【正文】 20年發(fā)展我國(guó)已經(jīng)形成 L、 D、 DZZ、 H、 M型等數(shù)十個(gè)壓縮機(jī)系列的數(shù)百種產(chǎn)品。但是一些大型的工藝用往復(fù)式活塞壓縮機(jī)的性能穩(wěn)定性、可靠性還不能滿足重大裝置配套需要，仍然依靠進(jìn)口 [6]。 往復(fù)式活塞壓縮機(jī)向機(jī)組化、無基礎(chǔ)、成套化、高轉(zhuǎn)速、低行程、低噪音、全自動(dòng)化控制方向發(fā)展， 電子 技術(shù)裝備往復(fù)式活塞壓縮機(jī)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)往復(fù)式活塞單管式電動(dòng)高壓氣泵的設(shè)計(jì) 4 壓縮機(jī)排氣量調(diào)節(jié)和節(jié)能控制、自動(dòng)保護(hù)，使之實(shí)現(xiàn)了無人值班連續(xù)高效運(yùn)行[8]。速度型 氣泵 的工作原理是提高氣體分子的運(yùn)動(dòng)速度，然后使氣體的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為壓力能以提高壓縮空氣的壓力 [10]。壓縮氣 體，輸出氣壓可通過驅(qū)動(dòng)氣壓無級(jí)調(diào)節(jié)。壓縮機(jī)機(jī)體高 英寸 ，機(jī)排氣閥 進(jìn)氣閥 大活塞 小活塞 小汽缸 大汽缸 彈簧 進(jìn)氣 出氣 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 7 重 63 磅 。 實(shí)現(xiàn)方法：利用一個(gè)大面積氣動(dòng)活塞與一個(gè)較小面積的活塞 /滑閥相連。 電動(dòng)高壓氣泵的傳動(dòng)方案 液壓傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 可以采用 液壓傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 。 它利用一個(gè)大面積活塞與一個(gè)較小面積的活塞，以使液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)換成氣壓動(dòng)力。 為了提高壓縮效率，并且能夠產(chǎn)生我們所需要達(dá)到的 20MPa的氣壓，我們將 采用三級(jí)增壓 法 ， 設(shè)計(jì)方案 如圖 21所示。 圖 14 FX II 電動(dòng)壓縮機(jī) 200C型電動(dòng)高壓壓縮機(jī) 其 馬達(dá)功率 : ， 輸出壓力 : 350Bar， 排氣量 : 250NL/Min 。 圖 11 氣動(dòng)增壓原理示意圖 多級(jí)增壓 法：多級(jí)增壓法 就是 將大容積里的氣體壓到小容積里先實(shí)現(xiàn)一級(jí)增壓，再將小容積里的氣體壓到儲(chǔ)氣瓶中，實(shí)現(xiàn)二級(jí)增壓。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(qiáng)升高 。 通過改進(jìn)螺桿齒型和壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，改善濾油結(jié)構(gòu)性能，提高螺桿壓縮機(jī)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(hù)更加方便。 螺桿壓縮機(jī) 近幾年國(guó)內(nèi)螺桿壓縮機(jī)產(chǎn)品發(fā)展很快，品種不斷增加，產(chǎn)量不斷擴(kuò)大，與國(guó)外合作或消化引進(jìn)技術(shù)生產(chǎn)的動(dòng)力用螺桿壓縮機(jī)產(chǎn)品已達(dá)到國(guó)際技術(shù)水平。往復(fù)式新氫壓縮機(jī)容積流 量達(dá)到 34000 hNm3 ，活塞壓力達(dá)到80kN，出口壓力達(dá)到 19MPa，功率達(dá)到 4000kW，已用于 200萬噸 /年渣油加氫脫硫裝置。 二十世紀(jì)初開始， 國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求有所回升，同時(shí)出口形勢(shì)也較大改善。 