【文章內(nèi)容簡介】 壓縮性系數(shù)。18W ?? ????????????每個一級缸功率為 1332W。 W ?? ?????? 壓縮機總的指示功率 Ni=+=。 計算壓縮機軸功率根據(jù)參考文獻[2]選取小型無十字頭的壓縮機：η m=~對于本次設(shè)計取機械效率 ηm=，則?? 按功率選取電機本次設(shè)計壓縮機與電機之間采用皮帶傳動，選取電機時還應(yīng)對傳動損失加以考慮。 （323）zcN??式中的 為傳動效率，一般對皮帶傳動取 =～，本次設(shè)計取為 。c?c 另外考慮到壓縮機運轉(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．因此一般驅(qū)動機還應(yīng)留有 5%~15％的儲備功率，本次設(shè)計的儲備功率取為 15%，則：??按此值選擇合適的電機規(guī)格，選型原則：高轉(zhuǎn)速極數(shù)少，電機結(jié)構(gòu)簡單，造價低，重量小。 從文獻[3]查得 Y160M12 型電機，轉(zhuǎn)速為 2930r/min，額定功率 11kW。用Y160M12 型電機。電機基本參數(shù)：型號 Y160M12，額定功率 11 kW，同步轉(zhuǎn)速 3000 r/min，滿載轉(zhuǎn)速2930 r/min， ，堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩 ，最大轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩 。194　動力學(xué)計算 動力學(xué)計算數(shù)據(jù)通常，對有油潤滑的普通壓縮機，連桿長徑比 ，對于無油壓縮機，為減51~4??小活塞測壓力可取 。為此，并結(jié)合設(shè)計要求取 ，由結(jié)構(gòu)設(shè)計知中心距71~6?? 6偏置 10mm 。250rm?故連桿長度為： 51306rl??各列往復(fù)運動質(zhì)量包括：活塞組件（活塞、活塞環(huán)、導(dǎo)向環(huán)、活塞銷、活塞銷、孔用彈簧擋圈）的質(zhì)量和轉(zhuǎn)化到連桿小頭隨活塞做往復(fù)運動的質(zhì)量。各部分質(zhì)量根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)果及設(shè)計經(jīng)驗確定確定。 φ 115，二級氣缸 φ 95活塞質(zhì)量： 一級活塞環(huán)質(zhì)量：二級活塞環(huán)質(zhì)量： kg一級導(dǎo)向環(huán)質(zhì)量： kg二級導(dǎo)向環(huán)質(zhì)量： kg彈力環(huán)質(zhì)量：活塞銷質(zhì)量 20Cr： kg 孔用彈簧擋圈質(zhì)量 65Mn： kg 一級活塞組件質(zhì)量：ms=+4+1++4=二級活塞組件質(zhì)量：ms=+4+2++4=連桿總質(zhì)量（材料 QT6003，長度 l=306mm）： kg 把連桿的質(zhì)量分解為兩部分：一部分隨活塞組件作往復(fù)運動，一部分隨曲柄作回轉(zhuǎn)運動，根據(jù)設(shè)計經(jīng)驗，按連桿總質(zhì)量的 35%隨活塞做往復(fù)運動，則一級往復(fù)運動總質(zhì)量為：mp=ms+=＋=一級往復(fù)運動總質(zhì)量為：mp=ms+=＋=20 動力學(xué)計算過程 列的往復(fù)慣性力 列的往復(fù)慣性力按下式計算： (41)2s(cos2)Imr?????式中：r—曲柄半徑，mm； ω—曲柄的旋轉(zhuǎn)角速度，其值為 2π n/60； —曲柄轉(zhuǎn)角，176。 ；—曲柄半徑與連桿長度之比。?ω=2π n/60= rad/???根據(jù)公式 41，按轉(zhuǎn)角間隔為 5176。將往復(fù)慣性力計算結(jié)果列于表 1。 表 1 往復(fù)慣性力角度 α COSα COS2α 一級往復(fù)慣性力 I（N） 二級往復(fù)慣性力 I（N）0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 115 21120 125 130 135 140 145 150 155 160 165 170 175 180 185 190 195 200 205 210 215 220 225 230 235 240 245 250 255 260 265 270 275 280 285 290 295 300 305 310 315 320 325 330 22335 340 345 350 355 360 列的往復(fù)摩擦力經(jīng)調(diào)查研究知，通常往復(fù)摩擦力所消耗的功率占總的機械摩擦功率的 60~70％，本次設(shè)計取為 65%。所以可由如下公式求往復(fù)摩擦力： (42)imms ????????????式中：N m—摩擦功率； Ni—列的指示功率； ηm—機械效率；s—壓縮機行程，mm；n—壓縮機轉(zhuǎn)速，r/min。N()72860. ??????????????