畢業(yè)設(shè)計(jì)微型壓縮機(jī)

1、 密級(jí)： NANCHANG UNIVERSITY學(xué)士學(xué)位畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書THESIS OF BACHELOR（ 20112015 年）題 目 VW0.3/7型空壓機(jī)設(shè)計(jì) 學(xué) 院： 環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院 系 過(guò)控系 專 業(yè)： 過(guò)程裝備與控制工程 班 級(jí)： 學(xué) 號(hào)： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 職稱： 起訖日期： 2015.32015.6 1VW0.3/7空氣往復(fù)壓縮機(jī)設(shè)計(jì)摘要：往復(fù)式壓縮機(jī)是工業(yè)上使用量大、面廣的一種通用機(jī)械。V型壓縮機(jī)是往復(fù)活塞式壓縮機(jī)的一種，屬于容積式壓縮機(jī)，是利用活塞在氣缸中運(yùn)動(dòng)對(duì)氣體進(jìn)行擠壓，使氣體壓力提高。熱力計(jì)算、動(dòng)力計(jì)算是壓縮機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算中基本，又是最重要的一項(xiàng)工作，根據(jù)

2、任務(wù)書提供的介質(zhì)、氣量、壓力等參數(shù)要求，經(jīng)過(guò)計(jì)算得到壓縮機(jī)的相關(guān)參數(shù)，如級(jí)數(shù)、列數(shù)、氣缸尺寸、軸功率等，經(jīng)過(guò)動(dòng)力計(jì)算得到活塞式壓縮機(jī)的受力情況?；钊綁嚎s機(jī)熱力計(jì)算、動(dòng)力計(jì)算的結(jié)果將為各部件圖形以及基礎(chǔ)設(shè)計(jì)提供原始數(shù)據(jù)，其計(jì)算結(jié)果的精確程度體現(xiàn)了壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)水平。研究工作目的是為了使V型壓縮機(jī)具有更好的機(jī)械性能，提高機(jī)械效率，減小能耗，延長(zhǎng)使用壽命。通過(guò)壓縮機(jī)動(dòng)力的計(jì)算，機(jī)組、構(gòu)件尺寸的不斷修改，對(duì)以往壓縮機(jī)出現(xiàn)的常見(jiàn)故障進(jìn)行了技術(shù)改進(jìn)，比如：排氣量不足；氣缸、活塞、活塞環(huán)磨損嚴(yán)重、超差、使有關(guān)間隙增大，泄漏量增大，影響到了排氣量；不正常響聲等一系列的問(wèn)題進(jìn)行改進(jìn)。最終設(shè)計(jì)出這一款滿足用戶要求

3、，體積小、工作效率高、使用壽命長(zhǎng)的V-0.3/7空氣往復(fù)壓縮機(jī)。關(guān)鍵詞：活塞式壓縮機(jī); 熱力計(jì)算; 動(dòng)力計(jì)算;氣缸；曲軸1南昌大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文）The design of VW0.3/7 air reciprocating compressorAbstract： Reciprocating compressor is a common type machine, used in the industry .V- type of piston compressors is a kind of reciprocating compressor, belong to the compress

4、or , utilize the pistons in the cylinder moving to squeeze on the gas ,squeezed the gas pressure. Thermal calculation and dynamical computation is basic of compressor design calculation, is also an important woke, according to medium, displacement, pressure of task-book, by calculating getting relat

5、ed parameters of compressors, such as levels, columns, size of cylinder, shaft power, by dynamical computation getting stressed status of a piston type compression, due to reduce the vibration is very important. heat calculation and dynamical computation of the piston type compressor, which is provi

6、ding design data. The calculations reflect exactly the design level of the compressor. Researching works is in order to the compressor have better mechanical properties, improve the efficiency and reduce energy consumption, prolong the machine the useful life. Through dynamical computation correctio

7、n the size of crew, members, to improve the technical failure of the compressor, As shooting of low displacement, the cylinder, the piston, piston ring severity serious abrasion, so that increasing the related clearance, leakage rate, influence the displacement. Due to some problem of not normal noi

8、se improve. Eventually, work out this paragraph of a V-0.3 /7 reciprocating air compressor required to satisfy users, small volume, efficiency and long usage life.Keywords: piston compressor; thermal calculation; dynamical computation; cylinder; crankshaft目錄摘要IAbstractII目錄III1.引 言11.1壓縮機(jī)設(shè)計(jì)的意義11.2活塞壓

9、縮機(jī)的工作原理12總體設(shè)計(jì)22.1總體設(shè)計(jì)原則22.2結(jié)構(gòu)方案的選擇22.2.1氣缸排列型式的選擇22.2.2運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)及選擇32.2.3級(jí)數(shù)選擇和各級(jí)壓力比的分配42.2.4轉(zhuǎn)速和行程的確定43熱力計(jì)算53.1確定各級(jí)的容積效率53.1.1確定各級(jí)的容積系數(shù)53.1.3選取溫度系數(shù)53.1.4 泄漏系數(shù)63.2確定析水系數(shù)63.3各級(jí)的行程容積73.4汽缸直徑的確定73.5計(jì)算排氣溫度73.6各級(jí)名義壓縮比83.7新的容積系數(shù)83.8新的相對(duì)余隙系數(shù)93.9活塞力的計(jì)算93.10計(jì)算軸功率93.11驅(qū)動(dòng)機(jī)的選擇104動(dòng)力計(jì)算104.1壓縮機(jī)中的作用力114.1.1曲柄連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)關(guān)系與

10、慣性力114.1.2 綜合活塞力計(jì)算124.1.3往復(fù)慣性力的計(jì)算134.1.4往復(fù)摩擦力的計(jì)算144.1.5氣體力的計(jì)算154.2計(jì)算飛輪矩194.3慣性力和慣性力矩的平衡204.3.1一階往復(fù)慣性力的平衡204.3.2二階往復(fù)慣性力的平衡215零部件的設(shè)計(jì)與校核215.1氣缸部分的設(shè)計(jì)225.1.1氣缸225.1.2氣缸結(jié)構(gòu)形式的確定225.1.3氣缸主要尺寸的計(jì)算225.1.4氣缸的強(qiáng)度校核235.1.5氣缸材料245.2氣閥的設(shè)計(jì)245.2.1氣閥的基本要求245.2.2閥的分類245.2.3舌簧閥結(jié)構(gòu)尺寸的選擇255.2.4舌簧閥的尺寸選擇255.3活塞265.3.1活塞的基本結(jié)構(gòu)形

