活塞式壓縮機(jī)氣閥設(shè)計(jì)(共36頁(yè))

1、PAGE 畢業(yè)設(shè)計(jì)(b y sh j)(論文)開(kāi)題報(bào)告課題名稱活塞式空氣壓縮機(jī)之氣閥設(shè)計(jì)學(xué)生姓名專業(yè)/班級(jí)指導(dǎo)教師單位/職稱一、課題的背景與意義活塞式壓縮機(jī)屬於最早的壓縮機(jī)設(shè)計(jì)之一， 但它仍然是最通用和 非常高效的一種壓縮機(jī)?；钊綁嚎s機(jī)通過(guò)連桿和曲軸使活塞在氣缸內(nèi)向前運(yùn)動(dòng)。 如果 只用活塞的一側(cè)進(jìn)行壓縮，則稱為單動(dòng)式。 如果活塞的上、下兩側(cè)都用，則稱為雙動(dòng)式。 活塞式壓縮機(jī)的用途非常廣泛，幾乎沒(méi)有任何限制。 它可以壓縮空氣，也可以壓縮氣體，幾乎不需要作任何改動(dòng)。 活塞式壓縮機(jī)是唯一一種能夠?qū)⒖諝夂蜌怏w壓縮至高壓，以適合 諸如呼吸空氣等用途的設(shè)計(jì)。 活塞式壓縮機(jī)的配置可包括從 適用於低壓小容量

2、用途的單缸配置，到能壓縮至非常高壓力的多級(jí)配置。 在多級(jí)壓縮機(jī)中， 空氣被分級(jí)壓縮，逐級(jí)增大壓力。 壓縮機(jī)是一種用于壓縮氣體借以提高氣體壓力的機(jī)械，他的種類很多、用途極廣。按照壓縮氣體的原,壓縮機(jī)可區(qū)分為容積式和速度式兩大類。其中容器式壓縮機(jī)是使氣體直接受到壓縮，從而使氣體容積縮小、壓力提高的機(jī)械。一般這類壓縮機(jī)具有裝盛氣體的汽缸，以及壓縮氣體的活塞。微型空氣壓縮機(jī)大體是指功率在15KW以下,排氣壓力不大于1.4Mpa的產(chǎn)品。其中活塞式壓縮機(jī)是依靠汽缸內(nèi)活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)壓縮氣體。這是一種應(yīng)用十分廣泛的通用機(jī)械?，F(xiàn)代氣動(dòng)及自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展,大大推動(dòng)了微型壓縮機(jī)技術(shù)的進(jìn)步。隨著社會(huì)生產(chǎn)生活方式和文

3、明程度的不斷提高。壓縮機(jī)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，有些場(chǎng)合不需要或不適合集中供氣，為滿足這些不同的需要，品種便越來(lái)越多,尤其是微型空壓機(jī)的產(chǎn)品已開(kāi)始步入家用電器行列,因此全球需要量越來(lái)越大。在我國(guó)，經(jīng)過(guò)20年發(fā)展我國(guó)已經(jīng)形成L、D、DZZ、H、M型等數(shù)十個(gè)壓縮機(jī)系列的數(shù)百種產(chǎn)品。目前，國(guó)內(nèi)中小型壓縮機(jī)已經(jīng)基本滿足小型賓館等一些制冷量小的需求，但大型往復(fù)式壓縮機(jī)還不能滿足需要。與國(guó)外往復(fù)式壓縮機(jī)技術(shù)水平相比，我國(guó)的主要差距為基礎(chǔ)理論研究差，產(chǎn)品技術(shù)開(kāi)發(fā)能力低，工藝裝備和實(shí)驗(yàn)手段后，產(chǎn)品技術(shù)起點(diǎn)低，規(guī)格品種、效率、制造質(zhì)量可靠性差。另外，技術(shù)含量高和特殊要求的產(chǎn)品還滿足不了國(guó)內(nèi)需求。國(guó)外空氣壓縮機(jī)工業(yè)的發(fā)

