【正文】 案圖，即習(xí)慣上所說(shuō)的機(jī)器縱，橫剖面圖。壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)主要體現(xiàn)在兩方面，即氣缸排列的型式（指氣缸中心線的排列位置）和運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)。角度式壓縮機(jī)，氣缸中心線具有一定的角度，但不等于零度和180℃。由于本設(shè)計(jì)選擇一種較老的結(jié)構(gòu)：立式壓縮機(jī)。2）占地面積比較小。4）往復(fù)運(yùn)動(dòng)部件的慣性力垂直作用在基礎(chǔ)上，而基礎(chǔ)抗垂直振動(dòng)的能力較強(qiáng)，所以它的尺寸較小。選擇無(wú)十字頭的理由是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，機(jī)械高度較低，相應(yīng)的機(jī)械重量較輕，一般不需要專(zhuān)門(mén)的潤(rùn)滑機(jī)構(gòu)。工業(yè)用的氣體，有時(shí)需求較高的壓力，需采取多級(jí)壓縮。要使機(jī)器具有較高的熱效率。然而級(jí)數(shù)增多，則阻力損失增加，機(jī)器總效率反而降低，結(jié)構(gòu)也更加復(fù)雜，造價(jià)便大大上升。 δ是級(jí)中的相對(duì)壓力損失，一般平均的相對(duì)壓力損失值δ為10~20%，取δ=20%，查圖2得，δ0=。設(shè)計(jì)時(shí)，通常總是從分析工作條件相同或相近的現(xiàn)有機(jī)器入手，來(lái)確定新集線器所需的級(jí)數(shù)。表21 工業(yè)上常用的各種氣體壓縮機(jī)的級(jí)數(shù)為了盡量減小機(jī)器的體積和考慮到級(jí)數(shù)過(guò)高對(duì)設(shè)備的要求也大大提高，取Z =3級(jí)根據(jù)工況的需要，選擇級(jí)數(shù)為三級(jí)，按照等壓力比分配的原則，ε1=ε2=1511/3=,但為使第一級(jí)由較高的容積系數(shù)，第一級(jí)的壓力比取稍低值，各級(jí)名義壓力及壓力比見(jiàn)表1。 表23活塞式壓縮機(jī)主要結(jié)構(gòu)參數(shù)表小型壓縮機(jī)為使結(jié)構(gòu)緊湊和公司的相關(guān)要求，只能采用較小行程,取s=40mm。第3章 熱力計(jì)算 壓縮機(jī)的熱力計(jì)算，是根據(jù)氣體的壓力，容積和溫度之間存在一定的關(guān)系，結(jié)合壓縮機(jī)的具體特性和使用要求而進(jìn)行的，其目的是要求得最有利的熱力參數(shù)(各級(jí)的吸排氣溫度，壓力，所耗動(dòng)力）和適宜的主要結(jié)構(gòu)尺寸（活塞行程，氣缸直徑等）。 b. 溫度—在熱力計(jì)算中所采用的是絕對(duì)溫度，它以K來(lái)表示。 理想氣體在不同溫度和壓力下的重量。根據(jù)各級(jí)的吸入壓力選擇壓力系數(shù)如下：λp1= λp2= λp3=1根據(jù)下圖所示關(guān)系選取溫度系數(shù)： 圖31 溫度系數(shù)λt與壓力比ε的關(guān)系λt1= λt2= λt3= 泄漏系數(shù) ~，則λl1= λl2= λl3=綜上所述，容積系數(shù)： 第一級(jí)無(wú)水分析出 λ=第二級(jí) 干氣系數(shù) φ1= φ2= φ3=取定一級(jí)進(jìn)氣溫度20Co,二級(jí)進(jìn)氣溫度40Co三級(jí)進(jìn)氣溫度30Co。 一級(jí)的形成容積 ： 二級(jí)的形成容積： 三級(jí)的形成容積： 對(duì)于單作用氣缸： 氣缸直徑計(jì)算公式 ——?dú)飧椎男谐倘莘e（米3/分）； ——活塞行程（米）； ——壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分）； ——同級(jí)氣缸數(shù)； ——活塞桿直徑（米）。