11、式275.3.2活塞尺寸275.3.3活塞環(huán)285.3.4活塞環(huán)的尺寸285.3.5活塞材料的選擇295.4活塞銷295.4.1活塞銷的主要技術(shù)要求295.4.2活塞銷尺寸305.5機(jī)身315.5.1結(jié)構(gòu)315.5.2要求315.5.3尺寸315.5.4選材325.6曲軸325.6.1曲軸結(jié)構(gòu)尺寸的確定325.6.2曲軸材料345.7連桿345.7.1連桿設(shè)計(jì)原則345.7.2連桿尺寸的計(jì)算345.7.3連桿桿體的強(qiáng)度校核375.7.4連桿材料385.8飛輪395.8.1飛輪和皮帶輪的計(jì)算395.9軸承415.9.1滾動(dòng)軸承及其結(jié)構(gòu)確定415.10填料425.10.1 填料的基本要求425.1

12、0.2 填料的結(jié)構(gòu)425.10.3材料選擇425.11氣路系統(tǒng)435.11.1空氣濾清器435.11.2液氣分離器、緩沖器和儲(chǔ)氣罐435.11.3潤(rùn)滑系統(tǒng)435.12冷卻系統(tǒng)445.12.1概述445.12.2風(fēng)冷系統(tǒng)446結(jié)語(yǔ)447參考文獻(xiàn)458致謝46V1.引 言壓縮機(jī)是用來(lái)提高氣體壓力和輸送氣體的機(jī)械，屬于將原動(dòng)機(jī)的動(dòng)力能轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w壓力能的工作機(jī)。它的種類多、用途廣，有“通用機(jī)械”之稱。1.1壓縮機(jī)設(shè)計(jì)的意義在石化領(lǐng)域，往復(fù)式壓縮機(jī)主要是向大容量、高壓力、低噪聲、高效率、高可靠性等方向發(fā)展；不斷開(kāi)發(fā)變工況條件下運(yùn)行的新型氣閥，提高氣閥壽命；在產(chǎn)品設(shè)計(jì)上，應(yīng)用熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)理論，通過(guò)綜合模

13、擬預(yù)測(cè)壓縮機(jī)在實(shí)際工況下的性能；強(qiáng)化壓縮機(jī)的機(jī)電一體化，采用計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化節(jié)能運(yùn)行和聯(lián)機(jī)運(yùn)行； 在動(dòng)力領(lǐng)域，活塞式壓縮機(jī)目前占有主要市場(chǎng)。但隨著人們對(duì)使用環(huán)境及能耗、環(huán)保等方面要求的提高，螺桿和渦旋空氣壓縮機(jī)開(kāi)始占有一定的市場(chǎng)； 在制冷空調(diào)領(lǐng)域，往復(fù)式制冷壓縮機(jī)作為一種傳統(tǒng)的制冷壓縮機(jī)，適用于制冷量較廣范圍內(nèi)的制冷系統(tǒng)。雖然目前它的應(yīng)用還比較廣泛，但市場(chǎng)份額正逐漸減小。1.2活塞壓縮機(jī)的工作原理活塞式壓縮機(jī)包括：構(gòu)架包括含有放電室和冷卻室的缸蓋。冷卻室是鄰近放電室并包圍著放電室。構(gòu)架還包括了一個(gè)吸入室，壓縮室和一個(gè)曲柄室。冷卻室是孤立于吸入室。氣體是從構(gòu)架外面進(jìn)入吸入室?？尚D(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)軸

14、支持整個(gè)構(gòu)架。凸輪安置在曲柄室內(nèi)?；钊峭ㄟ^(guò)凸輪連接到旋轉(zhuǎn)軸。旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換為活塞的往復(fù)。密封構(gòu)件切斷冷卻室和外部的溝通，使得壓縮機(jī)氣缸蓋密封。通過(guò)引入一個(gè)互連的冷卻室和曲柄室。當(dāng)曲軸被電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過(guò)連桿使活塞在汽缸內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。在汽缸頂部外圈裝有環(huán)形吸氣閥片，頂部中央則裝有環(huán)形排氣閥片，閥片上均設(shè)有氣閥彈簧。汽缸內(nèi)的活塞由上向下移動(dòng)時(shí)，缸內(nèi)容積增大，壓力下降，于是吸氣管中壓力為P1的空氣便頂開(kāi)吸入閥進(jìn)入缸內(nèi)，直到行程的下死點(diǎn)為止，這樣便完成了一個(gè)吸入過(guò)程。當(dāng)活塞從下死點(diǎn)向上回行時(shí)，被吸入的氣體受到壓縮，壓力因而升高，吸氣閥片在缸內(nèi)氣體壓力和彈簧的作用下迅速關(guān)閉，活塞繼續(xù)上行，缸內(nèi)容積

15、不斷減小，壓力升高，當(dāng)缸內(nèi)壓力升到P2時(shí)，氣體便頂開(kāi)排氣閥進(jìn)入排氣管路，活塞繼續(xù)上行，直到上死點(diǎn)。當(dāng)活塞由上死點(diǎn)向下死點(diǎn)回行時(shí)，排氣閥在彈簧和排氣管中壓力的作用下關(guān)閉，壓縮機(jī)又開(kāi)始下一個(gè)吸氣過(guò)程。如此周而復(fù)始，完成循環(huán)。2總體設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)依據(jù)及參數(shù)公稱容積流量： 0.3 m3/min壓縮介質(zhì)： 空氣進(jìn)氣壓力： 大氣壓公稱排氣壓力： 0.7MPa(表)排氣溫度： 2602.1總體設(shè)計(jì)原則設(shè)計(jì)活塞壓縮機(jī)應(yīng)符合以下基本原則： a.滿足用戶提出的排氣量、排氣壓力，及有關(guān)使用條件的要求。 b.有足夠長(zhǎng)的使用壽命（應(yīng)理解為壓縮機(jī)需要大修時(shí)間間隔的長(zhǎng)短），足夠高的使用可靠性（應(yīng)理解為壓縮機(jī)被迫停車的次數(shù)）。

