【正文】 （415）式中：比壓許用值， 活塞桿凸肩的外徑，d=90mm 活塞桿直徑，mm因為，即計算比壓超過許用值，所以可用加鋼襯環(huán)的辦法來降低比壓。 因為,所以按470式計算,根據(jù)動力學(xué)設(shè)計計算最大活塞力P=58300N。不貫穿活塞桿的穩(wěn)定校核可看作兩端為關(guān)節(jié)連接的桿，其長度按十字頭銷中心盤形活塞中點或級差活塞起點之間的距離計算。合金鋼材料具有很高的硬度、耐磨性、抗疲勞強度和較高的耐腐蝕性能。⑤活塞桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計要便于活塞的拆裝。③在結(jié)構(gòu)上盡量減少應(yīng)力集中的影響。(1)對活塞桿的主要要求①活塞桿要有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性。同時，為防止螺紋松動，必須采用防松措施，如加開口銷、加鎖緊墊片等，本設(shè)計采用開口銷來防止螺母松動，以保證活塞桿緊固于活塞上?；钊炕钊麠U上的凸肩及螺紋用螺母固定在活塞桿上，由于活塞桿承受交變載荷，活塞桿上的連接螺紋應(yīng)采用細牙螺紋，而且根部應(yīng)倒圓，以減小應(yīng)力集中。因為本壓縮機的活塞直徑大于，根據(jù)參考書[8]取。 （411）式中：—汽缸直徑，； —環(huán)的徑向厚度，； —環(huán)材料彈性模量，； —所需預(yù)接觸壓力。一般取，考慮到活塞環(huán)采用塔接形式，應(yīng)取較大值，一般取。(2)熱間隙（開口間隙）根據(jù)參考書[6]P108式1225計算 （46）式中：—活塞環(huán)外徑，即汽缸直徑，； —檢驗活塞環(huán)時的溫度，℃； —活塞環(huán)工作時的溫度，℃。(1)環(huán)數(shù)Z根據(jù)[7]P46式(1)(2)計算： (1) （44） (2) （45）式中：—活塞兩端最大壓差，； —作用在活塞環(huán)上的壓力，； —活塞平均速度。填充聚四氟乙烯具有如下特點：良好的自潤滑性能；密封效果好；允許的比壓比金屬環(huán)小等。但在無油潤滑壓縮機中，多采用填充氟材料活塞環(huán)密封，其特點是無毒、自潤滑、沒有污染介質(zhì)、耐酸堿、耐溶劑、不磨損汽缸等。為了增加塔接口處的強度，防止其變形折斷，故活塞環(huán)軸的高度取較大。塔切口則不會造成直接通過切口泄露，并且使氣體不能直接通過切口，需經(jīng)二次折流，從而大大減少泄漏量。壓縮機工作時，氣體通過活塞環(huán)切口的泄露是和切口列面積成比例的。為保證活塞環(huán)的外圓能夠全部均勻地緊密靠在汽缸上，要求活塞環(huán)具有良好的正圓度和適當(dāng)大小并且應(yīng)具有均勻持久的彈力；又因為活塞環(huán)的工作處于高溫、高壓、和較高的應(yīng)力下，并且與汽缸、活塞相摩擦，因此要求活塞環(huán)不僅要密封可靠，并且要有一定的強度，并耐熱、耐磨、和導(dǎo)熱性好?；钊h(huán)的主要作用是密封汽缸與活塞之間的間隙，防止氣體從壓縮容積的一側(cè)漏向下一側(cè)，并且還有均勻分布潤滑油的作用。(2)工作條件、結(jié)構(gòu)形式和材料選擇 活塞環(huán)為一開口的圓環(huán)，作為密封元件組裝在活塞上，通過活塞的往復(fù)運動實現(xiàn)壓縮機的吸、排氣的過程。