3m3minV型空气压缩机结构设计

四川理工学院毕业设计（论文）3m3/min V 型空气压缩机结构设计学 生：学 号：09011010221专 业：过程装备与控制工程班 级：2009.2指导教师：周敏四川理工学院机械工程学院二 O 一三年六月四 川 理 工 学 院毕业设计（论文）任务书设计（论文）题目： 3m 3/min V 型空气压缩机结构设计 院： 机械工程学院专业：过程装备与控制工程 班级: 2009 级 2 班 学号：09011010221学生： 指导教师： 周敏 接受任务时间 2013 年 3 月 1 日 系主任 （签名） 院长 （签名）1毕业设计（论文）的主要内容及基本要求排气量(m 3/min) 3 排气压力 MPa(绝) 0.7排气温度 150 吸气温度 25吸气压力 MPa (绝) 0.1 工作介质 空气相对湿度 0 活塞行程 mm 自定2指定查阅的主要参考文献及说明机械设计手册 ，机械工业出版社 1GB/T13279-91一般用固定式往复压缩机技术条件 2机械制图 ，清华大学出版社 3材料与零部件,化工设计手册编写组，上海人民出版社 4期刊主要有：化工设计通讯 、 化工机械 、 流体机械3进度安排设计（论文）各阶段名称 起 止 日 期1 资料收集，阅读文献，完成开题报告 3 月 1 日至 3 月 20 日2 完成所有结构设计和设计计算工作 3 月 21 日至 4 月 21 日3 完成所有图纸绘制 4 月 22 日至 5 月 22 日4 完成设计说明书 5 月 23 日至 6 月 1 日5 完成图纸和说明书的修改，答辩的准备和毕业答辩 6 月 2 日至 6 月 10 日四川理工学院毕业设计（论文）I摘 要往复式压缩机是工业上使用量大、面广的一种通用机械。V 型压缩机是往复活塞式压缩机的一种，属于容积式压缩机，是利用活塞在气缸中运动对气体进行挤压来提高气体压力。热力计算、动力计算是压缩机结构设计计算中最基本，最重要的一项工作，根据任务书提供的介质、气量、压力、温度等参数要求，经过热力计算得到压缩机的相关参数，如级数、列数、气缸尺寸、轴功率等；经过动力计算得到活塞式压缩机的受力情况。活塞式压缩机热力计算、动力计算的结果将为各零部件设计以及基础设施提供原始数据，其计算结果的精确程度体现了压缩机的设计水平。为了使 V 型压缩机具有更好的机械性能，提高机械效率，减小能耗，延长使用寿命。通过压缩机动力的计算，机组、构件尺寸的不断修改，对以往压缩机出现的常见故障进行技术改进，比如：排气量不足。最终设计出一款满足用户要求，体积小、工作效率高、使用寿命长的 V 型空气压缩机。关键词：空气压缩机；热力计算；动力计算；曲轴；连杆四川理工学院毕业设计（论文）IIABSTRACTReciprocating compressor is a kind of general machinery which is widely used in industry on a large scale. V-shaped compressor is a type of reciprocating compressor, belonging to positive-displacement compressor, which utilizes the piston by moving up and down in the cylinders to improve the gas pressure. Thermodynamic calculation and dynamic calculation are the most fundamental and significant work in the calculation of the structure design of compressor. Based on the parameter requirement provided by assignment book, such as media, gas, pressure, temperature and so on, after a thermodynamic calculation, we can obtain the associated parameters of the compressor, for instance, series, the number of columns, the size of cylinders, shaft power, etc; through dynamic calculation, we are able to acquire the status of bearing force. The piston compressors result of and dynamic calculation will provide original data for each parts design and infrastructure. Whats more, the precise extent of the result will reflect the design level. In