16、c.有較高的運(yùn)轉(zhuǎn)經(jīng)濟(jì)性。 d.有良好的動(dòng)力平衡性。 e.維護(hù)檢修方便。 f.盡可能采用新結(jié)構(gòu)、新技術(shù)、新材料。 g.制造工藝性良好。 h.機(jī)器的尺寸小、重量輕。2.2結(jié)構(gòu)方案的選擇 壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)主要體現(xiàn)在氣缸的排列的型式和運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)2.2.1氣缸排列型式的選擇根據(jù)氣缸排列的型式不同，有立式壓縮機(jī)、臥式壓縮機(jī)、對(duì)稱平衡型壓縮、對(duì)置型壓縮機(jī)及角度式壓縮機(jī)。角度式壓縮機(jī)，氣缸中心線具有一定的角度，但不等于零度和180。按氣缸中心線的位置不同，又可以分為W型、V型（如圖2-1）、L型和扇型。圖2-1 V型壓縮機(jī)由于本設(shè)計(jì)排氣量和排氣壓力比較小，選擇角度式中的V型壓縮機(jī)，使其具有較好的平衡性，同

17、一曲拐上相鄰的汽缸中心線夾角做成90。它的好處：（1） 各列的一階慣性力的合力，可用裝在曲軸上的平衡重達(dá)到大部分或完全平衡，因此，機(jī)械可有較高的轉(zhuǎn)數(shù)。（2） 氣缸彼此錯(cuò)開(kāi)一定的角度，有利于氣閥的安裝和布置，因而使氣閥的流通面積有可能增大（相對(duì)于立式壓縮機(jī)而言），中間冷卻器和級(jí)間管道可以直接裝在機(jī)械上，結(jié)構(gòu)緊湊。（3）可以將若干列的連桿連結(jié)到同一曲拐上，曲軸的拐數(shù)可減少，機(jī)械的軸向長(zhǎng)度可縮短，因此主軸頸可以采用滾動(dòng)軸承。2.2.2運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)及選擇活塞式壓縮機(jī)的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)有：無(wú)十字頭和帶十字頭28兩種，本設(shè)計(jì)為無(wú)十字頭。選擇無(wú)十字頭的理由是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，機(jī)械高度較低，相應(yīng)的機(jī)械重量較輕，一般

18、不需要專門的潤(rùn)滑機(jī)構(gòu)。但是無(wú)十字頭的壓縮機(jī)只能作成單作用的，所以，氣體容積的利用不充分（因?yàn)榛钊c氣缸之間，只在活塞的一側(cè)形成工作腔），氣體的泄漏量也比較大，氣缸的工作表面所受的側(cè)向力也較大，因而活塞易磨損，另外，氣缸的潤(rùn)滑油量也難于控制。本設(shè)計(jì)采用無(wú)油潤(rùn)滑，排氣壓力為8MP，活塞材料采用聚四氟乙烯，并且是用納米填料和納米復(fù)合技術(shù)提高聚四氟乙烯自滑材料的性能，通過(guò)添加石墨、碳黑、碳纖維等不同的碳素材料。聚四氟乙烯的特點(diǎn)：熔點(diǎn)為327，具有耐高溫、長(zhǎng)期使用溫度200-260，具有塑料中最小的摩擦系數(shù)，具有自滑性、表面不粘性和不燃性。2.2.3級(jí)數(shù)選擇和各級(jí)壓力比的分配 壓縮機(jī)的級(jí)數(shù)：工業(yè)用的氣體

19、，有時(shí)有時(shí)需要較高的壓力，需采用多級(jí)壓縮。在選擇壓縮機(jī)的級(jí)數(shù)時(shí)，一般應(yīng)遵循以下原則：使壓縮機(jī)消耗的功最小、排氣溫度應(yīng)在使用條件許可的范圍內(nèi)、機(jī)器重量輕、造價(jià)低。要使機(jī)器具有較高的熱效率，則級(jí)數(shù)越多越好（各級(jí)壓力比越小越好）。然而級(jí)數(shù)增多，則阻力損失增加，機(jī)器總效率反而降低，結(jié)構(gòu)也更加復(fù)雜，造價(jià)便大大上升。因此，必須根據(jù)壓縮機(jī)的容量和工作特點(diǎn)，恰當(dāng)?shù)剡x擇所需的級(jí)數(shù)和各級(jí)壓力比。要求長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的大、中型壓縮機(jī)，可靠性積極性最為重要；在選擇級(jí)數(shù)時(shí)，以獲得較高效率為出發(fā)點(diǎn)。本設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的是微型壓縮機(jī)，采用單級(jí)壓縮。 本設(shè)計(jì)采用單作用風(fēng)冷式氣缸結(jié)構(gòu)，是級(jí)中的相對(duì)壓力損失，一般平均的相對(duì)壓力損失值為102

20、0%，取=20%，查圖2得，0=2.75。總壓縮比為 根據(jù)工況的需要，選擇級(jí)數(shù)為一級(jí)表1 各級(jí)名義壓力及壓力比級(jí)數(shù)吸氣壓力/MPa0.1排氣壓力/MPa0.8壓力比82.2.4轉(zhuǎn)速和行程的確定 轉(zhuǎn)速，行程和活塞平均速度的關(guān)系： 小型壓縮機(jī)為使結(jié)構(gòu)緊湊，而只能采用較小行程,取s=62mm，確定壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速n=680r/min則有：，符合活塞平均速度。3熱力計(jì)算a. 壓力在熱力計(jì)算中使用的壓力都是絕對(duì)壓力，為統(tǒng)一起見(jiàn)，本說(shuō)明除特別注明外，壓力均指絕對(duì)壓力。 b. 溫度在熱力計(jì)算中所采用的是絕對(duì)溫度，它以K來(lái)表示。 絕對(duì)溫度與攝氏溫度之間具有以下關(guān)系： c. 比容單位重量氣體所占容積。 理想氣體在不

21、同溫度和壓力下的重量。按下式計(jì)算： 3.1確定各級(jí)的容積效率3.1.1確定各級(jí)的容積系數(shù)由于P=0.8MPa，則=0.070.12，排氣量為qV=3m3, 則=0.0350.05，所以，各級(jí)相對(duì)余隙容積1=0.035；膨脹指數(shù) m 1=1.2 3.1.2選取壓力系數(shù)當(dāng)常壓吸氣時(shí)，在循環(huán)壓縮的第二級(jí)時(shí)，因吸氣壓力較高，相對(duì)損失也比較小，。所以p1=0.963.1.3選取溫度系數(shù)圖3-1由圖3-1可知得：t1=0.913.1.4 泄漏系數(shù) 泄漏系數(shù)一般取范圍內(nèi)。因?yàn)槭俏⑿蛪嚎s機(jī)且是無(wú)油潤(rùn)滑，考慮轉(zhuǎn)數(shù)高和壓力小，所以取l1=0.85 綜上所述，3.2確定析水系數(shù) 壓縮機(jī)一級(jí)進(jìn)口含有水蒸氣，氣體經(jīng)過(guò)壓

