【文章內容簡介】 房低。缺點是：慣性力平衡差，轉速低；氣缸串聯(lián)，氣缸活塞安裝困難。 對 稱平衡型壓縮機的優(yōu)點是：管理維護方便，管路布置方便；慣性力可完全平衡，慣性力矩很小或為零，轉速大大提高；相對兩列活塞力方向相反，壓縮機主軸承受力為二者之差，改善了主軸承和主軸頸的磨損情況，降低摩擦功率；氣缸、活塞安裝方便，檢修方便。缺點是 2D 型切向力曲線不均勻； H 和 M 型運動部件、填料函、曲軸、機身結構復雜，機器制造質量要求高。 對置式壓縮機是氣缸在曲軸兩側不同位的運動。 （ 3） 角度式壓縮機 角度式壓縮機是指氣缸中心線間有一夾角但不等于 180?，有 V型、 L 型、 W 型、扇型等。其優(yōu)點是結構緊湊，每個曲拐上裝有兩 根以上的連桿，使曲軸結構簡單、長度較短，并可能采用滾動軸承；缺點是大型時高度大。所以角度式壓縮機的適用于小、微型移動式壓縮機（無十字頭，單作用）。 單級壓縮機，如冷凍壓縮機，視氣量大小采用 V型、 W 型及扇型均可。 兩級壓縮機，若采用 V 型和扇型則級的布置較方便。 W 型的結構在兩級壓縮機中也可看到，并且通常是一級分設兩缸中，從而使一、二級的往復質量容易相等，且一級氣閥布置較方便；但與 V 型相比，其缺點是：結構復雜，空間尺寸大，一級連桿強度使用不充分，一、二級連桿軸瓦的耐久性也不均等。在兩列的雙作用式壓縮機中，也常可見 到 L 型結構，L型可認為是 V型轉置 45?，通常水平列氣缸的磨損較大，機器的重心與機身底面形心不易處于一條垂線上，與 V型相比其管道布置較方便，此外并無什么獨特的優(yōu)點。 二、級數(shù)和列數(shù)的選擇 全套設計（圖紙）請聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 級數(shù)的選擇 功耗最小，滿足排氣溫度，重量輕，造價低。 列數(shù)的選擇 一般選擇多列，因為單列又笨又重。 多列的優(yōu)點：曲柄錯腳合理配置，切向力均勻，飛輪輕，慣性力平衡性好；功率相同的，列數(shù)越多，列的活塞力小，結構輕巧，運動機構輕，原動機，機器本身結構緊湊；活塞拆裝方便。所以本設計采用三列。 三、各列氣缸在列中的排列 四大原 則： 力求各列中最大活塞力相等或相近，力求同一列中內外止點活塞力相等或相近。 力求減少氣體的內外泄漏。 降低流動阻力損失，減少氣流脈動。 力求制造、裝拆、維修方便。 綜合上述優(yōu)缺點及任務參數(shù)要求，本次設計的壓縮機排氣量為 3m /min 屬于微型壓縮機，考慮到壓縮機參數(shù)等因素，所以選擇角度式壓縮機且為 W 型單作用式壓縮機如下圖 所示。 圖 型壓縮機示意圖 全套設計（圖紙）請聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 3 壓縮機的熱力計算 這一章主要目的是確定功率、氣缸行程容積、缸徑及活塞行程。 技術參數(shù) 排氣量： Q= 3m /min； 排氣壓力： Pd =； 進氣壓力： Ps =； 進氣溫度： T1 =20?C； 進氣相對濕度： φ=； 壓縮機轉速： n=800r/min； 行程： s= mm60 。 總壓力比的確定 總壓力比為： ? =sdPP = ? （ ） 所以總壓力比為表壓 s? =7+1=8。 壓縮機級數(shù)的確定 表 31 往復壓縮機級數(shù)與壓力之間的關系 ]1[ 終壓 /MPa 15100 80150 級數(shù) 1 2 3 4 56 7 根據(jù)排氣壓力，壓縮 機的級數(shù)確定為單極壓縮 確定容積系數(shù) 相對余隙容積的大小，很大程度上取決于氣閥在氣缸上的布置方式，氣閥的結構形式和級次，以及同一級次的行程缸徑比等。一般 α處于以下范圍 ]1[ ： 低壓級： ~ 中壓級： ~ 高壓級： ~ 單作用式壓縮機，如果氣閥軸向地配置在氣缸蓋上，低壓級可小至 α=~ 高速短行程壓縮機，可高達 α=~ 小型壓縮機的高壓級可達 α= 而超高壓壓縮機中可高達 α= 全套設計（圖紙）請聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 本次設計的壓縮機為單作用式壓縮機，相對余隙容積可以取小一點，選取 α為 。 