空氣壓縮機(jī)設(shè)計(jì)

1、1引言畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)完所有課程后應(yīng)用四年所學(xué)到的課本知識(shí)及課外的知識(shí)而進(jìn)行的綜 合性、開放性的訓(xùn)練，是培養(yǎng)學(xué)生工程意識(shí)和創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié)，也是考查學(xué)生四年 學(xué)習(xí)成果的重要途徑。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是通過對(duì)活塞式壓縮機(jī)熱力性能和動(dòng)力 性能的計(jì)算，完成壓縮機(jī)的校核和選型工作。通過近兩個(gè)月的設(shè)計(jì)過程，對(duì)于我掌握過 程流體機(jī)械選型基本方法、基本步驟和基本原則起到了明顯的效果，達(dá)到了預(yù)期的訓(xùn)練 目的。同時(shí)，通過畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，使我的計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力得到了提高，培養(yǎng)了我的設(shè)計(jì) 能力和解決實(shí)際問題的能力。畢業(yè)設(shè)計(jì)要求學(xué)生正確運(yùn)用和查閱與本課題相關(guān)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊(cè)、圖冊(cè) 等技術(shù)資料，獨(dú)立的進(jìn)行理論計(jì)算、結(jié)

2、構(gòu)計(jì)算、繪制工程圖樣、編寫設(shè)計(jì)說明書等。掌 握機(jī)械設(shè)計(jì)的基本要求、基本方法、基本步驟，為走向工作崗位打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。V-0.17/8空氣壓縮機(jī)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是了解空氣壓縮機(jī)的基本原理與結(jié)構(gòu)類型， 著重了解和掌握活塞式空氣壓縮機(jī)的基本原理、組成結(jié)構(gòu)、材料、制造加工工藝、冷卻 潤滑方式等。1.1 設(shè)計(jì)參數(shù)題目：V-0.17/8空氣壓縮機(jī)設(shè)計(jì)排氣壓力;二二0.8MPa吸氣壓力Ps=0.1MPa排氣量 Q=0.17m3/min轉(zhuǎn)速 n=2840r/min1.2 空氣壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理空氣壓縮機(jī)是氣源裝置中的主體，它是將原動(dòng)機(jī)（通常是電動(dòng)機(jī)）的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成 氣體壓力能的裝置，是壓縮空氣的氣壓發(fā)生裝置

3、。空氣壓縮機(jī)的種類很多，按工作原理可分為容積式壓縮機(jī)，速度式壓縮機(jī)，容積式壓縮機(jī)的工作原理是壓縮氣體的體積， 使單位體積內(nèi)氣體分子的密度增加以提高壓縮空氣的壓力；速度式壓縮機(jī)的工作原理是提高氣體分子的運(yùn)動(dòng)速度，使氣體分子具有的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為氣體的壓力能，從而提高壓縮 空氣的壓力。本機(jī)屬于容積式空氣壓縮機(jī)。往復(fù)式空氣壓縮機(jī)主要有曲軸連桿活塞式、曲柄連桿活塞式和曲柄滑管式三種形式。其主要由活塞、氣缸、曲軸、連桿、吸氣閥片和排氣閥片等組成。連桿小頭主要通 過活塞銷與活塞相連，而連桿大頭套在曲軸的曲軸柄部分，曲軸由帶輪帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，氣缸 頂部安裝有閥板組件?；钊跉飧字兄饕ㄟ^做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)來完成對(duì)空氣的壓縮

4、，而 壓縮機(jī)每完成一次對(duì)空氣的壓縮，需要經(jīng)過壓縮、排氣、膨脹和吸氣四個(gè)過程。1 一排氣閥2 氣缸3 活塞4 活塞桿5 一滑塊6 一連桿7 曲柄8 一吸氣閥9 一閥門彈簧圖1.1壓縮機(jī)工作原理圖當(dāng)活塞式壓縮機(jī)的曲軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過連桿的傳動(dòng)，活塞便做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，由氣缸內(nèi) 壁、氣缸蓋和活塞頂面所構(gòu)成的工作容積則會(huì)發(fā)生周期性變化。活塞式壓縮機(jī)的活塞從 氣缸蓋處開始運(yùn)動(dòng)時(shí)，氣缸內(nèi)的工作容積逐漸增大，這時(shí)，氣體即沿著進(jìn)氣管，推開進(jìn) 氣閥而進(jìn)入氣缸，直到工作容積變到最大時(shí)為止，進(jìn)氣閥關(guān)閉；活塞式壓縮機(jī)的活塞反 向運(yùn)動(dòng)時(shí)，氣缸內(nèi)工作容積縮小，氣體壓力升高，當(dāng)氣缸內(nèi)壓力達(dá)到并略高于排氣壓力 時(shí)，排氣閥打開，氣體排出

5、氣缸，直到活塞運(yùn)動(dòng)到極限位置為止，排氣閥關(guān)閉。當(dāng)活塞 式壓縮機(jī)的活塞再次反向運(yùn)動(dòng)時(shí)，上述過程重復(fù)出現(xiàn)?？傊?，活塞式壓縮機(jī)的曲軸旋轉(zhuǎn) 一周，活塞往復(fù)一次，氣缸內(nèi)相繼實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣、壓縮、排氣的過程，即完成一個(gè)工作循環(huán)4，通用（h）林汽fd）嗯汽,.y 拉工兒麻墻皿妁市龍西思工善過強(qiáng)圖1.2往復(fù)式壓縮機(jī)的示意圖及工作過程圖1.2中的四個(gè)過程分別表示了壓縮機(jī)工作中的四個(gè)過程到最低位置（稱活塞的下止點(diǎn)）時(shí)，汽缸吸滿氣體。而活塞轉(zhuǎn)而向上，這時(shí)吸、排汽門都 關(guān)閉，汽缸容積縮小，氣體被壓縮，一直壓縮到排汽壓力為止。圖中（b）為排汽過程：當(dāng)壓力達(dá)到一定值（大于排汽管內(nèi)壓力）時(shí)，排汽閥開啟，活塞繼續(xù)上移，氣體排出，一

6、 直到活塞上移到最高位置（這位置稱活塞的上止點(diǎn)）時(shí)，排汽結(jié)束。圖中 是余隙膨脹 過程：為了防止活塞與吸排汽閥碰撞，活塞上移到上止點(diǎn)時(shí)，活塞與汽缸頂部之間留有 一定間隙，稱余隙。當(dāng)活塞轉(zhuǎn)而向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，排汽結(jié)束時(shí)留在余隙內(nèi)的高壓氣體阻止吸 汽閥開啟，吸氣不能開始。這時(shí)余隙內(nèi)的氣體隨著活塞下移而進(jìn)行膨脹，一直膨脹到吸 氣壓力以下時(shí)才結(jié)束。圖中之（d）是吸氣過程：吸汽閥開啟，隨著活塞往下運(yùn)動(dòng)而吸汽， 一直進(jìn)行到活塞下移到活塞下止點(diǎn)為止。1.3 活塞式壓縮機(jī)特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：1、適用壓力范圍廣，不論流量大小，均能達(dá)到所需壓力；2、熱效率高, 單位耗電量少；3、適應(yīng)性強(qiáng)，即排氣范圍較廣，且不受壓力高低影響，能適應(yīng)