22、縮，蒸汽壓力提高，在冷卻器中冷卻，當(dāng)壓縮后的蒸汽分壓超過(guò)冷卻氣體出口溫度下水的飽和蒸汽壓時(shí)，氣體中的蒸汽將冷凝而析出水分。水分的析出將影響第一級(jí)以后各級(jí)的進(jìn)氣量。所以設(shè)計(jì)中必須考慮水分的析出。 由吸入空氣的相對(duì)濕度： 第一級(jí)無(wú)水分析出 表2飽和水蒸汽在170時(shí)的壓力P（kgf/cm2）與重度（kgf/m2） 第二級(jí) 一級(jí)吸氣溫度是20，由上表2得 當(dāng)T1=20時(shí), Psa1=2383Pa；3.3各級(jí)的行程容積 3.4汽缸直徑的確定 采用單作用氣缸： 第一級(jí)取式中D為氣缸直徑，m為氣缸行程容積，S為活塞行程為轉(zhuǎn)數(shù)，為一級(jí)氣缸數(shù)目3.5計(jì)算排氣溫度 選取絕熱指數(shù)k=1.3則有排氣溫度 其中T=t+

23、273所以排氣溫度t=200 計(jì)算結(jié)果如下表3排氣溫度計(jì)算結(jié)果級(jí)數(shù)吸氣溫度T（K)k排氣溫度（K)排氣溫度（）I2931.34732003.6各級(jí)名義壓縮比 取第一級(jí)進(jìn)氣相對(duì)壓力損失為s1=4.8% ，排氣相對(duì)壓力損失d1=6.2% 表4 各級(jí)進(jìn)氣、排氣壓力與實(shí)際壓力比級(jí)次公稱壓力排氣損失實(shí)際壓力實(shí)際壓比Ps/MPaPd/MPasdps/MPaPd/MPa0.10.80.0480.0620.09520.84968.93.7新的容積系數(shù) 級(jí)氣缸容積系數(shù)3.8新的相對(duì)余隙系數(shù) 3.9活塞力的計(jì)算 表中、分別為活塞蓋側(cè)與軸側(cè)的面積，、分別為活塞外止點(diǎn)、內(nèi)止點(diǎn)位置時(shí)的活塞力。計(jì)算結(jié)果如下表：表5 活塞

24、力計(jì)算結(jié)果級(jí)次內(nèi)止點(diǎn)活塞力/105Pa外止點(diǎn)活塞力/105Pa軸側(cè)（+）蓋側(cè)（-）軸側(cè)（+）蓋側(cè)（-）8.4960.005590.9520.006080.9520.005598.4960.00608注：a.表中軸側(cè)活塞有效工作面積m2；b.蓋側(cè)活塞有效工作面積 m2；c.壓力的單位為Pa，活塞力的單位為N。 可見(jiàn)該機(jī)活塞力中最大值為N，它產(chǎn)生在活塞的外止點(diǎn)時(shí)，負(fù)號(hào)表示它對(duì)活塞桿產(chǎn)生一個(gè)壓縮力，所以得d=25mm 3.10計(jì)算軸功率（一）指示功率 根據(jù)式 式中低壓級(jí)可取（0.950.99）k，對(duì)中壓與高壓級(jí)取。將已知數(shù)據(jù)代入式（310）得第級(jí)：式中，kw 機(jī)械效率取 m=0.92 則軸功率3.1

25、1驅(qū)動(dòng)機(jī)的選擇活塞式壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)包括驅(qū)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置。驅(qū)動(dòng)方式和壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)方案和主要參數(shù)的選擇有著密切的關(guān)系，在選擇壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)方案和主要參數(shù)時(shí)，應(yīng)該同時(shí)考慮驅(qū)動(dòng)方式的選擇。驅(qū)動(dòng)活塞式壓縮機(jī)的卻大多數(shù)是交流電動(dòng)機(jī)，而交流電動(dòng)機(jī)中又以鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)為最多。中、小功率的鼠籠式電動(dòng)機(jī)可按我國(guó)電動(dòng)機(jī)系列（JS、JK、JSQ等）選取。不管是異步電動(dòng)機(jī)還是同步電動(dòng)機(jī)，共同的特點(diǎn)是啟動(dòng)電流大而啟動(dòng)力矩小。取m=0.95，則 電機(jī)功率余度10%，N=Nz（1+10%）=2.071.1=2.3kW,則電機(jī)功率取3kw。4動(dòng)力計(jì)算圖4-1 壓縮機(jī)作用力圖4.1壓縮機(jī)中的作用力壓縮機(jī)中作用力的分析，是進(jìn)行壓縮機(jī)零

26、件強(qiáng)度和剛度計(jì)算的依據(jù)，也是判斷這些力對(duì)壓縮機(jī)裝置影響的基礎(chǔ)。壓縮機(jī)中主要的作用力有氣體壓力、曲柄連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的慣性力和摩擦力4.1.1曲柄連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)關(guān)系與慣性力 由上圖4-1可知： （1）任意轉(zhuǎn)角的活塞的位移為 化簡(jiǎn)得 其中 其中為連桿長(zhǎng)度（米） 為曲柄半徑（米） 為連桿擺角（度），當(dāng)為時(shí)，為正，當(dāng)為時(shí)，為負(fù) 為曲柄半徑與連桿長(zhǎng)度之比 （2）活塞的速度v為 （3）活塞的運(yùn)動(dòng)加速度a為 簡(jiǎn)化為： （4）往復(fù)質(zhì)量的慣性力為 往復(fù)慣性力可以看作兩部分之和: 稱為一階慣性力，它的變化周期等于曲軸轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)的時(shí)間， 稱為二階慣性力，其變化周期等于曲軸轉(zhuǎn)半轉(zhuǎn)的時(shí)間。從數(shù)值上說(shuō)，一階慣性力的最大值為

27、二階慣性力最大值 的 倍，即： 在壓縮機(jī)中，通常在 的范圍選擇。即為的倍。4.1.2 綜合活塞力計(jì)算氣缸直徑D=88mm ，吸氣壓力ps=0.0952 MPa，排氣壓力pd=0.8496MPa，相對(duì)余隙 ，活塞行程s=62mm，轉(zhuǎn)速n=680r/min，m=1.4，n=1.35， 蓋側(cè)膨脹：，則得， 蓋側(cè)壓縮：，則得 活塞位移x和曲柄轉(zhuǎn)角：慣性力：圖4-2 =1/4時(shí)往復(fù)慣性力I按曲柄轉(zhuǎn)角展開(kāi)圖角速度： 4.1.3往復(fù)慣性力的計(jì)算 由以上的壓縮機(jī)可知最大活塞力為KN，現(xiàn)選取連桿徑長(zhǎng)比，曲柄半徑mm,曲軸旋轉(zhuǎn)角速度 初步設(shè)計(jì)時(shí)得往復(fù)慣性力質(zhì)量為15kg 由書中文獻(xiàn)可查得函數(shù)的值，計(jì)算往復(fù)慣性力:

