毕业设计（论文）-配备7.5kW电机的空气压缩机系列设计.doc

本 科 毕 业 设 计 第 2 页 共 2 页目 录绪论11 设计参数及要求21.1 设计题目21.2 设计参数22 热力学计算 32.1 总体结构设计32.2 热力学反算法综述73 主要零部件设计273.1 活塞环的设计273.2 刮油环的设计293.3 活塞销的设计293.3.1 活塞销的材料293.3.2 活塞销的主要结构尺寸的确定293.4 活塞的设计323.4.1 活塞的结构形式323.4.2 活塞的材料323.4.3 活塞的结构尺寸333.5 曲轴的设计343.5.1 曲轴的结构343.5.2 曲轴结构尺寸的确定353.5.3 主轴颈直径353.5.4 轴颈长度353.5.5 曲柄厚度353.5.6 曲柄宽度363.5.7 曲柄销回转半径363.6 连杆的设计363.6.1 连杆的材料363.6.2 连杆的结构形式363.6.3 连杆结构尺寸的确定363.7 气缸的设计403.7.1 基本结构形式403.7.2 气缸主要尺寸的确定414 动力计算454.1 列的往复惯性力计算454.1.1 活塞组件质量mp454.1.2 计算连杆质量454.1.3 列的往复运动总质量454.1.4 计算列的往复惯性力464.2 计算各列摩擦力474.2.1 往复摩擦力474.2.2 旋转摩擦力484.3 气体力计算494.3.1 盖侧气体力的计算494.3.2 轴侧气体力计算564.4 综合活塞力564.5 总切向力的叠加与总切向力图的绘制614.5.1 方案一总切向力叠加614.5.2 方案二总切向力叠加644.6 计算飞轮矩67结束语68致谢69参考文献70 本 科 毕 业 设 计 第 71 页 共 70 页绪论压缩机的驱动机与压缩机主机是一个有机结合体 ，一个完善的设计 ，不但要确保压缩机主机的性能优越，亦应追求压缩机主机与电动机的最佳匹配。按照传统的压缩机的设计方法，首先根据压缩机的型号和设计参数（如排气压力、排气量、进气温度等）进行热力计算 ，从而确定压缩机的主要结构参数（转速、行程、各级气缸直径等），并确定所需驱动功率，选定电机型号及其额定功率和满载转速，为传动设计提供依据。这里，用户要求的设计参数可能并非最佳组合参数，有可能所需的功率消耗与驱动功率不匹配的问题。根据市场调研，经过对目前我国生产的多种型号微型和小型空气压缩机性能参数实测结果进行统计分析，发现不少压缩机产品存在电动机额定功率储备偏大的所谓“大马拉小车” 现象，造成驱动机利用率降低，生产成本提高，运行费用增加，同时也不符合节能环保的流行趋势。据此，本设计采用按电动机额定功率来确定压缩机主要结构参数的计算方法，即所谓的热力学反算法。反算法的主要思路是从驱动电机的额定功率入手，根据目前压缩机行业通行的排气压力系列，合理控制驱动机功率储备系数，逐个逆推出配套的压缩机主要结构参数，如气缸直径和排气量，以达到供需协调的根本目的。反算获得的主要结构参数，可以用以评价实际产品匹配合理珵度，亦可为相关产品的系列化开发提供必要的参考。1 设计参数及要求1.1 设计题目配备7.5kW电机的空气压缩机系列设计1.2 设计参数压缩介质：空气 匹配电机功率：7.5kW吸气压力：0.1MPa 排气压力系列：0.4MPa、0.7MPa、1.0MPa、1.25MPa、1.4MPa（表压）一级吸气温度：20 二级吸气温度：3540各级排气温度：200 结构布置型式：V型、W型和S型,其中排气压力为0.4MPa、0.7MPa和1.0MPa设计为一级压缩和两级压缩，其余设计为两级压缩，V型结构设计为双V型。作用方式：单作用气阀型式：采用舌簧阀冷却方式：风冷式润滑方式：飞溅润滑。 2 热力学计算2.1 总体结构设计按设计任务要求，本系列化设计结构型式有W型、V型和S型，均属于角度式压缩机。角度式压缩机的优点是当列间夹角和各列质量满足一定条件时，各列的一阶往复惯性力的合力为固定值，且方向总在曲柄方向，可用装在曲柄相反方向上的平衡重达到大部分或完全平施，惯性力平衡性能较好，因此机器可取较高的转数；气缸彼此错开一定角度，有利于充分利用布置空间，有利于充分利用风扇的冷风，有利于气阀的安装。中间冷却器和级间管道可以直接装在机器上，结构紧凑。