【正文】 壓縮機(jī)都采用這種結(jié)構(gòu)形式。 全封閉式制冷壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)在于：壓縮機(jī)與其驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)共用一個(gè)主軸，二者組裝在一個(gè)焊接成型的密封罩殼中。 活塞式壓縮機(jī)工作原理 壓縮機(jī)就是產(chǎn)生氣體壓力能的機(jī)器。目前，需要高壓的場(chǎng)合，多采用活塞式壓縮機(jī)。 活塞式壓縮機(jī)種類繁多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但基本結(jié)構(gòu)大致相同：主要由機(jī)身，曲軸，連桿，活塞，汽缸和吸氣閥，排氣閥，十字頭，滑道，活塞桿和填料函組成。 （ 1）吸氣過程 當(dāng)活塞向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，氣缸內(nèi)的工作容積逐漸增大而壓力逐漸降低，當(dāng)壓力降至稍低于進(jìn)氣管中壓力時(shí)，進(jìn)氣管中氣體便頂開吸氣閥進(jìn)入氣缸，直到活塞達(dá)到最左邊位置（又稱內(nèi)止點(diǎn)）時(shí)，工作容積最大，吸氣閥 開始關(guān)閉。由于吸氣閥有止逆作用，故汽缸中氣體不能倒流到進(jìn)氣管中。此時(shí)，氣缸內(nèi)的氣體量保持一致，隨著活塞的右移，氣體壓力不斷升高。排氣閥關(guān)閉，活塞 再次左移，上述過程重復(fù)出現(xiàn) 活塞式壓縮機(jī)的特點(diǎn)： 活塞式壓縮機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)： （ 1） 適用壓力范圍廣 可用于低壓（包括真空中），中壓，高壓和超高壓。 （ 3） 適應(yīng)性強(qiáng) 排氣量范圍較廣，在較小排氣量下也能保持較高的效率，而且排氣量受排氣壓力波動(dòng)的影響很小，此外氣體密度對(duì)壓縮機(jī)性能的影響不太顯著，故機(jī)器的通用性好。 （ 3） 排氣不連續(xù)，造成氣流脈動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)產(chǎn)生氣流脈動(dòng)共振。 （ 4） 一般氣缸內(nèi)要用潤(rùn)滑油，使氣體帶油。 壓縮機(jī)工作過程 吸氣過程 當(dāng)活塞向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，氣缸內(nèi)的工作容積逐漸增大而壓力逐漸降低，當(dāng)壓力降至稍低于進(jìn)氣管中壓力時(shí)，進(jìn)氣管中氣體便頂開吸氣閥進(jìn)入氣缸，直到活塞達(dá)到最左邊位置（又稱內(nèi)止點(diǎn)）時(shí)，工作容積最大，吸氣閥 開始關(guān)閉。壓縮過程一般被看作是等熵過程。此時(shí)由于排氣閥彈簧力和閥片本身重力的作用，排氣閥關(guān)閉排氣結(jié)束。此后，活 塞又向下運(yùn)動(dòng)，重復(fù)上述三個(gè)過程，如此周而復(fù)始地進(jìn)行循環(huán)。 活塞式壓縮機(jī)產(chǎn)品型號(hào)表示方法 每一臺(tái)壓縮機(jī)的基本型式都用一定的符號(hào)表示。 活塞式壓縮機(jī)基本構(gòu)造 活塞式壓縮機(jī)主要由機(jī)體、曲軸、連桿、 十字頭、 活塞組、 填料函、 閥門、軸封、油泵、能量調(diào)節(jié)裝置、油循環(huán)系統(tǒng)等部件組成。它是支承汽缸套、曲軸連桿機(jī)構(gòu)及其它所有零部件重量并保證各零部件之間具有正確的相對(duì)位置的本體。因而結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，檢修方便。其主要作用是將電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過連桿改變?yōu)榛钊耐鶑?fù)直線運(yùn)動(dòng)。故曲軸一般采用 45或 50 號(hào)優(yōu)質(zhì)碳素鋼鍛造，但現(xiàn)在已廣泛采用球墨鑄鐵（如 QT50－ 與 QT60－ 2 等）鑄造。連桿包括連桿體、連桿小頭襯套、連桿大頭軸瓦和連桿螺栓。 