2V-0.410往复活塞式压缩机设计【含6张CAD图纸】
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2V-0.410往复活塞式压缩机设计【含6张CAD图纸】,含6张CAD图纸,0.410,往复,活塞,压缩机,设计,CAD,图纸
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2V-0.4/10往复活塞式压缩机摘 要往复活塞式压缩机是容积式压缩机的一种，是利用活塞在气缸中对流体进行挤压，使流体压力提高并排出的压缩机械。热动力计算是压缩机设计计算中基本的，又是最重要的一项工作，本文根据提供的成分、气量、压力等参数要求，经过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。经过热动力计算得到活塞式压缩机的受力情况,准确地分析机组受力情况，对气缸部分的气缸、活塞、气阀和活塞环，以及基本部分的机身、中体、曲轴、连杆的设计和校核。飞轮结构设计对于消除机组的振动非常重要，在变工况条件下，需要快速实现核算原设计的飞轮是否满足运行要求。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，也是压缩机研究方面的一个课题。关键词：活塞式压缩机,热力计算, 动力计算,气缸,曲轴2V-0.4/10 RECIPROCATING PISTON COMPRESSORABSTRACTReciprocating piston compressor is a volume compressor, which is to increase pressure to discharge fluid by piston. Thermal and dynamic compressor design is the basic and most important one, according to users with the content, gas, pressure and other parameters, calculated after the compressor related parameters, such as class, number, size cylinder, shaft power, and so on. After driving force calculated piston compressor of the force. It is very important to eliminate the vibration by accurate analysis of the force units. During alterative working conditions, it is need to meet the movement requirement for original design of flywheel rapidly. Thermodynamic and dynamic calculations of Piston compressor provide original data for unit graphics and basic design, the calculated results reflect the grade of the compressor design, and the compressor is a study of the topic. Keywords: piston-type compressors,Thermodynamic calculations, Dynamic calculation, Cylinder, Crankshaft recalculation10目录前言1第1章 绪论2 1.1用途和适用范围2 1.2工作原理2 1.3活塞压缩机特点2第2章 总体设计4 2.1结构方案的选择4 2.2电机的选择4第3章 热力学计算7 3.1给定条件：7 3.2结构形式及主要结构参数7 3.3热力计算7第4章 动力学计算12第5章 气缸部分设计14 5.1 气缸14 5.2活塞14 5.3气阀15 5.4活塞环16第6章 基本部分的设计17 6.1机身、中体17 6.2曲轴17 6.3连杆19 6.4轴承的选取：26第7章 其他部分的设计27 7.1联轴器27 7.2飞轮27结论29谢 辞30参考文献31附录33外文资料翻译36前言现代工业中，压缩气体的机器用得越来越多，压缩机是输送气体介质并提高其压力能的机械装置。活塞压缩机是依靠活塞在气缸内作往复运动而实现工作容积的周期性变化来工作的。压缩机的用途十分广泛，几乎遍及工、农业各个生产领域，如矿山、冶金、石油化工、机械、国防和农田灌溉等。在石油化工生产中，其原料、半成品或产品大多是流体，因此压缩机在其生产中更占有重要的地位。而活塞压缩机由于具有耗能低、适应性强和灵活性大等优点，应用比较普遍。所以活塞压缩机的设计及研究对国民经济的发展具有十分重要的意义。煤矿中广泛使用着各种有压缩空气驱动的机械及工具，如采掘工作面的气动凿岩机、气动装岩机，凿井使用的气动抓岩机、地面使用的空气锤等等。空气压缩设备就是指为这些气动机械提供压缩空气的整套设备。在井下使用以压缩空气为动力的机械，主要因为它安全，在有瓦斯的矿井中，克避免产生电火花引起的爆炸，容易实现冲击机械高速、往复、冲击强的要求，比电力有更大的过负载能力。2V-0.4/10型空气压缩机，使用压力01-015 (绝对压力)，排气量0.4m3min，可用于气功设备及工艺流程，适用于易燃易爆的场合，可以大幅度的提高生产率，工艺流程用于压缩机是为了满足分离、合成、反应、输送等过程的需要。因而适用与各种有关工业中。因为活塞式压缩机己得到如此广泛的应用，故保障具可靠的运转极为重要。气液分离系统是为了减少或清除压缩机中的油、水及其冷凝液。 第1章 绪论1.1用途和适用范围 空气压缩机是气源装置中的主体，它是将原动机（通常是电动机）的机械能转换成气体压力能的装置，是压缩空气的气压发生装置。 