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 國(guó) 內(nèi) 空氣壓縮機(jī) 的發(fā)展 歷史 50年代， 我國(guó)壓縮機(jī)主要是以仿制原蘇聯(lián)產(chǎn) 品（低壓中小型一般動(dòng)力用壓縮機(jī)）。 Programme design。 總的來說現(xiàn)代的 壓縮機(jī)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(qiáng)方向發(fā)展 ，所以 電動(dòng) 高壓 氣泵的設(shè)計(jì)也要向 結(jié)構(gòu)緊湊、體積小 、噪音低、效率高、可靠性高 的方向發(fā)展 。 單管式電動(dòng)高壓氣泵的設(shè)計(jì) 8 圖 61 手動(dòng)增壓打氣筒 2． FX II 電動(dòng)高壓壓縮機(jī) FX II 電動(dòng)高壓 壓縮機(jī) 是由瑞典的一家公司生產(chǎn)的產(chǎn)品， 它 是專門為氣動(dòng)獵槍設(shè)計(jì)的一款能產(chǎn)生 20MPa 的電動(dòng)高壓 壓縮機(jī) 。 五、空氣壓縮機(jī)技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì) 壓縮機(jī)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(qiáng)方向發(fā)展。 四、空氣壓縮機(jī)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀 空氣 壓縮機(jī) 按結(jié)構(gòu)和用途分主要有 : 工藝用往復(fù)式活塞壓縮機(jī)、動(dòng)力用往復(fù)式活塞壓縮機(jī)、螺桿壓縮機(jī)、微型壓縮機(jī) 。 單管式電動(dòng)高壓氣泵的設(shè)計(jì) 6 國(guó)外往復(fù)式活塞壓縮機(jī)發(fā)展方向?yàn)榇笕萘?、高壓力、結(jié)構(gòu)緊湊、能耗少、噪聲低、效率高、可塑性好、排氣凈化能力強(qiáng)；普遍采用撬裝無基礎(chǔ)，全罩低噪音設(shè)計(jì)，大大節(jié)約了安裝、基礎(chǔ)和調(diào)試費(fèi)用；不斷開發(fā)變工況條件下運(yùn) 行的新型氣閥，使氣閥壽命大大提高；在產(chǎn)品設(shè)計(jì)上，應(yīng)用壓縮機(jī)熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)計(jì)算軟件和壓縮機(jī)工作過程模擬軟件等，提高計(jì)算準(zhǔn)確度，通過綜合模擬模型預(yù)測(cè)壓縮機(jī)在實(shí)際工況下的性能參數(shù)，以提高新產(chǎn)品開發(fā)的成功率，壓縮機(jī)機(jī)電一體化得到強(qiáng)化。直到 1958年，我國(guó)才開始發(fā)展自己的產(chǎn)品。當(dāng)轉(zhuǎn)子不斷轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，氣密范圍變小，空氣被壓縮 ,如圖 c。當(dāng)氣缸內(nèi)空氣壓力增高到略高于輸氣管內(nèi)壓力后，排氣閥 l 被打開，壓縮空氣進(jìn)入輸氣管道，這個(gè)過程稱為“排氣過程”。 為了在野外能夠隨時(shí)給獵槍沖氣，現(xiàn)需要設(shè)計(jì)一個(gè) 依靠汽車 110V電壓主驅(qū)動(dòng)的、能夠達(dá)到 20MPa氣壓的 便捷式 電動(dòng)高壓 氣泵 。1113 【 4】 劉寶霞 張凌云 .四缸擺動(dòng)活塞式壓縮機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) [J]. 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造 , 2021,3(3)。