【正文】 實現(xiàn)方法如圖 22所示。根據(jù) 2211 VPVP ? 可知，利用大面積活塞的低壓氣體驅(qū)動小面積活塞，可以產(chǎn)生高壓氣體。它 可以使用 110 伏特 的電壓 和 20 安培 的 家庭電路 ，如圖 14 所示。 達到壓力：輸出壓力很高，如： 氣動氣體管道增壓泵的最高工作壓力可達到300MPa。 往復(fù)式回轉(zhuǎn)式活塞式膜片式滑片式螺桿式轉(zhuǎn)子式容積型 速度型轉(zhuǎn)子式離心式軸流式 本科畢業(yè)設(shè)計說明書 5 產(chǎn)生高壓的方法 產(chǎn)生高壓的原理有： 1. 增溫法 ， 。 壓縮機產(chǎn)品機電儀一體化得到強化 ,90 年代以來，壓縮機機組采用微電腦進行全自動控制，自動顯示壓縮機的各項運行參數(shù)，實現(xiàn)優(yōu)化節(jié) 能運行狀態(tài)、優(yōu)化聯(lián)機運行、運行參數(shù)異常顯示、報警與保護等 [9]。 動力用往復(fù)式活塞壓縮機 動力用往復(fù)式活塞壓縮機產(chǎn)品在我國發(fā)展較早，技術(shù) 比較成熟，主要技術(shù)指標(biāo)基本與國際先進水平相當(dāng)，基本能占領(lǐng)國內(nèi)市場，出口量正逐漸增加。 1990年，我國研制成功符合現(xiàn)行國際標(biāo)準(zhǔn)的 4M50型大型氫氣往復(fù)式壓縮機組， 1996年推出 6M50型系列氮氫氣壓縮機組， 1998年研制成功 4M80型系列大型氫氣壓縮機組。行業(yè)產(chǎn)值、利潤大幅度下滑 [3]。 設(shè)計并推出一種 單管式 的電動高壓氣泵，不僅能夠滿足沖氣 獵槍用戶的需求 ，而且還能用于其他需要高壓氣體的領(lǐng)域，這給人們的生活、生產(chǎn)帶來了極大的方便，具有較高的實用價值和市場前景 。 Airpression technology。這就需要設(shè)計人員考慮到運行時可能出現(xiàn)的各方面因素，精心設(shè)計與計算，做到萬無一失。但是想要達到 20MPa 的氣壓， 增壓打氣筒 需要來回打 200 多下，而且打氣次數(shù)越到后面越費力。但全無油潤滑微型壓縮機技術(shù)性能還不能滿足國內(nèi)市場需要，仍有較多量進口 [11]。另外，技術(shù)含量高和特殊要求的產(chǎn)品還滿足不了國內(nèi)需求 [8]。 目前我國的高壓空氣壓縮機進口流量達到 81600 hNm3 ，功率達 7166kW，已用于 300萬噸 /年催化裂化和延遲焦化裝置；離心式循環(huán)氫壓縮機流量達250000 hNm3 ，功率達 1600kW，出口壓力達 18MPa，已經(jīng)用于 120萬噸 /年加氫裂化裝置；裂解氣壓縮機流量達 120210 hNm3 ,功率達 18000kW，已應(yīng)用于 3050萬噸 /年乙烯裂解裝置；大化肥裝置的空氣壓縮機、天然氣壓縮機、氨壓縮機、二氧化碳壓縮機已應(yīng)用于 2030萬噸合成氨裝置；空分裝置的空氣壓縮機流量達到220210 hNm3 ，功率達到 17580kW，已經(jīng)應(yīng)用于 40000 hNm3 空分裝置。 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計文獻綜述 5 三、國內(nèi)外空氣壓縮機的發(fā)展歷史 50年代， 我國壓縮機主要是以仿制原蘇聯(lián)產(chǎn)品（低壓中小型一般動力用壓縮機）。然后轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動使被吸入的空 氣轉(zhuǎn)至機殼與轉(zhuǎn)子間氣密范圍，同時停止進氣，壓縮機開始壓縮空氣 ,如圖 b。當(dāng)活塞向左移動時，吸氣閥 9 在缸內(nèi)壓縮氣體的作用下而關(guān)閉，缸內(nèi)氣體被壓縮，這個過程稱為壓縮過程。 但現(xiàn)有的高壓氣泵一般有體積大、驅(qū)動電壓高和重量較重而不易攜帶等缺點。