空气压缩机的种类很多，按工作原理可分为容积型压缩机和速度型压缩机。容积型压缩机的工作原理是压缩气体的体积，使单位体积内气体分子的密度增加以提高压缩空气的压力；速度型压缩机的工作原理是提高气体分子的运动速度，使气体分子具有的动能转化为气体的压力能，从而提高压缩空气的压力。本机属于双级单作用风冷移动式空气压缩机。主要供给风动工具风动机械自动操作装置所需要的压缩空气，广泛应用于工业，农业，交通运输及医疗事业上的各种作业上。随着工业的发展，活塞式压缩机的使用日趋广泛。主要应用于采矿、冶金、石油、化工、机械、建筑等部门1.2工作原理活塞式空压机的工作原理见图1。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1.3pa，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后，排气阀打开。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曲轴回转形成的。曲轴的旋转运动转换为连杆和活塞的往复运动。 图 1 活塞式空压机工作原理图 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 1.3活塞压缩机特点 优点： 1 、适用压力范围广，不论流量大小，均能达到所需压力； 2 、热效率高，单位耗电量少； 3 、适应性强，即排气范围较广，且不受压力高低影响，能适应较广阔的压力范围和制冷量要求； 4 、可维修性强； 5 、对材料要求低，多用普通钢铁材料，加工较容易，造价也较低廉； 6 、技术上较为成熟，生产使用上积累了丰富的经验； 7 、装置系统比较简单； 缺点： 1 、转速不高，机器大而重； 2 、结构复杂，易损件多，维修量大； 3 、排气不连续，造成气流脉动； 4 、运转时有较大的震动。 活塞式压缩机在各种用途，特别是在中小制冷范围内，成为制冷机中应用最广、生产批量最大的一种机型。 第2章 总体设计2.1结构方案的选择活塞压缩机的结构方案由下列因素组成：1）机器的型式；2）级数和列数；3）各级气缸在列中的排列和各列间曲柄角的排列。选择压缩机的结构方案时候，应根据压缩机的用途，运转条件，排气量和排气压力，制造厂生产的可能性，驱动方式以及占地面积等条件，从选择机器的型式和级数入手，制订出合适的方案。本设计以微型双级往复式空气压缩机为基础设计，主要参数为：机器型号：2V0.4/10排气压力：工作压力10kg/cm,最高排气压力15kg/cm排气量：0.4m/min行程：55mm转速：1430rad/min结构形式：V缸数与缸径 I级 1*90mm II级 1*50mm电机功率：2.9kw结合本设计的需要，本机器的结构选择如下所示主要结构：传动机构 由弹性联轴器、曲轴、连杆等组成。通过传动机构将回转运动变为往复直线运动。压缩机构由气缸、吸、排气阀、活塞等组成。活塞的往复运动气吸入、压缩和排出。润滑机构这里采用飞溅润滑。图2-1 操纵控制机构 包括压力表、安全阀、压力调节器等。主要零部件的结构：曲轴箱 由灰铁铸成,外型为箱式,它起着机座的作用.一、二级气缸,分别装在互成90度的二个汽缸座孔内,其中一侧孔连接一级气缸,另一个孔连接二级气缸,箱体的前后壁上有轴承孔和轴承座孔,曲轴组件即装在孔内。 曲轴箱下部为油池.箱壁上安装杆式油标。 曲轴 曲轴由45号钢锻造而成，只有一个曲拐，在一个曲拐上装两个连杆,曲轴装上带扇页的飞轮，伸臂端用连轴器与电动机相连。 主轴颈和曲拐颈内钻有轴向和径向油孔.曲轴工作时飞溅上油池的油经过曲轴上的油孔以润滑曲拐颈等部位。连杆 由45号钢锻成，杆身为矩形截面，连杆大头为剖分式的，内装挂有轴承合金的薄壁瓦。连杆小头装有衬套。活塞由铝合金铸成,外形为圆筒形,其上个装二个活塞和一个刮油环。装活塞环时要使开口互相错开。 活塞在汽缸内安装时,要检查上死点间隙为1.00.2mm.如果间隙不符.应用调整垫调节之。 气阀 气阀是控制气体进出汽缸的部件,它的好坏直接影响到压缩机的容积流量、功耗及机器运行的可靠性.气阀是压缩机中易损部件之一。 此气阀为组合阀,吸气阀与排气阀公用一个阀座与阀盖.中间用双头螺柱和活塞螺母连接。气阀的内两圈阀片为吸气阀，空气有汽缸盖吸入，气阀的外一圈阀片为排气阀，将压缩空气排出于排气腔内。吸气腔与排气腔的密封，是靠借助于阀座与阀盖已精细研磨的结合面，以及借助于气阀与汽缸盖之间的铝垫来保证。 2.2电机的选择 按照要求，选择鼠笼式异步电机。查机械设计课程设计手册第十二章，定为Y100L2-4型电动机。技术数据：额定功率3kw 满载转速 1420r/min 质量 38kg由于电动机用联轴器直接与曲轴相连，则： N.m N.m第3章 热力学计算3.1给定条件排气量：Q=0.4m3/min 进气压力：P=0.1MPa（A） 排气压力：Pd=10kg/cm3=1MPa工作介质：空气进气温度：200C3.2结构形式及主要结构参数形式：V型二级两缸单作用风冷，电机直接驱动转速：n=1420r/min活塞形行程：S=0.055m活塞平均速度：Vm=2.6m/3.3热力计算1. 计算总压力比:z =10+1/1=112. 选择级数：Z=23. 压力比分配及各级排气温度:表3-1 级次吸气压力（kg/）排气压力（kg/）压力比 I级 1 3.2 3.2 II级 3.2 11 3.44. 由于是空气，查得k=1.4，则各级排气温度：表3-2级次吸气温度压力比 k=排气温度（C）（K）（C）（K）I级202933.21.41.393136409II级303033.41.41.4191574305. 计算容积系数： 取： a1=0.04 a2 =0.042 m1=1.2 m2 =1.248 a 相对余隙容积 m 膨胀过程指数 V1 =1 0.04（1） =0.935 V2 =10.042（1） =0.936.确定压力系数： 取： P1 =0.97 P2 =0.98 7. 确定温度系数： 取： t1 =0.96 t2 =0.9558. 