角度式压缩机可以将若干列的连杆并列装在同一曲拐上，曲轴结构简单，轴向长度较短，主机尺寸紧凑，也利于采用滚动轴承1。W型、V型和S型结构，由于气缸处在垂直于曲轴中心线的平面内，迎风面较大，利于用设在机器端部的风扇冷却，冷风利用率高。W型结构见图2-1。常见的列间夹角有600、750、900等。目前市场比较流行的夹角为600。根据W型压缩机惯性力平衡性能分析，两列一阶往复惯性力的合力为一个常数且始终位于曲拐方向，可通过在相反方向加平衡重的方式予以平衡，惯性力平衡性最佳。故对W型结构本设计取相邻列的气缸中心线夹角为600。当采用900角时，处于水平面的两列缸的润滑油难以回流，耗油量较大。W型两级压缩常见形式有二级置中式（对称布置）和二级置于一侧（偏置）的结构。二级置中式结构曲轴正、反转时飞轮矩相同，但由于一级分置于两侧时进出中冷器主管道布置不紧凑，市场采用不多，故本设计选用二级置于一侧结构型式。V型结构见图2-2，为了降低各级气缸直径，设计成双V型结构。常见的列间夹角有600、750、900。目前市场比较流行的夹角为900。根据惯性力平衡性能分析，当两列往复运动质量相等且列间夹角为900时，两列一阶往复惯性力的合力为一个常数且始终位于曲拐方向，可通过在相反方向加平衡重的方式予以平衡，惯性力平衡性最佳。故对V型结构本设计取相邻列的气缸中心线夹角为900。S型结构见图2-3。S型气缸排列类似于两个V型气缸错开一定角度排列，常见列间夹角有450、550、600。目前市场比较流行的夹角为450。根据惯性力平衡性能分析，当两列往复运动质量相等且列间夹角为450时，两列一阶往复惯性力的合力为一个常数且始终位于曲拐方向，可通过在相反方向加平衡重的方式予以平衡，惯性力平衡性最佳。故对S型结构本设计取相邻列的气缸中心线夹角为450 2。根据总压缩比的大小，参照现有产品实际，确定压缩分级方式。其中排气压力为0.4MPa设计为一级压缩，排气压力为0.7MPa、1.0MPa采用单级压缩和两级压缩两种方式，排气压力为1.25MPa和1.4MPa采用两级压缩方式。(a) W型二级置于一侧结构(b) W型二级置中式结构（c） W型一级压缩图2-1 W型压缩机结构示意图（a） V型一级压缩(b) V型两级压缩图2-2 V型压缩机结构示意图(a) S型两级压缩(b) S型一级压缩图2-3 S型压缩机结构示意图2. 2 热力学反算法综述压缩机的驱动机与压缩机主机是一个有机结合体 ，一个完善的设计 ，不但要确保压缩机主机的性能优越，亦应追求压缩机主机与电动机的最佳匹配。按照传统的压缩机的设计方法，首先根据压缩机的型号和设计参数（如排气压力、排气量、进气温度等）进行热力计算 ，从而确定压缩机的主要结构参数（转速、行程、各级气缸直径等），并确定所需驱动功率，选定电机型号及其额定功率和满载转速，为传动设计提供依据。这里，用户要求的设计参数可能并非最佳组合参数，有可能所需的功率消耗与驱动功率不匹配的问题。根据市场调研，经过对目前我国生产的多种型号微型和小型空气压缩机性能参数实测结果进行统计分析，发现不少压缩机产品存在电动机额定功率储备偏大的所谓“大马拉小车” 现象，造成驱动机利用率降低，生产成本提高，运行费用增加，同时也不符合节能环保的流行趋势3。据此，本设计采用按电动机额定功率来确定压缩机主要结构参数的计算方法，即所谓的热力学反算法。反算法的主要思路是从驱动电机的额定功率入手，根据目前压缩机行业通行的排气压力系列，合理控制驱动机功率储备系数，逐个逆推出配套的压缩机主要结构参数，如气缸直径和排气量，以达到供需协调的根本目的。反算获得的主要结构参数，可以用以评价实际产品匹配合理珵度，亦可为相关产品的系列化开发提供必要的参考。 反算法计算基本步骤如下：1 初始参数的确定1） 电动机型号 电动机型号选择的主要内容有4: 电动机的种类型式、额定电压、额定转速和额定功率等。 电动机种类的选择 首先要考虑电动机性能应能满足生产机械的要求(过载能力、起动能力、运转状态等)。在这个前提下, 再优先选用结构简单、运行可靠、价格便宜、维修方便的电动机。 额定电压的选择电动机电压等级需要与供电电压一致, 一般为三相 380V 和两相220V。选择电压等级时必须考虑负载特性, 因为它直接影响电动机与压缩机主机的匹配。 