【導讀】活塞式壓縮機設計是專業(yè)課程設計的主要方向之一。壓力范圍廣，效率高，適應性強。礎，氣流有脈動性和易損零件較多。綜合考慮我們的設計題目主要以排氣量小于1m3/min. 的微型或小型角度式空氣壓縮機為主。閥型式主要為舌簧閥。單級和多級壓縮各有優(yōu)點，有油和無油各有特點，風冷是小型空。氣壓縮機常見的冷卻方式，與水冷相比也各有優(yōu)點。目前，小型空氣壓縮機氣閥常用舌。制造工藝性良好；機器輕巧。以上原則往往彼此之間相矛盾，應根據壓縮機的用。途，在保證主要要求下，盡量滿足其他要求[1]。在某些化工部門，提高壓力可以提高合成效率，因而。提高效率以及延長使用期限。五檔，而兩級的以MPa、MPa兩檔為主?？傮w方案設計是整個設計的關鍵，方案的選擇一定要有充分的選擇依據。明了該種結構方案的熱力學目的和特點，動力學目。選取適宜的級數、冷卻方式等，確保排氣量≥。在氣缸直徑計算出后，依據國家標準進行圓整。

　　

【正文】 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 0 190 本 科 畢 業(yè) 設 計 第 27 頁 共 34 頁 軸向轉角 α（ 176。） 慣性力 I 往復摩擦力 Rs 氣體力 軸側（ +） 蓋側（ ） 綜合活塞力 ?P ???cos )sin( ? 切向力 T 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360 0 以表 54 中 的數據，以曲柄轉角 α為橫坐標，切向力 T 為縱坐標，作列的切向力曲線圖，如圖 52 所示。 圖 52 列的切 向力曲線圖 5． 6 計算平均切向力并校核作圖誤差 本 科 畢 業(yè) 設 計 第 28 頁 共 34 頁 切向力圖中 Tα曲線與橫坐標所包圍的面積，表示壓縮機一轉中所消耗功的大小。平均切向力公式為： tm mlAT ? （ 511） 式中： A— 切向力曲線和橫坐標包圍的面積 ， mm2； mt— 力的比例尺， kN/mm； l— 圖紙中橫坐標的長度， mm。 總平均切向力的公式： rmm RTT ??? （ 512） 用熱力學中計算所得出的軸功率計算平均切向力 Tm′′來校核 所作切向力圖的正確性 ，公式為： zm 30 NrnT ??? （ 512） 即切向力圖的準確性進行如下驗證： 切向力圖中曲線和橫坐標所包圍的總面積： A=，橫坐標的長度為 l=360mm，圖中 mt=1kN/mm，求的平均 切向力 Tm=。 總平均切向力為 Tm′=+=。 計算得到的平均切向力為 Tm′′=。 %3% ?????????mmm T TT ， 在規(guī)定范圍之內，符合要求。所作切向力圖能達到精度要求。 5． 7 總切向力的疊加與總切向力圖的繪制 在多列壓縮機中，壓縮機的總切向力是由各列的切向力疊加而成的。 習慣上壓縮機曲軸驅動側（或低壓側）的第 Ⅰ 列作為基準列，其余的列則按該列曲柄相對基準列曲柄的錯角，順曲軸轉向一一疊加。 對于共同一個曲柄而氣缸中心線之間有某夾角的壓縮機（ W 型 ），按旋轉方向是前置的列，其切向力比后置列的切向力向前移過等于氣缸中心線夾角的角度后才能疊加。 某列的曲柄錯角比基準列超前，則超前列所超前的角度應與基準列的 0176。相重合，即超前列的切向力圖形要按自己的坐標向左移過所超前的角度，再與落后列的切向力圖型疊加。 根據各列的運動關系，對各列的切向力進行疊加，將結果列表 55 中。 本 科 畢 業(yè) 設 計 第 29 頁 共 34 頁 表 55 總切向力 力單位： kN 曲柄轉角 а（ 176。） 第一列切向力 第二列切向力 第三列切向力 總切向力 0 0 10 20 30 40 50 60 0 70 80 90 100 110 120 0 130 140 150 160 170 180 0 190 200 210 220 230 240 0 250 0 260 270 280 290 300 0 310 0 320 330 340 350 360 0 由表 55 中的數據，以曲柄轉角 а為橫坐標，總切向力 T 為縱坐標，作總切向力圖，如圖 53 所示。 本 科 畢 業(yè) 設 計 第 30 頁 共 34 頁 根據平均切向力直線，確定盈虧功的當量面積，作幅度面積矢量圖，如圖 54。 圖中： f1=323mm2,； f2=358mm2； f3=35mm2； △ fmax=358mm2。 5． 8 飛輪設計 飛輪的結構型式及材料的選擇 飛輪的主要作用是使壓縮機曲軸旋轉均勻，機器允許的旋轉不均勻度及飛輪矩 MD2的大小 是飛輪設計的主要依據 。飛輪的主要材料是 HT150 及 HT200 灰鑄鐵，當壓縮機轉速較高時，有的用 Z35 鑄鋼及鍛鋼制作。 