泄漏系数： 取： L1 =0.92 L1 =0.9229. 各级排气系数： =v1p1T1L1 =0.9350.970.960.92 =0.801 同上 =0.80210.确定各级气缸容积： =Q1/=0.41/0.801=0.499/min =Q1/ =0.41/3.2303/2930.99/0.802 =0.159/min11.求气缸直径: D1= =0.09m D2=0.05m12.计算各列最大活塞力： 取进、排气相对压力损失: s1=0.046 d1=0.078 s2=0.03 d2=0.059 气缸内实际进排气压力: 一级: P/s1=1.02(1.0-0.046)105=0.973105N/ P/d1=(1+0.078)1053.2=3.546105N/ 二级:P/s2=(1-0.03)3.2105=3.104105N/m2P/d2=(1+0.059)11105=11.65105N/计算最大活塞力: 一级: F=(1-0.973)105/4 =(1-0.973)1053.14/4 =17N 二级: F=(1-3.104)1050.052/4 =-413N 13.计算指示功率: Nid=1.634P5Vtv(P/d/P/S) -1 公式（3-1） Ps公称吸气压力 Vt气缸行程容积 v容积系数 P/d、P/S 气缸的实际排气压力和吸气压力 K理想气体的绝热指数 取 K=1.4，得 Nid1=1.634Ps1Vt1v1(P/d1/P/S1) -1=1.6341.020.4990.935-1 =1.19kw Nid2=1.6343.20.1590.93 -1 =1.24kw 总的指示功率为: Ni= Nid1+ Nid2 =1.19+1.24 =2.43kw 取机械效率=0.92 N=Ni/=2.43/0.92=2.64kw 所以取3kw的电动机是合适的。洛阳理工学院毕业设计（论文）第4章 动力学计算1. 给定条件: 活 塞 力: F1=17N F/1=-1558N F2=-413N F/2=-2090N 活塞行程: S=55 转 速: n=1420r/min 曲轴旋转角速度: w= =3.14/30 =148.6rad/s 曲轴旋转半径： r=S/2 =55/2 =35 相对余隙容积: a1=0.04 a2=0.042相对余隙容积折合长度: Sc1=a1S=0.0455=2.2 Sc2=a2S =0.04255=2.31绝热指数K: K=1.4 查活塞式压缩机设计编写组表2-10求得每列最大往复运动 质量MP=19kg Imax=Mprw2(1+) =1434kg Imin=-MPrw2(1-) =-0.0275(1-0.2)148.62 =-956kg2、 往复摩擦力： 取机械效率 m=0.92 =0.6Nd（1/-1）60102/2S=0.61.19(1/0.92-1)60102/20.05514 20 =2.42kg =0.6 1.24(1/0.92-1）60102/20.0551420 =2.52kg =0.35Nd（1/-1）60102/S =0.352.64(1/0.92-1) 60102/3.140.0551420 =2.28kg T=10230N/rn =102302.64/3.140.0551420 =32.71kg12 第5章 气缸部分设计5.1 气缸1.汽缸是活塞式压缩机中组成压缩容积的主要部分。其设计的要点为：（1）应具有足够的强度和刚度。工作表面具有良好的耐磨性。（2）要有良好的冷却；在有油润滑的汽缸中，工作表面应有良好的润滑条件。（3）尽可能减小汽缸内的余隙容积和气体阻力。（4）结合部分的连接和密封要可靠。（5）要有良好的制造工艺性和装拆方便。（6）汽缸直径的阀座安装孔等尺寸应符合“三化”要求。综上所述并结合型号要求，由于工作压力较低，故采用HT200铸造并选用风冷汽缸。因为风冷汽缸是靠气缸外壁加散热片来冷却气缸盖的冷却是很重要的，所以通常气缸靠近盖端的散热片较长，以加强这一部分的冷却压缩机用的是单作用风冷气缸.气缸的冷却其目的在于改善工作表面的润滑条件.消除活塞环的烧结现象,以及使气缸壁的温度均匀变化以减小气缸的变形根据经验公式取得汽缸壁厚及各部分尺寸。5.2活塞活塞与汽缸构成压缩容积。活塞必须有良好的密封性，此外还要求：（1） 有足够的强度和刚度。（2） 活塞与活塞销的连接和定位要可靠。（3） 重量轻。（4） 制造工艺性好。根据要求，活塞由铝硅合金铸成，牌号为ZAlSi12.外形为圆筒形,其上各装有二个活塞环和一个刮油环.活塞主要结构尺寸为: H=(0.651.5)D =0.890 =72 mm C=(1.23)h =22.5 =5 mm C1=(0.81.5)h =1.22.5 =3 mm L=0.7H =0.772 =50.4mm 取52.5mm取34 mm5.3气阀现代活塞式压缩机使用的气阀，都是随着汽缸内气体压力的变化而自行开、闭的自动阀。自动阀由阀座、密封元件、弹簧、升程限制器等零件组成。气阀是活塞式压缩机重要部件之一，它工作直接关系到压缩机运转的经济性和可靠性。对气阀的基本要求如下：（1） 使用期限长，不能由于阀片或弹簧的损坏而引起压缩机非计划停车。（2） 气体通过气阀时能量损失小，以减小压缩机动力消耗。对于固定式长期连续运转的压缩机尤为重要。（3） 气阀关闭时具有良好的密封性，减少气体泄露量。（4） 阀片起、闭动作及时和迅速，而且要完全开启，以提高机器效率和延长使用期。（5） 气阀所引起的余隙容积要小，以提高汽缸容积效率。此外，还要求结构简单、制造方便、易于维修、气阀零件的标准化、通用化水平要高。由此，选择组合阀作为本型机器的气阀。5.4活塞环活塞环是密闭汽缸镜面和活塞间的缝隙用的零件。另外，它还起布油和到热的作用。对活塞环的基本要求是密封可靠和耐磨损。它是易损件，设计中尽量选用标准件和通用件以利生产管理。活塞环的材料选用灰铸铁，外径分别为90mm、50mm的标准件。检验要求：（1）环放在专用量规内，环的外圆柱面与量规之间间隙不大于0.03mm,用灯光检查时，在整个圆周上漏光不多于两处，最长的不超过25弧长，总长不超过45弧长，且距离锁口处不小于30。