1113 【 2】 張長山 .泵和壓縮機 [M].北京：石油工業(yè)出版社， 1988 【 3】 李奇 譚躍進 張和平 .CZS 100/ 15 型高壓空氣壓縮機的研制 [J].流體機械 , 2021,30(6)。一般常選用同步轉(zhuǎn)速大于 750r/min的電動機作為原動機，因此傳動裝置總傳動比應(yīng)大于 12。 圖 33 曲軸傳動機構(gòu) 方案 （ 四 ） 可以采用 曲柄搖桿機構(gòu) 。 即 利用大面積活塞的低壓液體（ 2— 8bar）驅(qū)動小面積活塞 ， 產(chǎn)生高壓氣體 [5]。 實現(xiàn)方法如圖 31所示。因為 這種方案機構(gòu)比較復(fù)雜，體積比較大，不適合用在 便捷式 的 電動高壓氣泵 中，所 以我采用如圖 22所示 的壓縮方案。 圖 11 氣動增壓原理示意圖 目前，市場上能產(chǎn)生高壓（ 1OMPaP≤ 1OOMPa）的高壓 氣 泵或者空氣壓縮機幾乎都采用往復(fù) 活塞 式 ，其 工作原理是壓縮氣體的體積，使單位體積內(nèi)氣體 分子的密度增大以提高壓縮空氣的壓力。其中增溫法需要燃燒可燃?xì)怏w或液體等方法提供熱源，使氣體壓強升高。電動高壓氣泵壓縮空氣一般由空氣壓縮機來實現(xiàn)。 （可到教務(wù)處網(wǎng)站下載）。 3． 工程設(shè)計圖繪制 1） 單管式電動高壓氣泵的設(shè)計 裝配圖 1張； 2） 單管式電動高壓氣泵 的 結(jié)構(gòu) 零件圖 1套； 主要內(nèi)容與基本要求 4．設(shè)計說明書撰寫 在前期設(shè)計與計算的基礎(chǔ)上，認(rèn)真、按規(guī)定撰寫設(shè)計說明書。為了在 野外隨時能給獵槍充氣，現(xiàn)需 設(shè)計一個依靠汽車 110V 電壓驅(qū)動的、能達到 20MPa 氣壓輸出的便攜式 電動高壓氣泵。 內(nèi)容 包括：選題意義與可行性分析 ； 研究的基本內(nèi)容與擬解決的主要問題 ； 較為詳細(xì)的軟件設(shè)計方案 及預(yù)期研究成果 ； 研 究工作計劃 ；參考文獻等內(nèi)容。 說明書正文要闡述清楚 、結(jié)構(gòu)合理、條理清 晰 、內(nèi)容完整、資料翔實，同時做到文字通順，引文規(guī)范。 設(shè)計并推出一種 便捷 式的 電動高壓氣泵 ，不僅能 夠滿足沖氣 獵槍 用戶的需求 ， 而且還能用于其他需要高壓氣體的領(lǐng)域，這給人們的生活、生產(chǎn)帶來了極大的方便， 具有較高的實用價值和市場前景 。 單管式電動高壓氣泵的設(shè)計 2 軸流式 離心式轉(zhuǎn)子式速度型轉(zhuǎn)子式螺桿式滑片式膜片式活塞式回轉(zhuǎn)式往復(fù)式容積型 二、設(shè)計要求 本 便捷式 電動高壓氣泵 用于 發(fā)射氣壓為 20MPa的 氣動獵槍，為了在野外隨時能夠給獵槍沖氣，需要設(shè)計一個依靠汽車 110V電壓主驅(qū)動的、能夠達到 20MPa氣壓的 便捷式 電動高壓氣泵。根據(jù)浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計開題報告 3 2211 APAP ? 可知，利用大面積活塞的低壓氣體驅(qū)動小面積活塞，可以產(chǎn)生高壓氣體，如圖11所示。 大活塞做吸氣動作時，空氣通過吸氣閥進入大氣缸中，大活塞做壓縮空氣時，氣缸內(nèi)氣壓達到一定壓強時，排氣閥打開，同時小活塞在做吸氣動作，壓縮氣體就進入了小氣缸中；小活塞做壓縮空氣 時，氣缸內(nèi)氣壓達到一定壓強時，排氣閥打開，壓縮空氣就進入儲氣瓶中。而外筒帶動心軸往右壓時， D 中的二級增壓氣體再次壓縮成為三級增壓氣體，當(dāng) D中的氣壓大于儲氣瓶中的氣壓時，高壓錐被氣壓往右頂開，三級增壓氣體進入到儲氣瓶中。 方案 （ 二 ） 可以采用 液壓 傳動 機構(gòu) 。 曲軸傳動 機構(gòu) 主要由曲軸、 高壓泵外筒、高壓泵中筒等組成。 圖 34 曲柄搖桿機構(gòu) 綜上 所述，方案一和方案二有比較大的缺陷，不能滿足我們設(shè)計的要求。 