空气压缩机设计

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某煤矿地面空气压缩机选型设计

某煤矿地面空气压缩机选型设计

****煤矿地面空气压缩机选型设计一、概况4L-20/8型空气压缩机在井下使用不符合相关规定和要求,现拟定将井下压风机房搬迁至地面,矿井共计8个掘进工作面,其中三个开拓掘进工作面,五个一般掘进工作面,两个采煤工作面,其中一个工作面采用气动工具作业。

二、风动工具使用情况一览表三、风动工具型号及耗气量四、矿井总耗气量计算∑×aQraqi×××=kini21+×+×××.1×=××6.32155.22)15.05.7.1(11510+×=.12+)5151518(=.12×1538m=503m i n)/(255.式中a:岩管路全长漏风系数;1a:机械磨损耗风量增加系数;2r:海拔高度修正系数;∑ni:同型号风动工具同时使用系数;qi:每台风动工具好风量;ki:风动工具同时使用系数;不同型号风动工具基本不同时工作,计算时取耗气量较大者。

五、空压机出口压力气管路全长3500mm,风动设备用气压力为0.5Mpa,最远气管路各段损失之和按每km损失0.04Mpa计算。

空压机出口压力:MpaPi p P p 64.05.304.05.0=×+=Δ+=式中:p p :风动工具用气压力; Pi Δ:3.5km 长气管路损耗气量; 六、 压风机选型根据计算,选用ML-250螺杆式空气压缩机1台,电机功率250kw ,电压6kv ,排气量49.2min /3m ;4L-20/8活塞式空气压缩机2台,每台电机功率132kw ,电压380V ,排气量21.5min /3m ,置于地面压风机房。

螺杆式空气压缩机和两台活塞式空气压缩机分别作为工作和备用(或检修)。

滑片式空气压缩机设计 - 毕设

滑片式空气压缩机设计 - 毕设
滑片机主要由机体、滑片、定子、转子、端盖等主要部件组成。转子在定子内偏心配置,具有一定的偏心距e,转子与两边端盖的支撑轴孔同心,与定子在几何上保持相切,然而在实际生产及结构中是以一定大小的圆弧进行重合并留有一定的间隙,转子与两边端盖的轴承同心间隙装配,可在孔中自由转动;壳体与大小端盖、定子外缘保持同心;轴承通过过盈配合紧固在大小端盖的轴承孔中;壳体、两边端盖、定子通过螺钉连接固定成一体;滑片置于滑片槽中,可自由滑动,这是滑片机的大致结构关系。
1.4.2意义
空气压缩机是工业现代化的基础产品,常说的电气与自动化里就有全气动的含义,而空气压缩机就是提供气源动力,是气动系统的核心设备机电引气源装置中的主体,它是将原动(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,随着家用电器的飞速前进,滑片式空气压缩机更具优势的运用于微小型家用电器制冷方面,而滑片式空气压缩机的许多性能是传统空气压缩机所不能达的。与螺杆式空气压缩机相比较而言,滑片式空气压缩机具有能量损失少、能耗低、使用寿命长、维修方便、耗电量小、转速低、备件少、负荷小等一系列优点。目前人们对滑片式空气压缩机的机体、外壳等已经研究的有相当的透彻了,但是对于其重要的组成部分滑片、转子、定子、润滑密封等仍需更进一步的研究探索,以达到人们对产品质量更高层次的要求,从而满足更广大客服,拓展滑片机使用范围。滑片式空气压缩机有着高标准的选材、领先的集成化设计,通过这种设计使滑片式空气压缩机被誉为五星级的空气压缩机。加之其制造容易,结构简单,操作维修及保养方便,而现代科技对于空气压缩机的要求及性能已不可同日而语,传统的压缩机已经不能适应高效率、性能稳定、低噪音等一系列要求,故而未来的压缩机市场必定属于具有巨大潜力优势的滑片式空气压缩机。
图2-1 滑片机端面图

空气压缩机设计说明

空气压缩机设计说明

1引言毕业设计是学完所有课程后应用四年所学到的课本知识及课外的知识而进行的综合性、开放性的训练,是培养学生工程意识和创新能力的重要环节,也是考查学生四年学习成果的重要途径。