额定转速的选择额定功率相同的电动机, 额定转速越高, 则电动机体积、质量和造价越低, 其选择应根据传动方式选取。额定功率的选择 电动机额定功率Nn,按GB/T13928-92选取5。2） 压缩机额定排气压力pz（MPa） 压缩机额定排气压力pz 为设计给定值, 按GB/T13928-92选取。3） 名义进气状态参数 名义进气压力p1，1, 取值为0.1 MPa；名义进气温度 T1，1, 取值为 20 ; 名义进气相对湿度，取值为60%。4） 空气的绝对指数k 绝热指数k = 1. 4。2 预选参数的确定1）电动机负载率= 0.901.00（相当于电机功率储备系数为011%）。2）传动效率c = 0.961.00。3）机械效率m = 0.820.90。4）曲轴转速n 的选取可参考文献6。5）活塞行程s 的选取可参考文献6。6）级的平均压力比。7）级的相对余隙容积。8）级的膨胀过程指数mj。9）级的容积系数。10）级的压力系数。11）级的温度系数Tj。12）级的泄漏系数1j。13）级的进气系数。14）级的排气系数。3 定义参数1） 电动机额定功率有效利用系数E 定义式: 从定义式可知, 电动机额定功率有效利用系数E 的大小将直接影响指示功率的大小, 将会影响压缩机结构尺寸的确定。E选取过小将会造成电动机过载损坏, 选取过大, 将会造成设备利用率下降, 同时生产成本提高, 无功功率增大。因此, 该参数对空气压缩机机组的设计、研究和使用是一个十分重要的参数。 。 （1）2） 级的进气容积比能定义式: ， （2）式中：Nij为第 j 级的指示功率 （3） 式中：第j级的行程容积； 第j级进气相对压力损失； 第j级排气相对压力损失。将已知参数代入公式（2）得 级的进气容积比能是与名义进气压力和名义压力比有关的参数, 它的大小受压缩机结构参数的制约。4 确定各级气缸行程容积、气缸直径和排气量1) 确定各级气缸行程容积气缸行程容积按下式计算： ， （4）式中：压缩机的排气量，； 压缩机的排气系数，。单组分气体状态方程7： , （5）式中：，分别为级的名义吸、排气压力； R气体常数； T温度，K。由式（5）可得 （6）把式（6）代入式（4）中得 电动机指示功率Ni （7） 把式（3）代入式（7）得 (8)把已知参数代入式（8）可求出。2) 确定气缸直径和排气量（1） 单级压缩机由公式（2）得 （9）对于单作用活塞： （10）式中：I为气缸同名数。计算所得气缸直径，均应圆整为气缸系列的标准直径。排气量 （11）（2） 两级压缩机对于单作用活塞 （12）排气量 （13）反算原理和设计过程均以排气压力为1.0MPa的W型两级压缩机设计为例进行推演和计算。2.2.1 初始参数确定1）电机型号和主要参数的选择 根据设计要求，选取Y系列封闭式三相异步电动机，型号为Y132M-4，额定电压为380V，额定转速为1440r/min，额定功率为7.5kW。 2）压缩机额定排气压力Pz(MPa)根据设计要求,压缩机额定排气压力系列Pz为0.4MPa、0.7 MPa、1.0 MPa、1.25 MPa和1.4 MPa。3）名义进气状态参数名义进气压力P1,1，取值为0.1MPa（大气压）；名义进气温度一级为20，二级为35。4）空气绝热指数k5绝热指数k=1.4。2.2.2 预选参数的确定1) 电动机负载率 =0.901.00（相当于电机功率储备系数为011%）,取=0.95(相当于电机功率储备系数为5.26%)。2) 传动效率 皮带传动c=0.961.00 ,取c=0.98。3）机械效率 小型不带十字头压缩机m=0.820.90,考虑到风扇耗功影响，取m=0.85。4) 曲轴转速n取。5) 活塞行程s取0.07m。6) 级的平均压力比 （2-1）式中:i任意级的压力比； t总压力比； z级数。总压力比各级压力比。表2-1 各级名义进、排气压力及压力比级数名义进气压力p1(105Pa)名义排气压力p2(105Pa)名义压力比1.003.3173.3173.31711.003.3177）级的相对余隙容积根据不同的气阀结构，选用各级的相对余隙容积值。采用环状气阀时，一般值在下列范围内选取：低压级，中压级，高压级。采用舌簧阀的微小型压缩机，。