（2）环的端面翘曲度不大于0.04mm。（3）弹力允差在正负20%范围内。（4）环在磁性工作台上加工后，应进行退磁处理。15第6章 基本部分的设计6.1机身、中体1.机体的作用：（1）作为传动机构的定位与导向部分。（2）作为压缩机承受作用力的部分。（3）作为汽缸的承座并连接某些辅助部件。2.机体的结构设计：（1）机体结构设计的基本原则： a.适应压缩机结构形式的要求。b应有足够的强度与刚度。c结构简单、工艺性好。d.机体下部面积应满足运转时稳定性要求。e.由于内应力、温度变化引起的结构变形应最小。（2）机体主要结构尺寸的确定： a.机体为角度式机体，角度为90，两缸。b.材料为HT200，壁厚8mm。c.中部布置一条加强筋，厚度为6mm。 d.连接螺栓定为4M103.机体基本技术要求：（1）铸件质量应符合JB297-62的规定。在其承受主要作用力的不加工部分，不允许有裂纹等影响强度的缺陷存在。（2）机体铸件进行自然时效或退火处理。（3）由于机体储存机油，必须进行渗漏实验。6.2曲轴1.曲轴是活塞压缩机中接受电动机以扭矩形式输入的动力,并将旋转运动变为活塞的往复直线运动的重要零件.它在工作中承受周期性的复杂的交变载荷.此型号的曲轴由45号钢锻造.只有一个曲拐,在曲拐上装两根连杆,伸臂端有装上带风扇的飞轮用联轴器与电动机相连, 主轴颈内钻有轴向和径向油孔.工作时溅入的油经过曲轴上的油孔以润滑曲拐颈等部位。2. 曲轴结构尺寸的确定:假设曲拐垂直向上时为最大活塞力，I、II级汽缸的活塞力均为最大则：P=Fcos45+Fcos45=0.707（1558+2090）=2579N曲柄销直径: D=(4.65.6) =5.6 =29 mm 取30mm主轴颈直径: =(11.1)D =1.130 =33 mm 取35mm 曲柄厚度: T=(0.70.6)D =0.630 =18 mm 取20mm 曲柄宽度: H=(1.21.6)D =1.3330 =40 mm 曲轴图: 图6-13.曲轴的基本技术要求（1）毛坯应进行正火处理，以改善材料组织，提高材料机械性能，消除内应力。工件进行调质处理，以期得到更好的机械性能。粗加工后进行回火或人工时效，消除内应力，保证精加工精度。 （2）毛坯热处理后，作低倍检查、金相检查、化学成分分析和机械性能试验，粗加工后进行超声波探伤，精加工后磁力探伤。锻件化学成分应符合GB699-65规定，锻件机械性能应符合ZB20-62的规定。 （3）主轴颈、曲柄销的椭圆度与圆锥度，不大于2级精度孔公差之半。各主轴颈中心线的不同轴度不大于0.02mm。主轴颈与曲柄销中心线的不平行度，在100mm长度上不大于0.02mm，6.3连杆连杆属于杠杆类零件，它是活塞式压缩机重要的传动零件。连杆大头通过轴瓦与曲轴的曲柄销相连，小头通过衬套，活塞销与活塞相连，从而将曲轴的旋转运动变为活塞的直线往复运动。连杆在工作时，沿杆身中心线交替地传递很大的拉伸和压缩力，所以它承受的是反复作用的交变载荷。 此型号压缩机的连杆由45号钢锻成，杆身为矩形截面，连杆大头为剖分式的，内装挂有轴承合金的薄壁瓦。表6-1 连杆主要尺寸的确定号名称代号单位公式及其计算说明1最大活塞力PNP=2579已知条件2曲柄半径RmmR=S/2=55/2=27.5已知行程S=55mm3连杆长度LmmL=R/l=35/0.25=110角度式压缩机取l=1/44曲柄销直径DmmD=30已知5大头孔直径D1mmD1=35大头轴瓦为薄壁轴瓦6小头衬套内径dmmd=257小头衬套宽度bmm查表5-10取b=268小头衬套厚度SmmS=39小头孔直径d1mm查表5-13或d1=d+2S=25+3*2=3110杆体中间直径dmmmdm=(1.652.45)=2.35=1211杆体中间面积Fmmm2Fm=d=129.42=113.0412近小头处杆体直径dmmd=0.9dm=0.912=10.8取1113近大头处中间直径d”mmd”=1.112=13.2取1414连杆宽度Bmm查表5-13或B=0.9b=0.926=23.4取B=2415大头处截面A-A面积FAmm2FA=（1.381.6）Fm取FA=16816截面A-A的厚度HmmH=1717大头处截面B-B面积FBmm2FB=(1.31.4)Fm取FB=15618截面B-B的厚度HmmH=1619小头处截面C-C面积FCmm2FC=(0.81.0)Fm取FC=10820截面C-C的厚度HmmH=1421连杆螺栓直径d0mmd0=（11.6）=1.57 =8取d0=822螺栓定位部分直径d2mmd2=d0+(12)=8+1=9查GB70-85M202的di=3.0323螺栓弹性部分直径d3mmd3=(0.90.92)di=0.923.03=2.7924两连杆螺栓间的距离l0mml0=5225螺栓在大头体l1mml1=2126螺栓在大头体内长度l2mml2=2127连杆螺栓个数ZZ=2根据以上计算所得连杆各主要尺寸，画出连杆结构图，连杆材料选用45号锻钢，连杆螺栓材料选用40Cr。表6-2 连杆的计算序号名称代号 单位 公式及计算说明1小头衬套的比压PKg P=P/db=213/（2.5 2.6）=32.77130P=2090/9.8 =2132杆体的惯性直径immi=dm/4=12 /4=33柔度L/iL/i=100/ 3=36.74杆体拉压应力kg/cm2=P/Fm=213/1.13=278.645系数cc=1.5210-4查表5146 惯性矩Jxcm4Jx=dm4/64 =1.24/64 =0.1027 连杆摆动平面纵弯应力CBkg/cm2CB=pcl2/Jx =2131.5210-4 (11)2/0.102 =3.558杆体的长度L1 cm L1=L-D1/2-d/2 =11-3./2-3./2 =7.79惯性矩JYcmJY=dm4/64=1.2/64=0.10210垂直于连杆摆动平面纵弯应力Kg/cm“CB=PCL1/(4Jy)=2131.52 100.7/(40.102) =4.7111在连杆摆动平面总应力1Kg/cm1=P+CB=278.64+3.55=282.1980012垂直于连杆摆动平面总应力2Kg/cm=+ =278.64+4.71 =283.3580013大头盖截面A-A的抗弯截面系数WAcm3WA=bSA2/6=2.61.7/6 =2.1214截面A-A弯曲应力BKg/cmB=P(L-D/2)/4WA=213（11-3.5/2）/42.12=23260015大头盖截面B-B的抗弯截面摸数WBcm3WB=BSB2/b=2.41.6/6=1.2416截面B-B重心到连杆螺栓轴线距离bmm从图中量得b=1217截面B-B与连杆螺栓轴线的夹角从图中量得=4518截面B-B弯曲应力BKg/cmB=Pb/2WB=2131.2/21.24=10319截面B-B拉压应力pKg/cmp=48.320截面BB剪应力Kg/cm= =48.321截面B-B总应力Kg/cm = =15260022小头处截面C-C的抗弯截面模数WCcm3WC=BSC2/6=2.4(1.08)2/6=0.4623小头侧壁中心间距lcm从图中测得l=3.524截面C-C弯曲应力BKg/cmB=P(ld/3)/8WC=213(3.52.5/3)/8 0.46=155600小头是圆形WD= WC=0.4625截面D-D弯曲应力BKg/cmB=pl/8WD=2133.5/80.46=20326截面D-D拉应力PKg/cmP=P/2FD=213/21.2=88.7527截面D-D总应力Kg/cm=P+B=88.75+203=2921.2基本结构图：图6-26.4轴承的选取：压缩机常用轴承有滚动轴承和滑动轴承两大类。滚动轴承使用、维护方便，机械效率较高，结构虽然复杂，但由专业厂制造，价格也不很贵，而且通用化、标准化程度很高。滑动轴承的结构简单，制造方便、精度高、振动小，安装方便。根据设计法则选取滚动轴承,深沟球轴承.承受径向载荷及径向和轴向同时作用的联合载荷。任一方向的轴向载荷可达未被利用的允许径向载荷70%。其结构示意如下：图6-3 因为曲柄肩的直径d=35mm, 所以选取轴承6007: d=35mm D=62mm B=14m25 第7章 其他部分的设计7.1联轴器 压缩机与驱动机的连接，一般分为：1）压缩机与驱动机为同一轴的直连；2）压缩机与原动机两轴间有速比的皮带传动；3）压缩机与原动机两轴间没有速比的联轴器连接。 根据本次设计的要求，选择弹性轴销联轴器：HL2联轴器 如图所示图7-17.2飞轮 飞轮的主要作用是使压缩机曲轴旋转均匀。飞轮材料采用HT200，并在轮辐上铸有叶片，充当风扇，对汽缸进行冷却。结构如图所示;图7-2结论毕业设计是我在大学学习阶段的最后一个环节，是对所学基础知识和专业知识的一种综合应用，是一种综合的再学习、再提高的过程，这一过程有助于培养我的学习能力和独立工作能力。我选的题目是2V-0.4/10型空气压缩机的设计，这个题目对于我而言是一个全新的挑战。在设计时，指导老师着重强了对计算。主要部件的计算一直是许多同学在学习中存在的困难问题，我也不例外。我选择这个题目，就是想在大学这个最后的、最重要的时间里，把自己平时存在的问题解决掉，不能够带着问题遗憾的离开我的美好的大学。通过本次设计，综合运用机械设计课程和其他选修课程的理论和实际知识，使自己的课堂上的理论知识得到巩固和深化，掌握机械设计的一般规律，树立正确的设计思想，培养分析和解决实际问题的能力；学会从机器功能的要求出发，合理选用传动机构类型，制定设计方案，正确设计零件的工作能力，培养机械设计能力；通过本次设计，学习运用标准、规范、手册、图册和查阅有关技术资料等，培养机械设计的基本技能。并且最为重要的是，首次通过设计得到了通过自学而深入了解一个陌生课题的宝贵经验，体会到了一次自学的重要机会。总之，这次毕业设计对我而言是受益匪。谢辞经过半年的忙碌和工作，本次毕业设计已经接近尾声。作为一个专科生，由于经验的匮乏，难免有许多考虑不周全的地方，如果没有指导老师的督促指导，以及一起工作的同学们的支持和帮助，想要完成这个设计是难以想象的。在这里首先要感谢我的指导老师赵红霞老师。赵老师平日里工作繁多，但在我做毕业设计的每个阶段，从查阅资料到设计草案的确定和修改，中期检查，后期详细设计，装配草图等整个过程中都给予了我悉心的指导。我的设计较为复杂烦琐，但是赵老师仍然细心地纠正图纸中的错误。除了敬佩赵老师的专业水平外，她的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。 其次要感谢我的同组同学对我无私的帮助，特别是在软件的使用方面，正因为如此我才能顺利的完成设计。我要感谢我的母校洛阳理工学院，是母校给我们提供了优良的学习环境；另外，我还要感谢那些曾给我授过课的每一位老师，是你们教会我专业知识。在此，我再说一次谢谢！谢谢大家！。 参考文献1 活塞式压缩机设计编写组活塞式压缩机设计M.北京:机械工业出版社,19742 张建中，何晓玲. 机械设计、机械设计基础课程设计（配盘），北京:高等教育出版社，20103 赵家齐. 机械制造工艺学课程实际指导书，北京：机械工业出版社，20124 Paul C. Hanlon. 压缩机手册M. 郝点, 译. 北京: 中国石化出版社, 20035 全国压缩机标准化技术委员会. 中国机械工业标准汇编压缩机卷（上、下）M. 北京: 中国标准出版社, 20046 活塞式压缩机编写组. 活塞式压缩机设计M. 