7、較廣 闊的壓力范圍和制冷量要求；4、可維修性強(qiáng)；5、對(duì)材料要求低，多用普通鋼鐵材 料，加工較容易，造價(jià)也較低廉；6、技術(shù)上較為成熟，生產(chǎn)使用上積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)；7、裝置系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單；缺點(diǎn)：1、轉(zhuǎn)速不高，機(jī)器大而重；2、結(jié)構(gòu)復(fù)雜， 易損件多，維修量大；3、排氣不連續(xù)，造成氣流脈動(dòng)；4、運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)有較大的震動(dòng)。 隨著工業(yè)的發(fā)展，活塞式壓縮機(jī)的使用日趨廣泛。 主要應(yīng)用于采礦、冶金、石油、化工、 機(jī)械、建筑等部門。2空氣壓縮機(jī)熱力計(jì)算2.1 熱力計(jì)算的目的壓縮機(jī)的熱力計(jì)算是以熱力學(xué)理論為基礎(chǔ)，根據(jù)氣體的壓力、容積和溫度之間存在 的一定關(guān)系，結(jié)合壓縮機(jī)具體的工作特性和使用要求進(jìn)行的。其目的是要求得最有利的

8、熱力參數(shù)（如各級(jí)的吸排氣溫度、壓力和所耗功等）和適宜的主要結(jié)構(gòu)尺寸（如活塞行 程、氣缸直徑等）。壓縮機(jī)熱力計(jì)算常用的方法有常規(guī)熱力計(jì)算、工作過程的模擬計(jì)算和優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算 等。本次課程設(shè)計(jì)采用常規(guī)熱力計(jì)算方法。常規(guī)熱力計(jì)算是采用簡(jiǎn)化的熱力學(xué)方程，根 據(jù)已知壓縮機(jī)吸入氣體的熱力參數(shù)（壓力、溫度、相對(duì)濕度等）、容積流量、排氣壓力 及其他一些條件和使用中的一些要求，確定壓縮級(jí)數(shù)、工作容積、轉(zhuǎn)速、結(jié)構(gòu)尺寸（如氣缸直徑、行程等)、多級(jí)壓縮機(jī)的級(jí)間壓力和溫度、功率和效率等，這種計(jì)算即為設(shè)計(jì)性熱力計(jì)算。對(duì)壓縮機(jī)的熱力過程進(jìn)行分析計(jì)算，這是設(shè)計(jì)壓縮機(jī)時(shí)必須進(jìn)行的。壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)型式與方案選擇。1 .首先計(jì)算總壓力比

9、，選擇級(jí)數(shù)，然后根據(jù)排氣量、級(jí)數(shù)及壓縮機(jī)用途等選擇合理的結(jié)構(gòu)型式及各級(jí)氣缸的布置方案；2 .確定各級(jí)壓力比分配，初步估算排氣溫度；3 .計(jì)算并確定各級(jí)的諸系數(shù)如：入v、入p、入T、入1、小。和小小等；4 .計(jì)算各級(jí)行程容積及缸徑；5 .計(jì)算各列最大活塞力、功率及壓縮機(jī)效率；6 .確定驅(qū)動(dòng)機(jī)功率并選定驅(qū)動(dòng)機(jī)。7 .2活塞行程與氣缸直徑的確定根據(jù)往復(fù)式空氣壓縮機(jī)的實(shí)際工作情況，可以取活塞的相對(duì)余隙容積為：c=3%膨脹指數(shù)m=1.4,壓力比&年=77=8則：容積系數(shù)：入 v=L - c (碗-1 ) =1-0.03 (8-1 ) =0.8975(2-1 )壓力系數(shù)：入 p =1- yy Ps

10、=1-T- X 0.05=94%(2-2)式中 Ps/Ps是影響壓力系數(shù)的主要因素， Ps/Ps=0.050.30溫度系數(shù)：考慮到排氣壓力較高，進(jìn)氣壓力損失較大，機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)速度高以及氣缸不易冷卻等因素，取入t=0.85泄露系數(shù)：入l=0.98容積效率：入=入 v入 p 儲(chǔ)入 l=0.8975X0.94 X0.85 X0.98=0.7028(2-3)i ，二十, 4 0.17X1000a_氣缸工作容積：力xom啦廣85”心(2-4)確定缸徑D行程S和工作容積：一般(70) =0.4-0.8,取 0.7,由=LD2S=D3得(2-5)D= =538cm=53.8mm(2-6)選取實(shí)際缸徑D=52mm

11、活塞行程 S=0.7D=0.7X52=36.4mm(2-7)所以壓縮機(jī)的實(shí)際工作容積 Vs=-D2S= X 522 X 36.4=77.26cm32.3壓縮機(jī)功率與效率計(jì)算2.3.1 絕熱壓縮的指示功率&=1.309X10-2 % Up Xiu-工 ix n Psx Sx D x J】Xj ：”lw(2-8)式中6。是吸排氣過程中平均相對(duì)壓力損失之和:6(2-9)參考已有資料,取一一 ：,=0.115則 6 0=0.2115, Pt=988.70W2.3.2理論絕熱壓縮功率取進(jìn)氣溫度=25攝氏度，門=273+25=298K排氣溫度td=170攝氏度，Td=273+170=443K由工程

12、熱力學(xué)附錄7得：進(jìn)口狀態(tài)下空氣的始值 七二?。/?“，!,壓縮終了的始值二 446.83 -壓縮機(jī)進(jìn)口處的比容：v =77=0.855m34,-(2-10)輸氣系數(shù)入=0.7028實(shí)際質(zhì)量輸氣量。丘=入匕八=0.7028 X 3.66 x10-3/0.855=3.008 X10-3 kg/s理論絕熱壓縮功率.:二窯伸%=440.37w(2-11 )2.4功率計(jì)算指示功率 加g=440.37/988.70=0.45(2-12)摩擦功率 取平均摩擦壓力 幾=0.3=0.3 XI臚巴之三曲二1-"XQ3 K 105=86.62w(2-13).36003500'理論容積輸氣量 6 專

13、訪。2/60=3.66 x 1Q-W /s(2-14)軸功率 月=p,+?E=988.70+86.62=1075.32w(2-15)機(jī)械效率 j =PJ月=988.70/1075.32=0.919(2-16)軸效率 1=0.45X0.919=0.414(2-17)電效率 取電動(dòng)機(jī)的效率=0.85 ,電效率 % 干用田=0.414 X 0.85=0.352(2-18)電功率. _.=. -/：=440.37/0.352=1251.1w(2-19)由此可選用功率為1500w的單相異步電動(dòng)機(jī)作為它的動(dòng)力。3 .空氣壓縮機(jī)的動(dòng)力計(jì)算3.1 曲柄連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)關(guān)系動(dòng)力計(jì)算是以往復(fù)壓縮機(jī)的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)即曲柄連

