【文章內(nèi)容簡介】 T — 分別為 一 級和二級的名義進(jìn)氣溫度 , K； 2d? — 壓縮機第二級的排氣系數(shù) ； 2φ? — 壓縮機第二級的凝析系數(shù) ； 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計（論文） 第 13 頁 共 58 頁 2o? — 壓縮機第二級的抽氣系數(shù) 。 按給 定排氣量范圍，取 ? m3/min。則 1 0 .6 0 .7 1 8 10 .8 3 5 5hV ??m3/min 壓縮機第二級的行程容積： 2 o 2 1222 2 1 1 1 0 . 1 3 1 3 0 . 6 0 . 1 9 5 70 . 8 1 8 7 0 . 4 2 9 3sshdd s spTVV??? ? ? ? ?? ? ? ? ? ???φ m3/min 確定氣缸直徑 計算出各級氣缸的行程容積后，可按一下各式計算氣缸直徑。 對于單作用氣缸 snzVD hi?4? （ 310） 對于雙作用氣缸 242dsnzVD hi ?? ? （ 311） 式中： hiV — i 級氣缸的行程容積 , m3/min； s — 活塞行程， m； n — 壓縮機轉(zhuǎn)速， r/min； z — 同級氣缸數(shù) ； d — 活塞桿直徑， m。 本設(shè)計采用單作用氣缸，連桿直接與活塞相連，無十字頭和活塞桿。 故氣缸直徑為 一級氣缸： 41 34 4 7 1 8 1 1 0 0 . 0 9 3 7 9 m 9 4 m m3 . 1 4 6 5 1 0 8 0 0 2hiVD s n z?????? ? ? ?? ? ? ? 二級氣缸： 42 34 4 1 9 5 7 1 0 0 . 0 6 9 2 4 m 6 9 m m3 . 1 4 6 5 1 0 8 0 0hiVD s n z?????? ? ? ?? ? ? 按國家標(biāo)準(zhǔn)圓整后： 1 95mmD ? ， 2 70mmD ? 。 修正各級名義壓力和溫度 在各級氣缸直徑計算出后，要按國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行圓整。圓整后，各級的壓力和溫度會發(fā)生變化，需要進(jìn)行修正。 確定圓整后各級的實際行程容積 hiV 圓整后的行程容積用下式計算。 snzDV ihi 24??? （ 312） 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計（論文） 第 14 頁 共 58 頁 21 3 . 1 4 0 . 0 9 5 0 . 0 6 5 8 0 0 2 0 . 7 3 7 24hV ? ? ? ? ? ? ?m3/min 22 3 . 1 4 0 . 0 7 0 . 0 6 5 8 0 0 0 . 24hV ? ? ? ? ? ?m3/min 計算各級壓力修正系數(shù) i? 及 1?i? hihihhi VVVV ??? 11? （ 313） )1()1(111 ??? ???ihihhhi VVVV? （ 314） 式中： i? 、 1?i? — 同級吸、排氣的修正系數(shù)。 因此，修正系數(shù)為 1 11111 ???? hhhh VVVV? 122120 . 7 3 7 2 0 . 1 5 9 7 1 . 0 0 50 . 7 1 8 1 0 . 2hhhhVVVV? ?? ? ? ?? 修正后各級名義壓力及壓力比 iii pp 11 ??? （ 315） iii pp 212 ??? ? （ 316） 式中： ip1 、 ip2 ———— 圓整前的 i 級名義吸、排氣壓力， 105Pa； ip1? 、 ip2? ———— 圓整后的 i 級名義吸、排氣壓力， 105Pa。 1 1 1 1 1 .0 1 .0pp?? ? ? ? ? ?105Pa 2 2 2 3 ?? ? ? ? ? ?105Pa 表 35 修正后各級名義壓力及壓力比 級 次 Ⅰ Ⅱ 計算行程容積 hV ， m3 實際行程容積 hV? 錯誤 !未找到引用源。 ， m3 修正系數(shù) βk βk+1 1 名義進(jìn)氣壓力 ip1 iii pp 11 ??? 