北京: 机械工业出版社, 19817 张百海，程海峰，马延峰等汽缸摩擦力特性实验研究J，北京理工大学学报，2005，（6）：4834868 张文元浅析压缩机循环冷却水系统的阻垢缓蚀方法C，中国工业气体工业协会第十五次会员代表大会暨气体行业发展研讨会，20059 郝志勇，林琼，段秀兵曲轴系统动力学特性的数字化仿真与试验研究J，内燃机工程，2006，（1）：384010 李明增双缸往复式活塞压缩机P，中华人民共和国国家知识产权局，200811 朱玉峰往复式压缩机冷却系统的研究J，河北工业科技，2007，（1）：535512 王鸿伟，李君，张峥等压缩机活塞杆断裂原因分析J，材料工程，2009，（12）：353713 彭德迟，余良旺压缩机润滑可靠性分析与实践J，通用机械，2009，（8）212614 马小明，刘金良压缩机十字头断裂失效分析J，压缩机技术，2008，（2）：778215 刘建红，林成志，徐卫平一种高压高速旋转轴用密封的实用设计研究J，润滑与密封，2008，（8）：11111416 邱佰昌转子活塞式空气压缩机P，中华人民共和国国家知识局，200417 蔡传文，孙振熙氯气压缩机段间冷却器超声波防垢技术C，2007年中国氯碱设备与技术研讨会论文集，200718 高浮鹭密封活塞环式活塞P，中华人民共和国国家知识产权局，200819 杨兴宇，耿中行某活塞发动机主连杆工作应力分析R，北京航空工程技术研究中心，2007附录 工业上常用的各种气体压缩机的级数压缩气体气量范围（m3/min）压力范围（kgf/cm2）用途级数吸气排气空气3以下大气压6充气、喷漆、食品1882113-100大气压8动力290.21-3大气压31自控、船用、电站344161881石油钻井40.6-1151船用、水压机配套33514320大气压200-220高压空气分离装置4520-40大气压30-50中压空气分离装置3440-100大气压25-30低压空气分离装置3氮氢气7.21.03151合成氨41020221613-250321610-1000.86436-43石油气裂解34一氧化碳0.6330-500毫米水柱321有机合成6压缩气体气量范围（m3/min）压力范围（kgf/cm2）用途级数吸气排气石油气36.7115延迟焦化用210-1000.86436-43石油气裂解34天然气110643合成氨2焦炉气1171.05233炼厂气205282二氧化碳1101.03131油田注气440-601.03201-221合成尿素5氯气5月10日大气压10月16日氯气液化2310-40大气压3聚氯乙烯原料1 外文资料翻译 Any components beyond these basic 4 are called accessories. The compressor is a va pour compression pump which uses pistons or some other method to compress the refrigerant gas and send it on its way to the condenser. The condenser is a heat exchanger which removes heat from the hot compressed gas and allows it to condense into a liquid. The liquid refrigerant is then routed to the metering device. This device restricts the flow by forcing the refrigerant to go through a small hole which causes a pressure drop. And what did we say happens to a liquid when the pressure drops? If you said it lowers the boiling point and makes it easier to evaporate, then you are correct. And what happens when a liquid evaporates? Didnt we agree that the liquid will absorb heat from the surrounding area? This is indeed the case and you now know how refrigeration works. This component where the evaporation takes place is called the evaporator. The refrigerant is then routed back to the compressor to complete the cycle. The refrigerant is used over and over again absorbing heat from one area and relocating it to another. Remember the definition of refrigeration? (the removal and relocation of heat).Heat Transfer RatesOne thing that we would like to optimize in the refrigeration loop is the rate of heat transfer. Materials like copper and aluminum are used because they have very good thermal conductivity. In other words heat can travel through them easily. Increasing surface area is another way to improve heat transfer. Have you noticed that small engines have cooling fins formed into the casting around the piston area? This is an example of increasing the surface area in order to increase the heat transfer rate. The hot engine can more easily reject the unwanted heat through the large surface area of the fins exposed to the passing