14、桿機(jī)構(gòu)為主要研究對(duì)象，分析曲柄 連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律、受力情況以及對(duì)壓縮機(jī)動(dòng)力性能的影響。這是壓縮機(jī)總體結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì)，各零部件的強(qiáng)度、剛度計(jì)算以及壓縮機(jī)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的力學(xué)基礎(chǔ)。動(dòng)力計(jì)算的任務(wù)是計(jì) 算壓縮機(jī)中的作用力，分析壓縮機(jī)的動(dòng)力平衡性能，確定壓縮機(jī)所需的飛輪矩，解決慣 性力和慣性力矩的平衡問題。動(dòng)力計(jì)算的任務(wù)是計(jì)算壓縮機(jī)中的作用力，分析壓縮機(jī)的 動(dòng)力平衡性能，確定壓縮機(jī)所需的飛輪矩，解決慣性力和慣性力矩的平衡問題。(1)壓縮機(jī)中主要作用力的求解壓縮機(jī)中的主要作用力有氣體連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的慣性力和相對(duì)運(yùn)動(dòng)表面問產(chǎn) 生的摩擦力。根據(jù)各力間的相互關(guān)系，得出壓縮機(jī)中的綜合活塞力，分析綜合活塞力對(duì)壓縮機(jī)的

15、作用效果；(2)確定飛輪矩通過計(jì)算各列的切向力值，作出切向力圖及幅度面積向量圖，求得壓縮機(jī)所需的飛 輪矩，解決驅(qū)動(dòng)力矩與阻力矩之間的不均衡問題，以保證壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)均勻，從而減小電 機(jī)和電網(wǎng)的電流、電壓波動(dòng)幅度。(3)動(dòng)力平衡性能分析往復(fù)壓縮機(jī)中的慣性力和慣性力矩是外力，它的大小和方向均隨曲柄轉(zhuǎn)角作周期性 的變化，若在機(jī)器內(nèi)部沒有相應(yīng)的平衡力和平衡力矩與之相平衡，則會(huì)導(dǎo)致壓縮機(jī)的振 動(dòng)，并且還會(huì)傳給基礎(chǔ)。為了確保壓縮機(jī)的平穩(wěn)安全運(yùn)轉(zhuǎn)，應(yīng)力求慣性力和慣性力矩在 機(jī)器內(nèi)部的完全平衡。3.2 活塞的運(yùn)動(dòng)壓縮機(jī)的曲柄連桿機(jī)構(gòu)在進(jìn)行動(dòng)力分析時(shí)，往往簡(jiǎn)化成如圖 3.1所示。即主要運(yùn)動(dòng)不見簡(jiǎn)化為單獨(dú)的質(zhì)點(diǎn)，分別

16、為活塞的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)及曲柄梢部分的等速圓周運(yùn)動(dòng)。圖3.1曲柄連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)圖圖中X軸與氣缸軸線重合，Y軸與X軸垂直。O點(diǎn)為曲軸旋轉(zhuǎn)中心，OA代表曲軸， AB代表連桿，A點(diǎn)代表曲柄梢中心，而 C為活塞外止點(diǎn)時(shí)的活塞銷中心位置，D點(diǎn)為活 塞內(nèi)止點(diǎn)時(shí)的活塞銷中心位置?；钊奈灰茝耐庵裹c(diǎn)C算起時(shí)為x,長(zhǎng)度為L(zhǎng)的連桿與氣缸中心線的夾角為B ,曲柄 的轉(zhuǎn)角為a。從圖上的幾何關(guān)系可以得出：活塞位移的近似公式：X=r (1-cosa) +人(1-cosa)(3-1)在空氣壓縮機(jī)中，入通常在1/3.5 21/6的范圍內(nèi)，取入=1/5有熱力計(jì)算可知：S=36.4mm,S=2r,則 r=18.2mm,l=91mmX

17、=18.2(1- ”")+18.2/16(1-二二)(3-2)活塞速度的近似公式：v =rw(sin a - ysin2a)(3-3)W= =297.25rad/s3D 30(3-4)r=18.2mm=0.0182m,貝U 、=0.0182 X 297.25(sin + +3Ln 2a)(3-5)(3-6)活塞的加速度a=rw 2(s+入：二二二)m/_曲柄梢的加速度=rw2m/s23.3 連桿的質(zhì)量轉(zhuǎn)化把連桿質(zhì)量m上的一部分集中在活塞銷中心B點(diǎn)為鵬11,集中在曲柄銷中心A處的為ml2,如圖3.3所示圖3.2連桿簡(jiǎn)圖B點(diǎn)，用血中表示。A點(diǎn),用師表示。根據(jù)圖3.3 ,運(yùn)用大學(xué)物理知識(shí)得

18、，打.可片1+m/1li=iak 得出=1工，=1工(3-7)根據(jù)已有連桿的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，.=(0.3 ： -V也，：二=(0.6 - J -綜上，整個(gè)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的總往復(fù)質(zhì)量為 嘰=”(3-8)總旋轉(zhuǎn)質(zhì)量為:=；：+；二(3-9)活塞、活塞銷等零件只做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，可認(rèn)為其質(zhì)量集中在 曲拐部分做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，可認(rèn)為曲軸、曲柄銷的質(zhì)量集中在3.4 計(jì)算活塞力壓縮機(jī)中的氣體力弓、往復(fù)慣性力工和摩擦力%/三者的代數(shù)和為活塞力弓.=_+-.-+ .(3-10)3.4.1 氣體力取進(jìn)、排氣壓力的損失分別為-0.05,=0.10進(jìn)氣過程氣體力： .電(1-£)/=0.1 X10bX ( 1-0.05)x.x

19、9052-=201.65N排氣過程的氣體力：5d =?.(1 +必)/=0.8 X 10* X ( 1+0.10 ) 乂弓乂t 一 二 一，=1867.92N3.4.2 往復(fù)慣性力(3-11)/. = -rw2 C1 + 1) =1334.73N式中，<136-2-2(11,65 Jfl+U =tJJHB;2x297.2E3x ZU- J=0.83Kg(3-13)在止點(diǎn)位置停車時(shí)，,二%對(duì)一。:一 =1666.27N3.4.3 摩擦力Q-imaJJ nO.fiKBDXWS.VOX1 J.=：=.一二=15.17N(3-14)4 .空氣壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)V-0.17/8空氣壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)是將兩列

20、氣缸相錯(cuò)600安裝在機(jī)體上，機(jī)體用螺栓固定在儲(chǔ)氣罐的支撐板上，電機(jī)的四個(gè)機(jī)腳也用螺栓固定在儲(chǔ)氣罐的支撐板上，傳動(dòng)方式 為皮帶傳動(dòng)，大帶輪帶動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而使曲柄連桿機(jī)構(gòu)做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。曲軸的固定 由角接觸球軸承、端蓋及擋圈來完成。外部形狀如下圖所示：V-O.f' " 一 工 , E 門rrHEnet圖4.14.1 活塞設(shè)計(jì)活塞是活塞式壓縮機(jī)的一個(gè)主要零件，它與氣缸配合形成壓縮容積?；钊O(shè)計(jì)的好 壞與壓縮機(jī)的性能(如排氣量)有很大關(guān)系?；钊c活塞環(huán)、刮油環(huán)、活塞銷等零件組 成活塞組件?；钊O(shè)計(jì)時(shí)必須滿足的要求是：(1)具有足夠的剛度和強(qiáng)度 ；(2)導(dǎo)熱系數(shù)高?；钊跉飧字袎嚎s氣