驅(qū)動(dòng)方式和壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)方案和主要參數(shù)的選擇有著密切的關(guān)系，在選擇壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)方案和主要參數(shù)時(shí)，應(yīng)該同時(shí)考慮驅(qū)動(dòng)方式的選擇。中、小功率的鼠籠式電動(dòng)機(jī)可按我國(guó)電動(dòng)機(jī)系列（JS、JK、JSQ等）選取。,傳動(dòng)效率取 ηm= 則軸功率電機(jī)功率余度10%，則電機(jī)功率取11kw。第四章 動(dòng)力計(jì)算圖41 曲柄連桿機(jī)構(gòu)示意圖壓縮機(jī)中作用力的分析，是進(jìn)行壓縮機(jī)零件強(qiáng)度和剛度計(jì)算的依據(jù)，也是判斷這些力對(duì)壓縮機(jī)裝置影響的基礎(chǔ)?；钊奈灰?、速度和加速度可從曲柄連桿機(jī)構(gòu)的幾何關(guān)系和運(yùn)動(dòng)關(guān)系中確定。活塞位移x和曲柄轉(zhuǎn)角：往復(fù)慣性力：圖42 往復(fù)慣性力I按曲柄轉(zhuǎn)角α展開(kāi)圖 往復(fù)摩擦力 旋轉(zhuǎn)摩擦力的計(jì)算熱力計(jì)算數(shù)據(jù)：一級(jí)活塞直徑D11=130mm ，吸氣壓力ps1=，排氣壓力pd1=，m=。 三級(jí)活塞直徑D33=25mm，吸氣壓力ps3=，排氣壓力pd3=，m=。 角速度：在初步設(shè)計(jì)是估計(jì)最大往復(fù)質(zhì)量活塞的質(zhì)量mp=7kg活塞位移x和曲柄轉(zhuǎn)角：往復(fù)慣性力：往復(fù)摩擦力（各部分零件間的總摩擦功往復(fù)運(yùn)動(dòng)部分占60%——70%現(xiàn)取中間值65%）：旋轉(zhuǎn)摩擦力（一般旋轉(zhuǎn)摩擦力所消耗的功率占總的機(jī)械摩擦功率的30%——40%，現(xiàn)在取35%）： 根據(jù)氣缸的排列方式（3—1—2），可知一三級(jí)是吸氣過(guò)程時(shí) 二級(jí)是壓縮過(guò)程。一級(jí)氣體力的計(jì)算：余隙容積的行程S0=α1S=，活塞面積Fg1=，壓縮機(jī)膨脹過(guò)程的多變指數(shù)，可取m39。進(jìn)氣壓力PS39。計(jì)算結(jié)果如下表41。=，壓縮機(jī)過(guò)程多變指數(shù)m=k=，蓋側(cè)的氣體力為負(fù)值。=，排氣壓力Pd’ =；膨脹過(guò)程 ；進(jìn)氣過(guò)程P=PS；壓縮過(guò)程 ；排氣過(guò)程P =Pd；蓋側(cè)氣體力Pi=PFg1?；《然钊灰婆蛎涍^(guò)程進(jìn)氣過(guò)程壓縮過(guò)程排氣過(guò)程氣體力 α X Pi=PFg1 5 三級(jí)氣體力的計(jì)算： 余隙容積的行程S0=α1S=，活塞面積Fg1=，壓縮機(jī)膨脹過(guò)程的多變指數(shù)，可取m39。進(jìn)氣壓力PS39。計(jì)算結(jié)果如下表43。切向力，結(jié)果如下表44?？v坐標(biāo)表示切向力，橫坐標(biāo)表示轉(zhuǎn)角α按圓周的周長(zhǎng)展開(kāi)，即πS。長(zhǎng)度比例R:力比例：mt=100公斤/毫米由圖5 可求得 Tm=幅度面積F=1917mm2按下表取不均勻度δ= 表45 各種驅(qū)動(dòng)方式的值 又由n，π可得平均切向力所以飛輪距第5章 氣缸部分的設(shè)計(jì) 氣缸是活塞式壓縮機(jī)中的組成壓縮容積的主要部分。設(shè)計(jì)氣缸的要點(diǎn)是：1應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度。2要具有良好的冷卻，在有油潤(rùn)滑的氣缸中，工作表面應(yīng)有良好的潤(rùn)滑狀態(tài)。