比較表 41的四種方案，帶傳動(dòng)傳動(dòng)比太小，二級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)、單級(jí)蝸輪蝸桿傳動(dòng)和單級(jí)擺線針輪的傳動(dòng)比都達(dá)到要求，但是從安裝的位置布置來看，單級(jí)蝸輪蝸桿傳動(dòng)占用空間最少、結(jié)構(gòu)更加緊湊，而且蝸輪蝸桿減速器的 體積小、重量輕、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、振動(dòng)小等特點(diǎn) [67]， 所以選擇單級(jí)蝸輪蝸桿傳動(dòng)方案。實(shí)現(xiàn)方法如圖 34所示。大面積啟動(dòng)活塞一般由液壓驅(qū)動(dòng)， 如圖 32所示 ，當(dāng)液體進(jìn)入大 面積活塞 的左邊腔體時(shí)，液壓驅(qū)動(dòng)大 面積活塞向右運(yùn)動(dòng)，此時(shí)空氣進(jìn)入壓縮腔；控制換向閥，當(dāng)液體進(jìn)入大 面積活塞 的右邊腔體時(shí)，液壓驅(qū)動(dòng)大 面積活塞 向左運(yùn)動(dòng)，此時(shí)小活塞壓縮空氣，產(chǎn)生高壓氣體。 斜轉(zhuǎn)盤 傳動(dòng) 機(jī)構(gòu) 主要由 斜轉(zhuǎn)盤 、 高壓泵體、彈簧等 組成 。這種壓縮方案通過三次壓縮空氣，從而得到高壓氣體。 但是如果采用一級(jí)壓縮，往往難以達(dá)到我們所需要的 20MPa氣壓的要求，所以市場(chǎng)上所能見到的高壓氣泵或是高壓壓縮機(jī)都采用 往復(fù) 活塞 式 二次及以上多次壓縮氣體的方法來得到高壓氣體。由于這種方法所需設(shè)計(jì)的設(shè)備比較復(fù)雜，體積也較大，所以不適合用于本次設(shè)計(jì)的便捷式高壓氣壓泵上，一般先采用壓縮氣體體積的方法，已達(dá)到增壓目的。 空氣壓縮機(jī)是氣源裝置中的主體，它是將原動(dòng)機(jī)（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 [2]。 主要參 考資料 及文獻(xiàn) 閱讀任務(wù) 1． 陳 黎明，許增金，穆巖， 董宇超 . 新型艦船高壓空壓機(jī)的研制 . 壓縮機(jī)技術(shù) ， 2021(3):2324 2． 王仁德 , 楊永 . 66102高壓空壓機(jī)的研制 . 壓縮機(jī)技術(shù) , 1990(1): 18 3． 李奇 , 譚躍進(jìn) . CZS100／ 15型高壓空氣壓縮機(jī)的研制 . 流體機(jī)械 , 2021,30(6):1113 4． 李 奇 , 譚躍進(jìn) . CZS100／ 15型高壓空氣壓縮機(jī)可靠性試驗(yàn)研究 . 流體機(jī)械 , 2021,30(8):45 5． 李奇 , 崔立春 . 高壓空氣壓縮機(jī)配套海水泵的試制 . 通用機(jī)械 , 2021(2): 4143 6． 斯克 , 姚艇 . 高壓無油旋轉(zhuǎn)式空氣壓縮機(jī)的發(fā)展 . 機(jī)電設(shè)備 , 1994(2): 39 7． 王國(guó)欽 , 呼吸空氣用高壓空氣氣壓縮機(jī)的試驗(yàn)與性能評(píng)估 . 機(jī)電設(shè)備 , 1994(2): 1620,22 8． 刁愛民 , 鐘民軍 , 李光華 , 吳鋼 . 某型高壓空氣壓縮機(jī)故障分析和對(duì)策 . 流體機(jī)械 , 2021,34(8): 4547 9． 王仁德 . 新型 6610G3高壓空氣壓縮機(jī) . 機(jī)電設(shè)備 , 1998(2): 38 10． 田濤 , 王仁德 . 艦船 V 型高壓空壓機(jī)平衡減振研究 . 壓縮機(jī)技術(shù) , 2021(1): 912 11． 王仁德 , 樂維健 . 艦船用空壓機(jī)的最新進(jìn)展 . 機(jī)電設(shè)備 , 2021(2): 613 12． 13． 14． 15． 16． 17． 18． 19． 《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》 20． 《機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)》 外文 翻譯任務(wù) 閱讀有關(guān)高壓產(chǎn)生方法或機(jī)械設(shè)計(jì)方面的英文文獻(xiàn) 2 篇 以上（至少 10000字符） ，并譯成中文。設(shè)計(jì)說明書由以下幾部分組成： 封面 、 中文摘要 、 外文摘要 、 目錄 、 說明書 正文 、 參考文獻(xiàn) 、 致謝 、 附錄。 