此次毕业设计的主要内容是通过对活塞式压缩机热力性能和动力性能的计算,完成压缩机的校核和选型工作。

通过近两个月的设计过程,对于我掌握过程流体机械选型基本方法、基本步骤和基本原则起到了明显的效果,达到了预期的训练目的。

同时,通过毕业设计环节,使我的计算机应用能力得到了提高,培养了我的设计能力和解决实际问题的能力。

毕业设计要求学生正确运用和查阅与本课题相关的设计标准、规范、手册、图册等技术资料,独立的进行理论计算、结构计算、绘制工程图样、编写设计说明书等。

掌握机械设计的基本要求、基本方法、基本步骤,为走向工作岗位打下坚实的基础。

V-0.17/8空气压缩机设计的主要任务是了解空气压缩机的基本原理与结构类型,着重了解和掌握活塞式空气压缩机的基本原理、组成结构、材料、制造加工工艺、冷却润滑方式等。

1.1设计参数题目:V-0.17/8空气压缩机设计排气压力=0.8MPa吸气压力Ps=0.1MPa排气量Q=0.17m3/min转速n=2840r/min1.2 空气压缩机的结构及工作原理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式压缩机,速度式压缩机,容积式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;速度式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。

本机属于容积式空气压缩机。

往复式空气压缩机主要有曲轴连杆活塞式、曲柄连杆活塞式和曲柄滑管式三种形式。

其主要由活塞、气缸、曲轴、连杆、吸气阀片和排气阀片等组成。

连杆小头主要通过活塞销与活塞相连,而连杆大头套在曲轴的曲轴柄部分,曲轴由带轮带动旋转,气缸顶部安装有阀板组件。

空气压缩机研发生产方案(一)

空气压缩机研发生产方案(一)

