天然气压缩机毕业设计说明书

1、 安徽理工大学毕业设计论文 本科毕业设计说明书VW-1/18-3.5型天然气压缩机设计 （热力与动力计算） VW-1/18-3.5 NATURA GAS COMPRESSOR DESIGN (CALCULATION OF HEAT AND POWER) 学院（部）：机 械 工 程 学 院 专业班级：过程装备与控制工程 学生姓名 指导教师： 2011年 5 月 17 日29毕业设计任务书专业、班级 姓名 日期 2009年3月10号 1 设计题目：ZW-2.4/4-10型天然气压缩机设计 2 （专 题）：热力与动力计算 3 设计原始资料：见参考文献资料 4 设计文件：说 明 书： 1份 图 纸：

2、装配图1张、零件图1张 5. 设计任务下达日期：2011年3月17号 6. 设计完成日期：2011年5月17号 7. 设计各章节答疑人： 8. 指导教师 ：李坤 9. 系（室）负责人 ： VW-1/18-3.5天然气压缩机设计 （热力与动力计算） 摘要 压缩机是用来提高气体压力和输送气体的机械，是一种能量转换工作机。压缩机应用范围很广，有时也称为通用机械。自20世纪70年代石油化工大发展之后，形成了与之配套的专用压缩机，如大化肥专用压缩机、乙烯工业用“三机”等。化工专用压缩机还包括传统的化工用压缩机。如氯气压缩机、特殊稀有气体压缩机等，随着工业的发展和进步这些压缩机通常对材料、密封、工艺，特别

3、是真实气体的适应性有特殊的要求。气体压缩机石化生产装置中常用的气体压缩机有离心式气体压缩机和往复式气体压缩机。多年来，我国压缩机制造业在引进国外技术，消化吸收和自主开发基础上，攻克不少难关，取得重大突破。例如，催化裂化装置用的主风机和富气压缩机、加氢装置用的循环氢压缩机，乙烯三大压缩机，化肥四大压缩机组等已大量在石化生产中应用1。其中天然气压缩机研究也有了突破性进展。天然气压缩机是气体活塞式压缩机的一种广泛应用于多个领域，如自用或公共充气站、天然气输送站、塑性成型、天然气加气站、特种气体压缩机、天然气、吹扫、机器制造商、石油压缩机,对经济促进作用相当明显。我国已将发展天然气工业、提高天然气在能

4、源构成中的比例作为21世纪能源发展战略的重点之一。但目前我国四种主要用途的天然气压缩机的制造技术水平普遍不高，与国外同类产品相比存在较大差距。压缩机生产厂家普遍存在加工技术装备落后、压缩机零部件的加工精度较低等不足，导致直到目前我国这些压缩机仍然依赖进口。研究天然气压缩机制造业应该在开发设计、产品整体质量、强化标准规范的贯彻和服务、增加品种等方面加把劲，才能满足我国加快发展天然气工业的需求。关键词：压缩机，天然气，无油润滑，零部件设计，热力计算，动力计算 VW-1/18-3.5 NATURA GAS COMPRESSOR DESIGN (CALCULATION OF HEAT AND POWE

5、R)ABSTRACT Compressor is used to increase the gas pressure and gas transportation machinery, energy conversion is a work machine. A wide range of compressor applications, sometimes referred to as general-purpose machinery. Since the 20th century, 70's, after the great development of petrochemica

6、l industry, forming a complete set of dedicated compressor, such as the dedicated compressor fertilizer, ethylene industrial use "three-plane" and so on. Chemical-specific compressor also includes traditional chemical compressor. Such as chlorine gas compressors, gas compressors, such as r

7、are and special, with the industrial development and progress of these compressors are usually of materials, seal, process, in particular, the adaptability of the real gas with special requirements. Petrochemical production plant gas compressor of the gas used in gas compressors are centrifugal comp

8、ressors and reciprocating gas compressors. Over the years, our compressor manufacturing industry in the introduction of foreign technology, digestion and absorption and self-development, based on a number of difficulties to overcome, and achieved a major breakthrough. For example, the catalytic crac

9、king unit with the main fan and a gas compressor, the cycle of hydrogenation devices hydrogen compressor, three ethylene compressor, compressor fertilizer four have a large number of applications in the petrochemical production. Natural gas compressor in which there has been a breakthrough in resear