主要內(nèi)容與基本要求 一、 設(shè)計(jì)內(nèi)容 ： 1． 高壓氣泵的工作原理與設(shè)計(jì)方案； 2． 高壓氣泵的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)； 3． 高壓氣泵的高壓密封原理與方法； 4． 高壓氣泵的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的分析計(jì)算。 2）開題報(bào)告的要求 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)與目標(biāo)，在文獻(xiàn)綜述的基礎(chǔ)上，撰寫開題報(bào)告。關(guān)鍵詞 37 個(gè)。但現(xiàn)有的高壓氣泵一般有體積大、重量較重而 不易攜帶等缺點(diǎn) ，而采用手動(dòng)的高壓氣泵打氣要達(dá)到 20MPa的 氣壓 又很吃力， 為了在野外隨時(shí)能夠給獵槍沖氣， 而且又不需要花費(fèi)太多的時(shí)間自己動(dòng)手打氣， 現(xiàn)需要設(shè)計(jì)一個(gè)依靠汽車110V電壓主驅(qū)動(dòng)的、能夠達(dá)到 20MPa氣壓的 便捷式 電動(dòng)高壓氣泵。速度型 氣泵 的工作原理是提高氣體分子的運(yùn)動(dòng)速度，然后使氣體的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為壓力能以提高壓縮空氣的壓力[4]。 實(shí)現(xiàn)方法：利用一個(gè)大面積氣動(dòng)活塞與一個(gè)較小面積的活塞 /滑閥相連。 如圖 21所示。而外筒往左拉時(shí)筒內(nèi)形成負(fù)壓，密封圈會(huì)往右移動(dòng)，此時(shí)外界的空氣通過低 壓進(jìn)氣口進(jìn)入A中；壓縮空氣時(shí)，外筒往右壓， O形圈 1往右移動(dòng)， A中的空氣經(jīng)過一次壓縮進(jìn)入到 B中，成為一級(jí)增壓氣體。 圖 31 斜轉(zhuǎn)盤傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 這種方案最主要的缺點(diǎn)是高壓泵打氣的行程小，效率很低，極有可能達(dá)不到我們所需要的 20MPa的高壓氣體。實(shí)現(xiàn)方法如圖 33所示。如圖 34所示 。假設(shè)當(dāng)三級(jí)增壓氣筒轉(zhuǎn)到力臂最大的時(shí)候，氣筒的壓強(qiáng)達(dá)到最大值 20MPa，在圖 41中， A、 B處力臂最大，但是 A處是吸氣過程， B處是壓氣過程，所以力矩在 B處時(shí)達(dá)到最大值。 高壓空氣壓縮機(jī)廣泛用于機(jī)械、電子、軍工等行業(yè)，可用作高壓動(dòng)力氣體、試驗(yàn)氣體等。 1） 按其工作原理可分為： 容積型壓縮機(jī)和速度型壓縮機(jī)，容積型壓縮機(jī)的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。 圖 .1活塞式空氣壓縮機(jī)工作原理圖 1排氣閥； 2氣缸； 3活塞； 4活塞桿； 6滑塊與滑道； 7連桿； 8曲柄； 9吸氣閥； 10彈簧 單管式電動(dòng)高壓氣泵的設(shè)計(jì) 4 螺桿式壓縮機(jī) 螺桿式壓縮機(jī)是一種回轉(zhuǎn)式容積式壓縮機(jī)。如 (a)所示，在吸氣完了時(shí) ，一對(duì)渦旋圈共形成兩對(duì)月牙形容積。 80～ 90年代大規(guī)模引進(jìn)國(guó)際先進(jìn)技術(shù)。 1990年，我國(guó)研制 成功符合現(xiàn)行國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的 4M50型大型氫氣往復(fù)式壓縮機(jī)組， 1996年推出 6M50型系列氮?dú)錃鈮嚎s機(jī)組， 1998年研制成功 4M80型系列大型氫氣壓縮機(jī)組。 