【文章內(nèi)容簡介】 =2R。 4 氣缸直徑 D。是壓縮機(jī)重要的結(jié)構(gòu)參數(shù)，一般根據(jù)氣缸的直徑的不同將壓縮機(jī)分成不同的系列，形同系列的汽缸套和塞可以互換。 5 氣缸數(shù) 。 6 活塞的平均速度 mC 。指活塞在整個(gè)行程中線速度的平均值，單位一般為m/s,由下式求得： 7 余隙容積 cV 。當(dāng)活塞運(yùn)動(dòng)到外止點(diǎn)時(shí)，活塞頂面與氣缸端面 之間的容積、氣閥管道以及第一道 活塞環(huán)以上的環(huán)形容積的總和。 8 氣功工作容積 gV 。在理想工作過程中，曲軸每旋轉(zhuǎn)一周，一 個(gè)氣缸所吸入的氣體體積稱為氣缸的工作容積。氣缸工作容積的計(jì)算式為： 42g SDV ?? 9 相對(duì)余隙容積。余隙容積與氣缸工作容積之比，用 C 表示： %100gc ??VVC 邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2. 壓縮機(jī)技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 活塞式壓縮機(jī)主要是向大容量、高壓力、低噪聲、高效率、高可靠性等方向發(fā)展；不斷開發(fā)變工況條件下運(yùn)行的新型氣閥，提高氣閥壽命；在產(chǎn)品設(shè)計(jì)上，應(yīng)用熱 力學(xué)、動(dòng)力；強(qiáng)化壓縮機(jī)的機(jī)電一體化，采用計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化節(jié)能學(xué)理論，通過綜合模擬預(yù)測(cè)壓縮機(jī)在實(shí)際工況下的性能運(yùn)行和聯(lián)機(jī)運(yùn)行。 在動(dòng)力領(lǐng)域，活塞式壓縮機(jī)目前占有主要市場。但隨著人們對(duì)使用環(huán)境及能耗、環(huán)保等方面要求的提高，螺桿和渦旋空氣壓縮機(jī)開始占有一定的市場。 在制冷空調(diào)領(lǐng)域， 活塞 式制冷壓縮機(jī)作為一種傳統(tǒng)的制冷壓縮機(jī)，適用于制冷量較廣范圍內(nèi)的制冷系統(tǒng)。雖然目前它的應(yīng)用還比較廣泛，但市場份額正逐漸減小。 目前冰箱（包括小型冷凍與冷藏裝置）制冷系統(tǒng)的主機(jī)仍以往復(fù)式壓縮機(jī)為主 。經(jīng)過多年設(shè)計(jì)改進(jìn)和技術(shù)進(jìn)步，往復(fù)式冰箱壓縮機(jī)效率大大提高。同時(shí)在與環(huán)境保護(hù)密切相關(guān)的制冷劑替代技術(shù)上也取得了可喜的進(jìn)步。進(jìn)一步提高往復(fù)式冰箱壓縮機(jī)的效率、降低系統(tǒng)噪聲是它的主要發(fā)展方向。 （ 1 ） 線性（直線）壓縮機(jī) 線性壓縮機(jī)是往復(fù)式壓縮機(jī)的一種型式，由于電動(dòng)機(jī)的直線運(yùn)動(dòng)可以直接帶動(dòng)活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而避免了曲柄連桿機(jī)構(gòu)的復(fù)雜性和由此帶來的機(jī)械功耗。線性壓縮機(jī)關(guān)鍵技術(shù)是壓縮機(jī)油路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、電動(dòng)機(jī)線性位移極限點(diǎn)的有效控制，以及相應(yīng)的防撞技術(shù)。 （ 2 ） 斜盤式壓縮機(jī) 斜盤式壓縮機(jī)也是往復(fù)式壓縮機(jī) 的一種變型結(jié)構(gòu)，主要用于車用空調(diào)系統(tǒng)。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，斜盤式壓縮機(jī)已經(jīng)成為一種非常成熟的機(jī)型，在車用空調(diào)壓縮機(jī)市場占有 70% 以上的份額。但它的效率低于回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)，且體積較大。由于斜盤式汽車空調(diào)壓縮機(jī)的工藝成熟，加上技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)，在可預(yù)見的將來，仍將保有一定的市場份額，但在一定的排量范圍內(nèi)被逐漸替代是必然之路。 邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 壓縮機(jī)的初步市場分析 目前我國壓縮機(jī)研究領(lǐng)域攻克不少難關(guān)，取得重大突破。但我國離心壓縮機(jī)在高技術(shù)、高參數(shù)、高質(zhì)量和特殊產(chǎn)品等方面還不能滿足國內(nèi)需要， 50% 左右產(chǎn)品需 要進(jìn)口。