21、體時(shí)，高溫的氣體將熱量傳給活塞，因此要 求活塞的導(dǎo)熱系數(shù)高，盡快的將熱量傳給氣缸體，通過氣缸體向外放熱，這樣可以降低 活塞的溫度，提高輸氣系數(shù)。(3)耐磨性好，熱膨脹性??；(4)工藝性良好，價(jià)格低。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使同一系列的壓縮機(jī)的活塞大部分尺寸相同， 這樣，加工非常方便。材料上講，鑄鐵價(jià)格低，熱膨脹系數(shù)小，有良好的耐磨性；采用 粉末冶金活塞，可以減少加工量和加工工序，節(jié)約工時(shí)，使制造成本降低。(5)鑄造性能良好，重量輕。以減少往復(fù)慣性力。 3 3-S-4 c r活塞行程缸徑比:(4-1)。=0.7丫 D 52活塞的平均速度：一.=：；："肥40=3.45m/s(4-2)4.2 活塞的幾何

22、尺寸與相互關(guān)系在開啟式壓縮機(jī)中，常常采用圖4.3的固定方式，即把活塞銷用壓力機(jī)壓銷孔固 定，銷孔兩端壓上擋圈。圖4.3活塞的長(zhǎng)度L與直徑D之比為0.61.3,活塞銷孔中心線距活塞頂部的距離與直徑之比"為0.35 F活塞銷孔直徑d與外徑D之比占0.2770.45,活塞與連桿小頭的連接寬度b與直徑之比為0.32 -0.5 。圖4.4活塞幾何尺寸的相互關(guān)系圖4.5尺寸d、b與D的關(guān)系綜上，D=52mm,=0.8,L=42mm卞=0.5, ,%i=26mm;=0.3,d=16mm;=0.4.b=21mm.(4-3)取活塞側(cè)壁的厚度t,=3mm活塞頂部的厚度:t= ( 0.4O.S ) D；m

23、mi取 t=4mm(4-4)4.3.1活塞銷的材料活塞材料為ZAlSi12,HBW=50,活塞外表面為加工面活塞頂部的強(qiáng)度驗(yàn)算: 由于活塞頂部并非自由支承，若圓盤厚度為6 ,直彳D=52mm則直徑截面處的最大彎曲應(yīng)力為:(4-5)式中%皿工為最大氣體壓力差 對(duì)于圓形活塞，可以取以=0.68, D為活塞直徑；6為活塞頂部最薄處的厚度。(4-6)弓（ 15H：）-丹（1-?。?0.785MPa 則:！=0.68 X () 2X 0.785 X106 <6Ffc=180 X10" N/n2 得出:2.2mm所以強(qiáng)度符合要求。(4-7)4.3 活塞銷設(shè)計(jì)由于氣體力和往復(fù)慣性力作用在活塞

24、銷上，加上活塞銷直徑一般很小，故活塞銷 承受很大的交變彎曲應(yīng)力和沖擊力?；钊N在交變彎曲應(yīng)力的作用下，油膜不易形成， 因而潤滑條件差，易磨損。為此，應(yīng)盡可能使用表面硬度高、具有韌性的材料。取活塞 銷材料為20Cr.活塞銷的長(zhǎng)度l總是小于活塞直徑D。一般l=(0.85 2 0.95)D=46mm活塞銷的外徑也應(yīng)使連桿小頭孔有合適的比壓 K.連桿小頭孔德寬度b=21mm圖4.6活塞銷強(qiáng)度驗(yàn)算簡(jiǎn)圖比壓：K=-式中 .=- -=1867.92-201.65=1666.27N(4-8)許用比壓K < ( 150120。)XlON/m2將上述數(shù)據(jù)代入公式得力 5.29mm一，嗅二12mm4.3.2活

25、塞銷的強(qiáng)度計(jì)算把活塞銷作為簡(jiǎn)支梁對(duì)待，驗(yàn)算其彎曲應(yīng)力和剪切應(yīng)力。連桿小頭的作用力為均布 載荷，銷座的支反力假設(shè)為集中力，只考慮氣體力的影響，于是作用于活塞銷上的最大 彎矩為：(4-9)出皿汽式中 L 為兩銷座中心的距離，E=l -12,取為 20mm最大彎曲應(yīng)力:IU3JQ21X( 0.020- - ) XnW/88.64X10SN/"(4-10)對(duì)于碳素鋼，% <( 600-1200 ) X10£N/m2(4-11)活塞銷橫截面的剪切應(yīng)力:丁 1：ZX 1666-27= 二 - =it raj-%* J 3_L4x ra.ois-D.Dda3 j=58.96X10&

26、#187;N吠(4-12)對(duì)于碳素鋼，4 <500X105N(4-13)綜上，強(qiáng)度符合要求。4.4 連桿4.5 .1連桿基本尺寸在曲柄連桿機(jī)構(gòu)中，曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)就是通過連桿使活塞在汽缸中作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng) 的。根據(jù)連桿大頭的結(jié)構(gòu)，可分為整體式和剖分式，整體式連桿（圖 4.7）用于行程短的曲軸或采取偏心軸的結(jié)構(gòu)。整體式連桿的加工精度容易保證，由于加工時(shí)可以同時(shí)加 工大小頭孔，又省去了連桿螺栓、螺母、墊片等零件，不但加工簡(jiǎn)單，而且裝配也很方 便，制造成本低。在這里采用整體式連桿。連桿在工作中主要承受氣體壓力和慣性力所產(chǎn)生的交變載荷，因此，對(duì)連桿的結(jié)構(gòu) 要求是：具有足夠的強(qiáng)度和剛度；具有較高的加工

27、精度和表面粗糙度；在保證連桿強(qiáng)度 和剛度的條件下，應(yīng)盡量減少連桿的質(zhì)量；減小連桿大小頭孔中心距，可使壓縮機(jī)總體尺寸和重量下降；連桿大小頭孔耐磨性良好；連桿易于加工和測(cè)量，成本低等。圖4.8連桿中間截面簡(jiǎn)圖圖4.9連桿簡(jiǎn)圖由前面動(dòng)力計(jì)算得，連桿長(zhǎng)度l=91mm(1)桿身中間截面尺寸當(dāng)量直徑孔=(1.65*2.45 )傳二1。-'=8.2 X1CJT m (4-14)(2)桿身中間截面當(dāng)量面積“3A4xa_2B LC c” /L、*6=1 =52.8 年憂%(4-15)(3)桿身中間截面尺寸高度： 二一三 ：二.二.=:=9.5mm(4-16)寬度：£1=0.6ffrt=5.7m

28、m(4-17)(4)連桿小頭軸向內(nèi)徑：因連桿小頭軸孔與活塞銷外徑配合，故取d=±二18mm(5) 連桿小頭軸承寬度：B 3 =1.2d=21.6mm(6)連桿大頭軸向內(nèi)徑：連桿大頭與曲柄銷配合，故取 D=39mm連桿中間長(zhǎng)度：工產(chǎn)L-314.4.2 桿體的穩(wěn)定性計(jì)算連桿的桿身必須具有足夠的剛度和強(qiáng)度，為此，多數(shù)連桿的桿身的橫截面是矩形或 工字形。曲柄銷旋轉(zhuǎn)時(shí)，連桿大頭作擺動(dòng)，由于離心力的作用，對(duì)桿身產(chǎn)生彎矩，因此 從小頭到大頭的截面組件增大。桿身截面處所受的壓應(yīng)力為：=315.58N/ .(4-18)在連桿擺動(dòng)平面內(nèi)，連桿兩端可以看成是較接支承，這時(shí)，桿體中間截面在這方面 的縱彎曲應(yīng)