air. Refrigeration heat transfer devices such as air cooled condensers and evaporators are often made out of copper pipes with aluminum fins and further enhanced with fans to force air through the fins.Metering DeviceWe will now take a closer look at the individual components of the system. We will start with the metering device. There are several types but all perform the same general function which is to cause a pressure drop. There should be a full column of high pressure liquid refrigerant (in the liquid line) supplying the inlet of the metering device. When it is forced to go through a small orifice it loses a lot of the pressure it had on the upstream side of the device. The liquid refrigerant is sort of misted into the evaporator. So not only is the pressure reduced, the surface area of the liquid is vastly increased. It is hard to try and light a log with a match but chop the log into toothpick sized slivers and the pile will go up in smoke easily. The surface area of zillions of liquid droplets is much greater than the surface area of the column of liquid in the pipe feeding the metering device. The device has this name because it meters the flow of refrigerant into the evaporator. The next graphic shows a capillary line metering device. This is a long small tube which has an inside diameter much smaller than a pencil lead. You can imagine the large pressure drop when the liquid from a 1/4 or 3/8 or larger pipe is forced to go through such a small opening. The capillary line has no moving parts and can not respond to changing conditions like a changing thermal load on the evaporator. I have also added a few labels showing the names of some of the pipes.The EvaporatorThe metering device has sprayed low pressure droplets of refrigerant into the evaporator. The evaporator could be the forced air type and could be constructed of many copper tubes which conduct heat well. To further enhance heat transfer the pipes could have aluminum fins pressed onto them. This vastly increases the surface area that is exposed to the air. And this type of evaporator could have a fan motor sucking air through the fins. The evaporator would be capable of reducing the temperature of air passing through the fins and this is a prime example of the refrigeration effect. If that evaporator was located in a walk in cooler, the air would be blown out into the box and would pick up heat from the product; lets say it is a room full of eggs. The flow of heat would be egg core/egg shell/circulating air/aluminum fins/copper evaporator pipe/liquid droplet of refrigerant. The