【正文】 刮油環(huán)設(shè)計(jì) 圖 工字形截面尺寸 。工字形的截面寬度 Bm是不變的，其高度變化一般?。? 在 l′=(~)d1處： H′= （ ） 在 l′′=(~)D1處： H′′= Hm （ ） 則 l′=(~)mm， 取 l′=28mm H′=14=。 故 4m 16 .7 36 00 10 10d ?? ? ? ? mm，取 dm=10； 2m 10 ? ??? mm2； m 2 .5 7 8 .5 1 4H ? ? ? mm； Bm=10 mm。 對(duì)于非圓形截面的桿體，從式（ ）求得 dm后，必須再計(jì)算成面積： 42mm dF ?? （ ） 以 Fm為桿體的中間截面面積 。 式（ ）中系數(shù)取 ~。 圖 連桿部件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖及主要尺寸 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 27 頁(yè) 共 52 頁(yè) 連桿大小頭的孔徑 D， d 大頭孔徑取大頭瓦外徑為 40mm，小頭孔徑取小頭襯套外徑為 24mm。 連桿的寬度 B 對(duì)于連桿 寬度取 B= mm，式中 b 為軸瓦的寬度， mm；對(duì)于大頭定位時(shí)，為大頭瓦寬度；對(duì)于小頭定位時(shí)，則為小頭襯套寬度。 小頭襯套材料多采用 ZQSn101。對(duì)不同類型的壓縮機(jī)， λ 值取 ： 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 26 頁(yè) 共 52 頁(yè) 對(duì)于 角度式壓縮機(jī)： ~41=? 因此可取 ? =41 ， 1301 4rL ?? ? ? mm 連桿大頭瓦尺寸的確定 目前 很 多壓縮機(jī)考慮到制造、維修的便利，選擇軸瓦的材料為 15ZChSnSb116，取大頭瓦內(nèi)徑為曲柄銷直徑 D=35 mm。 λ 愈大，愈容易使連桿在運(yùn)動(dòng)時(shí)與滑道壁相碰； λ 值取小了，就會(huì)使壓縮機(jī)外形增大。 以下以選擇與曲軸相同的 QT6003 為設(shè)計(jì)連桿。在 連桿的大頭小頭處分別設(shè)置大小軸瓦，以方便裝配調(diào)整，降低連桿的磨損。 連桿設(shè)計(jì) 連桿的結(jié)構(gòu)形式及選材 連桿包括桿體、大頭、小頭三部分。 曲柄寬度 h Dh )~(= () 則 50h? mm。根據(jù)參考工廠圖紙，取左邊的軸頸長(zhǎng)度 a=18 mm，右邊的 a=24 mm 曲柄厚度 t Dt )~(= () 大的曲柄厚度相應(yīng)于小的曲柄寬度；小的曲柄厚度相應(yīng)于大的曲柄寬度。 主軸頸直徑 D1 DD )~(=1 () 在確定軸頸尺寸時(shí)，應(yīng)顧及軸頸重合度 S，應(yīng)盡量避免 S/D 等于零或接近零。 對(duì)曲拐軸主要尺寸進(jìn)行初步確定如圖 ： L 39。 壓縮機(jī)上用得較多，制造經(jīng)驗(yàn)較成熟的，是中碳鋼鍛造曲軸。 曲軸設(shè)計(jì) 曲軸的結(jié)構(gòu)形式及選材 壓縮機(jī)曲軸有 兩種基本型式，即曲柄軸和曲拐軸。 表面壓力的許用值：活塞銷在銷座中 緊固支撐，鑄鐵活塞 [q]≤(30~40 )MPa。 (6) 活塞銷中心線到底邊的距離 h1 h1= () 一級(jí)活塞：取 h1=50 mm； 二級(jí)活塞：取 h1=30 mm。 (4）活塞環(huán)之間的距離 c1 c1=(~)h () 一級(jí)活塞：取 c1= mm； 二級(jí)活塞：取 c1= mm。 活塞總高度 H 與活塞直徑 D 一般關(guān)系為： H=(~)D () 活塞直徑取缸徑即可： 一級(jí)活塞： D =110 mm， H=，取 H=120 mm； 二級(jí)活塞： D =65 mm，取 H=70 mm。 活塞的主要結(jié)構(gòu)尺寸的確定 (1) 不計(jì)密封環(huán)和刮油環(huán)高度時(shí)的活塞高度 H′ max1[]NH Dk?