10、ch. Natural gas compressor is a piston compressor is widely used in many fields, such as for personal use or public inflatable stations, gas stations, plastic molding, gas stations, specialty gas compressors, natural gas, purge, machinery manufacturers, compressor oil, the economy is fairly obvious

11、role in promoting China has been the development of the natural gas industry to improve the natural gas in energy mix in the proportion of energy development in the 21st century as one of the focuses of the strategy. However, China's four major uses of natural gas compressor manufacturing techno

12、logy level is generally not high compared with foreign similar products there is a big gap. Compressor manufacturer behind the prevalence of processing technology and equipment, compressor components, such as the lack of low accuracy, resulting in up to these compressors in China still rely on impor

13、ts. Study on natural gas compressor manufacturing industry should be in the development of design, overall quality of products, and strengthen the implementation of standards and services, increase the variety and so work harder in order to speed up the development of our country to meet the needs o

14、f the natural gas industryKey words： Compressor， Natura Gas， Oil-free lubrication，Parts Design，Thermodynamic calculation，Dynamic calculation 目录 摘要（中文） 摘要（英文） 1绪论1 1.1天然气压缩机1 1.2原理结构分析1 1.3无油润滑3 1.4设计内容52压缩机热力计算62.1结构选型及方案选择62.2设计原始数据62.3排气温度的确定62.4计算排气系数72.5确定析水系数72.6确定汽缸行程容积72.7确定缸径和实际行程容积72.8活塞力的计

15、算82.9轴功率的计算92.10电动机功率 93压缩机的动力计算103.1已知条件和数据103.2作压缩机汽缸示功图103.3作综合活塞力图103.4作切向力图123.5计算飞轮矩13 4零部件的设计 14 4.1曲轴的设计14 4.2连杆的设计15 4.3连杆的计算17 4.4其他零件尺寸确定19 5 结论及压缩机发展前景20 5.1天然气压缩机的现状20 5.2天然气压缩机发展的不足21 5.3天然气压缩机的前景24 5.4小结24参考文献26谢辞271绪论1.1天然气压缩机在一个相当长的时期内，天然气压缩机的可靠性是与其重要性不相称的。特别关键的是气阀，因为它的可靠与否对机器有很大的影响

16、，为此人们对气阀的制造和研究一直非常重视。活塞式压缩机中另一个被关注的问题是滑动密封。滑动密封包括两个方面：其一是密封元件的耐久性-寿命；其二是密封元件因需要油润滑而带来的气体污染问题。对于前者是致力于研究摩擦、磨损和润滑问题；而后者，人们却又因此创造出了许多新型的、气体不被油污染的压缩机3随着工业的发展和进步，人们对压缩机性能的要求也越来越高，需要研究设计人员不断的更新现在的技术，研究出适合当代社会工业发展需要的压缩机，所以对本课题的研究是非常重要和必要的。因为活塞式压缩机易损件多、体积大、噪声大、震动大、不稳定及存在危险性等缺点。在一九三六你瑞典开发的第一台双螺杆式空气压缩机。因工作相对稳

17、定、整机体积小、英格索兰空压机自动化程度高、维护量少且小、噪声也大幅度降低、震动也少到不用基础等一系列优点，于一九八六年开始引入中国并得到广大客户的认可。但是随着螺杆压缩机的广泛应用，随之而来的问题也都暴露出来，主要表现为：压力上不去，适合于八公斤以下；排气量也上不去，最大的机头到现在为止也只有35立方；轴承寿命短，而且需要有专用设备来调整间隙；不稳定性（体现机头会被抱死）力无法平衡，螺杆不能被平衡；英格索兰空压机噪声及震动不太令人满意2。综上可知，天然气压缩机业亟待技术升级换代。研究时需综合运用过程流体机械课程及其它先修课程的理论和生产实际知识进行机械设计训练，使理论和生产实际知识密切地结合

18、起来。学习和掌握通用机械零件、机械传动装置或简单机械的一般设计方法，培养工程设计能力和分析问题、解决问题的能力。研究时学生需要在计算、制图、运用设计资料（包括手册、标准和规范等）以及经验估算、综合考虑技术决策、机械CAD技术以及机械设计方面的基本技能进行一次训练，以提高这些技术能力。1.2原理结构分析 活塞式天然气压缩机工作原理见图1所示：1.排气阀2.气缸3.活塞4.活塞杆5.滑块6.连杆7.曲柄8.吸气阀9.阀门弹簧在气缸内作往复运动的活塞向右移动时，气缸内活塞左腔的压力低于大气压力P0，吸气阀开启，外界空气吸入缸内，这个过程称为压缩过程。当缸内压力高于输出空气管道内压力P0后，排气阀打开