28、 =計(jì)算往復(fù)慣性力的極大值極小值作往復(fù)慣性力圖：圖4-3往復(fù)慣性力圖4.1.4往復(fù)摩擦力的計(jì)算 壓縮機(jī)各接觸面間的摩擦力取決于彼此間的正壓力及摩擦系數(shù)，且隨曲軸轉(zhuǎn)角變化，難以精確計(jì)算。考慮到其數(shù)值較氣體力和慣性力小得多，故為簡(jiǎn)單起見(jiàn)將其作為定值處理。 已知， 所以4.1.5氣體力的計(jì)算 氣體力是活塞兩側(cè)各工作腔氣體壓力與相應(yīng)活塞力面積乘積的差值。（1） 壓縮過(guò)程： 上式中為壓縮過(guò)程第點(diǎn)的氣體作用力（公斤） 為活塞行程（厘米） 為余隙容積折合長(zhǎng)度（厘米）， 為相對(duì)余隙容積（%） 為點(diǎn)的活塞位移（厘米）， 為壓縮過(guò)程指數(shù) 為考慮壓力損失后的實(shí)際吸氣壓力（公斤厘米） 為活塞面積（厘米）（2）膨脹過(guò)程

29、 上式中為膨脹過(guò)程第點(diǎn)的氣體作用力（公斤） 為膨脹過(guò)程第點(diǎn)的活塞位移（厘米）， 為膨脹過(guò)程指數(shù) 為考慮壓力損失后的實(shí)際排氣壓力（公斤厘米）在活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)中，往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)交替地承受拉伸和壓縮，而且受力的大小是周期性變化的。這是因?yàn)檩S側(cè)氣缸的氣體力為正值，蓋側(cè)氣缸的氣體力使連桿受壓縮為負(fù)值。本次設(shè)計(jì)的為微型無(wú)十字頭壓縮機(jī)，并且為單作用壓縮機(jī)，其作用在活塞兩側(cè)的氣體壓力，蓋側(cè)是變化的，另一側(cè)軸側(cè)是大氣壓（即恒定不變）。將氣體力作成p-a曲線形式，是為了將氣體和慣性力、摩擦力的瞬時(shí)值相加求其代數(shù)和。作氣體力圖：圖4-4氣體指示力圖 作用在曲柄銷上的連桿力可以分解為兩個(gè)方向上的分力：垂直于曲柄的切向力和

30、沿曲柄半徑方向的徑向力。 由三角關(guān)系可得： （公斤） （公斤）式中綜合活塞力由圖4-4可得綜合活塞力值切向力值如下表6活塞力和切向力值綜合活塞力p（KN）切向力T（KN）0-2.19640.0000.000200.60580.4080.2472401.47580.7421.0950600.88280.9540.842280-0.12621.020-0.1287100-0.89420.950-0.8495120-1.40220.778-1.0909140-1.65320.543-0.8977160-1.77720.278-0.4941180-1.81720.0000200-1.94280.278

31、0.5401220-1.82180.5430.9892240-1.54280.7781.2260-1.11680.9501.061280-0.86681.0200.8841300-1.50780.9541.4384320-2.54080.7421.8853340-2.04680.4080.8351360-1.87880.0000 當(dāng)時(shí)，如果活塞力為正，相應(yīng)的切向力為正，活塞力為負(fù)，相應(yīng)的切向力為負(fù)。 當(dāng)時(shí)，如果活塞力為正，相應(yīng)的切向力為負(fù)，活塞力為負(fù)，相應(yīng)的切向力為正。 作綜合活塞力圖：圖4-5綜合活塞力圖作切向力曲線圖4-6切向力圖圖4-7切向力圖（落后90）計(jì)算到旋轉(zhuǎn)摩擦力的影響，4.2計(jì)

32、算飛輪矩 由以上切向力曲線與橫坐標(biāo)所包圍的面積繪圖比例尺為：長(zhǎng)度 力平均切向力 校核作圖誤差：按熱力計(jì)算得到的平均切向力應(yīng)是 作圖誤差 允許誤差為，所以作圖合格2列超前90角:2列落后90角：計(jì)算飛輪矩，根據(jù)公式本次壓縮機(jī)設(shè)計(jì)采用三角皮帶傳動(dòng)，故超前90：落后90：選擇方案二，第二列比第一列落后904.3慣性力和慣性力矩的平衡 隨曲柄轉(zhuǎn)角周期變化的壓縮機(jī)慣性力，會(huì)傳到機(jī)器外面來(lái)，而造成機(jī)器振動(dòng)。振動(dòng)使操作人員易于疲勞，影響儀表與設(shè)備的工作，引起基礎(chǔ)不均勻下沉，縮短基礎(chǔ)及周圍建筑物的壽命，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使建筑物因共振而毀壞，振動(dòng)還會(huì)消耗能量，影響機(jī)器正常運(yùn)轉(zhuǎn)，使零件過(guò)載或破壞。因此需要采取一定的措施使

33、慣性力盡可能的在機(jī)器內(nèi)部平衡掉。 微型壓縮機(jī)中一階往復(fù)慣性力矩、二階往復(fù)慣性力矩和旋轉(zhuǎn)慣性力矩?cái)?shù)值太小忽略不計(jì)，以下主要計(jì)算一階往復(fù)慣性力和二階往復(fù)慣性力和旋轉(zhuǎn)慣性力的平衡。 4.3.1一階往復(fù)慣性力的平衡 如上圖所示的是V型壓縮機(jī)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖，氣缸中心線之間的夾角為左列的往復(fù)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量為m，右列為m。 V型壓縮機(jī)因?yàn)閮闪袣飧字行木€在曲軸軸線方向上的距離很小，所以可以認(rèn)為他們的慣性力處于垂直曲軸軸線的同一平面中，且慣性力的合成僅為兩力的矢量和，其慣性力矩很小可以忽略。 以左列為基準(zhǔn)的一階往復(fù)慣性力 左列： 右列：因兩列往復(fù)質(zhì)量相等，即所以，一階往復(fù)慣性力最大值為將左右兩列的往復(fù)慣性力分別投影到垂

