【正文】 ne the flywheel moment and balance the inertial force, which aims to ensure that spindle rotation smooth. Parts of the structure design mainly for two cylinders, cylinder heads and connecting rod, crank shaft, oil ring, gas ring, and the structure diagram of the main moving parts Key Words Compressor Structural design Kiics Parts diagram 本 科 畢 業(yè) 設 計 第 I 頁 共 Ⅱ 頁 目 錄 1 緒論 .................................................................. 1 本設計的背景及意義 ................................................. 1 本設計中的注意事項 ................................................. 2 本設計的預期工作 ................................................... 2 2 總體結(jié)構(gòu)設計 .......................................................... 3 結(jié)構(gòu)方案選擇 ....................................................... 3 壓縮機轉(zhuǎn)數(shù)的確定 .................................................... 5 氣閥的選取 .......................................................... 5 壓縮機輪滑方式的選擇 ................................................ 5 壓縮機的驅(qū)動 ........................................................ 6 3 熱力學計算 ............................................................ 7 設計參數(shù) ............................................................ 7 結(jié)構(gòu)型式和參數(shù)確定 .................................................. 7 行程的確定 .......................................................... 7 級數(shù)選擇、各級名義壓力比分配和實際壓力比 ............................ 8 各級排氣溫度 ....................................................... 10 各級氣體的可壓縮性系數(shù) ............................................. 10 各級熱力學系數(shù) ..................................................... 10 各級氣缸的行程容積 ................................................. 13 各級氣缸直徑 ....................................................... 14 圓整后各級名義壓力及溫度 ........................................... 15 計算活塞力 ......................................................... 16 計算軸功率 ......................................................... 18 4 壓縮機零部件設計 ...................................................... 20 活塞銷設計 ......................................................... 20 本 科 畢 業(yè) 設 計 第 II 頁 共 Ⅱ 頁 活塞設計 ........................................................... 21 曲軸設計 ........................................................... 24 連桿設計 ........................................................... 25 刮油環(huán)設計 ......................................................... 27 活塞環(huán)設計 ......................................................... 28 氣缸設計 ........................................................... 30 5 動力學計算 ............................................................ 32 動力學任務 ......................................................... 32 活塞組件質(zhì)量計算數(shù)據(jù) ............................................... 32 動力學作用力計算 ................................................... 