29、力%為:=c(4-19)式中 c= 77,取 c=6.0 x 10”、m=- =814.5"/(4-20)在垂直于連桿擺動(dòng)平面的平面內(nèi)，連桿兩端可以看成是固定支承，桿體中間截面在 這方向上縱彎曲應(yīng)力為口1/丁總nA4-=c, :=407.25N/癖"(4-21)連桿桿體所受壓縮和縱彎曲應(yīng)力的總應(yīng)力：(4-22)- - =1 二 +-,- - ,7 二=J + %許用應(yīng)力c < ( 8001200) N/m-,%<,%<門強(qiáng)度符合要求4.4.3桿體的強(qiáng)度驗(yàn)算連桿小頭處于最小桿體截面積按最大壓差工況下的壓縮應(yīng)力考慮。具壓縮力為：(7(4-23)=31558N/

30、 < 4.5曲軸故強(qiáng)度符合要求曲軸是活塞式空氣壓縮機(jī)的主要部件之一(圖 4.10),傳遞著壓縮機(jī)的全部功率 其主要作用是將電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過連桿改變?yōu)榛钊耐鶑?fù)直線運(yùn)動(dòng)。曲軸在運(yùn)動(dòng) 時(shí)，承受拉、壓、剪切、彎曲和扭轉(zhuǎn)的交變復(fù)合負(fù)載，要求具有足夠的強(qiáng)度和剛度以及 主軸頸與曲柄銷的耐磨性。曲軸一般采用優(yōu)質(zhì)碳素鋼鍛造，這里采用45號(hào)鋼。4.5.1 曲軸的計(jì)算曲柄銷直徑：%=(0.70.8) D,取以=39mm(4-24)主軸頸直徑：口廣(1.01.1 )%，取Di=40mm(4-25)4.5.2 曲軸的強(qiáng)度校核曲柄銷上的彎矩為,. = -. = 二 "=66.65N m(4-26)曲

31、柄部分的彎矩為與(” =16.66N m(4-27)主軸頸部分的彎矩為.=-=12.50N - m(4-28)曲軸的平均扭矩為一=26.94N - m(4-29)IB合成彎矩 =0.35 +0.65 . . ： =96.379N m(4-30)對(duì)于曲柄銷部位的合成彎曲應(yīng)力：%=r:=16.56MPa< ( 80-100 ) MPa(4-31)S3 "4.6機(jī)體和氣缸4.6.1 機(jī)體機(jī)體是活塞式空氣壓縮機(jī)非常重要的部件，機(jī)體支承著曲軸、連桿機(jī)構(gòu)和氣缸等零 部件，并使這些零件互相保持著合適的位置與間隙。機(jī)體的作用有：承受壓縮機(jī)中的作用力；止匕外，機(jī)體還可以將曲柄連桿機(jī)構(gòu)的重量，電動(dòng)

32、機(jī)的重量， 在有些場(chǎng)合還可以將缸體、活塞、級(jí)間的重量還給基礎(chǔ)。(2)給傳動(dòng)機(jī)構(gòu)提供定位和導(dǎo)向基礎(chǔ)；如曲軸支承在機(jī)體的主軸承上，十字頭以機(jī)身 滑道為導(dǎo)向。(3)作氣缸和某些輔助部件的承座。如某些潤滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等就安裝在機(jī)體上。 對(duì)機(jī)體的要求有： 機(jī)體除承受曲軸、連桿機(jī)構(gòu)和氣缸等零件的重量外，還承受著大小和方向不斷變化 的氣體力和慣性力。因此，在設(shè)計(jì)機(jī)體時(shí)，應(yīng)合理的構(gòu)型，盡量使應(yīng)力均勻分布，使機(jī) 體具有足夠的強(qiáng)度和剛度，保證各運(yùn)動(dòng)零部件的正確位置和間隙。在具有足夠的強(qiáng)度和 剛度的條件下，應(yīng)盡量減小機(jī)體的重量和尺寸。良好的鑄造工藝性和加工工藝性。機(jī)體一般采用優(yōu)質(zhì)灰鑄鐵，機(jī)體的鑄件應(yīng)盡量造型簡(jiǎn)單，

33、起模簡(jiǎn)單，便于清砂。4.6 . 2 氣缸圖4.11氣缸氣缸是往復(fù)式壓縮機(jī)中直接進(jìn)行氣體壓縮的部分。它與活塞、氣閥等共同組成氣體 的工作腔。對(duì)氣缸的要求是：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；應(yīng)盡可 能減小氣缸內(nèi)的余隙容積；結(jié)合部分的連接和密封要可靠；具有良好的鑄造工藝性，拆 裝方便。氣缸的壁厚度:.P(t 口 0.8SX&2 C c r/ cc、仁一+ L ： ： +2=2.7mm(4-32)式中D為汽缸直徑，為為最大排氣壓力，也為材料的許用應(yīng)力，對(duì)于鑄鐵，燈為334。MPa, a為鑄造誤差造成增加的厚度。4.7 氣閥閥分進(jìn)、排氣閥兩種，均為單向閥，由彈簧、閥片、閥座及升

34、程限制器組成。通過 彈力和氣體壓力的作用實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開啟。閥片是活塞式壓縮機(jī)的關(guān)鍵零件之一，它控制著壓縮機(jī)吸氣和排氣，影響到壓縮和 膨脹過程。活塞向內(nèi)止點(diǎn)移動(dòng)時(shí)，余隙容積中的高壓氣體膨脹，使氣缸內(nèi)的壓力降低。 當(dāng)氣缸內(nèi)外的壓力差大于閥片的彈簧力時(shí)，閥片打開，氣體被吸入氣缸。在活塞接近內(nèi) 止點(diǎn)之前，進(jìn)氣閥片一直是開啟的；在活塞接近內(nèi)止點(diǎn)時(shí)，由于活塞移動(dòng)速度下降，閥 片前后的壓力差減小，閥片在彈簧力的作用下關(guān)閉，吸氣過程結(jié)束?；钊竭_(dá)內(nèi)止點(diǎn)后， 開始向外止點(diǎn)移動(dòng)，此時(shí)，吸氣閥片和排氣閥片都是關(guān)閉的，汽缸容積縮小，氣體被壓縮，因而氣體壓力提高當(dāng)活塞接近外止點(diǎn)時(shí)，氣缸內(nèi)氣體的壓力與排氣閥片外的壓力差大于排

35、氣閥片本身 的彈簧力時(shí)，排氣閥片打開，這就是排氣過程。當(dāng)活塞到達(dá)外止點(diǎn)時(shí)，排氣過程結(jié)束。 活塞從外止點(diǎn)向內(nèi)止點(diǎn)移動(dòng)時(shí)，膨脹過程開始，氣體在氣缸內(nèi)膨脹時(shí)，吸氣閥片和排氣 閥片都是關(guān)閉的。氣閥受閥片兩側(cè)氣體壓力差控制而自行啟閉的自動(dòng)閥，它主要由閥座、閥片、氣閥 彈簧和升程限制器四個(gè)主要零件組成。氣閥工作是否正常，直接關(guān)系到壓縮機(jī)的性能。 因此，氣閥設(shè)計(jì)的基本要求是： 氣體流過氣閥的阻力要小；氣閥形成的余隙容積要??； 氣閥及時(shí)啟閉，并且應(yīng)有良好的密封性，關(guān)閉后不允許泄露； 氣閥的壽命要長(zhǎng)；氣閥的使用壽命不但與閥片的材料、工藝過程有關(guān)，而且與 升程、轉(zhuǎn)速等有關(guān)，閥片的壽命最好與壓縮機(jī)的壽命相同。 結(jié)構(gòu)

