80系列微型风冷活塞式压缩机设计（V80）【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 I 无锡 太湖学院 毕业设计（论文） 题目： 80 系列 V 型风冷活塞式 缩机机设计（ 信机 系 机 械 工 程 及 自 动 化 专业 学 号： 学生姓名： 指导教师： 2013 年 5 月 25 日买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 锡 太湖学院本科毕业设计（论文） 诚 信 承 诺 书 本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文） 80 系列微型风冷活塞式压缩机设计（ 是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果，其内容除了在毕业设计（论文）中特别加以标 注引用，表示致谢的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人、集体已发表或撰写的成果作品。 班 级： 学 号： 作者姓名： 2013 年 5 月 25 日 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 锡 太湖学院 信 机 系 机械工程及自动化 专业 毕 业 设 计论 文 任 务 书 一、题目及专题： 1、 题目 80 系列微型风冷活塞压缩机设计 （ 2、专题 二、课题来源及选题依据 改革开放后，压缩机行业得到了快速发展， 现已形成了人才培养、科学研究、产品开发设计和制造较为完善的体系。除少数超高压和特殊气体压缩机外，现有产品品种和数量基本能 满足国民经济各部门的需要。压缩机产品在石油化 工、冶金、矿山、 电力、纺织、轻工、医药、电子、建筑、机械制造、交通运输及国防 军工等各经济部门中得到了广泛应用。 三、本设计（论文或其他）应达到的要求： 熟悉 压缩机的 发展历程，特别是 往复式空气压缩机技术； 完成 80V 风冷压缩机的热力计算和动力计算 ； 熟练掌握 压缩机的零件结构和设计原理 ； 掌握 压缩机的 原理、性质以及它 的工作流程 ； 能够熟练 对 压缩机的具体组装零件，能使用 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 、接受任务学生 ： 班 姓名 五、开始及完成日期： 自 2012 年 11 月 12 日 至 2013 年 5 月 25 日 六、设计（论文）指导（或顾问）： 指导教师 签名 签名 签名 教 研 室 主 任 学科组组长研究所所长 签名 系主任 签名 2012 年 11 月 12 日 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 V 摘 要 活塞式压缩机是一种容积式压缩机，是一种将空气压缩从而提高气体压力或输送气体的机器。有着十分广泛的用途，在国民经济中占有非常大的作用，特别在石油、化工等工业中已成为不可缺少的设备。压缩机的状态需要通过性能测试后的参数来进行衡量，所以性能的选择测试在压缩机的设计研发过程中有举足轻重的地位。此次设计主要根据任务书提供的压缩机参数进行热力计算、动力计算和零件图配置。 热力 计算 、动力计算是压缩机设计计算中基本，又是最重要的一项工作，根据 任务书 提供 的 参数要求，经过计算得到压缩机的相关参数，如 容积效率、气缸直径、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部件图形以及基础设计提供原始数据，其计算结果的精确程度 体现了压缩机的设计水平 。 关键字 ： 活塞压缩机；热力计算；动力计算；主要零件设计 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 is a is a of to or is a of a in in of to so of a in of to is is of to of as of is of of of 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 录 摘 要 . V . 录 . . 1 课题的研究内容和意义 . 1 内外的发展 . 1 课题应达到的要求 . 1 . 2 要参数及设计原则 . 2 构方案的选择 . 2 . 4 算压力分配比 . 4 算容积系数 . 4 定压力系数 . 4 定温度系数 . 5 定泄漏系数 . 5 算气缸工作容积 . 5 定缸径，行程及行程容积 . 5 算压力或调整余隙容积 . 5 算最大活塞力 . 6 算排气温度 . 7 算功率 . 7 算等温效率 . 7 用电动机 . 7 . 8 算意义 . 8 考数值 . 8 动计算 . 8 体力计算 . 10 复惯性力计算 . 12 向力计算 . 15 轮矩计算 . 17 . 20 轴 . 20 轴 . 20 轴设计基本原则 ： . 20 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 曲轴基本尺寸确定 . 20 轴材料 . 21 轴强度 . 22 杆 . 23 杆的定位 . 23 杆的尺寸 . 24 塞 . 27 . 29 论 . 29 望 . 29 致谢 . 30 参考文献 . 