33 綜合活塞力計算及列的切向力圖繪制 ................................... 39 總切向力疊加及總切向力圖的繪制 ..................................... 43 飛輪矩確定 ......................................................... 48 飛輪矩設計 ......................................................... 48 結(jié) 束 語 ................................................................. 50 致 謝 ................................................................... 51 參 考 文 獻 .............................................................. 52 本 科 畢 業(yè) 設 計 第 1 頁 共 52 頁 1 緒論 本設計的背景及意義 壓縮機是用來提高氣體壓力和輸送氣體的，屬于將原動機的動力能轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w壓力能的工作機械 。我國的壓縮機專業(yè)高等教育學科已設置半個世紀，機械部門的壓縮機研究機構(gòu)也已面世 50 年。 本設計的預期工作 本課題的設計任務是在常溫下對空氣進 行壓縮，進氣壓力為大氣壓，壓縮后排氣壓力為 ，排氣量不低于 m3/min。 結(jié)構(gòu)方案選擇 活塞式壓縮機的結(jié)構(gòu)方案由下列因素組成：機器的型式、級數(shù)和列數(shù)以及各級氣缸在列中的排列和各列間曲柄錯角的排列。因此。 臥式及對稱平衡型壓縮機較多 用于大、中型壓縮機；立式僅用于中小型且中型壓縮機主要用于無油淪滑； L型、 V型、 W型、星型等角度式壓縮機適用于中小型和微型。時，用裝平衡重的方法只能平衡掉一階往復慣性力合力的一部分。因此，無十字頭壓縮機只在小功率范圍內(nèi)使用。 級數(shù)選擇及各級壓力比分配 工業(yè)用氣體有較高的壓力，多 采用多級壓縮， 這樣可以 降低排氣溫度 ， 提高氣缸容積系數(shù) ， 降低作用在活塞上的活塞力 也 節(jié)省功率消耗。立式結(jié)構(gòu) 和 臥式結(jié)構(gòu)可以制成單列和多列壓縮機； 對稱平衡型結(jié)構(gòu)只能制成多列壓縮機，且列數(shù)通常是偶數(shù)；對置型結(jié)構(gòu)卻 制成多列壓縮機。 綜合考慮壓縮機轉(zhuǎn)速取 n=1000 r/min. 氣閥的選取 氣閥 是 活塞式壓縮機的重要部件之一，它的工作直接關(guān)系到壓縮機運轉(zhuǎn)的經(jīng)濟性和可靠性，對氣閥的基本要求如下： (1)使用壽命長 (只閥片和彈簧的壽命長 )； (2)氣體通過氣閥時能量損失小 ； (3)氣閥關(guān)閉時具有良好的密封性 ； (4)閥片起、閉動作及時和迅速， 且需完全開啟 ； (5)氣閥所引起的余隙容積要?。? (6) 還要求結(jié)構(gòu)簡單，制造方便， 舌簧閥 故 綜合考慮壓縮機氣閥選用舌簧閥 。驅(qū)動方式與壓縮機的結(jié)構(gòu)方案和主要參數(shù)的選擇有著密切的關(guān)系，在選擇壓縮機結(jié)構(gòu)方案和主要參數(shù)時，應該同時考慮驅(qū)動方式的選擇。個別小型壓縮機由于氣閥結(jié)構(gòu)改進，也可高達 6m/s 。 2i 1 ? ?? () 式中： i? ——各級名義壓力比； 2p ——排氣壓力， MPa； 1p ——進氣壓力， MPa。 在實際壓縮過程中，對微、小型壓縮機， ( ~ )nk? ，各級氣體的等熵指數(shù)近似取標準狀態(tài)下的 ? （雙原子）， 此處根據(jù)經(jīng)驗取值 n= 和 k=。 （ 2） 氣閥在氣缸上的布置方式不同，相對余隙容積 不同。 對于空氣冷卻式壓縮機，因為受冷風溫度的限制，不可能將氣體冷卻到一級進氣溫度，導致回冷不完善。 T? 的大小取決于氣體吸熱的多少，吸熱愈多 T? 愈小。 參照以上原則，結(jié)合經(jīng)驗取值范圍選擇溫度系數(shù)如下： l1? = l2? = 排氣系數(shù) 排氣系數(shù)是容積系數(shù)、壓力系數(shù)、溫度系數(shù)和泄漏系數(shù)幾個系數(shù)的總稱，可根據(jù)公式 算出： d V p T l? ? ? ? ?? （ ） 則 d1? = ? ? ? = d2? = ? ? ? = 各級氣缸的行程容積 壓縮機的排氣量 在壓縮機排氣端測得的單位時間內(nèi)排出的氣體容積值，換算到壓縮機吸氣條件 下的數(shù)值 稱為排氣量。 如果計算結(jié)果滿足 1 b bpp??? ? ? ?? ，則表明從 I 級排出的氣體經(jīng)冷卻后并無水汽析出。V = 4 121szD? = 23 .1 4 0 .1 1 0 .0 6 5 14? ? ? = 3m /次 h239。39。 表 實際壓力及壓力比 級 次 修正后名義壓力（ MPa） 相對壓力損失（ %） 1s? 1+ d? 氣缸內(nèi)實際氣體壓力 實際壓力 比ds39。 izm ???? kW 所需電機功率 對于中、小型壓縮機，如在驅(qū)動機和壓縮機間有傳動裝置 (如皮帶、齒輪等 )時，驅(qū)動機的的輸出功率要考慮附加的傳動損失，則驅(qū)動機功率為： 本 科 畢 業(yè) 設 計 第 19 頁 共 52 頁 zc cNN ?? （ ） 式中的 c? 為傳動效率，一般對皮帶傳動取 c? =～ ， 三角皮帶傳動取下限；取c? = 一般驅(qū)動機還應留有 5%~15％的儲備功率 以防止 壓縮機運轉(zhuǎn)時常會因工況的變化、冷卻的惡化等引起功耗增加而造成驅(qū)動機負荷超過正常工作的需要，所以驅(qū)動機的名義功率應為： icc mc39。 (2) 計算彎曲應力 B? 把活塞銷看作兩端自由支撐的梁，與連桿接觸長度 l0上 承受均布載荷，如圖 所示，中間截面 Ⅰ —Ⅰ 的彎曲應力最大，其值為： m a x 0B 440() 2Pl dl dd? ?? ? () 式中： B? —彎曲應力， MPa； Pmax—最大活塞力， N； l—活塞銷座支撐長度中點間的距離， mm； l0—連桿小軸襯套寬度， mm； d0—活塞銷中心孔徑，