≥ () 式中： Nmax—最 大側(cè)向力， N， Nmax=λPmax， λ=41 ； Pmax—最大活塞力， N； D—活塞直徑， mm，如圖 ； [k1]—筒形活塞支撐表面的許用比壓， MPa， [k1]≤(~) MPa， 可取 [k1]= MPa，則 一級(jí)活塞： 12250 4 0 0. 25H ?? ??≥ mm， 二級(jí)活塞： 13600 4 0. 25H ?? ??≥ mm， (2) 活塞的總高度 H 3H H n h m h???≥ () 式中： n， m—活塞環(huán)數(shù)和刮油環(huán)數(shù)； h， h3—活塞環(huán)軸向高度和刮油環(huán)軸向高度。 一級(jí)活塞銷：222 2 2 5 0 6 .2 0 4( 2 0 1 3 )? ? ????? MPa，在允許范圍內(nèi)，符合要求； 二級(jí)活塞銷：22 3 6 0 0 5 .7 3 2(2 0 0 )? ? ????? MPa 活塞設(shè)計(jì) 活 塞的結(jié)構(gòu)形式及材料選擇 本次 活塞式壓縮機(jī)中采用的活塞基本結(jié)構(gòu)型式 為 筒形活塞，通過(guò)活塞銷與連桿相圖 活塞銷結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖及主要尺寸 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 22 頁(yè) 共 52 頁(yè) 連。 (4) 活塞銷總長(zhǎng) L L=2? + 2l′+l0 () 一級(jí)活塞銷： L=2+237+24=99 mm； 二級(jí)活塞銷： L=2+214+24=53 mm。一級(jí)活塞銷： B 4422 50 24 20( 32 ) 17 .1 20. 4 2 20 13? ? ? ? ? ?? MPa，在允許范圍之內(nèi)，符合要求； 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 21 頁(yè) 共 52 頁(yè) 二級(jí)活塞銷： B 43600 24 20( 22 ) 2 20 0? ? ? ? ? ?? MPa，在允許范圍之內(nèi)，符合要求。 由于 一級(jí)活塞直徑較大，質(zhì)量也大，只在一級(jí)活塞銷打孔。 (2) 計(jì)算彎曲應(yīng)力 B? 把活塞銷看作兩端自由支撐的梁，與連桿接觸長(zhǎng)度 l0上 承受均布載荷，如圖 所示，中間截面 Ⅰ —Ⅰ 的彎曲應(yīng)力最大，其值為： m a x 0B 440() 2Pl dl dd? ?? ? () 式中： B? —彎曲應(yīng)力， MPa； Pmax—最大活塞力， N； l—活塞銷座支撐長(zhǎng)度中點(diǎn)間的距離， mm； l0—連桿小軸襯套寬度， mm； d0—活塞銷中心孔徑， mm。 (1) 活塞銷的直徑 d 6max20 10[]Pd kl?≥ () 式中： d—活塞銷直徑， mm； l0—連桿小軸襯套寬度， l0 =(~) d mm [k2]—活塞銷許用比壓，活塞力 始終在一個(gè)方向時(shí)， [k2]≤(120~150)105 Pa；活塞力的方向有變化時(shí)， [k2]≤(150~250)105 Pa。 綜合考慮選擇 20Cr。 選安全裕度為 10%，則： icmc3 .0 4 6 2 41 .1 1 .1 0 .9 0 0 .9 6NN ??? ? ? ? ? ?= kW 據(jù)此選取電機(jī)規(guī)格為： Y132M16 電機(jī)額定功率為： 4 kW； 電機(jī)轉(zhuǎn)速為： 1000 r/min； 滿載轉(zhuǎn)速為： 960 r/min。 