國內(nèi)中小型往復(fù)式壓縮機(jī)已經(jīng)能夠基本滿足國內(nèi)石化行業(yè)需求，但大型往復(fù)式壓縮機(jī)還不能滿足市場需要，特別是技術(shù)含量高和特殊要求的產(chǎn)品還滿足不了國內(nèi)需求。預(yù)計(jì)“十一五”期間對(duì)大中型壓縮機(jī)的總量需求會(huì)比“九五”“十五”期間的需求增幅較大，尤其是超大型及特種工藝壓縮機(jī)更是如此。根據(jù)目前形勢(shì)預(yù)測(cè)，今后五年的壓縮機(jī)市場基本是穩(wěn)中有升。 邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 .空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)及改進(jìn)方案設(shè)計(jì) 主要研究內(nèi)容及設(shè)計(jì)原則 主要研究內(nèi)容 傳統(tǒng)與空壓機(jī)配套的控制及保護(hù)系統(tǒng)主要采用機(jī)械和人工相結(jié)合的方式。隨著發(fā)展，除了在空壓機(jī)本身制造工藝上水平的提高，還要監(jiān)控系統(tǒng)上有更大的改善，通過監(jiān)控空氣壓力溫度狀態(tài)以及多極聯(lián)動(dòng)，在負(fù)載增加或者減小時(shí)，自動(dòng)控制空壓機(jī)電機(jī)的啟停，大大節(jié)約了電能。本文結(jié)合處理器技術(shù)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)完成了具有監(jiān)控能力的小型化控制器。 主要設(shè)計(jì)原則 1. 整個(gè)設(shè)計(jì)流程是按工程流程設(shè) 計(jì)，為設(shè)備安裝、運(yùn)行和保護(hù)檢修服務(wù)。設(shè)計(jì)論文的編制按照國家關(guān)于電氣自動(dòng)化工程設(shè)計(jì)中的電氣制圖、文件編制及其他相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程、規(guī)范和規(guī)定。 、可靠、穩(wěn)定、快速的前提下，盡量做到經(jīng)濟(jì)、合理、適用 ，減少設(shè)備成本。 、接線、調(diào)試的過程中保證系統(tǒng)的安全可靠，不傷害工作人員；系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運(yùn)行；控制方式要靈活，響應(yīng)速度要快；同時(shí)考慮實(shí)際情況，做到系統(tǒng)有一點(diǎn)余量又不良妃，考慮系統(tǒng)應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)性。 、元器件的選型時(shí)更多的考慮新技術(shù)、新產(chǎn)品?？刂朴扇斯た刂频阶詣?dòng)控制，由模擬控制到微機(jī)控制，使功能的實(shí)現(xiàn)由一道多且更加趨于完善。 為確保安全運(yùn)行，空氣壓縮機(jī)必須裝設(shè)安全閥和自動(dòng)調(diào)節(jié)等保護(hù)裝置。由于各種因素，他們會(huì)出現(xiàn)失靈而不能及時(shí)動(dòng)作或動(dòng)作遲緩。因此，有必要在原設(shè)備沒有的情況下，根據(jù)實(shí)際需要 ，增設(shè)一些安全保護(hù)裝置，以便空氣壓縮機(jī)發(fā)生故障時(shí)能迅速斷電、停機(jī)或釋壓，避免照成嚴(yán)重事故或減輕損害程度。 邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 設(shè)計(jì)思路及整體設(shè)計(jì)方案 單相交流電動(dòng)機(jī)工作原理及啟動(dòng) 單相交流電動(dòng)機(jī)也稱單相異步電動(dòng)機(jī)或單相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。它由單相電源供電的一種電動(dòng)機(jī)。它具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、噪聲小、運(yùn)行可靠及維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，因此廣泛應(yīng)用于電器和醫(yī)療器械上，如電扇、電冰箱、洗衣機(jī)、醫(yī)療器械中毒使用單向交流電動(dòng)機(jī)作為原動(dòng)機(jī)。單相交流電動(dòng)機(jī)在結(jié)構(gòu)上與三相異步電動(dòng)機(jī)相似，轉(zhuǎn)子也是一籠型轉(zhuǎn)子，只是定子上有個(gè)單相工作繞組。與同 容量的三相異步電動(dòng)機(jī)相比，單相交流電動(dòng)機(jī)的體積較大，運(yùn)行性能差，因此只作成小容量的，功率在 8～ 750W 之間。 