34、直方向和水平方向，并各自相加，則得到一階往復(fù)慣性力的兩個(gè)分力為：垂直分力為水平分力為令 則化簡(jiǎn)可得： 由此可知，當(dāng)，即曲柄在垂直方向上時(shí)當(dāng)，即曲柄在水平方向時(shí)， 由分析可知，v型壓縮機(jī)中，因兩列氣缸夾角等于90，兩列的往復(fù)質(zhì)量也相等。所以一階往復(fù)慣性質(zhì)量的力可以通過(guò)加平衡重來(lái)平衡，則有平衡重質(zhì)量，顧及旋轉(zhuǎn)質(zhì)量時(shí)，此時(shí)，剩余力大小恒定，方向變化，且幅值最小。所以平衡重質(zhì)量為4.3.2二階往復(fù)慣性力的平衡 對(duì)于二階慣性力，同樣因?yàn)榍宜杂校?或者 二階往復(fù)慣性力的合力始終處于水平方向，其值隨二倍于主軸旋轉(zhuǎn)角速度而變化，二階往復(fù)慣性力無(wú)法用平衡重來(lái)平衡的，二階往復(fù)慣性力最大值（、90、180、270

35、）5零部件的設(shè)計(jì)與校核5.1氣缸部分的設(shè)計(jì)5.1.1氣缸氣缸是活塞式壓縮機(jī)中的組成壓縮容積的主要部分。根據(jù)壓縮機(jī)所達(dá)到壓力，排氣量，壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)方案，壓縮氣體的種類，制造氣缸的材料以及制造廠的習(xí)慣等條件，氣缸的結(jié)構(gòu)可以有各種各樣的形式。 設(shè)計(jì)氣缸的要點(diǎn)是：（1）應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度。工作表面具有良好的耐磨性。（2）要具有良好的冷卻，在有油潤(rùn)滑的氣缸中，工作表面應(yīng)有良好的潤(rùn)滑狀態(tài)。（3）盡可能減少氣缸內(nèi)的余隙容積和氣體阻力。（4）結(jié)合部分的連接和密封要可靠。（5）要有良好的制造工藝性和裝拆方便。（6）氣缸直徑和閥座安裝孔等尺寸應(yīng)符合“三化”要求。5.1.2氣缸結(jié)構(gòu)形式的確定 氣缸因工作壓力不同

36、而選用不同強(qiáng)度的材料，本設(shè)計(jì)采用風(fēng)冷空氣壓縮機(jī)的單層壁結(jié)構(gòu)。氣缸用耐腐蝕的鋁合金鑄鐵制成，氣缸內(nèi)徑磨精加工以保證氣密性良好。鑄鐵具有良好的鑄造性能，對(duì)氣缸結(jié)構(gòu)形狀的限制較小氣閥安裝在氣缸蓋上，風(fēng)冷氣缸依靠氣缸外壁加散熱片冷卻。5.1.3氣缸主要尺寸的計(jì)算（1）大直徑鑄鐵氣缸的壁厚按鑄鐵制造要求確定：工作壓力（公斤/）,(cm) (1)工作壓力（公斤/）,(cm) (2)工作壓力（公斤/）,(cm) (3) 由于本次設(shè)計(jì)工作壓力為（公斤/），所以氣缸的壁厚，氣缸布置在氣缸蓋上，氣缸形狀較簡(jiǎn)單且用高強(qiáng)度鑄鐵，取。壁厚的附加項(xiàng)a，其值按0.50.8cm選擇，則a=6mm。，則（2）水套壁厚 ，?。?

37、）連接法蘭壁厚 ，取5.1.4氣缸的強(qiáng)度校核 壁厚氣缸因厚度較大，最大的切向力應(yīng)在氣缸內(nèi)壁上，假定氣體壓力沿氣缸長(zhǎng)度不變，氣缸的壁厚沿氣缸長(zhǎng)度也不變，則按下式： 內(nèi)壁切向應(yīng)力：（公斤/） 徑向應(yīng)力：（公斤/）式中：和氣缸的內(nèi)半徑和外半徑，m。 氣缸內(nèi)工作壓力，MPa。則第一列氣缸內(nèi)壁切向應(yīng)力：（公斤/）第一列氣缸內(nèi)壁徑向應(yīng)力： 脆性材料的當(dāng)量應(yīng)力（鑄鐵）：（MPa)式中材料拉伸強(qiáng)度與壓縮強(qiáng)度之比，對(duì)鑄鐵，。則：（公斤/）=6.835MPa由于鑄鐵氣缸應(yīng)力不允許超過(guò)200300kg/cm2，所以氣缸設(shè)計(jì)滿足要求。5.1.5氣缸材料 氣缸和汽缸套的材料根據(jù)壓縮氣體的性質(zhì)和承受的壓力選取。本設(shè)計(jì)是無(wú)

38、油潤(rùn)滑鑄鐵氣缸，并且工作壓力為8.5，所以采用含有C、Si、Cu、Mn、Cr、Ni的合金鑄鐵。氣缸套材料為HT20-40，HT25-47，HT30-545.2氣閥的設(shè)計(jì)5.2.1氣閥的基本要求氣閥是活塞式壓縮機(jī)重要部件之一，它的工作直接關(guān)系到壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的經(jīng)濟(jì)性和可靠性。對(duì)氣閥的基本要求如下：1. 使用期限長(zhǎng)，不能由于閥片或彈簧的損壞而引起壓縮機(jī)非計(jì)劃停車。2. 氣體通過(guò)氣閥時(shí)的能量損失小，以減少壓縮機(jī)動(dòng)力消耗。對(duì)于固定式長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的壓縮機(jī)尤為重要。3. 氣閥關(guān)閉時(shí)具有良好的密封性，減少氣體的泄漏量。4. 閥片起、閉動(dòng)作及時(shí)和迅速，而且要完全開(kāi)啟，以提高機(jī)器效率和延長(zhǎng)和使用壽命。5. 氣閥所引