19、。压缩空气送至输气管内，这个过程称为排气过程。活塞的往复运动是由电动机带动的曲柄滑块机构形成的。曲柄的旋转运动转换为滑动活塞的往复运动。 图1.1活塞式压缩机工作原理图      这种结构的压缩机在排气过程结束时总有剩余容积存在。在下一次吸气时，剩余容积内的压缩空气会膨胀，从而减少了吸人的空气量，降低了效率，增加了压缩功。且由于剩余容积的存在，当压缩比增大时，温度急剧升高。故当输出压力较高时，应采取分级压缩。分级压缩可降低排气温度，节省压缩功，提高容积效率，增加压缩气体排气量。  图1为单级活塞式天然气压缩机，常用于需要0.30.7MPa 压力

20、范围的系统。单级活塞式压缩机若压力超过0.6MPa，各项性能指标将急剧下降，故往往采用多级压缩，以提高输出压力。为了提高效率，降低空气温度，需要进行中间冷却。图2(A)为二级压缩的活塞式空压机设备示意图。如图2(B)所示，空气经低压缸后压力由p 1提高至p 2 ，温度由T l升至T 2然后流入中间冷却器，在等压下对冷却水放热，温度降为T l；再经高压缸压缩到所需要的压力p3。并由该图可见，进入低压缸和高压缸的空气温度T l和T 2，位于同一等线123上，两个压缩过程12.23偏离等温线不远。同一压缩比 的单级压缩过程123，比两级压缩偏离等温线123远得多，即温度要高许多。

21、且单级压缩消耗功相当于图中面积 61346，两级压缩消耗功相当于上图中面积61256和52345之和节省的功相当于22332。可见，分级压缩可降低排气温度，节省压缩功，提高效率4。 天然气压缩机有多种结构形式。按气缸的配置方式分有立式、卧式、角度式、对称平衡式和对置式几种。按压缩级数可分为单级式、双级式和多级式三种。按设置方式可分为移动式和固定式两种。按控制方式可分为卸荷式和压力开关式两种。其中，卸荷式控制方式是指当贮气罐内的压力达到调定值时，压缩机不停止运转而通过打开安全阀进行不压缩运转。这种空转状态称为卸荷运转。而压力开关式控制方式是指当贮气罐内的压力达到调定值时，空压机自动停止

22、运转。  活塞式天然气压缩机大优点是结构简单，使用寿命长，并且容易实现大容量和高压输出。缺点是振动大，噪声大，且因为排气为断续进行，输出有脉冲，需要贮气罐。 图1.2 活塞式天然气压缩机设备示意图1.3无油润滑天然气压缩机在冶金、矿山、食品、医药、建材以及航天等国民经济建设和国防建设等部门中应用广泛，特别在石油、化工以及动力等工业中，已成为必不可少的关键设备。长期以来，由于老式有油润滑压缩机的诸多弊端，使原料气带入有害油分，直接影响产品质量，还给设备安全带来威胁。随着工业的发展，常要求气体在压缩时不为润滑油所污染，或根本不允许与润滑油接触，也不允许外界空气逸人气缸。例如，合成氨厂中的

23、氮氢气压缩机，若被压缩的或输送的氮氢混合气夹带油分而进入合成塔，便会使触媒中毒，降低其使用寿命。空气分离部门的氧气压缩机为防爆而不能使用润滑油(氧气遇油容易引起燃烧，发生爆炸)。石油气压缩机中的碳氢化合物会使润滑油稀释，粘度下降，达不到润滑效果。深冷工程用的气体温度很低，如乙烯为104，甲烷为150，此时润滑油早巳冻结，无法有油润滑。食品工业和制药工业的产品不允许被油污染。各类贵重的稀有气体如氦、冠等最怕混有空气，影响纯度。为满足上述工艺和产品的特殊要求，无油润滑压缩机则应运而生，它的形成和发展从一开始就具有强大的生命力。 我国压缩机制造厂家已生产出压缩和输送各种气体、多种规格和型号的无油润滑