36、簡(jiǎn)單，制造方便，易于維修，通用化程度高。對(duì)閥片的材料的要求： 高疲勞強(qiáng)度。閥片的斷裂主要是疲勞破壞。因此閥片必須具有高的沖擊、彎曲疲勞強(qiáng)度以及低的疲勞缺口敏感度。閥片表面是疲勞裂紋核心容易產(chǎn)生的地方, 在工作狀態(tài)下，表面處應(yīng)力最大，因此應(yīng)提高閥片表面強(qiáng)度。對(duì)閥片進(jìn)行離子 氮化處理，是提高閥片表面硬度和沖擊韌性的有效措施。非金屬夾雜物含量和帶狀組織級(jí)別要低，閥片中的非金屬夾雜物主要是氧化物 和硫化物。選擇閥片材料考慮的因素：閥片所受應(yīng)力及材料綜合性能、使用溫度、耐腐蝕 性、材料質(zhì)量、價(jià)格等。故選用馬氏體不銹鋼 3Cr13.4.8 帶輪的設(shè)計(jì)4.8.1 設(shè)計(jì)參數(shù)功率： =1.5kw轉(zhuǎn)速：.=284

37、0r/min"：=980r/min傳動(dòng)比：i=3.04.8.2 帶輪的計(jì)算1 .確定計(jì)算功率2包,由表8-7得，5=1.1乙支及i=1.5 X 1.1=1.65kw(4-33)2 .由巴.、n ,選才? Z型3 .確定帶輪的基準(zhǔn)直徑小和驗(yàn)算帶速V由表8-6和8-8.,取小帶輪的基準(zhǔn)直徑ddl=112mm帶速 V=31Xe=16-6m/s, 帶速符合(4-34)大帶輪的基準(zhǔn)直徑 dd2=i xddt=3X 112=336mm(4-35)4 .確定V帶的中心距a和基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld由式 0.7 ( %土鼠晶)<«o<2 (必士3數(shù))得知=400mm(4-36)Ld22a0

38、+r ( ddi+4)+ "“I & - =1570.09mm(4-37)二40cl由表8-2選L1400mm實(shí)際中心距 a=二：+ 一 =315mm(4-38)5 .驗(yàn)算小帶輪上的包角二一E731«i=180o -( d.-dd1)=135.8° >90°(4-39)6 .計(jì)算帶的根數(shù)Z由也廣112口汨=2840r/min,由表 8-4a 得P*0.82kw由表 8-4b 得 A%=0.04kw ,由表 8-5 得匕=0.882由表8-2得1=1.14(4-40)Pr= ( Pd + APo ) xkaxkL =0.865kwZ=導(dǎo)=-=

39、1.90 取根數(shù)為2根。 / OkQ&S7 .大帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用橢圓輪輻式(工=355mm 由= 1.8 x d=1.8 x 36=64.8mmMbd =8.5mm/i/ =8mm,e=12mm,f=8mm2 =2.5mm, 6 =6mmB= ( Z-1 ) e+2f= ( 2-1 ) x 12+16=28mmL=B=28mm, C = B=7mm,S=C=7mmDi=(工-2 6 =355-12=343mm二290 =290 .=21mm1 4 啊/X 9BOX*方=0.2兒=0.2 x 21=4.2mm&=0.4hi=8.4mm與=0.8 瓦=0.8 X8.4=6.72m

40、m私二0.8 x 21=16.8mm6=0.2b=0.2 X 16.8=3.36mm1.9 曲軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)曲軸是往復(fù)式壓縮機(jī)的主要部件之一，傳遞著壓縮機(jī)的全部功率。其主要作用是將電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過連桿改變?yōu)榛钊耐鶑?fù)直線運(yùn)動(dòng)。曲軸在運(yùn)動(dòng)時(shí)，承受拉、壓、剪切、彎曲和扭轉(zhuǎn)的交變復(fù)合負(fù)載，工作條件惡劣，要求具有足夠的強(qiáng)度和剛度以及主 軸頸與曲軸銷的耐磨性。故曲軸一般采用40、45或50號(hào)優(yōu)質(zhì)碳素鋼鍛造。在本設(shè)計(jì)中采用45號(hào)鋼。1.9.1 初步確定軸的最小直徑二% |j-二125 ：；=14.4mm(4-41)顯然，最小直徑是安裝大帶輪的，取 d=28mm0為是圓錐體形的，所以選&/Ti=3

41、6mm.I TT-UITVV vn VIII圖4.12曲軸簡(jiǎn)圖帶輪的寬度B=28mm&輪左端用擋圈定位，查設(shè)計(jì)手冊(cè)得擋圈直徑D=50mm&了保證擋圈完全壓在帶輪上，所以, 二26mm.1.9.2 擬定軸上零件的裝配方案取1口一二二30mm£ 0組游隙7026c角接觸球軸承，其尺寸為dXDX B=30X62X 16,故 =16mm端蓋：e=1.2d=1.2 x6=7.2mmH=e+m=20mm。產(chǎn)62+2.5 X 6=77mm?皿+2.5 乂 6 =92mmCg.=Dc-3 x 6=59mm , £)+=62-10=52mm取 =30mm角接觸球軸承用擋圈定位

42、，取 叱*二34mm.VI-VD段是用來安裝連桿大頭的，直徑等于曲柄銷直徑。1.10 空氣壓縮機(jī)的儲(chǔ)氣罐空氣壓縮機(jī)是一種用來壓縮空氣、提高氣體壓力或輸送氣體的機(jī)械，簡(jiǎn)稱為空壓機(jī)，被廣泛應(yīng)用于冶金、電子電力、醫(yī)藥、包裝、化工、食品、采礦、紡織、交通等眾多領(lǐng)域。在空壓機(jī) 系統(tǒng)內(nèi)，空氣通過濾清器被吸入空壓機(jī)，在空壓機(jī)中經(jīng)過壓縮，使其達(dá)到規(guī)定壓力后 進(jìn)入儲(chǔ)氣罐，然后由排氣管路送往使用地點(diǎn)。儲(chǔ)氣罐裝在空壓機(jī)和壓縮空氣管網(wǎng)之間，其作用是緩和由于排氣不均勻和不連續(xù)而引起的壓力波，儲(chǔ)備一定數(shù)量的壓縮空氣，維持供需氣量之間的平衡，以及去除壓縮空氣中的油水和雜質(zhì)，凈化壓縮空氣。近年來， 空壓機(jī)儲(chǔ)氣罐事故時(shí)有發(fā)生，

43、甚至于包括重大事故，給正常的生產(chǎn)生活以及人身安全 帶來重大的損失和威脅。作為壓力容器，儲(chǔ)氣罐的結(jié)構(gòu)和規(guī)格是根據(jù)其技術(shù)參數(shù)和使用 條件,參照鋼制壓力容器(GB150- 1998) 5和其它相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)6- 7 設(shè)計(jì)。操作壓力越大，則設(shè)計(jì)壓力越大，需要的殼體材料強(qiáng)度和厚度就越大；操作溫度越高， 則鋼板在設(shè)計(jì)條件下的許用應(yīng)力越小，需要的壁厚越大；另外儲(chǔ)氣罐殼體焊縫的焊接 接頭系數(shù)，開孔和接管，以及腐蝕裕量的大小也同樣對(duì)容器壁厚有著直接的影響。在儲(chǔ) 氣罐制造過程中，若選材不當(dāng)或者鋼板材料質(zhì)量差，存在諸如鋼板壁厚不均勻，機(jī)械 性能(如抗拉強(qiáng)度)不達(dá)標(biāo)，或者由于焊接原因，焊接接頭存在氣孔、夾渣、裂紋、未焊 透

