率為 121 1 4 . 6 2 8 4 2 . 2 7 8 5 7 . 0i ij i ijN N N N K W?? ? ? ? ? ?? 取機(jī)械效率 ?? ，所以軸功率為 57 6 7 .0 60 .8 5izmN KW? ? ? ?? 取電機(jī)功率余度為 10％則電機(jī)功率取 75KW 7 動(dòng)力計(jì)算 已知條件和數(shù)據(jù) 根據(jù)第一部分熱力計(jì)算的結(jié)果，得出所用數(shù)據(jù)如下所示： 活塞行程： s = 100mm 轉(zhuǎn) 速： n = 750 轉(zhuǎn) /分 壓縮機(jī)各級(jí)汽缸氣體力指示圖 設(shè)計(jì)的壓縮機(jī)為單缸作用兩級(jí)壓縮機(jī)，各級(jí)汽缸參數(shù)及力學(xué)情況已知，則相應(yīng)一些部分可以簡(jiǎn)化，作汽缸的動(dòng)力計(jì)算。由《活塞式壓縮機(jī)設(shè)計(jì)》可查得微型和小型壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù) n=1000～ 3000 轉(zhuǎn) /分，在次設(shè)計(jì)中取 n=750轉(zhuǎn) /分。拉桿上有兩個(gè)凸圓，分別嵌在兩個(gè)汽缸套外部的轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)中。它的作用有二，一是實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)的空 載啟動(dòng)或在較小負(fù)荷狀態(tài)下啟動(dòng)，二是調(diào)節(jié)壓縮機(jī)的制冷量。密封環(huán)在密封涵中起主要密封作用，其密封原理與活塞環(huán)相同。故工作時(shí)活動(dòng)環(huán)和固定環(huán)作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，緊貼的摩擦面起防止制冷劑往外泄漏的密封作用，軸上橡膠圈用來(lái)密封軸與活動(dòng)環(huán)之間的間隙， 固定環(huán)上的耐油橡膠密封圈起防止軸封室內(nèi)潤(rùn)滑油外泄的作用。汽環(huán)可裝一至三道，油環(huán)通常只裝一道且裝在汽環(huán)的下面，常見(jiàn)的油環(huán)斷面形狀有斜面式和槽式兩種，斜面式油環(huán)安裝時(shí)斜面應(yīng)向上。但鋁合金活塞比鑄鐵活塞的機(jī)械強(qiáng)度低、耐磨性差也差。 活塞 ——活塞可分為筒形和盤(pán)形兩大類(lèi)。吸氣閥升程控制器靠近氣缸里側(cè)，排氣閥則是閥座靠近氣缸里側(cè)。 氣閥 氣閥的作用是控制氣缸內(nèi)的氣體吸進(jìn)和排出。連桿螺栓常用 40Cr、 45Cr 鋼等制造，且采用細(xì)牙螺紋，其安裝時(shí)要求有一定的預(yù)緊力，以免在載荷變化時(shí)連桿大頭上下瓦和曲柄銷(xiāo)之間松動(dòng)敲擊，加速機(jī)器零件的損壞。 連桿大頭與曲軸連接。其主要作用是將電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過(guò)連桿改變?yōu)榛钊耐鶑?fù)直線運(yùn)動(dòng)。 活塞式壓縮機(jī)產(chǎn)品型號(hào)表示方法 每一臺(tái)壓縮機(jī)的基本型式都用一定的符號(hào)表示。 壓縮機(jī)工作過(guò)程 吸氣過(guò)程 當(dāng)活塞向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，氣缸內(nèi)的工作容積逐漸增大而壓力逐漸降低，當(dāng)壓力降至稍低于進(jìn)氣管中壓力時(shí)，進(jìn)氣管中氣體便頂開(kāi)吸氣閥進(jìn)入氣缸，直到活塞達(dá)到最左邊位置（又稱內(nèi)止點(diǎn)）時(shí)，工作容積最大，吸氣閥 開(kāi)始關(guān)閉。