影响的主要因素为：（1）在相同的活塞线速度和排气量情况下，高转速短行程的相对余隙容积，要比低转速长行程的相对余隙容积大得多。（2）气阀在气缸上的布置方式不同，相对余隙容积也不同。气阀布置在气缸端面上的相对余隙容积较小，气阀径向布置或倾向布置在气缸的相对余隙容积较大。（3）各类型气阀，在安装直径相同时，具有不同的余隙容积。环状阀比舌簧阀的相对余隙容积大。（4）一般直径大的气缸具有较小的余隙容积。（5）多级压缩机中，高压级的相对余隙容积要比低压级的相对余隙容积大。根据本设计的技术要求，选用舌簧阀结构，由上述经验选取各级相对余隙容积：0） 各级膨胀过程指数m按下表计算5。表2-2 不同压力下的值进气压力105Pa任意值时k=1.40时1.51.21.541.254101.310301.35301.409) 容积系数容积系数是由于气缸存在余隙容积，使气缸工作容积的部分容积被膨胀气体占据，而对气缸容积利用率产生的影响2。 (2-2)式中： 容积系数； 相对余隙容积； 压力比。由此，各级计算如下：10）确定压力系数由于进气阻力和阀腔中的压力脉动，使吸气终了时气缸内的压力低于名义进气压力，从而产生对气缸利用率的影响。影响压力系数的主要因素一个是吸气阀处于关闭状态时的弹簧力，另一个是进气管道中的压力波动。在多级压缩机中，级数愈高，压缩系数应愈大。对于进气压力等于或接近大气压力的第一级，进气阻力影响相对较大，可在范围内选取，第二级进气阻力相对于第一级要小的多，可在范围内选取。故在本设计当中，选取： 11）确定温度系数温度系数的大小取决于进气过程中加给气体的热量，其值与气体冷却条件及该级的压力比有关，一般。如果气缸冷却良好、或进气压力损失小、或高速压缩机，可取较高值；而压力比高，即气缸内的各处平均温度高，传热温差大，造成实际气缸容积利用率低，取较低值。影响的因素包括：（1）压力比大者，取小值。（2）冷却效果好时，取大值，水冷却比风冷却的大。（3）高转速比低转速的压缩机，大。（4）气阀阻力小时，取大值。（5）大、中型压缩机取大值，微、小型压缩机取小值。考虑到本设计为有油润滑结构，有了润滑油可帮助带走部分热量的环节，冷却条件相对较好，故选取： 12）确定泄漏系数泄漏系数表示气阀、活塞环、填料以及管道、附属设备等因密封不严而产生的气体泄漏对气缸容积利用率的影响。其值与气缸的排列方式、气缸与活塞杆的直径、曲轴转速、气体压力的高低以及气体的性质有关。对于一般有油润滑压缩机，5。影响的因素包括：（1）大直径气缸，取大些，小直径气缸取小些。（2）有油润滑压缩机，取大些，无油润滑时，取小些。（3）高转速压缩机，取大些，低转速压缩机取小些。（4）压力高，级数多，取小些相反可取大些。考虑到一级泄漏系数取值还受二级泄漏的影响，或者说二级泄漏，一级必须补充。由于本设计为有油润滑压缩机，结合以上因素，故选取： 0.900.9213）确定各级排气系数按下式计算： (2-3) 表2-3 各级排气系数级数0.940.9360.9550.9670.960.920.900.920.7590.7492.2.3 定义参数电动机额定功率有效利用系数E 1） 级的进气容积比能 （2-4）级的进气容积比能是与名义进气压力和名义压力比有关的参数, 它的大小受压缩机结构参数的制约。2.2.4 确定各级气缸行程容积、气缸直径和排气量1) 确定气缸行程容积 （2-5）名义吸、排气压力及相对压力损失见表2-4。表2-4 名义吸、排气压力及相对压力损失级数名义进气压力P1(105Pa)名义排气压力P2(105Pa)名义压力比进气相对压力损失s排气相对压力损失d1.03.3173.3175%9%3.317113.3173.5%7%把已知参数代入式（2-5）得 （2-6）电动机指示功率Ni （2-7）把已知参数代入式（2-7）可得 解得 由式（2-6）可得 2） 确定气缸直径单级压缩机气缸行程容积 （2-8）对于单作用活塞： （2-9）式中：I为气缸同名数。计算所得气缸直径，均应圆整为气缸系列的标准直径。排气量 （2-10）两级压缩机对于单作用活塞 （2-11）把已知参数代入式（2-11）中 m m排气量 圆整后取，。2.2.5 修正各级名义压力和温度在各级气缸直径计算出后，要按国家标准进行圆整。