droplet of refrigerant has the capability of absorbing a large quantity of heat because it is under conditions where it is just about ready to change state into a gas. We have lowered its pressure, we have increased surface areas and now we are adding heat to it. Just like water, refrigerants also have ratings for Latent Heats of vaporization in BTUs per LB. When heat is picked up from the air stream, the air is by definition cooled and is blown back out into the box to take another pass over the eggs and pick up more heat. This process continues until the eggs are cooled to the desired temperature and then the refrigeration system shuts off and rests. But what about our droplet of refrigerant. By now it might have picked up so much heat that it just couldnt stand it anymore and it has evaporated into a gas. It has served its purpose and is subjected to a suction coming from the outlet pipe of the evaporator. This pipe is conveniently called the suction line. Our little quantity of gas joins lots of other former droplets and they all continue on their merry way to their next destination.The CompressorThe compressor performs 2 functions. It compresses the gas (which now contains heat from the eggs) and it moves the refrigerant around the loop so it can perform its function over and over again. We want to compress it because that is the first step in forcing the gas to go back into a liquid form. This compression process unfortunately adds some more heat to the gas but at least this process is also conveniently named; The Heat of Compression. The graphic shows a reciprocating compressor which means that it has piston(s) that go up and down. On the down stroke refrigerant va pour is drawn into the cylinder. On the upstroke those va pours are compressed. There are thin valves that act like check valves and keep the va pours from going back where they came from. They open and close in response to the refrigerant pressures being exerted on them by the action of the piston. The hot compressed gas is discharged out the.you guessed it; discharge line. It continues towards the last main component.The CondenserThe condenser is similar in appearance to the evaporator. It utilizes the same features to effect heat transfer as the evaporator does. However, this time the purpose is to reject heat so that the refrigerant gas can condense back into a liquid in preparation for a return trip to the evaporator. If the hot compressed gas was at 135 degrees and the air being sucked through the condenser fins was at 90 degre
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