24、压缩机，无油润滑压缩机的用户更是遍及全国各地。不少设计、研究人员进行了大量卓有成效的工作，积累了一定的经验。但迄今为止，国内尚无系统详细阐述无油润滑压缩机方面的专著出版。因此推动我国无不油润滑压缩机的研究、设计和制造技术的发展，总结无油润滑压缩机在生产实践中的应用，指导和提高无油润滑压缩机的安全使用与管理水平，对从事无油润滑压缩机的工程技术人员和管理人员会有所帮助和裨益。1、无油润滑压缩机的应用及其意义压缩机是一种将气体压缩从而提高气体压力或输送气体的机器，在国民经济和国防建设的许多部门中应用极广，特别是在石油、化工、动力等工业中已成为必不可少的关键设备，是许多工业部门工艺流程中的心脏设备。其

25、主要应用场合有：(1)化工工艺过程 在化工生产中，为了保证某些合成工艺能在高压下进行，需要通过压缩机把气体预先加压到所要求的压力。例如，高压聚乙烯的聚合反应要求把乙烯气加压到200MPa以上；合成氨的反应要求把合成气加压到32MPa；石油裂解加氢要求把氢气加压到15MPa以上。因此，压缩机工作的好坏将直接影响到生产过程的每一道工序。(2)动力工程 在动力、机械以及国防工业中常采用压缩空气作为驱动装置的动力气源。例如，常见的风动机械要求空气的压力为08MPa；用于控制仪表及自动化装置上的气源压力为06MPa；国防工业中某些武器的发射、潜水艇的浮沉、鱼雷的发射等都采用压缩机。(3)气体输送 在石油

26、、化工生产中，为了输送原料气，常用压缩机增压。例如，从油田输出天然气，从煤气厂输出煤气，都要求事先增压。此外，在化工流程中为了使系统内未反应气体得以再循环，常用循环压缩机增压。 压缩机可压缩和输送的气体介质广泛，如空气、氮气、氢气、氧气、二氧化碳气、石油气、天然气、水煤气、氯氢混合气、焦化气、甲烷、乙炔、乙烯、甲醇合成气、氯乙烯、硫化氢等气体及易燃、易爆和有毒气体、高纯贵重的稀有气体等。 随着工业的发展，常要求气体在压缩时不为润滑油所污染(或根本不允许与润滑油接触)，或不允许外界空气逸人气缸。例如，合成氨厂中合成塔的触媒会因氯氢气含油而使合成效率降低，故最好能用32MPa的无油润滑氮氢气压缩机

27、；空气分离装置中的氧气，因含油会引起燃烧、爆炸，需要使用无油润滑压缩机；石油气中有些烃类因易溶于润滑油中，使润滑油稀释粘度下降，从而破坏润滑，需要无油润滑石油气压缩机；贵重的稀有气体(如氦、员等)生产厂也需要无油润滑压缩机，以保证气体的纯度；深冷工程中的气体温度很低，如乙烯为104，甲烷为150，此时，润滑油早已冻结，更需要无油润滑压缩机；食品工业和制药工业的产品不允许被润滑油污染，也需要无油润滑压缩机。因此，无油润滑压缩机的研究、制造与使用，从一开始就具有强大的生命力。无油润滑压缩机的质量和产量是压缩机行业生产水平的一个重要标志，也是文明生产、提高各种工艺流程产品质量和产量的一个根本保证。

28、2、无油润滑压缩机的特点 无油润滑压缩机是被压缩的气体不带油的压缩机，即压缩机的无油润滑一般是指被压缩的气体所接触的零部件(不包括传动部件)无油。无油润滑压缩机的主要特点为： (1)被压缩气体不带油污，不需脱油处理，不污染环境。 (2)能耗低。仅以节省的润滑油为例，一台无油润滑高压循环机每年可节省润滑油3600kg。 (3)无油润滑压缩机系统取消了注油器、油分离器等设备，大大降低系统的阻力，有利于增加产量，而且还减少了注油器、离器的检修工作量和检修费用。(4)理想的无油润滑压缩机由于密封摩擦件摩擦因数小，因而使用寿命长，减少了非生产检修时间及其费用。因此，比有油润滑压缩机的效益高。1.4设计内