表 32 按絕熱指數(shù)確定膨脹系數(shù) ]1[ 進氣壓力 25 /10 mN 任意 k 值 K= m=1+（ k1） m=1+（ k1） m=1+（ k1） 1030 m=1+（ k1） 30 m=k 由表可知 k 為 ，此時膨脹系數(shù) m為 。 容積系數(shù)為： λv=1α（ 11 ?ms? ） = （ ） 確定壓力系數(shù)和溫度系數(shù) 根據(jù)進氣壓力接近于大氣壓力，取壓力系數(shù) p? =。 根據(jù)溫度系數(shù)與壓力比的關系，取溫度系數(shù) t? =。 計算泄漏系數(shù) 對于不嚴密和延遲關閉的氣閥： v? =， 取氣閥相對泄漏量為 。 對于單作用式氣缸的活塞環(huán)： r? =，取活塞環(huán)相對泄漏量為 。 所以總相對泄漏量為 。 得泄漏系數(shù)： vl ???1 1? = （ ） 初步計算氣缸工作容積 工作容積： mn QVltpvh???? ???? （ ） 確定行程、缸徑及實際 行程容積 根據(jù)排氣量 mQ 和 ? 之間的關系： ??mQ （ ） 全套設計（圖紙）請聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 ?? ?ltpv ???? （ ） HnDQm 243?? （ ） 行程 H 即為 60mm ，轉速 n 為 800r/min，代入上式中得缸徑 D 為 ，所以圓整后為 80mm ，且圓整后的實際行程容積為 ?hV = m?? 。 復算壓力比或調整余隙容積 表 33 圓整前、后總的活塞有效面積 氣缸直徑 )(mD 活塞有效面積 22DA ??（ 2m ） 前 后 前 后 由于缸徑圓整以后變大，使得排氣壓力要成正比例升高。 提高率： 96 00 00 96 ??? 所以壓力比變?yōu)??s? = ?? s?? ?? 。 調整余隙容積，因為缸徑圓整后變大，相對余隙容積也變大，似的吸進的氣量要不變。則： ?????? AAvv ?? （ ） 所以新的相對余隙容積： 0 2 5 111 ??????msv??? （ ） 計算缸內實際壓力，確定最大活塞力 取進、排氣相對壓力損失： ?s? ?d? 氣缸內實際進、排氣壓力： 255 /109 2 )0 7 ( mNP s ?????? ?dP 255 /103 3 )1 6 ( mN?????? 蓋側活塞面積為： ?dA 最大活塞力，垂直列上止點處： dsd APPF ??? )( （ ） 代入數(shù)據(jù)得最大活塞力為 。 全套設計（圖紙）請聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 計算實際排氣溫度 取壓縮指數(shù) n= 排氣溫度： nnsd TT 1?? ? （ ） 代入相關數(shù)據(jù)得排氣溫度為 。 計算軸功率 公式： }1)]1(){ [1(60 1 ?????? ?nnshvs n nVPnN ??? （ ） 代入已知數(shù)據(jù)得功率為 。 總的指示功率為 。 取機械效率 ?m? ，所以軸功率為： kWN z ?? 電動機的功率余度取 10%，則計算得所需要的功率是 。所以根據(jù)該功率確定電動機額定功率 ]3[ 為 4 kW ，滿載轉速為 2890r/min，型號為 Y112M2。 等溫效率 等溫壓縮功率： shvss nPnN ??? ???? 60 （ ） 代入已知數(shù)據(jù)得等溫壓縮功率為 。 總的等溫指示功率為 。 等溫指示效率： ??s? %=% 等溫軸效率： ????s? %=% 全套設計（圖紙）請聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 4 壓縮機的動力計算 這一章主要目的有兩個方面，一是求得施加在各零部件上的作用力以及這些力與曲柄轉角 θ 間的變化規(guī)律。