連桿小頭通過活塞銷與活塞相連，銷孔中加襯套以提高耐磨、耐沖擊能力。 連桿大頭與曲軸連接。為了改善連桿大頭與曲柄銷之間的磨損狀況，大頭孔內(nèi)一般均裝有軸承合金軸瓦即連桿大頭軸瓦。軸瓦的上瓦與連桿油孔相應(yīng)的地方也開有油孔。連桿螺栓是曲柄連桿機(jī)構(gòu)中受力嚴(yán)重的零件，它不僅受反復(fù)的拉伸且受振動(dòng)和沖擊作用，很容易松脫和斷裂，以致引起嚴(yán)重事故。連桿螺栓常用 40Cr、 45Cr 鋼等制造，且采用細(xì)牙螺紋，其安裝時(shí)要求有一定的預(yù)緊力，以免在載荷變化時(shí)連桿大頭上下瓦和曲柄銷之間松動(dòng)敲擊，加速機(jī)器零件的損壞。 十字頭由十字頭體，滑板，十字頭銷等部分組成，按十字頭體與滑板的連接方式，可分為整體式和可拆式。 十字頭與螺栓小頭的連接，是用十字頭銷來實(shí)現(xiàn)的。 十字頭的潤(rùn)滑油一般通過導(dǎo)軌的下方加入，經(jīng)十字頭體的油路達(dá)到十字頭銷與滑板，滑板上開有油槽，以利潤(rùn)滑。 氣閥 氣閥的作用是控制氣缸內(nèi)的氣體吸進(jìn)和排出。它由閥座，升程限制器，閥片，彈簧及螺栓螺母所組成。它的質(zhì)量及工作的好壞直接影響壓縮機(jī)的輸汽量、功率損耗 和運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性。由于閥門啟閉工作頻繁且對(duì)壓縮機(jī)的性能影響很大，因此氣閥需滿足如下要求：氣體流過閥門時(shí)的流動(dòng)阻力要小，要有足夠的通道截面，通道表面應(yīng)光滑，啟閉及時(shí)、關(guān)閉嚴(yán)密，堅(jiān)韌、耐磨。吸氣閥升程控制器靠近氣缸里側(cè)，排氣閥則是閥座靠近氣缸里側(cè)?，F(xiàn)以吸氣閥為例說明氣閥的工作過 程。隨后，閥片繼續(xù)開啟并貼到升程限制器上，氣體繼續(xù)進(jìn)入缸內(nèi)，直到活塞接近止點(diǎn)位置時(shí)，活塞速度急劇下降，氣流速度也隨之降低，于是氣體對(duì)閥片的推力減小，當(dāng)彈簧力大于氣體推力及閥片，彈簧的慣性力時(shí)，彈簧隨即把閥片推回閥座上，即吸氣閥關(guān)閉，吸氣過程結(jié)束。 活塞組 活塞組： 活塞組是活塞、活塞銷及活塞環(huán)的總稱。 活塞 ——活塞可分為筒形和盤形兩大類?；钊敳拷M成封閉汽缸的工作面?；钊共吭谄字衅饘?dǎo)向作用并承受側(cè)壓力?；诣T鐵活塞過去在制冷壓縮機(jī)中應(yīng)用較廣，但由于鑄鐵 活塞的質(zhì)量大且導(dǎo)熱性能差，因此，近年來系列制冷壓縮機(jī)的活塞都采用鋁合金活塞。但鋁合金活塞比鑄鐵活塞的機(jī)械強(qiáng)度低、耐磨性差也差。活塞銷的損壞將會(huì)造成嚴(yán)重的事故，故要求其有足夠的強(qiáng)度、耐磨性和抗疲勞、抗沖擊的性能。 活塞環(huán) ——活塞環(huán)包括汽環(huán)和油環(huán)。為了減少壓縮汽體從環(huán)的鎖口泄漏，多道汽環(huán)安裝時(shí)鎖口應(yīng)相互錯(cuò)開。汽環(huán)可裝一至三道，油環(huán)通常只裝一道且裝在汽環(huán)的下面，常見的油環(huán)斷面形狀有斜面式和槽式兩種，斜面式油環(huán)安裝時(shí)斜面應(yīng)向上。因此，軸封應(yīng)具有良好的密封性和安全可 靠 性、且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、裝拆方便、并具有一定的使用壽命。目前常用的機(jī) 械式軸封主要有摩擦環(huán)式和波紋管式。活動(dòng)環(huán)槽內(nèi)嵌一橡膠密封圈并與活動(dòng)環(huán)一同套裝在軸上，在彈簧力和壓圈的作用下，活動(dòng)環(huán)與橡膠圈一同被壓緊在軸上且使活動(dòng)環(huán)緊貼在固定環(huán)上。故工作時(shí)活動(dòng)環(huán)和固定環(huán)作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，緊貼的摩擦面起防止制冷劑往外泄漏的密封作用，軸上橡膠圈用來密封軸與活動(dòng)環(huán)之間的間隙， 固定環(huán)上的耐油橡膠密封圈起防止軸封室內(nèi)潤(rùn)滑油外泄的作用。對(duì)填料的基本要求是密封性能好，耐磨損。為了減少摩擦熱，有的填料函設(shè)有冷卻水道。密封盒用來安放密封環(huán)和擋氣環(huán)。