排氣閥關(guān)閉，活塞 再次左移，上述過(guò)程重復(fù)出現(xiàn) 活塞式壓縮機(jī)的特點(diǎn)： 活塞式壓縮機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)： （ 1） 適用壓力范圍廣 可用于低壓（包括真空中），中壓，高壓和超高壓。 活塞式壓縮機(jī)種類(lèi)繁多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但基本結(jié)構(gòu)大致相同：主要由機(jī)身，曲軸，連桿，活塞，汽缸和吸氣閥，排氣閥，十字頭，滑道，活塞桿和填料函組成。目前，氨壓縮機(jī)和容量較大的氟利昂壓縮機(jī)都采用這種結(jié)構(gòu)形式。從理論分析來(lái)看，直流式與逆流式相比，由于蒸氣在氣缸中溫度及比容的變化較少，故直流式性能較好。而所謂的兩級(jí)壓縮機(jī)，壓縮過(guò)程中制冷劑蒸氣由低壓至高壓要連續(xù)經(jīng)過(guò)兩次壓縮。在氣體分離工業(yè)（如空氣），需要用壓縮機(jī)先將混合氣體提高壓力，然后進(jìn)行冷卻和膨脹降溫并變成液態(tài)，最后利用不同組分沸點(diǎn)差將其蒸發(fā)分離。 按功率大小分類(lèi) 壓縮機(jī)按功率大小分類(lèi)見(jiàn) 表 42。動(dòng)力式壓縮機(jī)在中國(guó)個(gè)別文獻(xiàn)中稱為“速度式”或“葉輪式”壓縮機(jī)。 可以選擇風(fēng)冷、混冷、水冷三種冷卻方式。氣體的壓縮級(jí)數(shù)為三級(jí)或四級(jí)，連桿、氣缸與活塞組成的列數(shù)為兩列，同一列的不同級(jí)的氣缸之間不設(shè)置平衡段缸且采用倒級(jí)差組合結(jié)構(gòu)，每一列中的氣缸填料與活塞環(huán)為自潤(rùn)滑材料環(huán)。以庫(kù)伯公司，艾里爾公司，和德萊賽蘭公司等為代表。1 緒論 引言 隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，人類(lèi)與天然氣的關(guān)系越來(lái)越密切。生產(chǎn)的壓縮機(jī)類(lèi)型按其總體結(jié)構(gòu)而言，可分為總體式和分體式兩大系列。與現(xiàn)有天然氣加氣站用壓縮機(jī)相比，不僅簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)， 而且提高了壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性，降低了能耗，并可得到無(wú)油污染的壓縮天然氣。 產(chǎn)品可做的范圍：排氣量從3 壓縮機(jī)概述 用來(lái)壓縮氣體借以提高氣體壓力的機(jī)械稱為壓縮機(jī)，也稱“壓氣機(jī)”或“氣泵”，一般提升壓力小于 時(shí)稱作鼓風(fēng)機(jī)，提升壓力小于 時(shí)稱為通風(fēng)機(jī)。動(dòng)力式壓縮機(jī)工作的理論基礎(chǔ)是反映流體靜壓與動(dòng)能守恒關(guān)系的流體力學(xué)伯努利方程。 表 42 壓縮機(jī)按功率大小分類(lèi) 名稱 功率 /kW 一般配用電源 /V 小型壓縮機(jī) ﹤ 5 220 中型壓縮機(jī) 5～ 450 380 大型壓縮機(jī) ≥ 450 3000 或 6000 資料來(lái)源：李云 姜培正 .過(guò)程流體機(jī)械 [M].北京： 化學(xué)工業(yè)出版社， 20xx. 壓縮機(jī)分類(lèi) 命名 壓縮機(jī)按結(jié)構(gòu)或工作特征分類(lèi)和命名見(jiàn) 表 43. 表 43 壓縮機(jī)按結(jié)構(gòu)或工作特征分類(lèi)和命名