空气压缩机研发生产方案一、背景随着中国工业的不断发展,压缩机作为工业流程中的重要设备,其需求量也在逐渐增加。

然而,传统的空气压缩机在能源效率、噪音控制和排放方面存在一些问题,这使得产业结构改革和研发新型空气压缩机显得尤为重要。

二、工作原理我们所设计的空气压缩机是基于先进的涡旋原理,配合以高效的气动设计。

其主要由电机、减速器、涡旋气缸、控制系统等部分组成。

1.涡旋原理:此原理的核心在于利用空气的压缩性,通过改变气体的体积和压力来达到压缩空气的目的。

2.气动设计:通过优化气体的吸入和排出路径,减少空气流动的阻力,提高压缩效率。

3.电机与减速器:电机为涡旋气缸提供动力,减速器则将电机的转速降低,以适应空气压缩的需要。

4.控制系统:负责监控设备的运行状态,确保其稳定运行,并在出现问题时自动进行保护。

三、实施计划步骤1.市场调研与需求分析:深入了解当前市场的需求,以及同行业产品的优缺点。

2.产品设计与研发:基于调研结果,进行产品的初步设计。

3.样品制作与测试:制作样品,并进行严格的性能测试。

4.改进与优化:根据测试结果,对产品设计进行改进和优化。

5.量产准备:完成产品的最终设计,准备进入量产阶段。

6.市场推广与销售:制定市场推广策略,开展销售活动。

四、适用范围此款空气压缩机适用于各种工业领域,如石油化工、电力、制冷等,也可用于需要大量压缩空气的其他领域,如气动工具、呼吸空气等。

五、创新要点1.高效涡旋设计:通过优化涡旋形状和角度,提高了压缩效率。

2.低噪音设计:采取一系列降噪措施,使压缩机的运行噪音大大降低。

3.智能化控制系统:采用先进的物联网技术,实现远程监控和故障预警。

4.节能模式:在低负荷情况下,设备能够自动切换到节能模式,进一步降低能耗。

5.环保排放:优化排放设计,减少废气排放。

六、预期效果与收益1.提高压缩效率:预计压缩效率提高20%。

2.降低运营成本:预计运营成本降低15%。

3.增加销售收入:预计新增销售收入30%。

空气压缩机的设计

空气压缩机的设计

空气压缩机的设计空气压缩机是一种将空气压缩为高压气体的设备,通过增加气体分子的密度来提高气体压力。

它在各个领域都有广泛的应用,如工业生产、建筑工程、汽车制造等。

空气压缩机的设计需要考虑多个因素,包括工作压力、流量需求、可靠性、能效等。

在设计空气压缩机时,首先需确定工作压力。

根据不同的应用场景和使用需求,工作压力会有所不同。

确定了工作压力后,需要设计合适的气缸和体积,并选择合适的气缸数目以满足流量需求。

此外,还需考虑压缩比和排气温度的关系,以及对冷却系统的需求。

在设计空气压缩机时,还需要考虑其可靠性。

压缩机应具备较好的结构刚度和耐久性,以确保长时间的运行和稳定性。

同时,还需考虑到压缩机的维护和维修便捷性,以减少停机时间和维修成本。

能效是空气压缩机设计中的另一个重要因素。

能效的提高可以降低能源消耗和运行成本,符合环保和节能的要求。

在设计空气压缩机时,需要考虑节能技术的应用,如采用高效率的驱动系统、减少能量损失的设计、合理利用余热等。

另外,在设计空气压缩机时,还需考虑安全性。

空气压缩机的工作压力较高,操作时需加强安全保护措施,如设置安全阀、紧急停机装置等,以防止意外事故的发生。

最后,在设计空气压缩机时,还需考虑到其操作和控制系统。

操作系统应简单易用,控制系统应精确可靠。

压缩机的控制系统可以采用自动化控制,以实现更高的运行效率和稳定性。

综上所述,设计空气压缩机需要考虑多个因素,如工作压力、流量需求、可靠性、能效、安全性和操作控制等。

合理的设计可提高压缩机的性能和效率,满足不同应用场景的需求。

在设计过程中,还需充分考虑实际应用环境和客户需求,并采用现代化的设计理念和技术,以使空气压缩机达到最佳的设计效果。

压缩机毕业设计

压缩机毕业设计

四川理工学院毕业设计0.42/150型空气压缩机学生:田虎学号:***********专业:过程装备与控制工程班级:2008.3指导教师:***四川理工学院机械工程学院二O一二年六月摘要往复式压缩机是工业上使用量大、面广的一种通用机械。

立式压缩机是往复活塞式压缩机的一种,属于容积式压缩机,是利用活塞在气缸中运动对气体进行挤压,使气体压力提高。

热力计算、动力计算是压缩机设计计算中基本,又是最重要的一项工作,根据任务书提供的介质、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,经过动力计算得到活塞式压缩机的受力情况。

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。

关键词:活塞式压缩机; 热力计算; 动力计算;气缸;曲轴AbstractReciprocating compressor is a common type machine, used in the industry .V- type of piston compressors is a kind of reciprocating compressor, belong to the compressor , 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 related 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 providing design data. The calculations reflect exactly the design level of the compressor.Keywords: piston compressor; thermal calculation; dynamical computation; cylinder; cranksh目录摘要 (I)Abstract (II)第一章引言 (1)1.1压缩机设计的意义 (1)1.2活塞压缩机的工作原理 (1)1.3活塞压缩机的分类 (2)1.4压缩机的发展前景 (2)1.5压缩机设计说明 (3)第二章总体设计 (5)2.1设计依据及参数 (5)2.2总体设计原则 (5)2.3结构方案的选择 (5)2.3.1气缸排列型式的选择 (6)2.3.2运动机构的结构及选择 (7)2.3.3级数选择和各级压力比的分配 (7)2.3.4转速和行程的确定 (9)第三章热力计算 (11)3.1确定各级的容积效率 (11)3.1.1确定各级的容积系数 (11)3.1.2选取压力系数 (12)3.1.4 泄漏系数 (13)3.2确定析水系数 (13)3.3 各级行程容积的确定 (14)3.4汽缸直径的确定 (14)3.5实际行程容积 (15)3.6各级名义压力比 (15)3.7 排气温度 (16)3.8活塞力的计算 (16)3.9计算轴功率 (16)3.10 驱动机的选择 (17)第四章动力计算 (18)4.1压缩机中的作用力 (18)4.1.1曲柄连杆机构的运动关系和惯性力 (18)4.1.2往复惯性力往复摩擦力旋转摩擦力的计算 (19)4.1.3各级气体力的计算 (20)4.1.4总活塞力及切向力 (28)第五章气缸部分的设计 (33)5.1气缸 (33)5.1.1结构形式的确定 (33)5.1.2气缸主要尺寸的计算 (33)5.2活塞 (34)5.2.1活塞环 (34)5.2.2 活塞基本尺寸 (35)第六章基本部件的设计 (37)6.1曲轴 (37)6.1.1 曲轴结构的选择 (37)6.1.2曲轴结构设计 (37)6.1.3曲轴结构尺寸的确定 (37)6.1.4曲轴材料 (39)6.1.5曲轴强度校核 (39)6.2连杆 (39)6.2.1连杆结构设计 (39)6.2.2 连杆尺寸计算 (40)第七章轴承 (45)7.1 滚动轴承及其结构确定 (45)第八章联轴器 (46)第九章填料和刮油器 (47)9.1 填料的基本要求 (47)9.2 填料的结构 (47)9.3 材料选择 (47)第十章气路系统 (48)10.1 空气滤清器 (48)10.2 液气分离器、缓冲器和储气罐 (48)第十一章润滑系统 (49)第十二章冷却系统 (50)12.1概述 (50)12.2冷却介质的选择 (50)第十三章结语 (52)参考文献 (54)致谢 (57)第一章引言压缩机是用来提高气体压力和输送气体的机械,属于将原动机的动力能转变为气体压力能的工作机。