密封環(huán)在密封涵中起主要密封作用，其密封原理與活塞環(huán)相同。擋氣環(huán)作用是擋住密封環(huán)切口間隙構(gòu)成氣體軸向泄漏通道。兩環(huán)接口應(yīng)相互錯(cuò)開并用銷釘定位。 能量調(diào)節(jié)裝置 能量調(diào)節(jié)裝置：在制冷系統(tǒng)中，隨著冷間熱負(fù)荷的變化，其耗冷量亦有變化，因此壓縮機(jī)的制冷量亦應(yīng)作必要的調(diào)整。它的作用有二，一是實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)的空 載啟動(dòng)或在較小負(fù)荷狀態(tài)下啟動(dòng)，二是調(diào)節(jié)壓縮機(jī)的制冷量。頂開部分汽缸的吸氣閥片；２ 176。用旁通閥使部分缸的排氣旁通回吸氣腔，這種方法用于順流式壓 縮機(jī)；４ 176。頂開汽缸吸氣閥片的調(diào)節(jié)方法是一種廣泛應(yīng)用的調(diào)節(jié)方法，國(guó)產(chǎn)系列活塞式制冷壓縮機(jī)，均采用頂開部分汽缸吸氣閥片的輸氣量調(diào)節(jié)裝置， 頂開部分汽缸吸氣閥片的輸氣量調(diào)節(jié)裝置的原理很簡(jiǎn)單，即用頂桿將部分汽缸的吸氣閥片頂起，使之常開，使活塞在壓縮過程中，壓力不能升高，吸入蒸汽又通過吸氣閥排回吸氣側(cè)，故 該汽缸無排氣量，從而達(dá)到調(diào)節(jié)輸氣量的目的即能量調(diào)節(jié)。拉桿上有兩個(gè)凸圓，分別嵌在兩個(gè)汽缸套外部的轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)中。當(dāng)壓力油經(jīng)油分配閥向油缸供油時(shí)，因油壓的作用，克服彈簧力使油活塞及拉桿向左移動(dòng)，并通過拉桿上的凸圓使轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度，相 應(yīng)地使頂桿在頂桿彈簧作用放下而下滑到斜槽的最低處，這時(shí)吸汽閥片在重力和彈簧力作用下降落在閥座上并可以自由啟閉，則該汽缸處于工作狀態(tài)。 6 相關(guān)數(shù)據(jù) 計(jì)算 已知的參數(shù)和壓縮機(jī)主要結(jié)構(gòu)參數(shù)的選取 套管氣的主要成分是天然氣，所以一些參數(shù)可按天然氣來查由 VW7/3 型可知，本次設(shè)計(jì)的是 V 式、無油潤(rùn)滑壓縮機(jī)。轉(zhuǎn)數(shù)和行程的選取對(duì)機(jī)器的尺寸、重量、制造難易和成本有 重大影響，并且還直接影響機(jī)器的效率、壽命和動(dòng)力性。由《活塞式壓縮機(jī)設(shè)計(jì)》可查得微型和小型壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù) n=1000～ 3000 轉(zhuǎn) /分，在次設(shè)計(jì)中取 n=750轉(zhuǎn) /分。 熱力計(jì)算 ,1 活塞式壓縮機(jī)級(jí)的確定 由額定排氣壓力和額定進(jìn)氣壓力（均是表壓）可知其總壓力比為 21 ? ? ?ε 下表是目前所使用的從常壓進(jìn)氣的一些壓縮機(jī)的級(jí)數(shù)，這些壓縮機(jī)基本上具有較好的性能和較好的效率，可供設(shè)計(jì)選型參考。對(duì)于實(shí)際氣體，各級(jí)消耗相等時(shí)，等溫指示效率最高，故按各級(jí)功耗相等的原則分配壓力比。 1 ?? 2 ?? 1 ? 2 ? 得 11 11 . 1 6111 1 ) 1 0 . 1 2 ( 1 . 7 1 ) 0 . 9 3 0mV ?? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? 21 11 . 2221 1 ) 1 0 . 1 4 ( 2 . 0 5 1 ) 0 . 8 8 5mV ?? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? （ 2） 選取壓力系數(shù) 1 ?? 2 ?? （ 3） 選取溫度 系數(shù) 1 ?? 2 ?? （ 4） 選取泄露系數(shù) 1 ?? 2 ?? A （ 5） 確定容積效率 V V p t l? ?? ? ?? 于是可得： 1 0. 93 0 0. 96 0. 96 0. 85 0. 