4結(jié)合部分的連接和密封要可靠。6氣缸直徑和閥座安裝孔等尺寸應(yīng)符合“三化”要求。極差式的鑄鐵氣缸，根據(jù)級(jí)在氣缸中的布置方式和氣缸的尺寸，可以制成整體式和分段的。在水冷氣缸中，應(yīng)特別注意氣閥部分的冷卻，一方面要使氣閥有充分的冷卻，另一方面把吸氣閥和排氣閥用冷卻水隔開(kāi)，以保證氣缸有較高的吸氣系數(shù)。壁厚的附加項(xiàng)a，~，則a=8mm。壁厚的附加項(xiàng)a，~，則a=8mm。我國(guó)系列 壓縮機(jī)的活塞均采用筒形結(jié)構(gòu)，它由頂部 ，環(huán)部和群部三部分組成?；钊h(huán)部的外圓上開(kāi)有安裝活塞環(huán)的環(huán)槽，環(huán)槽的深度略大于活塞環(huán)的徑向厚度，使活塞環(huán)由一定的活動(dòng)余地。 活塞材料一般為鋁合金或鑄鐵。鋁合金活塞的優(yōu)點(diǎn)是質(zhì)量輕，導(dǎo)熱性能好，表面經(jīng)陽(yáng)極處理后具有良好的耐磨性。 活塞與氣缸構(gòu)成了壓縮容積。 活塞式壓縮機(jī)中采用的活塞基本結(jié)構(gòu)型式有:筒形、盤(pán)形、級(jí)差式、組合式、柱塞等?；钊h(huán)的計(jì)算：活塞環(huán)是密封氣缸鏡面和活塞間的縫隙用的零件。對(duì)活塞環(huán)的基本要求是密封可靠和耐磨損。 表51密封壓力差與活塞環(huán)數(shù)關(guān)系密封壓力差 ΔP/MPa 活塞環(huán)個(gè)數(shù)Z密封壓力差 ΔP/MPa 活塞環(huán)個(gè)數(shù)Z～2～3～5～10～3～5～12～20由可知各級(jí)活塞的活塞環(huán)個(gè)數(shù)一級(jí) 取 Z=4二級(jí) 取Z=3三級(jí) 取Z=8 活塞基本尺寸一級(jí)活塞環(huán)部尺寸：活活塞直徑：D=130mm活塞環(huán)的徑向厚度t：∴取t=4mm活塞環(huán)的軸向高度h：，取h=4mm活塞頂面至第一道活塞環(huán)的距離：，取C=8mm活塞環(huán)之間的距離：，取C1=5mm環(huán)部高度為二級(jí)活塞環(huán)部尺寸：活塞活塞直徑：D=110mm環(huán)的徑向厚度t：∴取t=4mm活塞環(huán)的軸向高度h：，取h=4mm刮油環(huán)的軸向高度：，取h3=6mm活塞頂面至第一道活塞環(huán)的距離：，取C=8mm活塞環(huán)之間的距離：，取C1=5mm活塞環(huán)部高度： 三級(jí)活塞環(huán)部尺寸：活塞直徑：D=25mm活塞環(huán)的徑向厚度t：∴取t=1mm活塞環(huán)的軸向高度h：，取h=1mm活塞頂面至第一道活塞環(huán)的距離：，取C=2mm活塞環(huán)之間的距離：，取C1=1mm活塞環(huán)部高度：活塞頂部的強(qiáng)度計(jì)算，可將活塞頂部作為圓周固定的圓板來(lái)計(jì)算：對(duì)于無(wú)加強(qiáng)筋的鑄鐵活塞[σB]≤300~350Kg/cm2，取[σB]=300 Kg/cm2，取t=8mm極差式活塞除環(huán)部外的尺寸取行程S，為了確保壓縮機(jī)能達(dá)到設(shè)計(jì)要求 ， 取L1=L2=42mm.綜合一二三級(jí)活塞尺寸，極差式活塞總尺寸第6章 基本部件的設(shè)計(jì) 曲軸結(jié)構(gòu)的選擇壓縮機(jī)曲軸有兩種基本型式，即曲柄軸和曲拐軸。曲拐軸在制造安裝方面，雖較曲柄軸為差，但是采用曲拐軸的壓縮機(jī)，可以實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕。本設(shè)計(jì)采用曲拐軸。曲軸的2處，要進(jìn)行強(qiáng)度校核c. 曲軸要有足夠的剛度。在采用懸掛電機(jī)結(jié)構(gòu)時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)子中心的繞度應(yīng)不