39、起的余隙容積要小，以提高氣缸容積效率。圖5-1舌簧閥示意圖以此，還要求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、易于維修、氣閥零件標(biāo)注化、通用化水平要高。圖10 活塞式壓縮機(jī)自動(dòng)閥的組成1閥座；2閥片；3彈簧；4升程限制器5.2.2閥的分類 壓縮機(jī)自動(dòng)閥按運(yùn)動(dòng)密封組件的特點(diǎn)可分為：環(huán)閥（包括環(huán)狀閥和網(wǎng)狀閥）、孔閥（包括杯狀閥、菌狀閥、碟狀閥等）、直流閥；其它還有諸如條狀閥、槽狀閥、錐形槽狀閥等。 本設(shè)計(jì)采用條狀舌簧閥，閥片是用彈性薄膜材料制成，即是密封元件又是彈性元件，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，具有氣體流動(dòng)阻力小，余隙容積小，閥片質(zhì)量輕，便于啟閉。5.2.3舌簧閥結(jié)構(gòu)尺寸的選擇圖5-2 舌簧閥的主要結(jié)構(gòu)尺寸及其幾何關(guān)系5.2.4舌

40、簧閥的尺寸選擇壓縮機(jī)數(shù)據(jù)：壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速n=680r/min；活塞行程s=62mm；一級(jí)吸氣壓力Pa=0.1MPa；一級(jí)排氣壓力Pd=0.85MPa；活塞有效面積F=6080mm2；活塞的平均速度Cm=1.4m/s；同時(shí)作用的同名氣閥數(shù)Z=2。結(jié)構(gòu)尺寸的選擇：氣閥的主要特性參數(shù)確定后，就要確定閥片升程、閥片厚度。a. 選擇的閥縫隙通道氣體流速 表7 間縫隙通道的平均氣流速度工作壓力（公斤/厘米2）4410103030130130320320600間縫隙通道的平均氣流速度（米/秒）304525402035182815201215工作壓力P=8.9Kg/cm2410Kg/cm2，則=2540m/s,

41、取=30m/sb.需要的閥縫隙面積 式中： Z同時(shí)作用的同名氣閥數(shù)F活塞的有效面積c.閥片開(kāi)啟高度 h=1.6mm，自由端的最大升程氣閥最大的通流面積 所以d.微型壓縮機(jī)中，閥片自由端最大傾角為，懸壁長(zhǎng)度氣閥最大的彈簧力 而上式中B為無(wú)因次彈簧力； A為閥片迎面面積e.氣閥運(yùn)動(dòng)質(zhì)量 是氣體力直接作用，但變形很小的端側(cè)剛性部分，即從閥孔中心至自由端的質(zhì)量 是閥片主要發(fā)生變形的柔性部分的質(zhì)量所以，其中彈性模量通過(guò)以上設(shè)計(jì)計(jì)算可得:吸氣閥厚度排氣閥厚度墊片厚度d=0.5mm5.3活塞活塞與氣缸構(gòu)成了壓縮容積?；钊仨氂辛己玫拿芊庑?， 此外還有要求：1，有足夠的強(qiáng)度和剛度；2活塞與活塞銷的連結(jié)和定位要

42、可靠；3，重量輕，兩列以上的壓縮機(jī)中，應(yīng)根據(jù)慣性力平衡的要求配置各列活塞的重量；4，制造工藝性好。5.3.1活塞的基本結(jié)構(gòu)形式 活塞式壓縮機(jī)中采用的活塞基本結(jié)構(gòu)型式有:筒形、盤形、級(jí)差式、組合式、柱塞等。對(duì)于小型無(wú)十字頭的壓縮機(jī)一般選用筒形活塞。 最大側(cè)向力為：式中 最大側(cè)向力，kg。 最大活塞力，kg。所以：不計(jì)密封環(huán)和刮油環(huán)高度時(shí)的活塞高度：式中 活塞直徑，cm。筒形活塞支撐表面的許用比壓，高轉(zhuǎn)速壓縮機(jī)，為降低運(yùn)動(dòng)質(zhì)量計(jì)，取較大值，低轉(zhuǎn)速壓縮機(jī)，為減小摩擦，取較小值。所以活塞高度為0.42cm5.3.2活塞尺寸 活塞環(huán)的計(jì)算：活塞環(huán)是密封氣缸鏡面和活塞間的縫隙用的零件。另外它還起布油和導(dǎo)熱

43、的作用。對(duì)活塞環(huán)的基本要求是密封可靠和耐磨損?；钊h(huán)的徑向厚度t：取t=3.2mm活塞環(huán)的軸向高度h：h=（0.41.4）t=（0.41.4）3.2=1.284.48mm，取h=1.5mm刮油環(huán)的軸向高度：h3=（12）h=（12）1.5=1.53mm，取h3=2mm活塞直徑：D=88mm活塞總高度H與活塞直徑D一般為：H=（0.651.5）D=（0.651.5）88=57.2132mm，取H=70mm活塞頂面至第一道活塞環(huán)的距離：C=（1.23）h=（1.23）1.5=1.84.5mm，取C=2mm活塞環(huán)之間的距離：C1=（0.81.5）h=（0.81.5）1.5=1.22.25mm，取C1

44、=1.5mm裙座到底邊的高度L約為0.7H，則L=0.7H=0.770=49mm，取L=50mm活塞銷中心線到底邊的距離h1約為0.6L，則h1=0.6L=0.650=30mm活塞頂部的強(qiáng)度計(jì)算，可將活塞頂部作為圓周固定的圓板來(lái)計(jì)算：對(duì)于無(wú)加強(qiáng)筋的鑄鐵活塞B300350Kg/cm2，取B=300 Kg/cm2，取t=2mm5.3.3活塞環(huán) 活塞環(huán)是用來(lái)密封活塞與氣缸之間的間隙的元件，它是嵌于活塞的環(huán)槽內(nèi)，阻塞間隙密封氣體。 活塞環(huán)都有切口，氣體能通過(guò)切口泄露，而且，氣缸和活塞環(huán)的圓度和圓柱度誤差幾環(huán)槽和環(huán)的端面平面誤差也會(huì)造成泄露，因此在活塞上裝有四道活塞環(huán)同時(shí)作用。氣體每通過(guò)一道環(huán)便產(chǎn)生一次

45、節(jié)流作用，以此減少泄露，切口以斜切口為45的制造最為簡(jiǎn)單，泄露面積最小。圖5-3活塞環(huán) 活塞環(huán)材質(zhì)需要足夠的耐磨性，本次設(shè)計(jì)因壓力比高，排氣溫度高，活塞環(huán)和導(dǎo)向環(huán)均采用優(yōu)質(zhì)填充聚四氟乙烯的自潤(rùn)滑材料制成，并且活塞環(huán)內(nèi)襯有不銹鋼制作的彈力環(huán)，以此保證活塞與汽缸壁的可靠接觸。5.3.4活塞環(huán)的尺寸 活塞環(huán)的厚度，取軸向高度，取切口間隙以上T為活塞環(huán)軸向厚度，mmD為氣缸直徑，mmH為活塞環(huán)軸向高度，mm活塞環(huán)切口間隙寬度，mm5.3.5活塞材料的選擇本次設(shè)計(jì)活塞材料選用鋁合金鑄造而成，活塞銷材料選用滾動(dòng)軸承鋼制成。5.4活塞銷圖5-4 活塞銷5.4.1活塞銷的主要技術(shù)要求1. 20鋼和20Cr鋼制