規(guī)定：各列往復(fù)摩擦力向內(nèi)行程為正（連桿受拉） ；向外行程為負（受壓） 。 旋轉(zhuǎn)摩擦力旋轉(zhuǎn)摩擦力包括：曲柄銷與連桿大頭瓦、主軸與主軸承的摩擦力，旋轉(zhuǎn)摩擦力消耗的功率約占總摩擦功率的 30~40％，本次設(shè)計取為 35%，故旋轉(zhuǎn)摩擦力可由下式計算： (43)immr ??????????????ir1. .(1)???? ??? ? 列的氣體力氣體力是氣缸內(nèi)氣體作用在活塞上的力。氣體力等于作用在活塞上下兩側(cè)的氣體瞬間壓力與活塞作用面積乘積之差。作用在活塞兩側(cè)的氣體壓力中，一側(cè)是變化的，23另一側(cè)是大氣壓（即恒定不變） 。氣體力可由下式計算。P=∑ piFi (44)式中：p i—瞬時氣體壓力， MPa； Fi—活塞作用面積， m2。規(guī)定：使連桿受拉為正，使連桿受壓為負。對于一級氣缸：????對于二級氣缸：本次設(shè)計為小型無十字頭壓縮機，作用在活塞兩側(cè)的氣體壓力中，一側(cè)是變化的（可根據(jù)以下方法計算得到） ，另一側(cè)即為大氣壓（） 。圖 是簡化的實際壓縮循環(huán)指示圖, 圖中 S0＝sα 為代表余隙容積的當量行程(式中 α 為相對余隙容積 )。活塞的位移 xi(從外止點開始)為： (45)2i 1(cos(snxr???? ?????? ?? ?給出一個角度，可求得一個位移 xi，按示功圖氣體壓力的變化規(guī)律，可求得不同階段的氣體力，分別敘述如下: 34，氣體壓力隨 xi 的變化關(guān)系為： (46)dkpsxp?????????0ii式中: s 0—當量行程，s 0=αs；pi—膨脹過程中任意位置時的氣體壓力； k—膨脹過程指數(shù)，按空氣絕熱指數(shù)計算，k=。蓋側(cè)氣缸的氣體膨脹過程從外止點( =0176。)算起，一直算到 pi≤ps 為止。? 41吸氣過程壓力不變，p i=ps。 12，氣體壓力隨 xi 的變化關(guān)系為： (47)skxs?????????0ii圖 壓縮機循環(huán)指示圖24式中: s—活塞行程，mm；s0—當量行程，s 0=αs；pi—壓縮過程中任意位置時的氣體壓力； k—壓縮過程指數(shù)，壓縮過程指數(shù)，按空氣絕熱指數(shù)計算，k =。蓋側(cè)氣缸的氣體壓縮過程從內(nèi)止點( =180176。)算起，一直算到 pi≥p d 為止。? 23排氣過程壓力不變，p i=pd。根據(jù)以上公式，按轉(zhuǎn)角間隔為 5176。將一級、二級氣體力計算結(jié)果分別列于表 3。 表 2 一級氣體力角度α sinα活塞位移xi(m)當量行程S內(nèi)側(cè)壓力Pi(MPa)總壓力∑pi(MPa) 氣體力 P(N)0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 115 120 125 130 135 140 25145 150 155 160 165 170 175 180 185 190 195 200 205 210 215 220 225 230 235 240 245 250 255 260 265 270 275 280 285 290 295 300 305 310 315 320 325 330 335 340 345 350 355 26360 表 3 二級氣體力角度 α sinα 活塞位移 xi（m） 當量行程 S 內(nèi)側(cè)壓力Pi（MPa）總壓力∑pi（MPa）氣體力P（N）0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 115 120 125 130 135 140 145 150 155 160 165 170 175 27180 185 190 195 200 205 210 215 220 225 230 235 240 245 250 255 260 265 270 275 280 285 290 295 300 305 310 315 320 325 330 335 340 345 350 355 360 列的綜合活塞力當壓縮機正常運轉(zhuǎn)時，氣體力、往復(fù)慣性力及往復(fù)摩擦力都同時存在，都在沿氣缸中心線方向，這些力的代數(shù)和就稱為壓縮機列的綜合活塞力 。綜合活塞力圖就是P?氣體力曲線、往復(fù)慣性力曲線、往復(fù)摩擦力曲線，按轉(zhuǎn)角 α 展開并疊加而成的作用力28曲線。將以上求出的列的往復(fù)摩擦力、往復(fù)慣性力和氣體力按實際正負進行疊加，便求得綜合活塞力，分別將一級、二級的綜合活塞力列于表 5。 (48)sPpIR???注：力的正負值均按照使連桿受拉為正值、受壓為負值處理，各種力的疊加均為在相同轉(zhuǎn)角下的瞬時力的代數(shù)和。表 4 一級綜合活塞力角度 α 往復(fù)慣性力 I(N ) 往復(fù)摩擦力 Rs(N) 氣體力 P(N) 綜合活塞力 P1(N)0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 115 120