29、容本设计着重对ZW-2.4/4-10型天然气压缩机进行设计，从压缩机的工作机理研究入手，综合运用往复式压缩机设计工作原理，过程流体机械，过程设备制造和故障分析，来对天然气压缩机进行设计，运用制图CAD技术对天然气压缩机的工作原理机型描述。总体设计内容包括：a.热力计算，包括：结构选型及方案选择、设计原始数据、排气温度的确定、计算排气系数、确定析水系数、确定汽缸行程容积、确定缸径和实际行程容积、活塞力的计算以及轴功率的计算。b.动力计算,包括作压缩机汽缸示功图、作综合活塞力图、作切向力图。c.零部件设计，包括曲轴的设计、连杆的设计以及其他相关尺寸的确定。d.作出有关坐标图（汽缸示功图、综合活塞力

30、图、切向力图），压缩机装配图，以及曲轴和连杆的零件图。2压缩机热力计算2.1机构选型及方案选择 根据压力比=18 /4 =4.5，压缩机确定为二级，选定为： V型压缩机，采用水冷形式，单缸双作用。如下图3所示： 图2.1 双缸单作用立式压缩机2.2设计原始数据一级进气温度：二级进气温度： 吸气压力：0.1 Mp 排气压力：1.8 Mp 转 速：1000r/min2.3初步确定各级名义压力根据工况的需要，选择级数为两级，按照等压比分配的原则，但为使第一级有较高的容积系数，第一级的压力比取稍低值，各级名义压力及压力比见表1级次吸气压力MPa0.10.4排气压力MPa0.41.8压力比44.52.3

31、确定各级容积效率（1）、确定各级容积系数=0.11 =0.12 根据公式： ，计算膨胀系数m 已知 k=1.35 带入有 ： 则：（2）、确定压力系数 综合考虑：选取=0.97 （3）、确定温度系数查相关资料选取=0.96 （4）、确定泄露系数 根据所定结构方案，选取=0.92 （5）容积效率的计算 根据公式： 带入上面计算数据有： 2.5确定析水系数第一级无水分析出，故第二级进口温度下的饱和蒸汽压=2383Pa，=3229Pa2.6确定汽缸行程容积根据公式：，带入数据有 2.7确定汽缸直径，行程和实际行程容积（1）、已知转速为 n=1000r/min，行程取s=100mm 则得活塞的平均速度

32、： （2）确定活塞杆直径 取活塞的直径d=30mm,得根据汽缸直径标准，圆整为=195mm，实际行程容积为活塞有效面积为同理可得，根据汽缸直径标准，圆整为=92mm,实际行程容积=0.00126活塞有效面积为=0.0126 考虑到圆整值与计算值之间的差值，这里采用维持压力比不变，调整相对余隙容积的方法，利用下列公式计算容积系数= 计算新得到的容积系数为再通过下式计算新的相对余隙容积计算结果为 2.8计算活塞力计算实际吸排气压力 各级吸排气相对压力损失取值，各级进排气压力和实际压力比见下表级次公称压力/MPaPsPd压力损失实际压力/MPa实际压力比0.10.40.050.080.0950.43

33、24.550.41.80.0350.060.3861.9084.94活塞力的计算首先计算盖侧和轴侧活塞工作面积，见下表级次轴侧/盖侧/止点气体力计算，见下表列次内止点/KN外止点/KN2.9确定各级排气温度因为排气压力不高，所以天然气可以近似看做理想气体，等熵指数k=1.4,由于采用水冷的方式，近似地认为各级压缩指数为=1.35 =1.4取 ，排气温度由式，可得2.10计算轴功率并配选电机 根据公式： 带入相关数据： 取电机功率余度10%，则电动机功率取30kw.3压缩机动力计算3.1已知条件和数据根据第一部分热力计算的结果，得出所用数据如下所示：活塞行程：s = 100mm转 速：n = 1

34、000r/min3.2压缩机的汽缸示功图 A、动力计算基本数据，见下表级次活塞力/N相对余隙容积相对余隙容积折合长度绝热指数盖侧轴侧吸气排气吸气排气（%）Ktantanv45982043444942090912.812.81.40.2500.35141691831737062060613.613.61.40.2500.351 B、确定设计示功图中的力比例尺和长度比例尺 选取: 力比例尺 ：200N/mm 长度比例尺：1 mm/mm3.3作图法绘制综合活塞力图（1）按勃列克斯作近似图法在展开的示功图下方作两个半圆，找出行程S 与曲柄转交的关系，转角每等份取。（2）计算并列出往复惯性力数值表 由热