擬定三級增壓氣筒的行程為 100mm，則力臂為 50mm。其工作壓力一般在 20MPa～ 4OMPa。速度型壓縮機的工作原理是提高氣體分子的運動速度，然后使氣體的動能轉(zhuǎn)化為壓力能以提高壓縮空氣的壓力 [2]。它利用螺桿的齒槽容積和位置的變化來完成 空 氣的吸 入 、壓縮和排 出 過程 。最大的月牙容積 l1即將開始壓縮。多年來，我國壓縮機制造業(yè)在引進國外技術(shù)，消化吸收和自主開發(fā)基礎(chǔ)上，攻克不少難關(guān)，取得重大突破。往復(fù)式新氫壓縮機容積流量達到 34000 hNm3 ，活塞壓力達到80kN，出口壓力達到 19MPa，功率達到 4000kW，已用于 200萬噸 /年渣油加氫脫硫裝置。 螺桿壓縮機 近幾年國內(nèi)螺桿壓縮機產(chǎn)品發(fā)展很快，品種不斷增加，產(chǎn)量不斷擴大，與國外合作或消化引進技術(shù)生產(chǎn)的動力用螺桿壓縮機產(chǎn)品已達到國際技術(shù)水平。 通過改進螺桿齒型和壓縮機結(jié)構(gòu)設(shè)計，改善濾油結(jié)構(gòu)性能，提高螺桿壓縮機的綜合性能，使其更為高效、節(jié)能、緊湊、低噪、美觀，并使排氣得到凈化，安裝、維護更加方便 [15]。其特點有： 增壓速度極快，流量大，可供 4套氣輔模具同時生產(chǎn) ； 全自動運行，到達設(shè)定值自動停機 /啟動功能 ； 電流驅(qū)動高壓氮氣增壓機，三級活塞式增壓結(jié)構(gòu) ； 高大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計文獻綜述 9 品質(zhì)入口氮氣凈化系統(tǒng)及靜間裝置 ； 有自動排油排水功能，有超載報警系統(tǒng) ； 多段安全閥保護開關(guān)，超過額定壓力自動泄壓排氣 ， 壓縮氣源可用采外購的瓶裝氮氣 [16]，如圖 63所示。 本文的設(shè)計工作主要從以下幾個方面進行 :首先 了解國內(nèi)外 空氣壓縮技術(shù)的 11 現(xiàn)狀 、 發(fā)展 趨勢 以及目前已有的一系列空氣壓縮機和電動高壓氣泵 ，分析空氣 壓縮機構(gòu) 產(chǎn)生高壓的原理 ，并確定設(shè)計內(nèi)容 ，開始 電動高壓氣泵的方案設(shè)計 ；通過分析現(xiàn)有的各種壓縮機構(gòu)，提出了幾個壓縮機構(gòu) 的 設(shè)計 方案 ，并對這些方案進行評價和比較，選擇了一個最優(yōu)方案 ；接著 開始 傳動 方案 的 設(shè)計 ， 對提出的幾個傳動方案進行了比較， 確定方案 ；然后 針對選擇的方案開始著手設(shè)計， 通過運動學(xué)分析和動力學(xué)計算，選擇電動機和減速器 ， 并計算傳動裝置運動和動力參數(shù)； 接著 根據(jù)確定的最滿意方案 在圖紙上 進行技術(shù)設(shè)計，主要內(nèi)容包括總體布置草圖和總裝配草圖 ； 然后 運用 AutoCAD二維繪圖軟件 根據(jù) 繪制的 草圖 進行 零件圖 的繪制，在零件設(shè)計時通過工作能力計算和結(jié)構(gòu)設(shè)計 ， 確定 零件制造所需的所有尺寸及其偏差、表面粗糙度、材料與熱處理及技術(shù)要求等 ； 通過不斷的修改和完善之后 ，按照 最終定型的零件工作圖重新繪制總裝配圖。其工作壓力一般在 20MPa～ 4OMPa[2]。 單管式電動高壓氣泵的設(shè)計 2 80～ 90年代 ， 大規(guī)模引進國際先進技術(shù) 。其中，水平剖分式離心壓縮機和軸流式壓縮機制造技術(shù)已接近或達到國際同類產(chǎn)品先進水平，往復(fù)式活塞壓縮機達到國際同類產(chǎn)品水平 [4]。 國內(nèi)外 空氣壓縮機技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀 空氣 壓縮機 按結(jié)構(gòu)和用途分主要有 : 工藝用往復(fù)式活塞壓縮機、動力用往復(fù)式活塞壓縮機、螺桿壓縮機、微型壓縮機 。 