往复活塞式压缩机设计.doc文档59页原创精品

因此，必须根据压缩机的容量和工作特点，恰当地选择所需的级数和各级压力比。

本设计为型压缩机，根据市场常用压缩机型式，选择级数为二级。

列数选择在活塞式压缩机中，个连杆所对应的气缸活塞组即为列。

压缩机按列数的多少分成单列和多列两类。

压缩机列数的选择，主要决定于漏量较小，特别是对于易燃易爆有毒的气体，只能采用此种结构。

面所受的侧向力也较大，因而活塞易磨损，另外，气缸中的润滑油量也难于控制。

无十字头的压缩机般只适于作成立式型型和扇形的结构。

当压缩机的功率大于时，无十字头的压缩机的重量要超过有十字头的压缩机，而且结构也较复杂。

因此，无十字头压缩机只在小功率范围内采用。

在小型移动装置中用的压缩机，要求轻便紧凑以便于搬动，多选用无十字头带十字头运动机构的特点是由于带有十字头，气缸工作表面不承受连杆传来的侧压力，所以，气缸与活塞间的摩擦和磨损较小，充分利用了气缸容积，润滑油易于控制可以设置填料密封，所以，气体地泄在小型移动装置中用的压缩机，要求轻便紧凑以便于搬动，多选用无十字头因此，无十字头压缩机只在小功率范围内采用。

部分内容简介面所受的侧向力也较大，因而活塞易磨损，另外，气缸中的润滑油量也难于控制。

无十字头的压缩机般只适于作成立式型型和扇形的结构。

当压缩机的功率大于时，无十字头的压缩机的重量要超过有十字头的压缩机，而且结构也较复杂。

因此，无十字头压缩机只在小功率范围内采用。

在小型移动装置中用的压缩机，要求轻便紧凑以便于搬动，多选用无十字头的运动机构。

带十字头运动机构的特点是由于带有十字头，气缸工作表面不承受连杆传来的侧压力，所以，气缸与活塞间的摩擦和磨损较小，充分利用了气缸容积，润滑油易于控制可以设置填料密封，所以，气体地泄漏量较小，特别是对于易燃易爆有毒的气体，只能采用此种结构。