空压机设计规范

空压机设计规范

空压机设计规范主编部门:中华人民共和国机械电子工业部批准部门:中华人民共和国建设部施行日期:1991年3月1日关于发布国家标准《压缩空气站设计规范》的通知(90)建标字第226号根据国家计委计综〔1986〕250号文通知的要求,由机械电子工业部会同有关部门共同修订的《压缩空气站设计规范》,已经有关部门会审。

现批准《压缩空气站设计规范》GBJ29—90为国家标准,自1991年3月1日起施行。

原《压缩空气站设计规范》TJ29—78同时废止。

本规范由机械电子工业部管理,其具体解释等工作由机械电子工业部第八设计研究院负责。

出版发行由建设部标准定额研究所负责组织。

中华人民共和国建设部1990年5月10日修订说明本规范是根据国家计划委员会计综[1986]250号文的要求,由机械电子工业部负责主编,具体由机械电子工业部第八设计研究院会同有关单位共同对《压缩空气站设计规范》TJ29—78修订而成。

在修订过程中,规范组进行了广泛的调查研究,认真总结了原规范执行以来在设计和使用方面的经验,参考了国内外有关资料并进行了必要的测试工作。

最后,由我部会同有关部门审查定稿。

本规范共分九章和一个附录。

这次修订的主要内容是:增加了有关环保、节能、安全等方面的内容,新增了压缩空气的干燥、净化条文。

本规范执行过程中,如发现需要修改和补充之处,请将意见和有关资料寄我部第八设计研究院,并抄送我部建设司,以便今后修订时参考。

机械电子工业部1990年5月第一章总则第二章压缩空气站的布置第三章工艺系统第四章压缩空气站的组成和设备布置第五章建筑第六章电气、热工测量仪表和保护装置第七章给水和排水第八章采暖和通风第九章压缩空气管道附录本规范用词说明附加说明第一章总则第1.0.1条为了使压缩空气站设计,能够保证安全生产、保护环境、节约能源、努力改善劳动条件,做到技术先进和经济合理,特制订本规范。

第1.0.2条本规范适用于装有电力传动、工作压力小于或等于表压为0.8MPa,单机排气量小于或等于100/min的活塞空气压缩机和螺杆空气压缩机的新建、改建、扩建的压缩空气站和压缩空气管道的设计。