35、力计算数据可知，最大活塞力为1吨，则根据公式可以分别算得 曲柄销旋转半径为 ： r = 50 mm 曲柄销旋转角速度 ： 连杆径长比选取为 ： 查相关资料得 与 的值， 计算惯性力I =13119.58 =13519.57与和I的值如表3.1所示： 表3.1、和I值01.199915742.2116222.17 00360151.139114944.54 15400.18 0.04072.035345300.966012673.53 13059.93 0.15897.945330450.70719276.87 9559.71 0.342817.14315600.39995246.53 5406

36、.49 0.575028.75300750.08561123.04 1157.28 0.834441.7228590-0.2000-2623.92 -2703.92 1.100055270105-0.4320-5667.67 -5840.47 1.352167.605255120-0.6000-7871.76 -8111.76 1.575078.75240135-0.7071-9276.87 -9559.71 1.751187.855225150-0.7660-10049.61 -10356.01 1.891094.55210165-0.7921-10399.91 -10716.99 1.97

37、2698.63195180-0.7999-10494.37 -10814.33 2.000100180 （单位：N mm）（4）计算往复摩擦力 3.4切向力图（1）用分析法作切向力图，将结果列入下表，综合活塞力可以根据上图得知，然后代入下表，作切向力图，根据一定结构方案，相对位移为。 表3.2 综合活塞力和切向力值综合活塞力1综合活塞力200-199.791744.170.000.00150.30883020.544750.18932.741466.85300.58707281.537783.934274.264569.17450.80818656.878613.716995.626960.7

38、4600.95397578.536954.497229.166633.89751.01865237.044065.285325.024133.57901.00004288.082408.084288.082408.081050.91495734.332709.535246.342478.951200.77818586.245574.246680.954337.321350.60607181.137012.294351.774249.451500.41296408.396215.992646.022566.581650.20876058.095855.011264.321221.941800.0

39、0005963.635757.670.000.00195-0.20872562.092469.01534.71515.28210-0.4129-2909.61-1522.01-1201.38-628.44225-0.6060-6000.87-5317.71-3636.53-3222.53240-0.7781-8177.76-9273.76-6363.12-7215.91255-0.9149-8361.67-7972.47-7650.09-7294.01270-1.0000-7035.92-6261.92-7035.92-6261.92285-1.0168-6158.96-4720.72-626

40、2.43-4800.03300-0.9539-6965.47-4469.51-6644.36-4263.47315-0.8081-6809.13-5186.29-5502.46-4191.04330-0.5870-3412.47-1686.07-2003.12-989.72345-0.3088-1141.46654.18-352.48202.01360-0.0000-343.791476.170.000.00（单位：N mm） （2）比例尺的确定 根据实际选取比例尺：力比例尺：200N/mm 长度比例尺：1mm/mm （3）旋转摩擦力的计算 在总切向力图中，为计入旋转摩擦力将横坐标下移。 （4

41、）根据切向力图，测得总的切向力图曲线与横坐标所包围的面积为45 则其平均切向力 为： 则： 要求误差不超过5%.所求结果在允许范围内。3.5计算飞轮矩查相关资料，选取=1/35，由作出的切向力图可以计算出F=8813.2mm2则带入飞轮矩计算公式有： 4压缩机零部件设计4.1、曲轴的设计 曲轴的材料取45号优质碳素钢，示意图如下图4.1所示： 图4.1 曲轴的示意图1、曲柄销直径的确定： 已知 则 取2、主轴径直径 取 则 3、轴颈长度的确定 轴径长度要与轴径宽度相适应 曲柄销：轴承宽度 则 取 b = 78mm 则轴径程度取80mm4、曲柄厚度的确定 根据公式 ： 取 5、曲柄宽度的确定 根

42、据公式： 曲轴为锻造, 则曲柄宽度为: h =72 mm4.2、连杆的设计连杆的材料取45号优质碳素钢，示意图如下图4.2所示： 图4.2连杆的示意图1、已知参数 活塞力 P = 1 吨 ， 行程 S =100mm 2、连杆主要尺寸的确定如下表4.1所示： 表4.1 连杆主要尺寸 序号名称代号公式参数选择和计算 说明1最大活塞力P已知2曲柄半径R热力计算已知3连杆长度L查表知4曲柄销半径D5大头孔直径6小头衬套内径d7小头衬套宽度b8小头衬套厚度S9小头孔直径10杆体中间直径11杆体中间面积12近小头杆处直径13近大头杆处直径14连杆宽度B15大头截面A-A面积16大头截面A-A厚度17大头截

