2KW全封闭式活塞制冷压缩机设计

1毕业设计说明书学生姓名：学 院：专业年级：题 目：指导教师：评阅教师： 2014年05月25日中南林业科技大学本科毕业设计 2制冷剂从低压提升为高压，并使制冷剂不断循环流动，从而使系统不断将内部热量排放到高于系统温度的环境中。制冷压缩机主要用在空调，电冰箱，制冰机等设备。本次设计的压缩机用于空调中，将压缩。主要包括三部分，一部分是热力计算，包括压缩比，排气温度、功率和效率的确定;另一部分是动力计算与分析，包括缸径和行程的选择，曲柄连杆机构的受力情况的分析计算，并求出活塞力和连杆力；第三部分主要零部件的结构设计以及强度校核。整个设计过程与设计内容是按设计标准要求进行的，符合工程需求。关键词：压缩机；全封闭；热力分析；结构设计；中南林业科技大学本科毕业设计 222)is a of a of to in we be in it is of of of of of on 南林业科技大学本科毕业设计 2第1章 绪 论.活塞式制冷压缩机介绍.本制冷压缩机的工作原理.技术参数.压缩机的热力计算.定义书签。缩机的排气温度.定义书签。.定义书签。.定义书签。.定义书签。.定义书签。.确定压缩机缸径. 曲柄连杆机构运动学.曲柄连杆机构中的作用力.解与传递.活塞的设计.活塞销的设计.料.验算活塞销座比压力.连杆的设计.计要求和材料选用.度计算.定义书签。.连杆螺栓的设计及校核.本章小结.曲轴的结构型式和材料的选择.曲轴的主要尺寸的确定和结构设计.本章小结.机体材料的选择.气缸的设计.机体的设计.组的设计.阀板的设计.缸盖的设计.进气阀和排气阀.垫片的设计.本章小结.机壳的结构.压缩机防振装置.压缩机润滑和供油机构.定义书签。致 谢.定义书签。参考文献. 塞式是问世最早的一种机型，因而它得到广泛的发展和深入的研究。目前活塞式压缩机仍被广泛应用于各个领域，其产量仍居各种压缩机之首。活塞式压缩机是制冷系统的心脏，它从吸气管吸入低温低压的制冷剂气体，通过电机运转带动活塞对其进行压缩后，向排气管排出高温高压的制冷剂气体，通过压缩冷凝膨胀蒸发的循环过程。活塞式制冷压缩机型式和种类较多，可根据不同的方法分类。根据其密封情况可分为全封闭、半封闭、开启式三种型式。根据压缩机的制冷量壳分为大、中、小型。根据气缸布置分为卧式、直立式和角度式三种类型。按压缩机的运动机构分类，活塞式制冷压缩机可分为滑管式、连杆式和斜盘式。缸与进排气消声器，支承曲轴主轴颈的主轴承铸为一体。曲轴的上部另设一个辅助轴承，称为上轴承。曲轴了由于采用双支承，受力情况较单支承要好得多。活塞通过活塞销、连杆与曲轴相连接。电动机设置在壳内的下部。电动机的定子用螺栓与气缸体紧固在一起，转子与曲轴连成一体。整个机器用三根弹簧悬吊在壳体内，因此具有良好的减振性。当接通电源后，电机转子旋转，同时带动曲轴连杆大头转动，而连杆小头与活塞在气缸内作往复运动。当活塞从阀板向曲轴方向移动时，制冷剂蒸气从进气管通过消声器，缸盖中的吸气腔，阀板，吸气阀片进入气缸。当活塞从曲轴侧向阀板方向运动时，进气阀片关闭，气缸中制冷剂蒸气被压缩，达到某一压力后，排气阀片打开，高压蒸气通过排气阀片排出气缸，通过排气消声器和排气管排出压缩机进入冷凝器。压缩机的壳体是由下壳和上盖组成。用焊接的方法将二者焊接成一休。壳休上右进气管和排气管，可分别与蒸发器和冷凝器连接。壳体上还焊有接线往，电源通过接线柱供给压缩机动力。为了使压缩机正常启动和安全运转，接线柱上装有启动继电器和过热保护器。当压缩机负载过大或温度过高时，则电源自动切断，压缩机停止工作。压缩机壳体内装有一定量的润滑油。曲轴的下部钻有偏心的吸油孔，末端装有吸油中南林业科技大学本科毕业设计 2油管浸入油面以下。曲轴上加工有油孔和油槽。当曲轴旋转时，润滑油在离心力的作用下通过吸油管沿曲轴的偏心油孔和油槽上升。这样就依次润滑了主轴颈、曲柄销、连杆大头、连杆小头、活塞和气缸。此外还有一部分润滑油向上喷洒到上盖的内壁上，然后作伞状下落，顺壳体内壁下流，将压缩机内的热盘通过壳体向空气中散发，从而降低压缩机的温度。由于本次设计的小型全封闭压缩机应用在空调器上，对它的噪音要求很严。此外，还要求它耗电低，可靠性高和寿命长。中南林业科技大学本科毕业设计 2准工况：吸气温度352）制冷工质： 源与电机类型：单相异步电动机，220(10)V ，50冷量：2效比: 22的的1=1=2=2=3=3=4=4=发温度下工质压力2=69. 4kj/q0/ 错误！未找到引用源。）1/m=1取排气终了的相对压力损失为错误！未找到引用源。= ） 找到引用源。= =t=b=(=气温度，T为蒸发温度。t=错误！未找到引用源。= 5273 = 论制冷量0/03w/（5003J/02m=00气缸直径D=30误！未找到引用源。