V型空气压缩机结构设计

V型空气压缩机结构设计

V型空气压缩机结构设计引言空气压缩机是一种将气体压缩为更高压力的机械设备。

V 型空气压缩机是一种常见的气体压缩机,其结构设计的合理与否直接影响其性能和使用寿命。

本文将介绍V型空气压缩机的结构设计原理和关键参数的选择。

1. V型空气压缩机的结构设计原理V型空气压缩机的结构设计原理基于两个关键点:气缸与活塞的组合以及双排列结构的设计。

1.1 气缸与活塞的组合V型空气压缩机通常采用双气缸结构,每个气缸内有一个活塞。

这样的设计可以使得压缩机的运转更加平稳,并且增加了气体的压缩效率。

气缸与活塞的组合需要考虑到互相之间的密封性和配合度,在设计过程中需要注意材料的选择和润滑方式的设计。

1.2 双排列结构的设计V型空气压缩机的两个气缸一般采用V字形排列,这种双排列结构可以利用机械力平衡和减振技术来降低振动和噪音。

同时,这种结构可以使得压缩机在空间利用上更加紧凑,减少占地面积。

2. V型空气压缩机的关键参数选择V型空气压缩机的关键参数主要包括气缸直径、冷却方式、压力比和功率等。

2.1 气缸直径的选择气缸直径的选择与压缩机的排气量和压力有关。

一般来说,较大的气缸直径可以增加压缩机的容积效率,但同时会增加制造成本和占地面积。

因此,在设计中需要综合考虑气缸直径与性能和经济性的平衡。

2.2 冷却方式的选择V型空气压缩机的气缸工作过程会产生大量的热量,因此需要选择合适的冷却方式来降低温度。

常见的冷却方式包括风冷和水冷两种。

风冷方式相对简单,但对于大功率压缩机来说,水冷方式更为高效和可靠。

2.3 压力比的选择压力比是指压缩机的排气压力与进气压力之比。

压力比越大,压缩机的压缩能力越强。

在设计中,需要根据具体的使用需求和工况条件来选择合适的压力比,以保证压缩机的工作效率和性能。

2.4 功率的选择压缩机的功率是指单位时间内所传递的功,是衡量压缩机工作能力的重要参数。

在设计中,需要根据所需压缩能力和效率来选择合适的功率,以确保压缩机的正常运行。

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1引言毕业设计是学完所有课程后应用四年所学到的课本知识及课外的知识而进行的综合性、开放性的训练,是培养学生工程意识和创新能力的重要环节,也是考查学生四年学习成果的重要途径。

此次毕业设计的主要内容是通过对活塞式压缩机热力性能和动力性能的计算,完成压缩机的校核和选型工作。

通过近两个月的设计过程,对于我掌握过程流体机械选型基本方法、基本步骤和基本原则起到了明显的效果,达到了预期的训练目的。

同时,通过毕业设计环节,使我的计算机应用能力得到了提高,培养了我的设计能力和解决实际问题的能力。

毕业设计要求学生正确运用和查阅与本课题相关的设计标准、规范、手册、图册等技术资料,独立的进行理论计算、结构计算、绘制工程图样、编写设计说明书等。

掌握机械设计的基本要求、基本方法、基本步骤,为走向工作岗位打下坚实的基础。

V-0.17/8空气压缩机设计的主要任务是了解空气压缩机的基本原理与结构类型,着重了解和掌握活塞式空气压缩机的基本原理、组成结构、材料、制造加工工艺、冷却润滑方式等。

1.1设计参数题目:V-0.17/8空气压缩机设计排气压力=0.8MPa吸气压力Ps=0.1MPa排气量Q=0.17m3/min转速n=2840r/min1.2 空气压缩机的结构及工作原理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式压缩机,速度式压缩机,容积式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;速度式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。

本机属于容积式空气压缩机。

往复式空气压缩机主要有曲轴连杆活塞式、曲柄连杆活塞式和曲柄滑管式三种形式。

其主要由活塞、气缸、曲轴、连杆、吸气阀片和排气阀片等组成。

连杆小头主要通过活塞销与活塞相连,而连杆大头套在曲轴的曲轴柄部分,曲轴由带轮带动旋转,气缸顶部安装有阀板组件。

活塞在气缸中主要通过做往复直线运动来完成对空气的压缩,而压缩机每完成一次对空气的压缩,需要经过压缩、排气、膨胀和吸气四个过程。

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 —阀门弹簧图1.1压缩机工作原理图当活塞式压缩机的曲轴旋转时,通过连杆的传动,活塞便做往复运动,由气缸内壁、气缸盖和活塞顶面所构成的工作容积则会发生周期性变化。