43、面B-B面积18大头截面B-B的厚度19小头截面c-c面积20小头截面c-c处厚度21连杆螺栓直径22螺栓定位部分直径23螺栓弹性部分直径24两连杆螺栓间距离25螺栓在大头体内长度26螺栓在大头盖内长度27连杆螺栓个数Z 4.3连杆的计算 连杆的有关计算如下表4.2所示： 表4.2 连杆具体计算序号名 称代号参数计算结果说明1小头衬套的比压P2杆体的惯性半径i3柔度L/i4杆体的拉应力5系数C6惯性矩7连杆摆动平面纵外应力8杆体的长度9惯性矩10垂直于连杆摆动的平面纵弯应力11在连杆摆动平面总应力 12垂直于连杆摆动平面宗应力13大头截面A-A的弯曲截面系数14截面A-A弯曲应力15大头盖截面

44、bb的抗弯截面系数16小头截面C-C的抗弯截面系数17小头侧壁中心距离18截面C-C弯曲应力4、其他零部件的基本尺寸确定（1）、曲轴箱和机体的基本尺寸：机座壁厚：S=20mm 中体壁厚： 中体与机身连接法兰厚度取 （2）、连接螺栓的布置 机体间连接螺栓的间距t 及法兰的厚度h： （3）、活塞环环数的确定： 根据公式： 活塞环数取 （4）、十字头基本尺寸的确定： 销空座壁厚的确定： 十字头体壁厚： 表4.3 十字头主要尺寸尺寸代号DLBb主要尺寸130mm100mm60mm30mm (5)、轴承的选取 根据其受力情况和整体结构选取轴承为： 角接触球轴承，型号为7220C 表4.4 轴承基本尺寸

45、代号dDBa尺寸100mm180mm34mm35.8mm5结论及压缩机发展前景5.1压缩机发展现状我国首套天然气三联发电装置已正式投入运行，此举表明我国提高天然气在能源构成中的比例的发展战略已进入实施阶段。但目前我国4种主要用途的天然气压缩机的制造技术水平普遍不高，与国外同类产品相比存在较大差距。压缩机生产厂家普遍存在加工技术装备落后、压缩机零部件的加工精度较低等不足，导致直到目前我国这些压缩机仍然依赖进口。目前，我国天然气压缩机制造业与先进国家相比，仍存在一定的距离，主要表现在以下几个方面：1、用于长输管线增压站的压缩机。在西气东输工程中，天然气长距离输送必须铺设输送管道并建立天然气增压站，

46、通过天然气压缩机的多级增压实现天然气的长距离输送。而目前我国仅有几家企业能够涉足长输管线增压站用压缩机的制造，其技术水平和产品质量与世界先进水平存在较大差距。结果，国产天然气压缩机在西气东输这样的重要工程中几乎没有业绩可谈。2、大化肥装置用压缩机。几十年来，我国共进口了30多套大化肥成套装置，所用压缩机也是随着成套装置进口的。也就是说，多年来我国压缩机制造企业根本没有机会去研制大化肥装置用压缩机。直到去年底，我国首套以煤为原料的大化肥国产化示范装置才在山东华鲁恒升投产成功。该套大化肥装置用空压机、氮压机、氨压机均由沈阳鼓风机（集团）有限公司制造，这标志着我国大化肥装置用压缩机可以实现国产化。但

47、是从"可以"到"完全"，这其中还要经历多少磨砺？3、适用于三联发电装置的压缩机。目前，国际上以天然气为燃料的发电装置所占比率平均高达85%左右，而我国与这一比率相距甚远，导致我国天然气三联发电装置中所用压缩机的制造与应用寥寥无几。据了解，这类压缩机国内企业完全有能力制造，但巨大商机就是无法获得。4、用于汽车加气站的CNG压缩机。在天然气汽车加气站用CNG压缩机制造方面，由于我国天然气汽车的应用还处于初期阶段，因而天然气汽车加气站用压缩机的研究与开发才刚刚引起国内重视。虽然目前我国已有能力制造这类压缩机，但市场上运行的国产天然气加气站压缩机往往都是由其他压缩机改装而成，产品质量良莠不齐。业内专家认为，我国天然气压缩机制造业应该在开发设计、产品整体质量、强化