在飛輪矩的結構設計中，一般將飛輪矩的外徑取得很大，因為在同樣飛輪矩情況下，圖 53 總切向力圖 Ⅰ Ⅰ Ⅰ 圖 54 總切向力圖 f1 f2 f3 Δ fmax 本 科 畢 業(yè) 設 計 第 31 頁 共 34 頁 外徑越大，飛輪重量越輕，耗材越少。 直徑大的飛輪也有做成組合結構的。 在壓縮機中，依據結構的要求，飛輪與皮帶輪或聯(lián)軸器長制成一體。有時在飛輪輪緣上鉆孔或在內圈上安裝齒輪圈作為盤車來用。 飛輪矩計算 飛輪矩計算公式： 2 l t m a x223600 m m fMD n???? （ 513） 式中： △ fmax— 幅度面積， mm2； mt— 總切向力圖中力的比例尺（縱坐標）， kN/mm； ml— 總切向力圖中長度比例尺（橫坐標）， l /m s l?? ， mm/mm； δ— 旋轉不均勻度。為了電動機的安全運行，必須把壓縮機的 ? 限制在某一范圍內。驅動機類型和傳動方式的不同， ? 的選擇也有所不同。 設計中采用的是皮帶驅動壓縮機， δ≤1/30~1/40，取 δ=1/35。 已知 △ fmax=358mm2， mt=1kN/mm， ml=πs/l=，解得飛輪矩為： MD2=。 本 科 畢 業(yè) 設 計 第 32 頁 共 34 頁 結 束 語 往復式活塞壓縮機的技術已趨于成熟并 廣泛的應用在各個領域，市場占有量相當大。與此相對應的是，壓縮機的種類眾多，功率從數百瓦乃至上千瓦，排氣壓力低到，高達 350MPa，壓縮介質包括物性參數各不相同的氣體。已成為國民經濟中不可缺少的關鍵設備之一。隨著科學的發(fā)展，壓縮機也應更著力到先進的計算機技術行列，進行性能模擬和優(yōu)化設計，促進機型的系列化、通用化、機組話和自動化，降低生產的成本、完善輔助成套的設備，擴大應用領域，提高綜合經濟效益。 在本次設計中，從往復式活塞壓縮機的工作原理出發(fā)，結合 W 型壓縮機的特點，考慮到多個方面：綜合因素、設計最 優(yōu)化、結構合理化?？傮w結構方案設計從氣缸的排列形式、級數和列數的選擇、壓縮機轉數和行程的確定等多個方面，進行了闡述和計算。再通過熱力學計算確定氣缸的直徑和電機的型號。然后經過零部件的質量計算和結構尺寸的設計，繪制相關的零件圖。最后通過動力學計算得到活塞的受力情況，計算飛輪矩。 通過此次的畢業(yè)設計，加深了我對活塞壓縮機的更深層次的理解，不僅使專業(yè)的理論知識得到了鞏固和深化，并且鍛煉了自我獨立學習、思考及解決問題的能力。由于自身專業(yè)知識不足及時間緊湊的關系，設計中可能存在著很多不足之處，但是我會在今后的學習和工 作中不斷的努力和提高的。 本 科 畢 業(yè) 設 計 第 33 頁 共 34 頁 致 謝 本設計在朱玉峰教授的悉心指導下完成的。是朱老師一絲不茍的工作態(tài)度，及對我們的嚴格要求，一遍遍不懈的指導我們，一遍遍細心的挑出我們的錯誤，一遍遍堅持的細說我們的問題。我的設計成果中無不凝聚著老師的汗水和期望，在此向朱教授表示深深的感謝和崇高的敬意 ! 在整個設計過程中，我得到了同學的熱心的支持和幫助，相互討論問題，查資料解決問題，大家學在一起，玩在一起，這也許是我大學生涯的最后一個作業(yè)了。也借此機會感謝四年來幫助我的同學，這樣不摻雜質純粹的師生情，同學情是 我生命中不可缺少的財富，是我一輩子都會牢記的深厚的情誼。 本 科 畢 業(yè) 設 計 第 34 頁 共 34 頁 參 考 文 獻 1 《活塞式壓縮機設計》編寫組 .活塞式壓縮機設計 .北京：機械工業(yè)出版社， 1974 2 機械設計手冊 .聞邦椿 .北京：機械工業(yè)出版社， 2021 3 龔曦，何云信，彭程 .活塞環(huán)結構和材料的現狀與發(fā)展方向 .裝備制造技術， 2021（ 1） ： 115~117 4 金延安 .活塞銷結構設計和加工工藝 .發(fā)動機技術， 2021（ 1）： 75 5 葛郢漢 .活塞的材料分析 .現代機械， 2021（ 5）： 52~53 6 鮑軍，張成彥，姜慧軍 ， 等 .往復式壓縮機曲軸動態(tài)特性分析 .機械設計與制造，2021（ 3）： 233~236 7 趙志廣，王振輝 .空壓機蛇形曲軸的蛇部設計 .流體機械， 1995（ 11）： 35~38 8 覃風敏 .往復式壓縮機網狀閥閥座與升程限制器強度研究及應用 .廣西大學學報 2021（ 4）： 26~98 9 Z concurrent engineering approach to the development of a scroll of Materials Processing Technology， 2021（ 4）： 194~200 10 侯小兵，汪啟軍，徐周璇 .壓縮機連桿有限元分析 .壓縮機技術， 2021（ 5）：19~22 11 高慎琴 .化工機器 .北京：化學工業(yè)出版社， 1992