動(dòng)力用往復(fù)式活塞壓縮機(jī) 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述 7 動(dòng)力用往復(fù)式活塞壓縮機(jī)產(chǎn)品在我國(guó)發(fā)展較早，技術(shù)比較成熟，主要技術(shù)指標(biāo)基本與國(guó)際先進(jìn)水平相當(dāng)，基本能占領(lǐng)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，出口量正逐漸增加。 壓縮機(jī)產(chǎn)品機(jī)電儀一體化得到強(qiáng)化， 90 年代以來，壓縮機(jī)機(jī)組采用微電腦進(jìn)行全自動(dòng)控制，自動(dòng)顯示壓縮機(jī)的各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化節(jié)能運(yùn)行狀態(tài)、優(yōu)化聯(lián)機(jī)運(yùn)行、運(yùn)行參數(shù)異常顯示、報(bào)警與保護(hù)等 [14]。 圖 62 FX II 電動(dòng)壓縮機(jī) 3． 200C 型電動(dòng) 高壓壓縮機(jī) 其 馬達(dá)功率 : ， 輸出壓力 : 350Bar， 排氣量 : 250NL/Min 。 本文 闡述了如何 設(shè)計(jì)一 種 依靠汽車 110V 電壓主驅(qū)動(dòng)的、能夠達(dá)到 20MPa 氣壓的 單管式 電動(dòng)高壓氣泵。 高壓空氣壓縮機(jī)廣泛用于機(jī)械、電子、軍工等行業(yè)，可用作高壓動(dòng)力氣體、試驗(yàn)氣體等。 60～ 70年代， 主要進(jìn)行自主開發(fā)，逐步淘汰了原有的相應(yīng)規(guī)格仿制產(chǎn)品，我國(guó)于 1974年成功研制出 2L10/81型壓縮機(jī)，加速了我國(guó)動(dòng)力用往復(fù)式壓縮機(jī)的發(fā)展。例如，催化裂化裝置用的主風(fēng)機(jī)和富氣壓縮機(jī)、加氫裝置用的循環(huán)氫壓縮機(jī)、新氫壓縮機(jī)，乙烯三大壓縮機(jī)，化肥四大壓縮機(jī)組等已大量在石化生產(chǎn)中應(yīng)用。另外，技術(shù)含量高和特殊要求的產(chǎn)品還滿足 不了國(guó)內(nèi)需求 [5]。但全無油潤(rùn)滑微型壓縮機(jī)技術(shù)性能還不能滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需要，仍有較多量進(jìn)口 [7]。 空氣壓縮機(jī)是氣源裝置中的主體，它是將原動(dòng)機(jī)（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。 理論依據(jù)： 根據(jù) 克拉伯龍方程式 PV=nRT，給定容器內(nèi) 物質(zhì)的量 n和 絕對(duì)溫度 T是定量 ，方程式 變形為 P=nRT/V， 把定量歸為 C， 則有 f(V)=C/V ， 所以縮小 氣體體積 ， 可以增加氣體壓強(qiáng) 。 這種打氣筒其氣體壓縮本體裝置采用 三級(jí)增壓原理， 它可以 使 氣體增壓到 20MPa 的氣壓，能夠滿足氣動(dòng)獵槍用戶的要求。 設(shè)計(jì)內(nèi)容： 1． 電動(dòng)高壓氣泵的工作原理與設(shè)計(jì)方案； 2. 電動(dòng)高壓氣泵的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)； 3． 電動(dòng)高壓氣泵的 傳動(dòng)方案； 4. 電動(dòng)高壓氣泵傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)； 5. 高壓氣泵的 結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的分析計(jì)算本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 9 第 2 章 電動(dòng)高壓氣泵方案設(shè)計(jì) 高壓氣泵的工作原理與設(shè)計(jì)方案 產(chǎn)生高壓的原理有： 1. 增溫法， 。而外筒帶動(dòng)心軸往右壓時(shí)， D 中的二級(jí)增壓氣體再次壓縮成為三級(jí)增壓氣體，當(dāng) D 中的單管式電動(dòng)高壓氣泵的設(shè)計(jì) 10 氣壓大于儲(chǔ)氣瓶 中的氣壓時(shí)，高壓錐被氣壓往右頂開，三級(jí)增壓氣體進(jìn)入到儲(chǔ)