當(dāng)氣體通過環(huán)表面高低不平的間隙時，受到節(jié)流和阻塞作用，壓力自降至，同時由于活塞環(huán)與槽間有側(cè)間隙，環(huán)緊靠在壓力低的一側(cè)，故在活塞內(nèi)表面與環(huán)槽之間的間隙處由一個近似等于的氣體壓力作用，而沿活塞處表面作用的氣體壓力是變化的，從降至，其平均值為（+）/2，這樣便產(chǎn)生了一個壓力差，這個壓力差使活塞緊貼在汽缸上，達到密封作用?；钊h(huán)是活塞式壓縮機中的關(guān)鍵零件之一，它的好壞直接影響壓縮機的排氣量、功率及氣密性和可靠性，即影響壓縮機的經(jīng)濟性。 （43）—為加強筋數(shù)，?。粍t(4)活塞端面的最大彎曲應(yīng)力 根據(jù)參考書[2]式468計算根據(jù)參考書[7]所提供的鑄鋁的許用剪切應(yīng)力為，所以安全。圖41有加強筋的雙端面活塞計算簡圖(3)活塞頂端面的厚度t 本設(shè)計壓縮機的活塞面是有加強筋的雙端面活塞，為方便起見，計算時以一個面積與扇形面積相等的當(dāng)量圓來代替扇形面積。 [K]盤形活塞承壓表面的許用比壓，該金屬對填充聚四氟乙烯[K]，鑄鐵對鑄鐵[K]，鑄鐵對巴氏 合金[K]，根據(jù)參考書[7]圖8可知由于支撐環(huán)選用的材料是填充聚四氟乙烯，即[K]=，則由于，所以滿足要求。本設(shè)計壓縮機中的滑動活塞的高度應(yīng)按支撐面上的許用比壓校核。沒有支撐面的活塞，還需考慮考慮支撐面許用比壓的需要。 盤形活塞鑄造的通常采用的材料有ZLZL10ZL10T20T254T3054等，本設(shè)計采用ZL108，其在鑄造時有良好的流動性，并且鑄件的致密度也高，具有較低比重，較高耐蝕性和較小線收縮率等優(yōu)點，故選此材。為避免鑄鐵應(yīng)力和縮孔，以及防止工作中心受熱而造成不規(guī)則變形，鑄鐵活塞的筋不能與轂部和外壁相連?；钊麍A柱面上開有活塞環(huán)槽。為減輕重量，常制成中空結(jié)構(gòu)。根據(jù)結(jié)構(gòu)形式的不同，活塞可分為筒形活塞、盤形活塞、級差式活塞、組合式活塞及柱塞等幾種形式[8]。它們在氣缸中作往復(fù)運動，與氣缸一起構(gòu)成壓縮容積。此臺壓縮機的排氣量是30 m3，在10～100 m3/min范圍內(nèi)，其比功率的值也在要求范圍內(nèi)，所以本臺對動式壓縮機的設(shè)計是合理的。這個指標(biāo)反映了同類型壓縮機在相同的進排、氣條件下，其能量消耗指標(biāo)的先進性。本設(shè)計按10%的裕度取值。 復(fù)算排氣量由前文計算得數(shù)據(jù)：，吸氣系數(shù) 凝析系數(shù) 每轉(zhuǎn)排氣量 m3/次排氣量 m3/min 滿足工藝要求 m3/min 指示功率根據(jù)參考文獻[3]式（1—81） （3—10）式中低壓級可?。ā﹌，對中壓與高壓級取。由此說明，與相差較大，所取初值精度不夠重新取值，再進行復(fù)算?？梢娫摍C活塞力中最大值為N，它產(chǎn)生在第Ⅱ級活塞的外止點時，負號表示它對活塞桿產(chǎn)生一個壓縮力，按此活塞力查參考文獻[3]附錄三，可知初選活塞桿直徑mm是正確的。修正后的相對壓力損失為： 表3—5 氣缸實際吸、排氣壓力級次修正后的名義壓力/105Pa /105Pa相對壓力損失% %氣缸內(nèi)實際壓力實際壓力比ⅠⅡ1 9 （2）計算活塞力按氣缸內(nèi)的實際平均壓力分配，計算活塞力，表中、分別為活塞蓋側(cè)與軸側(cè)的面積，、分別為活塞外止點、內(nèi)止點位置時的活塞力。