46、的銷子，圓柱外表面的滲炭深度為：1）壁厚35毫米的活塞銷0.81.2毫米；2）厚度大于5毫米的活塞銷1.11.7毫米；2. 銷子外圓柱表面硬度為HRC5767，各點(diǎn)硬度差不大于3個(gè)HRC單位；3. 銷子硬化層的顯微組織應(yīng)符合以下規(guī)定：1）滲碳層影視細(xì)密的馬氏體組織，不允許有針狀或連續(xù)網(wǎng)狀的游離滲碳體；2）高頻淬火硬化層應(yīng)是細(xì)針狀的馬氏體組織，其轉(zhuǎn)變區(qū)為索氏體組織，并允許有碳素體的晶粒存在。4. 銷子外圓的橢圓度和錐形度不大于2級(jí)精度直徑公差之半5. 銷子外圓表面光潔度：1）直徑小于150毫米時(shí)為9；2）直徑大于150毫米時(shí)為86. 銷子外圓表面不允許有裂紋、凹痕、擦傷、斑疤以及肉眼可見(jiàn)的非金屬

47、夾雜物等缺陷7. 銷子加工完后，應(yīng)進(jìn)行磁粉探傷，不得有裂紋。5.4.2活塞銷尺寸 活塞銷的尺寸，根據(jù)最大活塞力Pmax作用下活塞銷投影工作表面上的許用比壓k初步確定后，按彎曲和剪切作用校核其強(qiáng)度。活塞銷的計(jì)算尺寸如圖：圖5-5 活塞銷計(jì)算簡(jiǎn)圖連桿軸承長(zhǎng)度=（1.11.4）d，取=1.2d活塞銷許用比壓k150250 Kg/cm2，取k=200 Kg/cm2則 取d=24mm活塞銷內(nèi)徑d0=(0.60.7) d=(0.60.7)24=14.416.8mm，取d0=15mm活塞銷長(zhǎng)度=(0.80.9)D1=(0.80.9) 88=70.479.2mm ，取=75mm5.5機(jī)身5.5.1結(jié)構(gòu)機(jī)身、中

48、體統(tǒng)稱機(jī)體，它包括機(jī)身、中體、機(jī)座、曲軸箱、中間接筒、端接筒等部件。機(jī)體的作用是：1. 作為轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的定位于導(dǎo)向部分。如曲軸支撐在機(jī)體的主軸承上，十字頭以機(jī)體滑道導(dǎo)向。2. 作為壓縮機(jī)承受作用力的部分。壓縮機(jī)中的作用力，基本上可分為兩大類：內(nèi)力與外力。內(nèi)力是氣體壓力，作用在活塞與氣缸蓋上。內(nèi)力的傳遞，一方面是通過(guò)活塞、曲柄連桿機(jī)構(gòu)傳至主軸承與滑道上，另一方面則通過(guò)缸體傳至機(jī)體上，并在主軸與滑道上保持平衡。外力是運(yùn)動(dòng)部件質(zhì)量慣性力。外力的傳遞是由傳動(dòng)部件經(jīng)過(guò)機(jī)體上的主軸承，滑道傳到機(jī)體外部。3. 作為氣缸的承座并連接某些輔助部件。如潤(rùn)滑系統(tǒng)、盤車系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等，以組成整臺(tái)機(jī)器。5.5.2要求

49、機(jī)身橫截面積中心應(yīng)盡量和作用力中心重合，以免發(fā)生彎曲應(yīng)力。 機(jī)身與氣缸中心線垂直的橫截面盡量在幾何形狀上對(duì)稱、爭(zhēng)取重心與氣缸中心線重合，避免附加彎矩的產(chǎn)生。 機(jī)身的外廓尺寸以運(yùn)動(dòng)部件能自由運(yùn)動(dòng)而不相碰為原則，當(dāng)然還要考慮到必要的穩(wěn)定性，輔助設(shè)備的安裝5.5.3尺寸 機(jī)身壁厚由工藝要求確定，小型壓縮機(jī)取，大中型壓縮機(jī)取。本設(shè)計(jì)為微型壓縮機(jī)，取5mm 機(jī)身主軸承螺栓，d為主軸頸直徑，薄壁軸瓦取上限值。本設(shè)計(jì)取8mm5.5.4選材 機(jī)身材料大都為鑄鐵，常用的牌號(hào)是HT20-40和HT25-27，有時(shí)也用合金鑄鐵和球墨鑄鐵。焊接機(jī)身的鋼材為焊接性能好的優(yōu)質(zhì)鋼材。5.6曲軸 壓縮機(jī)曲軸有兩種基本型式，即

50、曲柄軸和曲拐軸。曲柄軸結(jié)構(gòu)，連同電機(jī)軸一起，一般只有兩個(gè)主軸承。曲拐軸在制造安裝方面，雖較曲柄軸為差，但是采用曲拐軸的壓縮機(jī)，可以實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕。此外，采用曲拐軸的壓縮機(jī)，在氣缸列數(shù)設(shè)置方面幾乎不受限制，便于滿足流程要求。本設(shè)計(jì)采用單拐軸 5.6.1曲軸結(jié)構(gòu)尺寸的確定曲軸設(shè)計(jì)基本原則：a. 曲軸的軸頸要有適當(dāng)?shù)某叽纾古溆玫妮S承能有勝任的負(fù)荷能力b. 曲軸要有足夠的強(qiáng)度，以承受交變彎曲與交變扭轉(zhuǎn)的聯(lián)合作用。曲軸的2處，要進(jìn)行強(qiáng)度校核c. 曲軸要有足夠的剛度。軸頸偏轉(zhuǎn)角不應(yīng)超過(guò)許用值，以保證軸承可靠的工作。在采用懸掛電機(jī)結(jié)構(gòu)時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)子中心的繞度應(yīng)不超過(guò)許用值，以保證電機(jī)正常工作。圖5-6 曲軸的主要尺寸圖5-7曲軸設(shè)計(jì)尺寸 曲柄銷直徑DP取最大值為壓縮時(shí)的最大活塞力，P=4.63KN，取D=35mm