國內(nèi)外 空 氣壓縮機技術(shù)發(fā)展的趨勢 壓縮機產(chǎn)品向結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、能耗小、噪音低、效率高、可靠性高以及排氣凈化能力強方向發(fā)展。 電動高壓氣泵 的分類 按 輸出壓力 P分類 ：低壓氣泵（ 0． 2MPa≤ P≤ 1MPa）、中壓氣泵（ 1MPaP≤ 1OMPa）、高壓氣泵（ 1OMPaP≤ 1OOMPa）。 實現(xiàn) 方法：利用一個大面積氣動活塞與一個較小面積的活塞 /滑閥相連。但是想要達到 20MPa 的氣壓， 增壓打氣筒 需要來回打 200 多下，而且打氣次數(shù) 越到后面越費力。這里將采用壓縮氣體體積的方法，已達到增壓的目的。 在一個來回工作周期中，空氣經(jīng)過了三次增壓，從而達到增壓的目的。大面積啟動活塞一般由液壓驅(qū)動，如圖 22所示，當(dāng)液體進入大面積活 塞的左邊腔體時。而外筒往左拉時 筒內(nèi)形成負(fù)壓，密封圈會往右 移動，此時外界的空氣通過低壓進氣口進入 A 中 ； 壓縮空氣時，外筒往 右壓， O 形圈 1 往右移動 ， A 中的空氣 經(jīng) 過一 次 壓縮進入到 B 中， 成為一級增壓氣體。 圖 15 200C 型電動高壓壓縮機 單管式電動高壓氣泵的設(shè)計 8 1. 4 主要 設(shè)計 內(nèi)容 本 單管式 電動高壓氣泵用于發(fā)射氣壓為 20MPa 的氣動獵槍，為了在野外隨時能夠給獵槍沖氣，需要設(shè)計一個依靠汽車 110V電壓主驅(qū)動的、能夠達到 20MPa氣壓的 單管式 電動高壓氣泵。 小活塞 大活塞 進氣 出氣 低壓氣體進出口 單管式電動高壓氣泵的設(shè)計 6 圖 12 活塞式 壓縮機的二級增壓機構(gòu) 國內(nèi)外現(xiàn)有高壓氣泵概況 手動增壓打氣筒 現(xiàn)有的手動 增壓 打氣筒如圖 13 所示 。下面介紹氣動增壓法。電動高壓氣泵壓縮空氣一般由空氣壓縮機來實現(xiàn)。 微型壓縮機 微型壓縮機產(chǎn)品在我國發(fā)展較早，一般微型壓縮機產(chǎn)品的主要技術(shù)參數(shù)達到國際水平，品種規(guī)格基本能滿足國內(nèi)需要，而且出口量較大。與國外往復(fù)式壓縮機技術(shù)水平相比，我國的主要差距為基礎(chǔ)理論研究差，產(chǎn)品技術(shù)開發(fā)能力低，工藝裝備和實驗手段后，本科畢業(yè)設(shè)計說明書 3 產(chǎn)品技術(shù)起點低，規(guī)格品種、效率、制造質(zhì)量可靠性差。 多年來，我國壓縮機制造業(yè)在引進國外技術(shù)，消化吸收和自主開發(fā)基礎(chǔ)上，攻克不少難關(guān)，取得重大突破。 1959年，我國第一臺 4L20/8型空氣壓縮機產(chǎn)品研制成功。電動高壓氣泵壓縮空氣一般由空氣壓縮機來實現(xiàn)，它 是氣源裝置中的主體， 是 將原動機（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 [1]。 10 參考文獻 【 9】 . HIGHPRESSURE COMPRESSORS – THE HEART OF THE ENGINE [J]. FLUG REVUE， 2021， 7； 80 【 10】 李奇 譚躍進 張和平 .CZS 100/ 15 型高壓空氣壓縮機的研制 [J].流體機械 , 2021,30(6):1113 【 11】 劉寶霞 張凌云 .四缸擺動活塞式壓縮機傳動機構(gòu)設(shè)計 [J]. 機械設(shè)計與制造 , 2021,3(3):2930 【 12】 王仁德 ,楊永 .66102 高壓空壓機的研制 [J].壓縮 機技術(shù) ,1990(1):18 【 13】 【 14】 喬靖 .空氣壓縮機行業(yè)研究報告 [M].上海 :中企東方資產(chǎn)管理有限責(zé)任公司行業(yè)研發(fā)中心 , 20