2S/4S=（4（4（2）=8=50=00/0-2 ）指示功率压力比=s=以按绝热过程计算指示功率0vpin误！未找到引用源。（1+0）南林业科技大学本科毕业设计 2000006 误！未找到引用源。1+i=擦功率取平均摩擦压力052Sn0000i+i/效率z=mi=效率取电动机的效率z=功率e=形尺寸单位：mmmm000r/形尺寸295165200（长宽高）出了电动机的所需功率，理论排气量，为后边的求气缸直径，行程以及进一步的动力计算和零件的结构设计提供了基础。中南林业科技大学本科毕业设计 20/4 2式中 理论容积排气量； 8000r/的D=缸中心线通过曲轴中心O，为曲柄销中心，曲柄按等角速度旋转时，曲柄塞杆大头等速的旋转运动，而连杆小头与活塞相连，做往复运动。活塞做往复运动时，其速度和加速度是变化的。它的速度和加速度的数值以及变化规律对曲柄连杆机构以及发动机整体工作有很大影响，因此，研究曲柄连杆机构运动规律的主要任务就是研究活塞的运动规律。柄连杆机构运动简图中南林业科技大学本科毕业设计 2为： 30602 式中：n曲轴转数， r ；已知额定转数n=2940 r ，则 ；塞位移假设在某一时刻，曲柄转角为，并按顺时针方向旋转当 = 0 时，活塞销中心位置称为外止点。当 =180 时，位置称为内止点。x= )22 塞的速度将活塞位移公式对时间可求得活塞速度v)2 0 或 180 时，活塞速度为零，活塞在这两点改变运动方向。当 90 时，此时活塞得速度等于曲柄销中心的圆周速度。塞的加速度将活塞速度对时间求得活塞加速度 )2 塞位移(活塞速度m/s 活塞加速度m/s*s 曲柄转角 活塞位移(活塞速度m/s 活塞加速度m/s*90 00 10 20 30 40 50 60 70 80 90 00 10 20 30 40 50 60 塞的位移、柄销加速度 2内气体力、运动质量的惯性力、摩擦阻力。缸内其体力( 中南林业科技大学本科毕业设计 200 )( dd 进气过程 2压缩过程 200 )( ss 排气过程 1曲柄转角 膨胀过程p(吸气过程p(压缩过程p(排气过程p(气体力p*a(N)0 构的惯性力惯性力是由于运动不均匀而产生的，为了确定机构的惯性力，必须先知道其加速度和质量的分布。加速度从运动学中已经知道，现在需要知道质量分布。实际机构质量分布很复杂，必须加以简化。为此进行质量换算。1、机构运动件的质量换算质量换算的原则是保持系统的动力学等效性。质量换算的目的是计算零件的运动质量，以便进一步计算它们在运动中所产生的惯性力。（1）连杆质量的换算连杆是做复杂平面运动的零件。为了方便计算，将整个连杆（包括有关附属零件）的质量 两个换算质量 1m 来代换，并假设是 1中南林业科技大学本科毕业设计 22m 是集中作用在连杆大头中心处，并只沿着圆周做旋转运动的质量，杆质量的换算简图简化到小头的质量）)）往复直线运动部分的质量 括活塞上的零件）是沿气缸中心做往复直线运动的。它们的质量可以看作是集中在活塞销中心上，并以 示。其中 量 换算到连杆小头中心的质量1为往复运动质量 即 1 =3）不平衡回转质量 南林业科技大学本科毕业设计 拐的不平衡质量及其代换质量曲拐在绕轴线旋转时，曲柄销和一部分曲柄臂的质量将产生不平衡离心惯性力，称为曲拐的不平衡质量。为了便于计算，所有这些质量都按离心力相等的条件，换算到回转半径为 示,量 换算到大头中心的连杆质量 2m 之和称为不平衡回转质量 即2 =复直线运动部分的质量 平衡回转质量 、曲柄连杆机构的惯性力把曲柄连杆机构运动件的质量简化为二质量 ，这些质量的惯性力可以从运动条件求出，归结为两个力。往复质量 往复惯性力 旋转质量 旋转惯性力 （1）往复惯性力 22 式中： 往复运动质量， 连杆比；r曲柄半径，m； 曲柄旋转角速度， ； 曲轴转角。沿气缸中心线方向作用的，公式前的负号表示 表 复惯性力曲柄转角（） 惯性力（N） 曲柄转角（） 惯性力（N） 曲柄转角（） 惯性力（N）0 30 50 40 60 ）旋转惯性力 2 用在活塞上摩擦力 )11( =用在活塞上的总作用力由前述可知，在活塞销中心处，同时作用着气体作用力 活塞摩擦力 往复惯性力 由于作用力的方向都沿着中心线，故只需代数相加，即可求得合力 塞力曲柄转角） 惯性力（N） 摩擦力（N） 气体力(N) 活塞力（N）0 50 70 60 80 70 90 80 00 90 10 00 20 10 30 20 40 30 50 40 60 塞上的总作用力 先，将解成两个分力：沿连杆轴线作用的力 把活塞压向气缸壁的侧向力 用在机构上的力其中沿连杆的作用力 22 22 2 2 连杆受压时为正号，使连杆受拉时为负号。中南林业科技大学本科毕业设计 他力大小曲柄转角 连杆力 切向力 法向力 曲柄转角 连杆力 切向力 法向力0 90 0