活塞式压缩机的活塞从气缸盖处开始运动时,气缸内的工作容积逐渐增大,这时,气体即沿着进气管,推开进气阀而进入气缸,直到工作容积变到最大时为止,进气阀关闭;活塞式压缩机的活塞反向运动时,气缸内工作容积缩小,气体压力升高,当气缸内压力达到并略高于排气压力时,排气阀打开,气体排出气缸,直到活塞运动到极限位置为止,排气阀关闭。

当活塞式压缩机的活塞再次反向运动时,上述过程重复出现。

总之,活塞式压缩机的曲轴旋转一周,活塞往复一次,气缸内相继实现进气、压缩、排气的过程,即完成一个工作循环。

图1.2往复式压缩机的示意图及工作过程图1.2中的四个过程分别表示了压缩机工作中的四个过程。

到最低位置(称活塞的下止点)时,汽缸吸满气体。

而活塞转而向上,这时吸、排汽门都关闭,汽缸容积缩小,气体被压缩,一直压缩到排汽压力为止。

图中(b)为排汽过程:当压力达到一定值(大于排汽管内压力)时,排汽阀开启,活塞继续上移,气体排出,一直到活塞上移到最高位置(这位置称活塞的上止点)时,排汽结束。

图中(c)是余隙膨胀过程:为了防止活塞与吸排汽阀碰撞,活塞上移到上止点时,活塞与汽缸顶部之间留有一定间隙,称余隙。

当活塞转而向下运动时,排汽结束时留在余隙内的高压气体阻止吸汽阀开启,吸气不能开始。

这时余隙内的气体随着活塞下移而进行膨胀,一直膨胀到吸气压力以下时才结束。

图中之(d)是吸气过程:吸汽阀开启,随着活塞往下运动而吸汽,一直进行到活塞下移到活塞下止点为止。

1.3 活塞式压缩机特点优点: 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。

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。

2空气压缩机热力计算2.1 热力计算的目的压缩机的热力计算是以热力学理论为基础,根据气体的压力、容积和温度之间存在的一定关系,结合压缩机具体的工作特性和使用要求进行的。

其目的是要求得最有利的热力参数(如各级的吸排气温度、压力和所耗功等)和适宜的主要结构尺寸(如活塞行程、气缸直径等)。

压缩机热力计算常用的方法有常规热力计算、工作过程的模拟计算和优化设计计算等。

本次课程设计采用常规热力计算方法。

常规热力计算是采用简化的热力学方程,根据已知压缩机吸入气体的热力参数(压力、温度、相对湿度等)、容积流量、排气压力及其他一些条件和使用中的一些要求,确定压缩级数、工作容积、转速、结构尺寸(如气缸直径、行程等)、多级压缩机的级间压力和温度、功率和效率等,这种计算即为设计性热力计算。

对压缩机的热力过程进行分析计算,这是设计压缩机时必须进行的。

压缩机结构型式与方案选择。

1.首先计算总压力比,选择级数,然后根据排气量、级数及压缩机用途等选择合理的结构型式及各级气缸的布置方案;2.确定各级压力比分配,初步估算排气温度;3.计算并确定各级的诸系数如:λv、λp、λT、λl、μ0和μφ等;4.计算各级行程容积及缸径;5.计算各列最大活塞力、功率及压缩机效率;6.确定驱动机功率并选定驱动机。