名義排氣壓力 ip2 iii pp 212 ??? ? 修正后的名義壓力比 39。? 修正后各級排氣溫度 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計（論文） 第 15 頁 共 58 頁 表 36 修正后各級排氣溫度 級數(shù) 進(jìn)氣溫度 1T ， K 壓力比?? 錯誤 !未找到引用源。 壓縮過程 指數(shù) n 1nn? ??（ ） 排氣溫度 2T ， K Ⅰ 293 404 Ⅱ 313 410 計算活塞力 計算氣缸進(jìn)排氣過程的平均壓力 由文獻(xiàn) [5]查得： 1s? =6% 2s? =4% 1d? =9% 2d? =7% 表 37 氣缸內(nèi)進(jìn)、排氣過程的平均壓力 級數(shù) 修正后名義壓力（ MPa） 相對壓力損失（ %） 1δs 1+δd 氣缸內(nèi)實際壓力 實際壓 力比dspp???錯誤 !未找到引用源。 1p? 2p? δs δd (1 )s i spp???? )1( did pp ???? Ⅰ 6 9 Ⅱ 4 7 計算活塞力 列的活塞力是各列氣缸中作用在活塞工作面積 iF 上的氣體壓力的代數(shù)和 ii Fpp ??? （ 317） 最大活塞力 (氣體力 )發(fā)生在內(nèi)、外止點處，規(guī)定：使連桿受拉為正，使連桿受拉為負(fù)。 軸側(cè) 錯誤 !未找到引用源。 gisizidiz FpFpp ?? ?? （ 318） 蓋側(cè) 錯誤 !未找到引用源。 zidigisig FpFpp ?? ?? （ 319） 式中： sip ， dip — 分別為同列缸各級的實際吸、排氣壓力， Pa； giF ， ziF 錯誤 !未找到引用源。 — 分別為同列缸內(nèi)各級對應(yīng)級的軸側(cè)、蓋側(cè)活塞工作面積， m2。 軸側(cè)活塞工作面積為 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計（論文） 第 16 頁 共 58 頁 42DFz ?? （ 320） 蓋側(cè)活塞工作面積為 錯誤 !未找到引用源。 42DFg ?? （ 321） 則 2 2111 3 . 1 4 0 . 0 9 5 0 . 0 0 7 0 8 544zg DFF ? ?? ? ? ? m2 2 2222 3 . 1 4 0 . 0 7 0 . 0 0 3 8 4 744zg DFF ? ?? ? ? ? m2 表 38 各列活塞力 級次 內(nèi)止點活塞力 P(106N) 軸側(cè) (+) 蓋側(cè) () dp zF zdFp sp gF gsFp Ⅰ ??? gszdz FpFpp 1 錯誤 !未找到引用源。 Ⅱ ??? gszdz FpFpp 2 錯誤 !未找到引用源。 級次 外止點活塞力 P(106N) 軸側(cè) (+) 蓋側(cè) () sp zF zsFp dp gF gdFp Ⅰ ??? gdzsg FpFpp 1 Ⅱ ??? gdzsg FpFpp 2 一級最大活塞力為 2439N，二級最大活塞力為 3866N。 計算軸功率，選擇電機 計算各級指示功率及總指示功率 壓縮機在單位時間內(nèi)消耗于實際循環(huán)中的功稱為指示功率。 對于理想氣體，各級的指示功率按下式計算 1160 1 2j jnnj sj djij v j sj sj jj sjn Z ZnP p VnZ????? ?????????? （ 322） 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計（論文） 第 17 頁 共 58 頁 對于實際氣體，各級的指示功率按下式計算： 12 12111( 1 )( 1 ) 11 ( 1 ) 60 2kkdi s v hsp zzkkN p Vk p z?????????? ???? ? ??????? ???? （ 323） 式中： 1p ， 2p — 分別為級的名義吸、排氣壓力， Pa； 1z ， 2z 錯誤 !未找到引用源。 — 分別為同列缸內(nèi)各級對應(yīng)級的軸側(cè)、蓋側(cè)活塞工作面積， m2。 