圆整后，各级的压力和温度会发生变化，需要进行修正。1）确定圆整后各级的实际行程容积对于单作用气缸： m3/min （2-12）对于双作用气缸： m3/min （2-13）本设计选用的是单作用气缸，故：m3/minm3/min2） 计算各级压力修正系数及 (2-14) (2-15)式中：、 同级吸、排气的修正系数。因此，得：3）修正后各级名义压力及压力比 （2-16） （2-17）式中：、 圆整前的i级名义吸、排气压力； 、 圆整后的i级名义吸、排气压力；表2-5 修正后各级名义压力及压力比级 次计算行程容积，m31.3930.447实际行程容积，m31.330.445修正系数kk+110.9590.959名义进气压力1.01.03.323.18名义排气压力3.323.1811.0修正后的名义压力比3.183.4594）修正后各级排气温度表2-6 修正后各级排气温度级数进气温度（K）压力比压缩过程指数m排气温度（K）2933.181.351.349395.23083.4591.351.379424.72.2.6 计算活塞力1）计算气缸内进、排气过程的平均压力表2-7 气缸内进、排气过程的平均压力级数修正后名义压力（105Pa）相对压力损失（%）1-s1+d气缸内实际压力实际压力比sd1.03.1859.20.951.0920.953.4733.6563.1811.03.57.20.9651.0723.06811.793.843注：s ，d由文献7中查得。2）计算各列活塞力列的活塞力是各列气缸中作用在活塞工作面积上的气体压力的代数和： （2-18）最大活塞力(气体力)发生在内、外止点处，规定：使连杆受拉为正，使连杆受拉为负。轴侧： （2-19）盖侧： （2-20）式中：， 分别为同列缸各级的实际吸、排气压力，Pa； ， 分别为同列缸内各级对应级的轴侧、盖侧活塞工作面积，m2。轴侧活塞工作面积： m2 （2-21）盖侧活塞工作面积 ： m2 （2-22）则：m2m2表2-8 各列活塞力级次内止点活塞力P(105N)轴侧(+)盖侧(-)10.0094990.0094990.950.0094990.0090240.00047510.006360.006363.0680.006360.01951-0.01315级次外止点活塞力P(105N)轴侧(+)盖侧(-)10.0094990.0094993.4730.0094990.03299-0.0234910.006360.0063611.790.006360.07498-0.06862以上最大活塞力为6862N2.2.7 计算轴功率，校核所选电机1）计算各级指示功率及总指示功率压缩机在单位时间内消耗于实际循环中的功称为指示功率。对于理想气体，各级的指示功率按下式计算：W （2-23）对于实际气体，各级的指示功率按下式计算： （2-24）式中：， 分别为级的名义吸、排气压力，Pa； ， 分别为吸、排气状态下的压缩性系数。本设计用式（2-23）计算：压缩机总的指示功率为：2）压缩机轴功率指示功率是压缩机活塞作用于气体的功率，属内功率。驱动机传给压缩机主轴的功率为轴功率，它除了提供内部功率以外还要克服摩擦副之间的机械摩擦功率，故轴功率为： （2-25） 3）所需电机功率对于中、小型压缩机，若用皮带、齿轮等传动时，还要考虑传动损失，则驱动机的效率为： （2-26）式中： 传动效率。一般皮带传动；齿轮传动。一般驱动功率还应留有（515）%的功率储备，故驱动机的功率应为： (2-27)本设计选用皮带传动，按8%的欲度计算。故：经校核可知，所选用电动机Y系列Y132M-4，功率为7.5 kW，满载转速为1440r/min，符合设计要求。其他型式压缩机热力学计算参照上述步骤进行计算。计算结果见表2-9、表2-10和表2-11。