izm ???? kW 所需電機(jī)功率 對(duì)于中、小型壓縮機(jī)，如在驅(qū)動(dòng)機(jī)和壓縮機(jī)間有傳動(dòng)裝置 (如皮帶、齒輪等 )時(shí)，驅(qū)動(dòng)機(jī)的的輸出功率要考慮附加的傳動(dòng)損失，則驅(qū)動(dòng)機(jī)功率為： 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 19 頁(yè) 共 52 頁(yè) zc cNN ?? （ ） 式中的 c? 為傳動(dòng)效率，一般對(duì)皮帶傳動(dòng)取 c? =～ ， 三角皮帶傳動(dòng)取下限；取c? = 一般驅(qū)動(dòng)機(jī)還應(yīng)留有 5%~15％的儲(chǔ)備功率 以防止 壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)常會(huì)因工況的變化、冷卻的惡化等引起功耗增加而造成驅(qū)動(dòng)機(jī)負(fù)荷超過(guò)正常工作的需要，所以驅(qū)動(dòng)機(jī)的名義功率應(yīng)為： icc mc39。 1d1 12i 1 s 1 v 1 h 1s ! 11 . 4 16 1 . 4[ ( ) 1 ]1 6 0 21 . 4 1 0 0 00 . 0 9 5 1 0 0 . 9 9 6 0 . 0 0 0 5 9 7 4 ( 3 . 5 4 3 2 1 )1 . 4 1 6 01 4 3 5 . 6 4 Wkkp zzknN p Vk p z???????? ? ? ? ? ? ? ??? 1d2i 2 s 2 v 2 h 2s21 . 4 16 [ ( ) 1 ]1 6 01 . 4 1 0 0 00 . 3 0 2 2 6 1 0 0 . 9 3 9 7 0 . 0 0 0 2 0 7 ( 3 . 8 4 7 7 1 )1 . 4 1 6 01 6 1 0 . 6 WkkpknN p Vkp??????? ? ? ? ? ? ? ??? 多級(jí)壓縮機(jī)指示功率為各級(jí)指示功率之總和。(1 )pp??? d2d39。p 239。 表 實(shí)際壓力及壓力比 級(jí) 次 修正后名義壓力（ MPa） 相對(duì)壓力損失（ %） 1s? 1+ d? 氣缸內(nèi)實(shí)際氣體壓力 實(shí)際壓力 比ds39。)nn? ? 排氣溫度， K Ⅰ Ⅱ 293 308 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 17 頁(yè) 共 52 頁(yè) 計(jì)算各列活塞力 計(jì)算各列活塞所承受 的活塞力 要 根據(jù)氣缸內(nèi)的實(shí)際壓力和活塞的工作面積，活塞工作面積根據(jù) 式計(jì)算： 對(duì)于小型壓縮機(jī)，活塞工作面積為： 2zg 4DFF??? （ ） 式中： zF ——軸側(cè)活塞工作面積， 2m ； gF ——蓋側(cè)活塞工作面積， 2m ； D——?dú)飧字睆剑?m。 根據(jù)相對(duì)壓力損失計(jì)算實(shí)際氣缸內(nèi)實(shí)際壓力及壓力比，列于表 。pp? ? 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 16 頁(yè) 共 52 頁(yè) 表 氣缸直徑 [9] 修正后各級(jí)排氣溫度 計(jì)算結(jié)果列于表 中。39。pp?? 名義排氣壓力 2kp 2k k+1 2k39。 表 修正后各級(jí)名義壓力及壓力比 級(jí) 次 Ⅰ Ⅱ 計(jì)算行程容積 hV ， 3m 實(shí)際行程容積 h39。 39。V = 4 121szD? = 23 .1 4 0 .1 1 0 .0 6 5 14? ? ? = 3m /次 h239。 小型壓縮機(jī)一般無(wú)無(wú)抽（加）氣問(wèn)題，所以，取壓縮機(jī)的抽（加）氣系數(shù)： 由于沒(méi)有 抽（加）氣 過(guò)程的存在所以： o1? = o2? = 1 行程容積 各級(jí)的行程容積，按下式 計(jì)算： φ k o k d1 I 1 k 1 k