本設(shè)計中工質(zhì)為看做為理想氣體，故用式（ 322）計算 0 . 46 1 . 41 1 . 4 0 . 4 0 2 1 . 0 9 1 . 40 . 0 9 4 1 0 0 . 9 4 0 . 9 3 4 8 0 . 7 3 7 2 ( ) 11 . 4 1 0 . 1 0 . 9 4 6 0N ???? ? ? ? ? ? ? ? ????? ??=2747W 1 1 . 4 1 . 3 9 1 1 . 0 7 1 . 40 . 4 0 2 1 0 0 . 9 6 0 . 9 4 5 1 0 . 2 ( ) 11 . 4 1 0 . 4 0 2 0 . 9 6 6 0N ???? ? ? ? ? ? ? ? ?????=2803W 壓縮機的總指示功率為 iN = 12 274 7 280 3 555 0NN? ? ? ?W 壓縮機軸功率 zN 指示功率是壓縮機活塞作用于氣體的功率，屬內(nèi)功率。驅(qū)動機傳給壓縮機主軸的功率為軸功率，它除了提供內(nèi)部功率以外還要克服摩擦副之間的機械摩擦功率，通常摩擦損失耗功都用機械效率 m? 表示，故軸功率為 miz NN ?? （ 324） 根據(jù)已有機器的統(tǒng)計， 帶十字頭 的大、中型壓縮機： ~?m? 小型不帶十字頭的壓縮機： ~?m? 高壓循環(huán)壓縮機： ~?m? 無油潤滑壓縮機的機械效率還要低些。另外如果主軸同時要驅(qū)動油泵或風(fēng)扇等，則m? 要取下限。 根據(jù)以上經(jīng)驗，取 ? ? ，則 5550 61670 .9izmNN ?? ? ?W 電機輸入功率 cN 對于中、小型壓縮機，若用皮帶、齒輪等傳動時，還要考慮傳動損失，則驅(qū)動機的效率為 czc NN ?? （ 325） 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計（論文） 第 18 頁 共 58 頁 式中： c? — 傳動效率。 一般皮帶傳動 ~?c? ；齒輪傳動 ~?c? 。 一般驅(qū)動功率還應(yīng)留有（ 5~15） %的功率儲備，故驅(qū)動機的功率應(yīng)為 (1 .0 5 ~ 1 .1 5 ) zc cNN ?? （ 326） 本設(shè)計選用皮帶傳動， ?c? ，按 10%的裕度計算。故 61671 .1 0 1 .1 0 7 .0 6 60 .9 6zccNN ?? ? ? ?kW 所以 選用 Y 系列 Y132M4，其功率為 kW，滿載轉(zhuǎn)速為 1440r/min，主軸頸 φ 為38mm。 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計（論文） 第 19 頁 共 58 頁 4 主要零部件設(shè)計 往復(fù)活塞式壓縮機的主機包括傳遞動力并將電動機的回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為活塞的往復(fù)直線運動的曲柄 —— 連桿機構(gòu)以及來實現(xiàn)壓縮工作循環(huán)的氣缸、活塞以及密封等組件。下面將分別對各 組件進(jìn)行設(shè)計。 活塞組件設(shè)計 活塞組件與氣缸構(gòu)成了壓縮容積?；钊M件必須有良好的密封性，此外還要求 （ 1）有足夠的強度和剛度。 （ 2） 活塞與活塞桿 (或活塞銷 )的連接和定位要可靠。 （ 3）重量輕。兩列以上的壓縮機中．應(yīng)根據(jù)慣性力平衡的要求配置各列活塞的重量。 （ 4）制造工藝性好 。 對本設(shè)計來說，活塞組件的設(shè)計包括活塞環(huán)的設(shè)計、刮油環(huán)的設(shè)計、活塞的設(shè)計和活塞銷的設(shè)計。它們在氣缸中作往復(fù)運動，與氣缸一起構(gòu)成了行程容積。 活塞環(huán)設(shè)計 活塞環(huán)是密封氣缸鏡面和活塞間的縫隙用的零件。另外，它還起布油和導(dǎo)熱的 作用。對活塞壞的基本要求是密封可靠和耐磨損。它是易損件，在設(shè)計中盡量用標(biāo)誰件和通用件，以利生產(chǎn)管理