表2-9 W型压缩机热力学系列化计算结果进气P1（MPa）排气P2（MPa）型式级数转速（r/min）行程(m)缸径D1（m）缸径D2(m)排气量(m3/min)功率(W)0.10.4W110100.0640.1101.5851.3340.10.4W110200.0630.1101.51474150.10.4W110300.0620.1101.46473690.10.4W110400.0610.1101.41873200.10.4W110500.060.1101.38972690.10.7W18600.080.0951.14874980.10.7W18700.0790.0951.13574900.10.7W1 8800.0780.0951.12274810.10.7W29300.0780.1100.0951.13874980.10.7W29600.0750.1100.0951.09574420.10.7W29900.0720.1100.0951.05173680.11.0W19300.0730.0900.87374850.11.0W19600.070.0900.84574090.11.0W19800.0680.0900.82873470.11.0W27900.0860.1050.0851.13073570.11.0W28600.0700.1100.0901.00971600.11.0W28800.0770.1050.0851.01173380.11.25W29000.0710.1050.0800.92474560.11.25W29100.0700.1050.0800.91174320.11.25W29200.0690.1050.0800.89874070.11.25W29300.0680.1050.0800.88573790.11.25W29400.0670.1050.0800.87273490.11.25W29500.0660.1050.0800.85973160.11.4W29200.0730.1000.0750.85873820.11.4W29300.0720.1000.0750.84673600.11.4W29400.0710.1000.0750.83473350.11.4W29500.0700.1000.0750.8227309.0.11.4W29600.0690.1000.0750.81272800.11.4W29700.0680.1000.0750.7997250表2-10 V型压缩机热力学系列化计算结果进气P1（MPa）排气P2（MPa）型式级数转速（r/min）行程(m)缸径D1(m)缸径D2(m)排气量(m3/min)功率(W)0.10.4V18200.0880.091.64374320.10.4V18300.0870.091.62374370.10.4V18400.0860.091.60474400.10.4V18500.0850.091.58574410.10.4V18600.0840.091.56674400.10.4V18700.0830.091.54874370.10.7V18700.0830.081.13574410.10.7V19000.080.081.09774190.10.7V19500.0750.081.03973420.10.7V28200.0950.1050.0651.26373440.10.7V28700.090.1050.0651.19773810.10.7V29200.0850.1050.0651.13073720.11.0V18100.090.0751.00274420.11.0V18600.0850.0750.94474620.11.0V18900.0820.0750.91274500.11.0V28500.080.1050.061.05173630.11.0V28800.0770.1050.061.01273370.11.0V29000.0750.1050.060.98673090.11.25V28100.0790.1050.0551.02874580.11.25V28200.0780.1050.0551.01574540.11.25V28300.0770.1050.0551.00274490.11.25V28400.0760.1050.0550.98974400.11.25V28500.0750.1050.0550.97674300.11.25V28600.0740.1050.0550.96374170.11.4V28600.0720.1050.0550.93374980.11.4V28700.0710.1050.0550.9274800.11.4V28800.070.1050.0550.90774590.11.4V28900.0690.1050.0550.89474360.11.4V29000.0680.1050.0550.88174110.11.4V29100.0670.1050.0550.8687383表2-11 