二是確定壓縮機所需的飛輪矩。主要作圖是氣體力指示圖、列的活塞力圖、壓縮機總切向力圖等。 已知數(shù)據(jù)整理 動力計算部分需使用熱力計算部分所得的結果，先將動力計算所需數(shù)據(jù)整理如下表： 表 41 已知數(shù)據(jù) 活塞面積 )( 2m gA 壓力 Mpa 吸入 ?sP sP 排出 ?dP dP 溫度 吸入 K 293 排氣 K 473 相對余隙容積 ? 行程 )(mm s 60 余隙容積折合行程 )(mm ?ss ?0 指示功率 )(kW N 軸功率 )(kW ZN 機械效率 )(m? m? 轉速 min)/(r n 800 曲柄半徑 )(mm r 30 運動計算 計算活塞位移、速度、加速度。 srn / 8002602 ????? ??? （ ） 全套設計（圖紙）請聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 5 1 3 ????r smr / 1 07 3 22 ???? 取徑長比： 4112030 ??? lr? （ ） 位移： )]s i n11(1)c os1[( 22 ??? xrX g ????? （ ） 速度： )2s in2(s in ???? ?? rv （ ） 加速度： )2c o s( c o s2 ???? ?? ra （ ） 表 42 活塞位移、速度、加速度 曲柄轉角 活塞位移 活塞 速度 活塞加速度 ? )(mmXg )/( smv )/( 2sma 0? 0 0 15? 30? 45? 60? 75? 90? 105? 120? 135? 150? 全套設計（圖紙）請聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 續(xù)表 42 曲柄轉角 活塞位移 活塞速度 活塞加速度 ? )(mmXg )/( smv )/( 2sma 165? 180? 60 0 195? 210? 225? 240? 255? 270? 285? 300? 315? 330? 345? 360? 0 0 氣體力的計算 氣體力指示圖 各氣缸的氣體力指示圖，一律以活塞行程 s 為橫坐標，以氣缸中的氣體壓力 p 為縱坐標。繪圖時首先確定實際的排氣壓力 ?dp 和實際的進氣壓力 ?sp ，且它們的數(shù)值不變，故得兩條水平的直線，即指示圖形的上、下兩條邊。見 圖 指示圖上的壓縮過程曲線和膨脹過程曲線，習慣上都用勃勞厄（ Brauer） 法繪制。 其步驟如下： 全套設計（圖紙）請聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 （ 1）在 PS 坐標系統(tǒng)上，畫出表示進氣過程和排氣過程的過程線 sP 和 dP 。 （ 2）在橫坐標上，定出相應于余隙容積折合行程（即所占的假想活塞行程） mms ? 。 定出相當于活塞行程 s的兩個限制線，它們和進氣過程線及排氣過程線的交點是 A和D，此兩點即為壓縮過程線和膨脹過程線的開 始點。 （ 3）自坐標原點 O 開始，做斜線 OE 和 OG，分別和橫、縱坐標軸線成 α角和 β角。角 α和角 β之間應滿足下列關系式： 1)1( ??? ?? tgtg m （ ） 式中 m 指所作過程曲線的多方指數(shù)。 角 α可任意選取，但其值越小，則作圖點越多，作圖的精確性也越高。 一般取 ??tg 。本設計中取 。 α值一經確定， β值也隨之而定。根據(jù)式 （ ） ，在表 43 中列出了不同多方指數(shù) m時，相應于兩種 ?tg 值的 ?tg 值。 表 43 不同多方指數(shù) m(n)時，和 ?tg 值對應的 ?tg 值 m ??tg ?tg ??tg 根據(jù)上表當 ?tg = 時， m= 時， ?tg =，得 α=14?， β=15? 當 ?tg = 時， n= 時， ?tg =，得 α=14?， β=19? 作氣缸壓力指示圖如下 ,力的比例尺 210 /102 mmNm p ?? 。行程的比例尺為 mmms 1? 。 圖