1單相交流電動(dòng)機(jī)的工作原理 單相交流電動(dòng)機(jī)的工作原理與三相異步電動(dòng)機(jī)相同。三相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組通入三相交流電后，是產(chǎn)生了一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場。而單相交流電動(dòng)機(jī)定子繞組通入交流電后是產(chǎn)生一個(gè)交變脈動(dòng)磁場。這個(gè)磁場的特點(diǎn)是它的軸線在空間保持固定的位置，在氣隙中各點(diǎn)上的磁感應(yīng)強(qiáng)度按照正弦規(guī)律分布，各點(diǎn)上的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間做正弦變化，可表示為 ωtBB m sin? 交變脈動(dòng)的磁場可以分為兩個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場，他們以同意轉(zhuǎn)速。 [3]兩個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場的感應(yīng)強(qiáng)度的幅度相等，均等于脈動(dòng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度幅值的一半，即 mm39。39。39。m BBB 21?? 邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 一個(gè)脈動(dòng)磁場所以分成為連個(gè)轉(zhuǎn)向相反的旋轉(zhuǎn)磁場的理由，如圖 所示。 圖 交變脈動(dòng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度正弦規(guī)律分布 圖中表明了在不同瞬間兩個(gè)轉(zhuǎn)向相反的旋轉(zhuǎn)磁場的磁感強(qiáng)度幅值在空間的位置，以及有他們合成脈 動(dòng)磁場 B 隨時(shí)間而交變的情況?？梢?，在任何時(shí)刻 t，合成磁感應(yīng)強(qiáng)度都為 ωtBωtB）（BωtBBmm39。39。m39。m s i ns i n22s i n ????? 如果電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子靜止，則分成的兩個(gè)轉(zhuǎn)向相反的旋轉(zhuǎn)磁場和感應(yīng)電流是大小相等，方向相反的，即由此產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩也是大小相等，方向相反而相互抵消的。這是單相交流電動(dòng)機(jī)定子繞組通以單相交流電時(shí)轉(zhuǎn)子啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩為零。這是單相交流電動(dòng)機(jī)與三相異步電動(dòng)機(jī)的主要不同點(diǎn)。但是，如果將電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子互相作用，設(shè)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向相同的電磁轉(zhuǎn)矩為 ?T ，它的變化情況與三相異步電動(dòng)機(jī)的情況一致，其轉(zhuǎn)差率 121 /nn( nS ）?? ， 轉(zhuǎn)子電流頻率分 12 fsf ?? 同時(shí)，反向旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相反，他們之間的相對(duì)速度較大，其轉(zhuǎn)差率為邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） ??? ???????? ??? s)s(nnn nns 2111 111轉(zhuǎn)子電流頻率 11 fs2f ）（ ?? 由于 2???s 所以 12 ff ? ， ?2f 約為電源頻率的 2倍。 [3]由于轉(zhuǎn)子電流頻率高，轉(zhuǎn)子感抗很大，因此決定轉(zhuǎn)矩大的電流有功分量 ?cos2I 很小。 [3]因此，正向和反向旋轉(zhuǎn)磁場同轉(zhuǎn)子作用產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩 ?T 和 ?T 大小相等 )( TT?? ， 且方向相反，故合成轉(zhuǎn)矩為T= ???TT 正向轉(zhuǎn)矩 ）（ ?? ? sfT 的曲線形狀與三相異步電動(dòng)機(jī)的相似，如圖 中上 部所示。 