m按參考文獻[4]表2—8進行圓整，取mm。由參考文獻[3]式（1—55）計算氣缸直徑 （3—7）式中S—活塞行程，mm。（6）泄漏系數(shù)根據(jù)參考文獻[3]，取。根據(jù)參考文獻[3]式（1—111） （3—5）式中—壓縮機第Ⅰ級進口處空氣的相對濕度；,—分別為第Ⅰ級與第Ⅱ級的進氣壓力，105Pa；,—對應(yīng)于第Ⅰ級與第Ⅱ級進氣溫度時的飽和水蒸氣壓力，105Pa。則各容積系數(shù)為：由參考文獻[3]式（1—74） （3—4）將已知數(shù)據(jù)代入式（3—4）得（2）壓力系數(shù)根據(jù)參考文獻[4]，取，（3）溫度系數(shù)根據(jù)參考文獻[3]表1—16，取，（4）凝析系數(shù) 第Ⅰ級無析水問題：第Ⅱ級由參考文獻[3]表1—4查得吸氣條件℃時，不飽和水蒸汽壓力KPa，則KPa。故各級壓力比為： Ⅰ級：名義吸氣壓力Pa（絕對壓力） 名義排氣壓力Pa（絕對壓力）Ⅱ級：名義吸氣壓力Pa（絕對壓力） 名義排氣壓力Pa（絕對壓力）表3—1 各級名義吸、排氣壓力及各級名義壓力比 項 目級 別名義吸氣壓力/105 Pa（絕壓）名義排氣壓力/105 Pa（絕壓）名義壓力比Ⅰ 級Ⅱ 級133933由參考文獻[3]式（1—117）計算各級排氣溫度 （3—3）式中—各級名義排氣溫度,K；—各級名義吸氣溫度,K；—空氣的絕熱指數(shù)（）。2 m3/min吸氣壓力： 105 Pa（絕壓）排氣壓力： 105 Pa（表壓）Ⅰ級吸氣溫度： 25℃Ⅱ級吸氣溫度： 35℃相對濕度： 空氣的絕熱指數(shù)： 活塞行程： 180 mm壓縮機的轉(zhuǎn)速： 600 r/min由參考文獻[3]式（1—87）計算總壓力比 （3—1）式中—總壓力比； —Ⅰ級名義吸氣壓力,Pa； —Ⅱ級名義排氣壓力，Pa。因此，新設(shè)計的壓縮機必須進行熱力計算。第3章 熱力計算壓縮機的熱力計算是根據(jù)氣體的壓力、容積和溫度之間存在的一定關(guān)系，結(jié)合壓縮機的具體特性和使用要求而進行的。所以本設(shè)計采用壓開吸氣閥調(diào)節(jié)系統(tǒng)。至于調(diào)節(jié)的方便與可靠，同樣必須考慮。不同的調(diào)節(jié)方式，經(jīng)濟性的差異很大。各種調(diào)節(jié)方式的不斷出現(xiàn)，是由于現(xiàn)代工業(yè)中，使用者不因達到調(diào)節(jié)就滿足，而且還要求能經(jīng)濟的、方便的進行調(diào)節(jié)。這時用戶靠儲氣罐及管網(wǎng)中的剩余氣體供氣，當(dāng)壓力降至規(guī)定值時，彈簧又通過小活塞使壓叉復(fù)位，氣閥正常工作，排氣量恢復(fù)正常。從壓縮機的作用原理得知，容積式壓縮機的排氣量不會由于背壓的升高而自動降低，因此，如不進行有效的調(diào)節(jié)，在有些場合，會出現(xiàn)危險的事故，所以必須設(shè)置調(diào)節(jié)控制機構(gòu)，以進行調(diào)節(jié)。③曲軸連桿機構(gòu)潤滑油的選用本設(shè)計為有十字頭壓縮機，所以外部的機構(gòu)潤滑另成系統(tǒng)，一般使用40號或50號機械油，但也可以使用壓縮機油。此外，還有幾個補充來油，在曲軸功率輸入端，機身有一集油槽，它可補充部分潤滑油進入有軸承，同時，軸上為了防止油外泄設(shè)有的由甩油圈與反向螺紋組成的軸封也可以補充部分潤滑油。曲