当然，带十字头的压缩机增多了十字头活塞杆及填料等部件，使机器的结构复杂，高度和重量也相应增加。

般固定式的压缩机功率都较大，特别是工艺流程中用的压缩机，要求机器长期连续运转，所以多用带十字头的压缩机。

我国固定式动力用空压机，排气量在功率在之间的都是带十字头结构。

化工石油等部门工艺流程中使用的压缩机都带有十字头。

本设计为功率较小的型空气压缩机设计，考虑到以上因素，故采用无十字头的运动机构。

级数选择及各级压力比的分配工业用的气体，有时需要较高的压力，此时需采取多级压缩。

多级压缩有下列优点降低排气温度节省功率消耗提高气缸容积系数降低作用在活塞上的最大活塞力。

在选择压缩机的级数时，般般应遵循下列原则使压缩机消耗的功最小排气温度应在使用条件许可的范围内机器重量轻造价低。

要使机器具有较高的热效率，则级数越多越好各级压力比越小越好。

然而级数增多，则阻力损失增加，机器总效率反而降低，结构也更加复杂，造价便大大上升。

因此，必须根据压缩机的容量和工作特点，恰当地选择所需的级数和各级压力比。

本设计为型压缩机，根据市场常用压缩机型式，选择级数为二级。

列数选择在活塞式压缩机中，个连杆所对应的气缸活塞组即为列。

压缩机按列数的多少分成单列和多列两类。

压缩机列数的选择，主要决定于排气量排气压力机器的型式和级数。

立式结构可以制成单列和多列压缩机卧式结构可以制成单列和双列压缩机对称平衡型结构只能制成多列压缩机，而且列数必须是偶数对置型结构只能制成多列压缩机。

型结构只能制成多列压缩机，即单重型和双重型，其他型式类似。

各级气缸的排列应根据下述原则进行要求各列往返止点的活塞力相等。

这时，曲柄连杆机构利用充分，重量较轻，惯性力较小，机械效率较高。

由于往返行程的功也二〇五年五月十二日星期二大致相等，因而飞轮较轻。

通过布置气缸排列，达到使气体的内泄漏和外泄漏尽可能小的目的。

本设计采用型结构，如前所述，只能制成多列压缩机，采用单重型结构。

压缩机转速和行程的确定转速和行程的选取对机器的尺寸重量制造难易和成本有重大影响，并且还直接影响机器的效率寿命和动力性能。

如果压缩机与驱动机直接连接，则也影响驱动机的经济性和成本。

近代设计活塞式压缩机的总趋势是提高转速。

转速行程和活塞平均速度的关系式如下式中活塞平均速度压缩机转数活塞行程，。

活塞式压缩机设计中，在定的参数和使用条件下，首先应考虑选择适宜的活塞平均速度，因为活塞平均速度的高低，对运动机件中的摩擦和磨损有直接的影响。

对气缸内的工作过程也有影响。

活塞速度过高，气阀在气缸上难以得到足够的安装面积，所以气阀管道中的阻力损失很大，功率的消耗及排气温度将会过高。

严重地影响压缩机运转的经济性和使用的可靠性。

移动式压缩机为尽量减少机器重量和外形尺寸，所以取活塞速度为，而本设计就属于此类。

由于微型和小型压缩机，为使结构紧凑，而只能采用较小行程，所有较高转数，但活塞平均速度却较低，只有左右。

本设计采用。

在定的活塞速度下，活塞行程的选取，与下列因素有关排气量的大小机器的结构型式气缸的结构。

现代活塞式压缩机的行程与活塞力之间，按统计与分析，有下列关系式中活塞力系数，其值在之间，较小值相应于短行程的机器，较大值相应于长行程的机器。

现代活塞式压缩机使用的气阀，都是随着气缸内气体压力的变化而自行开闭的自动阀。

气阀是活塞式压缩机的关键部件之，气阀的优劣直接影响压缩机的性能。

自年代以来，国外微型空气压缩机开始普遍采用舌簧阀，以代替盘状阀或环状阀。

在年代末期开始，我国对这项技术进行了研究和推广。

舌簧阀具有排气系数高比功率低寿命长噪声小制造工艺简单等优点。

但舌簧阀相对盘状阀或环状阀寿命低，选择转二〇五年五月十二日星期二速时要综合考虑。

选择压缩机转速时应注意到惯性力的影响，惯性力的大小与转速成平方关系通常应遵循惯性力不超过活塞力的原则因为运动部件的强度是按活塞力来计算的。

另外转数过高对阀片活塞环填料的使用寿命也会产生不利影响。

般说来，活塞力较大的机器，转数相应地较低，因为活塞力较大则运动部件的尺寸和重量也相应的增加，惯性力增气压的作用也应考虑在内。

列的总气体力为对于单作用压缩机，气体力般是使往复运动机构受压缩，气体力为负值。

对于双作用压缩机，轴侧气缸的气体力使连杆受拉伸，气体力为正值盖侧气缸的气体力使连杆受压缩为负值。

因此在活塞往复运动中，住复运动机构交替地承受拉伸和压缩，而且受力的大小是周期性变化的。

为了要将气体力和惯性力摩接力的瞬时值相加求其代数和，所以要将气体力作成曲线形式二〇五年五月十二日星期二气体力曲线图的作法有图解法及解析法。

主要使用种比较简明的解析法。

但本设计的活塞位移用解析法公式比较复杂，应此采用图解法与解析法并用的方式。

活塞位移为图解法测得，而各个过程的压力用解析法算得。

上图是简化的实际压缩循环指示图，图中为代表余隙容积的当量行程式中为相对余隙容积。

压缩过程中的气体压力根据过程方程应为式中活塞行程当量行程压缩过程中任意位置时的气体压力压缩过程当量多变指数。

上式是对应于盖侧气缸工作容积的活塞位移，压缩过程应从内止点算起，直到为止，压缩过程完毕。

排气过程线，是等压线，。

膨胀过程线，也取为当量多变指数，则气体压力为盖侧气缸的气体膨胀过程从外止点，算起，直算到为止。

进气过程线是的等压线，。

计算时，以为自变量，从开始，每隔或求出相应的值，将代入图气体力曲线图二〇五年五月十二日星期二上式中，分别求得压缩及膨胀过程的系列压力值。

气体力随即求得。

计算过程及结果用表格形式列出，见表。

在求膨胀过程线时，曲柄转角的间隔可取较小值，以便多计算几个点。

级余隙行程为。

二级余隙行程为。

级活塞面积为，二级活塞面积为。

膨胀过程的多变指数为级为，二级为，压缩过程指数均为。

盖侧气缸的气体力为负值。

计算时，以曲柄转角为自变量，从开始，每隔求出相应的，将代入式和，分别求出压缩过程及膨胀过程的系列压力值。

气体力随即求得。

计算过程及结果用表格形式列出，级盖侧气体力计算见表，二级盖侧气体力计算见表。

轴侧气体力计算活塞的轴侧与大气相通，所以轴侧气体力为常数，即综合活塞力计算及列的切向力图的绘制综合活塞力与切向力计算当压缩机正常运转时，其气体力往复惯性力及往复摩擦力都同时存在，都在沿气缸中心线方向，这些力的代数和就称为压缩机列的综合活塞力。

综合活塞图就是气体力曲线往复惯性力曲线和往复摩擦力曲线，按转角展开并叠加而成的作用力曲线。

上式中各种力都是曲柄转角的函数，所以综合活塞力也随而变化。

综合活塞力应列表计算。

作综合活塞力图时应注意进行叠加的各种力的比例尺应取得致，横坐标长度都相等力的正负值均按照使连杆受拉为正值受压为负值处理各种力的叠加均为在相同转角下的瞬时力的代数和。

连杆力作用与曲柄销上的力可分解为切向力和法向力，且规定与曲轴旋转方向相反的切向力为正值。

由压缩机受力分析知，列的切向力可按下式计算。

二〇五年五月十二日星期二表二级盖侧气体力计算表力单位曲柄转角活塞位移膨胀过程进气过程压缩过程排气过程盖侧气体力二〇五年五月十二日星期二表二级盖侧气体力计算表力单位列的切向力还应加上该列的旋转摩擦力。

综合活塞力列表计算见表和表。

曲柄转角活塞位移膨胀过程进气过程压缩过程排气过程盖侧气体力二〇五年五月十二日星期二表级列综合活塞力及切向力计算表力单位曲柄转角惯性力往复摩擦力气体力综合活塞力切向力轴侧盖侧二〇五年五月十二日星期二表二级列综合活塞力及切向力计算表力单位曲柄转角惯性力往复