31 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 课题的研究内容 和 意义 本设计机为往复活塞式压缩机，依靠在气缸往复运动中的活塞压缩气体体积而提高其压力。压缩机工作时，在活塞从外止点到内止点运动的过程中，气缸容积 (工作 )处于相对真空状态，缸外一级进气缓冲罐中的气体即通过吸气阀吸入缸内，当活塞行至外止点时，气缸内充满了低压待压缩气体。当活塞由外止点向内止点运动时，吸气阀自动关闭气缸内的气体压力山于气体被逐渐压缩而不断提高，当气体压力大于排气阀外气体压力和气阀弹簧力时，排气阀打开，排出压缩气体，活塞运动到外止点时，排气终了，准备重新吸气 。至此，完成了一个膨胀、吸气、压缩、排气、再吸气的工作循环。周而复始，活塞不断地往复运动，吸入气缸的气体又不断地被吸入排出，从而不断的获得脉动的压缩气体。 内外的发展 随着近几年经济的飞跃发展，行业集中度有所提高，供货进一步向大企业集中，气体压缩机产业向布局逐步合理的新局面发展。通过经济战略性重组的推进，不少劣质企业退出，优秀企业已找准定位，突出主业，不断做大做强，达到强强联合，承担起国家重大技术装备项目。在相关政策方面，为应对全球性金融危机对我国经济的影响，早在 09 年年初，国家已经制定了一系列的刺 激经济方案，重点调整振兴包括石化、冶金等气体压缩机的下游产业在内的十大产业。这些措施对气体压缩机产业的发展起到了积极的影响，这也是 2009 年下半年压缩机行业经济逐渐利好的主要原因。在开拓国际市场方面，压缩机行业应积极而谨慎地探索自己的国际化道路。目前，压缩机行业国际化步伐缓慢，尤其是在 2009 年一整年中，压缩机出口形势都不容乐观，这主要表现在国内压缩机行业技术发展水平与国外同类企业存在一定差距，尤其是目前还没有形成真正意义上的具有国际竞争力的大型国际企业集团。未来三年，我国石油、化工、冶金、船舶、环保、清洁 能源等行业将进一步发展，压缩机市场需求前景依然看好。如大推力往复式压缩机、工艺螺杆压缩机、大排量无油压缩机、高压大排量压缩机、机车配套压缩机、低噪声船用压缩机等。 课题应 达到的要求 本课题主要研究压缩机工作中产生的热力计算和动力计算，根据得到的参数得出压缩机的具体尺寸，并通过 出具体组装图纸和零件图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 要参数及设计原则 取一级气缸数 直径 =2 80定排气压力 1机转速 820r/塞行程 60压力比为 7，公称容积量 / 活塞式压缩机应符合的基本原则 1. 满足用户提出的排气量，排气压力及有关使用条件的要求。 2. 有足够长的使用寿命，足够高的使用可靠性。 3. 有较高的运转经济性。 4. 有良好的动力平衡性。 5. 维修修剪方便。 6. 尽可能采用新结构，新技术。 7. 制造工艺性良好。 8. 机器尺寸小，重量轻。 构方案的选择 选择压缩机时，应根据压缩机的用途，运转条件，排气量， 排气压力，驱动方式，占地面积等进行选择。 （ 1）立式压缩机 优点：主机直立，占地面积小，活塞重量不支撑在气缸上，因此没有产生摩擦等损耗 缺点：大型时高度大，需要设置操作平台，操作不方便，管道布置困难，多级间设备占地面积大。所以，立式压缩机只适合中小型及微型，使机器高度均处于人体高度以便于操作。 （ 2）卧式压缩机 优点：卧式压缩机都制成气缸于机身两侧，使级与级间的设备甚至可以配置在压缩机上面，特别是缓冲容积可紧靠气缸，故中大型宜用卧式。 缺点：占地面积 大，活塞重量支撑在气缸上。 （ 3）角度式压缩机 优点：结构精密，每个拐角上装有两个以上的连杆，使曲轴结构简长度较短，并可采用滚动轴承。 缺点：大型时高度大。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 单级压缩机视气量大小选 V 型， W 型及扇形均可。本设计采用单级 V 型角度式压缩机。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 算压力分配比 压缩机压力比也称总压力比，是指末级排气接管处压力（名义排气压力）与第一级进气管处压力（名义进气压力）之比，即名义压 力比，用 表示 7 1 8 (3算容积系数 表 2对余隙 取值范围 一般情况 低级压 级压 级压 殊情况 单作低级气阀轴向布置在汽缸盖上 速短行程空气压缩机第 2 级 型压缩机高压级 高压压缩机 据表格得 (3表 2等熵指数确定膨胀过程指数 进气压力 /（ 510 任意 k 值 k=0 1030 30 m=1+0.5(m=1+m=1+m=1+m=k 进气压力 m=1+1+ (3容积系数 11 1 . 1 5 51 ( 1 ) 1 0 . 0 4 ( 1 ) 0 . 7 9 88 (3定压力系数 取 (3买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 定温度系数 取 (3定泄漏系数 泄漏分外泄漏和内泄漏，外泄漏指直接泄漏至压缩机系统之外的气体，内泄漏指气体仅泄漏出工作腔。 取相对泄漏值 气阀 活塞 对泄漏总量 v=漏系数 (3算气缸工作容积 转速 n=820r/积效率 = (3取容积流量 Q=作容积 (3定缸径，行程及行程容积 已知转速 n=820r/程 s=60缸直径 (3 圆整后 D=80整后实际行程容积 (3算压力或调整余隙容积 汽缸直径圆整后，如其他参数不变，则压力比分配便改变，若忽略压力比改变后对1 0 1l v v p l 30 . 