2.2活塞行程与气缸直径的确定根据往复式空气压缩机的实际工作情况,可以取活塞的相对余隙容积为:c=3%,膨胀指数m=1.4,压力比ε==8 则:容积系数:λv=(-1)=1-0.03(-1)=0.8975 (2-1)压力系数:λp=1-△Ps=1-×0.05=94% (2-2)式中△Ps/Ps是影响压力系数的主要因素,△Ps/Ps=0.050.30温度系数:考虑到排气压力较高,进气压力损失较大,机器运转速度高以及气缸不易冷却等因素,取λt=0.85泄露系数:λl=0.98容积效率:λ=λv λpλtλl=0.8975×0.94×0.85×0.98=0.7028 (2-3)气缸工作容积:===85.17(2-4)确定缸径D、行程S和工作容积:一般()=0.40.8,取0.7,由=D2S=D3得(2-5)D==5.38cm=53.8mm (2-6)选取实际缸径D=52mm活塞行程S=0.7D=0.7×52=36.4mm (2-7)所以压缩机的实际工作容积=D2S=×522×36.4=77.26cm32.3压缩机功率与效率计算2.3.1绝热压缩的指示功率=1.309××i×n Ps×S×D2××w(2-8)是吸排气过程中平均相对压力损失之和:式中δ0δ=+(2-9)0参考已有资料,取=0.115=0.2115,=988.70W则δ2.3.2理论绝热压缩功率=170摄氏度,取进气温度==25摄氏度,=273+25=298K,排气温度td=273+170=443KTd由≤工程热力学≥附录7得:进口状态下空气的焓值=300.43,压缩终了的焓值446.83压缩机进口处的比容:ν===0.855(2-10)输气系数λ=0.7028实际质量输气量=λ/ν=0.7028×3.66×/0.855=3.008×kg/s理论绝热压缩功率==440.37w (2-11)2.4功率计算指示功率==440.37/988.70=0.45 (2-12)摩擦功率取平均摩擦压力=0.3=0.3×===86.62w (2-13)理论容积输气量=in S/60=3.66×/s (2-14)轴功率==988.70+86.62=1075.32w (2-15)机械效率=/=988.70/1075.32=0.919 (2-16)轴效率==0.45×0.919=0.414 (2-17) 电效率取电动机的效率=0.85,电效率==0.414×0.85=0.352 (2-18) 电功率=/=440.37/0.352=1251.1w (2-19) 由此可选用功率为1500w的单相异步电动机作为它的动力。

3. 空气压缩机的动力计算3.1 曲柄连杆机构的运动关系动力计算是以往复压缩机的运动机构即曲柄连杆机构为主要研究对象,分析曲柄连杆机构的运动规律、受力情况以及对压缩机动力性能的影响。

这是压缩机总体结构设计,各零部件的强度、刚度计算以及压缩机基础设计的力学基础。

动力计算的任务是计算压缩机中的作用力,分析压缩机的动力平衡性能,确定压缩机所需的飞轮矩,解决惯性力和惯性力矩的平衡问题。

动力计算的任务是计算压缩机中的作用力,分析压缩机的动力平衡性能,确定压缩机所需的飞轮矩,解决惯性力和惯性力矩的平衡问题。

(1)压缩机中主要作用力的求解压缩机中的主要作用力有气体连杆机构运动时产生的惯性力和相对运动表面间产生的摩擦力。

根据各力间的相互关系,得出压缩机中的综合活塞力,分析综合活塞力对压缩机的作用效果;(2)确定飞轮矩通过计算各列的切向力值,作出切向力图及幅度面积向量图,求得压缩机所需的飞轮矩,解决驱动力矩与阻力矩之间的不均衡问题,以保证压缩机运转均匀,从而减小电机和电网的电流、电压波动幅度。

(3)动力平衡性能分析往复压缩机中的惯性力和惯性力矩是外力,它的大小和方向均随曲柄转角作周期性的变化,若在机器内部没有相应的平衡力和平衡力矩与之相平衡,则会导致压缩机的振动,并且还会传给基础。

为了确保压缩机的平稳安全运转,应力求惯性力和惯性力矩在机器内部的完全平衡。

3.2 活塞的运动压缩机的曲柄连杆机构在进行动力分析时,往往简化成如图3.1所示。

即主要运动不见简化为单独的质点,分别为活塞的往复直线运动及曲柄梢部分的等速圆周运动。

图3.1曲柄连杆机构的运动图图中X轴与气缸轴线重合,Y轴与X轴垂直。

O点为曲轴旋转中心,OA代表曲轴,AB代表连杆,A点代表曲柄梢中心,而C为活塞外止点时的活塞销中心位置,D点为活塞内止点时的活塞销中心位置。

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