S型压缩机热力学系列化计算结果进气P1（MPa）排气P2（MPa）型式级数转速（r/min）行程(m)缸径D1(m)缸径D2(m)排气量(m3/min)功率(W)0.10.4S18500.0850.091.58574410.10.4S18600.0840.091.56674400.10.4S18700.0830.091.54874370.10.4S18800.0820.091.53174320.10.4S18900.0810.091.51474250.10.4S19000.080.091.49774150.10.7S18500.0850.081.16274450.10.7S18800.0820.081.12274360.10.7S19000.080.081.09774190.10.7S27900.0950.0850.0951.31262571350.10.7S28500.090.0850.0951.243547311.0.10.7S28600.0790.090.11.22374672740.11.0S18300.0880.0750.97874560.11.0S18600.0850.0750.94474620.11.0S19100.080.0750.89274320.11.0S28800.0770.0850.0850.99572170.11.0S28900.0760.0850.0850.98272050.11.0S29000.0750.0850.0850.96971900.11.25S28000.080.0850.081.02473450.11.25S28100.0790.0850.081.01173430.11.25S28200.0780.0850.080.99873400.11.25S28300.0770.0850.080.98573340.11.25S28400.0760.0850.080.97273260.11.25S28500.0750.0850.080.96073160.11.4S28100.0850.080.0750.95972760.11.4S28600.070.0850.080.89171840.11.4S29000.060.090.080.85672000.11.4S27900.090.080.0711.01574903 主要零部件设计31 活塞环的设计在活塞式压缩机中，活塞环是关键的零件之一，它设计质量的好坏直接影响到压缩机的排气量、功率、密封性及可靠性，从而影响到压缩机的使用成本。活塞环的材料及结构尺寸的选择对其寿命起至关重要的作用。3.1.1 活塞环的材料活塞环的主要材料是灰铸铁、合金铸铁和球墨铸铁，其材料的成分和性能：1 灰铸铁：其化学成分按活塞环尺寸大小、铸造方面变化。含C：3.53.75% Si：灰铸铁：其化学成分按活塞环尺寸大小、铸造方面变化。含C：3.5%3.75% Si：2.2%2.75% Mn：0.6%0.8% P：0.3%0.8% S：小于0.10%8。含少量铬、钼或钒等合金元素，其性能、抗弯强度30kgf/cm2以上，硬度HRB94HRB107,弹性系数8000 kgf/mm211000kgf/mm2，弹力衰减率（3002小时）在10%以下。2 合金铸铁：为了改造铸铁的基本组织，在铁水中另加铬、钛、钨、钒、铜等元素即为合金铸铁。其硬度比灰铸铁高、耐热性好、弹力衰退小等优点。3 球磨铸铁：是将超共晶组织铁水，经镁、铈或钙处理而制成，主要优点是抗弯强度高达80kgf/mm220kgf/mm2，比普通铸铁高一倍以上。弹性系数高达15000kgf/mm217000 kgf/mm2，受冲击不易破坏。活塞环材料之所以以铸铁为主，主要是因铸铁中含有石墨是优良的固体润滑剂，当活塞环处于临界摩擦和干摩擦的状态下，铸铁材料就显示出其优越的自身润滑性能。因此，本设计活塞环材料选用灰铸铁。3.1.2 活塞环的结