order to make the v-shaped compressor have a better mechanical properties, improve mechanical efficiency, reduce the energy consumption, and extend the useful life, by calculating the dynamic of compressor ,constantly modifying the units and member sizes ,and performing the technological improvements in the common faults of the previous compressor, such as insufficient displacement, finally ,we design a new type of v-shaped compressor which can meet users requirements and has the features of small size, high efficiency and long serving life.Keywords: air compressor; thermodynamic calculation; dynamic calculation; bent axle; connecting rod目 录摘 要 .IABSTRACT.II第 1 章 绪论 .11.1 本次设计概貌 .11.1.1 名词解释 .11.1.2 研究现状与生产需求情况 .11.1.3 压缩机的发展前景 .21.1.4 压缩机设计的目的与意义 .31.2 压缩机的应用 .41.2.1 化工生产中的应用 .41.2.2 动力工程上的应用 .41.2.3 气体输送 .41.2.4 制冷、分离气体 .41.3 压缩机的分类 .51.3.1 容积式压缩机 .51.3.2 速度式压缩机 .51.4 压缩机的适用范围和选用 .61.4.1 压缩机的适用范围 .61.4.2 压缩机的选用 .71.5 活塞式压缩机的工作原理 .81.6 活塞式压缩机的特点 .81.7 活塞式压缩机的种类及其型号编制 .91.7.1 活塞式压缩机的种类 .91.7.2 活塞式压缩机型号编制 .10第 2 章 总体设计 .122.1 总体设计基本原则及任务 .122.1.1 总体设计基本原则 .122.1.2 总体设计任务 .122.2 设计的题目和主要内容及基本要求 .132.3 结构方案的选择 .132.3.1 气缸排列的型式及其选择 .132.3.2 运动机构的结构和选择 .142.3.3 列数和级数的选择 .152.3.4 各级压力比的分配 .172.4 压缩机主要结构参数的选择 .172.4.1 行程、转速的选取 .172.4.2 活塞平均速度的确定 .182.4.3 气缸直径的初步确定 .18第 3 章 热力计算 .203.1 确定气缸直径 .203.1.1 初步确定各级名义压力 .203.1.2 计算各级排气温度 .203.3.3 确定各级的吸、排气系数 .213.1.4 确定各级气缸行程容积 .243.1.5 确定各级气缸直径 .243.2 圆整后各级名义压力，实际压力及温度 .273.3 计算活塞力 .293.4 计算轴功率 .30第 4 章 动力计算 .334.1 曲柄连杆机构的运动分析 .334.1.1 活塞的位移 .344.1.2 活塞的速度 .344.1.3 活塞的加速度 .344.2 曲柄连杆机构运动惯性力分析 .344.3 综合活塞力的绘制 .364.3.1 往复惯性力 .364.3.2 设计示功图 .374.3.3 往复摩擦力图 .394.3.4 综合活塞力图的绘制 .404.4 绘制切向力图 .414.4.1 绘制各列的切向力图 .414.4.2 绘制总切向力图 .434.4.3 确定所需飞轮矩 .444.5 惯性力及惯性力矩的平衡 .44第 5 章 传动计算与电机选择 .475.1 传动计算 .475.2 电动机选择 .475.2.1 电动机功率的选择 .475.2.2 电动机型号的选择 .48第 6 章 零部件设计 .526.1 曲轴 .526.1.1 曲轴基本结构 .526.1.2 曲轴结构设计 .526.1.3 曲轴基本技术要求 .556.2 连杆 .556.2.1 连杆的基本结构型式及选材 .566.2.2 连杆结构设计及基本原则 .566.2.3 基本技术要求 .596.3 储气罐 .606.3.1 型式 .606.3.2 型号 .616.3.3 基本参数 .616.3.4 设计参数和尺寸 .61第 7 章 计量控制、技术安全与运转维护 .637.1 计量控制 .637.1.1 活塞式压缩机排气量的调节 .637.1.2 冷却水的消耗量 .647.1.3 润滑油的耗油量 .647.2 技术安全 .657.2.1 活塞式压缩机的润滑 .657.2.2 活塞式压缩机的冷却 .667.3 运转维护 .687.3.1 活塞压缩机运行中的注意事项 .687.3.2 活塞压缩机的维护