72 9V? ? ? ? ? ? 2 0. 88 5 0. 99 0. 97 0. 90 0. 76 5V? ? ? ? ? ? 確定析水系數(shù) ?? 第一級(jí)無水析出，故 1 1???。 實(shí)際行程容積為： 222 2 322 ( ) ( ) dV D s m?? ? ? ? ? ? ? 活塞有效面積為： 2 2 2 2 222 3 . 1 4 3 . 1 4 0 . 0 3 0 . 0 7 5 32 4 2 4pA D d m??? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? 考慮到圓整值與計(jì)算值之間的差值，這里采用維持壓力比不變，調(diào)整相對(duì)余隙容積的方法，利用下式計(jì)算容積系數(shù)： pVVpAA?? ?? ? 而 sp VA s?于是得新的容積系數(shù)： 1 ??? 2 ??? 再通過下式計(jì)算新的相對(duì)余隙： 11 1Vm???????? 結(jié)果得： 1 ??? 2 ??? 計(jì)算活塞力 （ 1） 計(jì)算實(shí)際吸排氣壓 力，各級(jí)進(jìn)、排氣相對(duì)壓力損失取值，各級(jí)進(jìn)、排氣壓力和實(shí)際壓力比 第一級(jí)吸氣壓力 1 Mpa? 排氣壓力 1 Mpa? ，查相關(guān)資料和圖表選取第一級(jí)進(jìn)氣壓力損失和排氣壓力損失分別為 1 ??? 1 ??? 則實(shí)際壓力及壓力比為： 51 (1 0 .0 5 ) 1 1 0 0 .0 9 5sP M p a? ? ? ? ? ? 51 (1 0 . 0 7 5 ) 1 . 7 1 0 0 . 1 8 2 8dP M p a? ? ? ? ? ? 1 ??? 第二級(jí)吸氣壓力 2 Mpa? 排氣壓力 2 Mpa? 查相關(guān)資料 和圖表選取進(jìn)氣壓力損失和排氣壓力損失分別為 2 ??? 2 ??? 則實(shí)際壓力及壓力比為： 52 (1 0 . 0 3 ) 1 . 7 1 0 0 . 1 6 4 9sP M p a? ? ? ? ? ? 52 (1 0 . 0 5 5 ) 1 0 0 . 3 1 6 5dP M p a? ? ? ? ? ? ? 2 ??? 具體如下表： 表 各級(jí)進(jìn)排氣壓力和實(shí)際壓力比 級(jí)次 公稱壓力 /Mpa 壓力損失 實(shí)際壓力 /Mpa 實(shí)際壓力比 ?? sp dp s?? d?? sp? dp? Ⅰ Ⅱ 資料來源： 計(jì)算器計(jì)算 （ 2） 活塞力的計(jì)算 首先計(jì)算蓋側(cè)和軸側(cè)活塞的工作面積見表 ；止點(diǎn)氣體力計(jì)算見表 表 級(jí)次 蓋側(cè) / m2 24cAD?? Ⅰ Ⅱ 資料來源 ：計(jì)算器計(jì)算 表 止點(diǎn)氣體力計(jì)算 列次 內(nèi)止點(diǎn) 外止點(diǎn) Ⅰ Ⅰ Ⅱ Ⅱ 1 1 1w s cF P A???627N 2 2 2w s cF P A???626N 1 1 1c d cF P A???1206N 2 2 2c d cF P A???1202N 資料來源 excel 計(jì)算 計(jì)算軸功率并選配電機(jī) 各級(jí)指示功率為 101 ( 1 ) { [ ( 1 ) ] 1 }60 1jjnnjij sj Vj sj sj j jjnN n P V n ?? ? ? ? ? ? ? ?? 1. 1 15 1. 11 1 1. 1( 1 0. 05 ) 0. 73 9 {[ 1. 7 ( 1 0. 12 5 ) ] 1 } 14 .6 2860 1. 1 1iN KW?? ? ?? ? ? ? ? ?? ?? ? ?? ? ?? ?? ?? ? ? ? ?? 1. 1 15 1. 12 1 1. 1( 1 0. 03 ) 0. 77 8 {[ 2. 05 ( 1 0. 08 5 ) ] 1 } 42 .2 7860 1. 1 1iN KW?? ? ?? ? ? ? ? ?? ?? ? ? ?? ? ?? ?? ?? ? ? ? ?? 總的指示功率為 121 1 4 . 6 2 8 4 2 . 2 7 8 5 7 . 0i ij i ijN N N N K W?? ? ? ? ? ?? 取機(jī)械效率 ?? ，所以軸功率為 57 6 7 .0 60 .8 5izmN KW? ? ? ?? 取電機(jī)功率余度為 10％則電機(jī)功率取 75KW 7