44、等嚴(yán)重制造缺陷，造成焊縫質(zhì)量不合格。在儲(chǔ)氣罐的使用過程中，也有可能產(chǎn)生材質(zhì) 劣化、壁厚減薄、嚴(yán)重腐蝕或裂紋等缺陷。這種制造或者使用中產(chǎn)生的缺陷會(huì)嚴(yán)重削弱 殼體材料的強(qiáng)度，即使儲(chǔ)氣罐仍在原額定壓力下工作，仍然可能因其強(qiáng)度不夠發(fā)生爆 炸。因此必須嚴(yán)格按要求設(shè)計(jì)空壓機(jī)儲(chǔ)氣罐。儲(chǔ)氣罐容積 V= (0.1 0 0.14) Q= (0.120.14) X 0.17=0.0204 打， (4-42)綜上，選取儲(chǔ)氣罐內(nèi)徑 D=300mm, =75mm,L=25mmt=6mm5 .電動(dòng)機(jī)的選擇根據(jù)前面的熱力計(jì)算得，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 由=2840r/min,功率匕=1.5kw.根據(jù)轉(zhuǎn)速和功率，選擇 Y90S-2三相異

45、步電動(dòng)機(jī)。Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)是按照國際電工委員會(huì)（IEC）標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的，具有國際互換性的特點(diǎn)。其中，Y系列電動(dòng)機(jī)為一般用途全封閉自扇冷式籠型三相異步電動(dòng)機(jī)，具有防 止灰塵、鐵屑或其他雜物侵入電動(dòng)機(jī)內(nèi)部之特點(diǎn)，B級(jí)絕緣。適用于無特殊要求的機(jī)械上，如機(jī)床、泵、風(fēng)機(jī)、運(yùn)輸機(jī)、攪拌機(jī)、農(nóng)業(yè)機(jī)械等。型號(hào)：Y90S-2額定功率：F.=1.5kw額定電壓：V=220V電源頻率：f=50HZ額定電流：I=6.82A效率：=85%6 .壓縮機(jī)的振動(dòng)與防振壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)消耗能量，會(huì)加劇零件的磨損，振動(dòng)力傳到機(jī)殼外，使機(jī) 殼振動(dòng)，增大噪音，特別是壓縮機(jī)在啟動(dòng)和停機(jī)時(shí)，由于轉(zhuǎn)速在瞬時(shí)發(fā)生急劇的變化， 不但使噪

46、音增大，還容易引起連接管道的疲勞破損。因此，應(yīng)重視解決壓縮機(jī)的振動(dòng)問 題，并提出有效地措施。止匕外，氣流脈動(dòng)也是引起壓縮機(jī)振動(dòng)的原因之一。壓縮機(jī)的減 振方法常常從以下幾個(gè)方面考慮。1 .排氣管的減振壓縮機(jī)的排氣管一端與機(jī)體焊接在一起，另一端與排振動(dòng)，氣消聲器連接。為了 減小由于氣流脈動(dòng)引起的排氣管應(yīng)使排氣管的固有振動(dòng)頻率遠(yuǎn)離氣柱的固有振動(dòng)頻率， 因此排氣管的長(zhǎng)度需通過計(jì)算確定。為了減小排氣管的剛度，常常使它具有較復(fù)雜的形 狀，如盤成彎曲的蛇狀。有的壓縮機(jī)還在排氣管上套有一個(gè)細(xì)而長(zhǎng)的彈簧，用來吸收排 氣管的振動(dòng)。2 .防過振動(dòng)裝置壓縮機(jī)啟動(dòng)和停止時(shí)，以及運(yùn)輸中，會(huì)產(chǎn)生較大的振動(dòng)，即過振。壓縮機(jī)是

47、否一定 要設(shè)防振裝置以及防過振是否有效，應(yīng)通過實(shí)驗(yàn)決定。將壓縮機(jī)固定在振動(dòng)試壓機(jī)上， 進(jìn)行垂直及水平兩個(gè)方向的振動(dòng)，經(jīng)過規(guī)定時(shí)間的振動(dòng)之后，檢查壓縮機(jī)是否損壞。此實(shí)驗(yàn)稱為過振試驗(yàn)或運(yùn)輸試驗(yàn)。7.壓縮機(jī)的潤滑、冷卻和噪聲處理7.1 壓縮機(jī)的潤滑7.1.1 潤滑的作用L把潤滑油輸送到各零件表面，并使零件的表面形成油膜，減小零件的磨損，提 高壓縮機(jī)的使用壽命，減小由于摩擦阻力產(chǎn)生的摩擦功率和摩擦產(chǎn)生的熱量。2 .潤滑油在氣缸和活塞表面形成的油膜不但起到潤滑的作用，而且起到密封氣體的作用，以減小高壓氣體的泄露。3 .冷卻的作用。壓縮機(jī)在各零件表面流過時(shí)，零件上的熱量傳給潤滑油，潤滑 油將零件上的熱量帶

48、走，且向機(jī)體噴灑，最后由機(jī)體將內(nèi)部的熱量傳遞給外部的空氣。空氣壓縮機(jī)為無油潤滑，但在高速運(yùn)行下，轉(zhuǎn)動(dòng)副之間、活塞與氣缸內(nèi)表面之間必 須有潤滑，潤滑與壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)性能和使用壽命有密切關(guān)系，應(yīng)根據(jù)使用的要求特性選擇 合適的潤滑劑。油脂潤滑其作用有：、潤滑摩擦面，使摩擦面完全被油脂分隔開來， 從而降低摩擦功、摩擦熱和磨損；、在密封部位充滿油，起密封作用。壓縮機(jī)的潤滑 方式有兩種：飛濺潤滑和壓力潤滑。飛濺潤滑是利用曲柄的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)拍擊油面，使油飛 濺到各個(gè)運(yùn)動(dòng)零件的摩擦面上，飛濺潤滑不需要專門的潤滑機(jī)構(gòu)。壓力潤滑是采用專門 的潤滑機(jī)構(gòu)，以一定的壓力將潤滑油強(qiáng)制送到各個(gè)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的摩擦表面。在 V-0.17/

49、8 空氣壓縮機(jī)中可以采用飛濺潤滑。7.2 壓縮機(jī)的冷卻7.2.1 壓縮機(jī)過熱的危害壓縮機(jī)過熱時(shí)，對(duì)壓縮機(jī)一般有以下危害：1 .潤滑油粘度下降，運(yùn)動(dòng)零件的表面不能形成完全的油膜，特別是連桿小頭部位， 負(fù)荷較大，在正常情況下潤滑條件就較惡劣。壓縮機(jī)過熱時(shí)，連桿小頭產(chǎn)生不正常的磨 損，甚至發(fā)生燒壞。2 .電動(dòng)機(jī)燒毀。對(duì)于B級(jí)絕緣，壓縮機(jī)在130°的溫度范圍內(nèi)長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)，由于化 學(xué)反應(yīng)加快，絕緣材料性能變差，電動(dòng)機(jī)易被燒毀。7.2.2 壓縮機(jī)冷卻的方法空氣壓縮機(jī)在運(yùn)行時(shí)，由于熱力過程的不可逆損失和機(jī)械摩擦所產(chǎn)生的熱量使壓縮機(jī)的溫度升高。為了防止壓縮機(jī)過熱，以保證其工作的可靠性和耐久性，提高其熱