0 0 0 5 9 12 242 2 0 . 0 0 0 5 9 1 0 . 0 7 9 23 . 1 4 1 5 9 0 . 0 6V 22 30 . 0 8 0 . 0 62 0 . 0 0 0 6 0 342 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 容积系数的影响，则压力比的改变可认为与活塞有效面积改变成比例。 表 2整前后的有效面积如 层次 气缸直径 D（ m） 活塞有效面积 A= 2 2 2= d （ ）前 后 前 后 I 于一级气缸圆整变小使一级排气压力要成正比例降低，降低率 1 0 9 8= = 0 0 (3也可以用调整相对余隙的办法，维持压力比不变，即第一级缸直径缩小了，相对余隙容积也相应缩小，使吸进的气量不变，由此可得 1= 0 . 7 9 8 0 . 9 8 = 0 . 7 9 2 (3故新的相对余隙容积 11m 1 . 1 5 5 0 . 7 9 2= = = 0 . 0 3 5 78 (3算最大活塞力 取进，排气相对压力损失 s =d =缸实际进、排气压力 5 5 2s = 1 0 . 0 7 5 1 0 = 0 . 9 2 5 1 0 / （ ） (35 5 2d = 1 0 . 1 1 5 8 1 0 = 8 . 9 2 1 0 / m （ ） (3实际压力比 9 2 5= = = 9 . 6 48 . 9 2(3盖侧活塞面积 2c = 4=m (3向盖行程活塞力 cg s z d c= - = 4 0 9 0 A P A (3买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 算排气温度 取压缩指数 n = 进气温度 T=291 排气温度 0 . 2 5 . 2 5 T = 2 9 1 9 . 6 4 = 4 5 7 3 8 = 1 8 4 . 8T ， (3算功率 111 1 p 6 0 n 1 ， (3压缩机进气压缩性系数 排气压缩性系数 1 . 2 5 15 1 . 2 50 . 7 9 8 0 . 9 2 5 1 0 0 . 0 0 0 5 9 1 1 . 2 5 9 . 6 4 1 p 60 (3= (3取机械效率 m=功率 1 . 7 0 6 1 . 8 9 60 . 9k w (3算等温效率 等温指示功率 5 0 0 . 7 9 8 0 . 0 0 0 9 5 1 l n 8 1 . 3 460s s v (3等温指示效率 1 . 3 4 7 8 . 5 %1 . 7 0 6i s (3等温效率 1 . 3 4 70%1 . 8 9 7 (3用电动机 功率 电机二级转速 2890r/功率储备 5 e (3文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 算意义 动力计算的任务是计算压缩机中的作用力，确定压缩机所需的飞轮距，解决惯性力和惯性力矩的平衡问题 考数值 平衡曲轴 80 活塞 385g（铝制） 连杆中心距 120255g 连杆小头（往复） 67g，大头（旋转） 88g 活塞销 62度 113塞环 75 重量 35g（一副） 连杆顶心离大头 动计算 连杆长度为 l，曲柄半径为 r，规定曲柄转角 的起始位置为外止点位置， 即外止点时 =0 ， 为连杆摆角。 任意转角 时活塞位移为 X x=l+r-(+)， (4由几何关系知 22c o s 1 s i n 221 ( 1 c o s ) ( 1 1 s i n ) (430 (422s i n 2( s i n )21 s i (432232222 2c o s 2 1 s i n 2 c o s 41 s i n ( 1 s i n ) (4经简化得 ( 1 c o s ) ( 1 c o s 2 ) 4 (4( s i n s i n 2 )2 (4买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 2 ( c o s c o s 2 ) (4302sr m m (48 3 330n (40) 取径长比 140 . 0 3 8 3 . 7 3 3 2 . 5 1 2r 220 . 0 3 8 3 . 7 3 3 2 1 0 . 3 4 /r m s 带入 得下表 表 3塞位移图 曲柄转角 活塞位移 ()x 活塞速度 ( / )v m s 活塞加速度 2( / )a m s 0 0 0 5 0 5 0 5 0 05 20 35 50 65 80 60 0 95 10 25 40 55 70 85 00 15 30 45 60 0 0 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 体力计算 进气过程： 5 20 . 9 2 5 1 0 /p N m (4排气压力： 5 28 . 9 2 1 0 /p N m (4膨胀体积： 00() ， m= (430 0 . 0 3 5 9 2 . 0 1 4 2 1 0s s m 压缩过程： 00() (4气体力： ji j gp p A， (42 3 25 . 0 2 7 1 04 m 表 4塞运动力表 曲柄转角 活塞位移 膨胀过程 进气过程 压缩过程 排气过程 气体力 x 00()md sp 00()s 0 5 0 5 0 5 0 05 2