圖 脈動(dòng)磁場分成兩個(gè)轉(zhuǎn)向相反的旋轉(zhuǎn)磁場 反向轉(zhuǎn)矩 ）（ ?? ? sfT 的曲線與正向轉(zhuǎn)矩的主要差別是磁場旋轉(zhuǎn)方向相反，所以只要將 T曲線旋轉(zhuǎn) ?180 ，即可得到反向轉(zhuǎn)矩 )( ??? sfT ，如圖 中下部所示。不論轉(zhuǎn)子超哪個(gè)方向旋轉(zhuǎn)，正、反向轉(zhuǎn)矩總要互相抵消一部分，剩下的才是單相交流電動(dòng) 機(jī)的合成電磁轉(zhuǎn)矩 T。如圖 。 邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 圖 單相交流電動(dòng)機(jī)的曲線 綜上所述，可有以下結(jié)論： ?當(dāng)轉(zhuǎn)子靜止時(shí)，可單相靜止時(shí)，給單相交流電動(dòng)機(jī)通電，電磁轉(zhuǎn)矩為零。轉(zhuǎn)子不運(yùn)動(dòng)。轉(zhuǎn)速為零，即電動(dòng)機(jī)無法自行起動(dòng)。 ?若用外力使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)起來， ?s 或 ?s 部位 1時(shí)，合成轉(zhuǎn)矩不為零，若此時(shí)合成轉(zhuǎn)矩大于負(fù)載轉(zhuǎn) 矩，則及時(shí)去掉外力，電動(dòng)機(jī)也能沿著院轉(zhuǎn)向被加速到接近同步轉(zhuǎn)速 1n .因此單相電動(dòng)機(jī)雖無起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，但一經(jīng)起動(dòng)，便可達(dá)到某一穩(wěn)定轉(zhuǎn)速工作，而旋轉(zhuǎn)方向則由起動(dòng)時(shí)的電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向決定。 ?由于總有 ?T 的存在，是電動(dòng)機(jī)的總轉(zhuǎn)矩減小，所以單相交流電動(dòng)機(jī)的過載能力較三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)小，而在負(fù)載相同條件下，轉(zhuǎn)差率則較大。 2 單相交流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng) 邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 鑒于該小型空壓機(jī) ，因此，在此，只介紹單相電容起動(dòng)交流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方式。 在結(jié)構(gòu)上，該電動(dòng)機(jī)和電阻交流電動(dòng)機(jī)相似，只是在輔繞組中串入一個(gè)電容。如果電容選擇恰當(dāng)，可使輔繞組 的電流領(lǐng)先主繞組電流 ?90 ，若兩繞組產(chǎn)生的磁場幅度相等，則在起動(dòng)時(shí)形成圓形的旋轉(zhuǎn)磁場，從而獲得較大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。電動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，也需要將輔繞組從電源切斷，由主繞組單獨(dú)運(yùn)行，由于電容器是短時(shí)工作的，一般可選用交流點(diǎn)解電容。這種電 動(dòng)機(jī)適用于具有較高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的小型空氣壓縮機(jī)、電冰箱、粉磨機(jī)、水泵及滿載起動(dòng)的設(shè)備中。 [7] 控制方式的選擇 1 繼電器控制系統(tǒng) 繼電器控制系統(tǒng)的控制功能是用硬件繼電器來實(shí)現(xiàn)的。繼電器串聯(lián)在控制電路中根據(jù)電路的電壓、電流、轉(zhuǎn)速、行程、時(shí)間、溫度等參量的變化而動(dòng)作，以實(shí)現(xiàn)電氣傳動(dòng)裝置的自動(dòng)控制及其保護(hù)，簡單的控制要求下硬件電路并不復(fù)雜，雖然在控制過程中，如果某個(gè)繼電器損壞，都會(huì)影響到整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，查找和排除故障往往很麻煩。不利于檢修和維護(hù)。但是簡單易行的控制電路可以避免。而且繼電器元件本身并 不貴，安裝和接線的工作量都非常小。價(jià)格便宜，成本低。靈活性好，響應(yīng)速度快，安全快捷，適用于小型的控制電路。 2 單片機(jī)控制系統(tǒng) 單片機(jī)是微型計(jì)算機(jī)的一個(gè)主要分支，在結(jié)構(gòu)傷的最大特點(diǎn)