50、力 性能和動(dòng)力性能，必須進(jìn)行壓縮機(jī)冷卻。1 .汽缸蓋的冷卻汽缸蓋的表面鑄有一定數(shù)量的肋片以改善汽缸蓋的散熱效果。2 .降低吸氣過熱度3 .潤滑油的冷卻4 .電動(dòng)機(jī)的冷卻在轉(zhuǎn)子上安裝一個(gè)葉輪，或者在轉(zhuǎn)子上直接鑄出葉片。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在葉片的作 用下，電動(dòng)機(jī)可以得到較好的冷卻。5 .采取外部用風(fēng)扇冷卻的措施。7.3 壓縮機(jī)的噪聲7.3.1 壓縮機(jī)的噪聲源國家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)壓縮機(jī)的噪聲限制有明確規(guī)定。噪聲大于國標(biāo)規(guī)定值的壓縮機(jī)，視為不 合格產(chǎn)品。因此應(yīng)對(duì)壓縮機(jī)的噪聲源進(jìn)行分析，以便采取各種方法降低壓縮機(jī)的噪聲。 壓縮機(jī)的噪聲一般來源于以下幾個(gè)方面：1 .機(jī)械性噪聲。壓縮機(jī)的機(jī)械性噪聲主要是由不平衡的往復(fù)慣性力

51、和旋轉(zhuǎn)慣性力 造成的，它使排氣管加大振動(dòng)而產(chǎn)生噪聲，它還使曲柄連桿機(jī)構(gòu)的摩擦聲和沖擊聲加大。 當(dāng)曲柄連桿機(jī)構(gòu)的間隙過大時(shí)，這種噪聲會(huì)更顯著。壓縮機(jī)的零件表面粗糙度差，尺寸 精度和形位公差不好時(shí)，噪聲也會(huì)更顯著。止匕外，閥片開啟和關(guān)閉時(shí)產(chǎn)生的沖擊聲，氣 閥的自激振動(dòng)也產(chǎn)生噪聲。2 .氣流噪聲。氣流噪聲是指氣流通過各零件產(chǎn)生的噪聲。如通過吸氣管、消聲器、 閥、氣缸、排氣管以及釘子與轉(zhuǎn)子之間的氣流產(chǎn)生的噪聲。由于氣流存在著壓力脈動(dòng)， 所以它可能加大這些部位的振動(dòng)，特別是排氣管的振動(dòng)。3 .壓縮機(jī)零部件的共振聲。零部件的共振聲主要發(fā)生在殼體、排氣管、消聲器之 問。4 .潤滑油的噴射聲和油泡聲。5 .殼

52、體內(nèi)高壓氣體的泄露聲。6 .電動(dòng)機(jī)發(fā)出的電磁聲。7.3.2 降低噪聲的方法1 .防止壓縮機(jī)殼體共振及減少透過聲(1)增加殼體板材的厚度；(2)機(jī)殼形狀的改進(jìn)，如采取橢圓形或球形機(jī)殼；(3)吸、排氣管與機(jī)殼連接的部位剛性要好；(4)避免排氣管與機(jī)殼共振。2 .防止排氣管共振(1)改變管長(zhǎng)、管徑和管子的形狀；(2)在管上套一個(gè)細(xì)彈簧，減少管的振動(dòng)；(3)不要使管子的低頻共振頻率接近電源頻率。3 .防止零件共振(1)減少曲柄連桿機(jī)構(gòu)的不平衡力；(2)不使振源的振動(dòng)頻率與零件的共振頻率接近或相同，可通過改變材質(zhì)、 形狀的方法獲得。(3)改變各運(yùn)動(dòng)零件的配合間隙，提高零件的加工精度。4 .采用消聲效果明

53、顯的消聲器。8.活塞式空氣壓縮機(jī)的保養(yǎng)與維修往復(fù)活塞式壓縮機(jī)是廣泛用于壓縮氣體、 輸送氣體的機(jī)器，在礦山，冶金，機(jī)械制造, 石油化學(xué)工藝流程，都離不開活塞式壓縮機(jī)。壓縮機(jī)性能及運(yùn)轉(zhuǎn)情況的好壞，直接影響著 工廠的生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)效果。若使用與名!修不善，或采取對(duì)防患不利的危險(xiǎn)操作，不但會(huì)降低 壓縮機(jī)的使用壽命，最終還將引起事故，使工廠生產(chǎn)蒙受巨大的損失。因此對(duì)壓縮機(jī)的使 用保養(yǎng)和維修是否合理和完善，是確保壓縮機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的重要措施。為保證壓縮機(jī)處于良好的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，延長(zhǎng)機(jī)器的使用壽命，必須進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，通過維護(hù)與保養(yǎng)，能全面掌握機(jī)器的狀況，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，排除故障，改善機(jī)器的 工作條件。即使出現(xiàn)故障，也

54、便于判斷和采取措施。8.1 壓縮機(jī)使用的注意事項(xiàng)(1)為使壓縮機(jī)能正常、連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，延長(zhǎng)其使用壽命，應(yīng)實(shí)行定期維護(hù)2檢修制度。 壓縮機(jī)故障的出現(xiàn)，會(huì)給使用單位一部或全部生產(chǎn)帶來很大影響 ，因此對(duì)壓縮機(jī)的日 常檢修工作是不可少的，切不可忽視之。(2)壓縮機(jī)要求耐磨、耐熱、耐腐蝕、韌性強(qiáng)的易損件比較多 ，有些使用單位以自 己的材料仿制出來滿足急需，多數(shù)不能耐久，也成為事故的原因。例如氣缸墊片過厚時(shí) 使氣缸的余隙容積增大，造成排氣量不足，過薄時(shí)又可能成為撞擊氣缸蓋的原因。氣閥 材質(zhì)不好，破損時(shí)破片掉入氣缸內(nèi)，可成為活塞與氣缸燒研和劃傷氣缸鏡面的主要因 素。所以最好使用制造廠的零部件，應(yīng)適當(dāng)儲(chǔ)備制造廠所推薦的備品、備件，使用以后 要及時(shí)補(bǔ)充，因此用戶保管一批備品、備件是十分必要的。(3)壓縮機(jī)出現(xiàn)某種異常現(xiàn)象時(shí)，看起來似乎仍在運(yùn)行著，但多數(shù)情況，已經(jīng)有了 事故的預(yù)兆，能早期發(fā)現(xiàn)異常的前兆是防止事故發(fā)生的重要素。 要想早期發(fā)現(xiàn)異常，就 需掌握平時(shí)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的情況。每當(dāng)日常檢查、定期檢修時(shí)都應(yīng)詳細(xì)記錄 ，這種資料除對(duì) 檢查故障不可缺少以外，有助于日常檢修及早期發(fā)現(xiàn)異常現(xiàn)象。(4)驅(qū)動(dòng)用原動(dòng)機(jī)檢修不好，往往也