4、展是很快的，在世界范圍內(nèi)生產(chǎn)壓縮機(jī)的廠家很多，凡是生產(chǎn)壓縮機(jī)的企業(yè)或集團(tuán)，有許多還同時(shí)生產(chǎn)微型壓縮機(jī)。美國(guó)、日本、瑞典等國(guó)生產(chǎn)的微型壓縮機(jī)在產(chǎn)量、銷售額、品種、技術(shù)性等方面均代表了世界先進(jìn)水平。美國(guó)生產(chǎn)的微型壓縮機(jī)在產(chǎn)量、銷售額、品種、技術(shù)性能等方面均代表了世界先進(jìn)水平?；钊綁嚎s機(jī)我國(guó)微型空壓機(jī)的發(fā)展基本上是從上世紀(jì)九十年代中期開(kāi)始并逐漸發(fā)展起來(lái)的。目前各企業(yè)在壓縮機(jī)領(lǐng)域只占極少部分，大多數(shù)還不是作為主導(dǎo)產(chǎn)品，生產(chǎn)出的微型空壓機(jī)在性能上與國(guó)外的有一定的差距。機(jī)質(zhì)量及產(chǎn)量的上升是世界壓縮機(jī)生產(chǎn)技術(shù)水平提高的一個(gè)主要標(biāo)志，也是文明生產(chǎn)提高各種工藝流程及產(chǎn)品質(zhì)量的一個(gè)根本保證，因此研究和開(kāi)發(fā)微型空

5、壓機(jī)在我國(guó)有很大的發(fā)展前景。二、課題的基本內(nèi)容與擬解決的主要問(wèn)題：本課題要解決的問(wèn)題：設(shè)計(jì)一臺(tái)v-0.17/7型活塞式空壓機(jī)氣閥設(shè)計(jì)具體包括1）氣閥的結(jié)構(gòu)形式 2）氣閥彈簧的種類 3）氣閥材料和主要技術(shù)要求 4氣閥的計(jì)算 5）氣閥彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算6）氣閥結(jié)構(gòu)圖 7）設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)撰寫 。設(shè)計(jì)擬采用的方法：根據(jù)已知條件，參照活塞式壓縮機(jī)設(shè)計(jì)中的氣閥計(jì)算方法進(jìn)行計(jì)算并圓整、確定氣閥包括：一、氣閥的計(jì)算：（1）確定氣閥的主要性能參數(shù) （2）環(huán)狀閥結(jié)構(gòu)尺寸的選擇（3）氣閥零件強(qiáng)度校核 （4）閥座的強(qiáng)度校核 （5）環(huán)狀閥阻力計(jì)算 （6）其他形式氣閥計(jì)算。二、氣閥彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算（1）根據(jù)確定的氣閥結(jié)構(gòu)尺寸選擇氣

6、閥彈簧的形式和布置方案 （2）計(jì)算氣閥全開(kāi)時(shí)，每個(gè)彈簧所產(chǎn)生的最大彈簧力 （3）確定彈簧鋼絲直徑（4）初步確定彈簧剛性（5）有效圈數(shù)和總?cè)?shù)（6）復(fù)算彈簧剛度（7）計(jì)算每個(gè)彈簧的最大變形和予壓縮變形（8）核算（9）彈簧自由狀態(tài)下的長(zhǎng)度（10）校核最大彈簧力和彈簧應(yīng)力。根據(jù)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的v-0.17/7型活塞式空壓機(jī)進(jìn)行零件測(cè)繪，并作一定的改進(jìn)。通過(guò)網(wǎng)上搜索及查閱國(guó)內(nèi)外活塞式空氣壓縮機(jī)氣閥，分析其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)確定本設(shè)計(jì)的整體方案設(shè)計(jì)過(guò)程可以參考以現(xiàn)有的v-0.17/7活塞式空氣壓縮機(jī)的氣閥為參考。由于氣閥設(shè)計(jì)較為復(fù)雜，工作量較大，在本設(shè)計(jì)中我們直接借用v-0.17/7活塞式空氣壓縮機(jī)中的進(jìn)排氣閥組件通

7、過(guò)測(cè)繪得出。3、零部件設(shè)計(jì)應(yīng)符合相關(guān)空壓機(jī)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的要求三、完成課題的方法、步驟與進(jìn)度安排本課題重點(diǎn)解決的問(wèn)題 1）v-0.17/7型活塞空壓機(jī)氣閥主要參數(shù)結(jié)構(gòu)形式的確定 2）運(yùn)行部件潤(rùn)滑問(wèn)題的解決解決思路有以下幾個(gè)方面 1結(jié)構(gòu)形式及主要參數(shù)的確定，主要給定的已知條件，并按活塞式壓縮機(jī)設(shè)計(jì)的計(jì)算方法步驟計(jì)算、校核、反算得出并通過(guò)搜索國(guó)內(nèi)外同一排量及排氣活塞式壓縮機(jī)氣閥的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)，分析、比較其優(yōu)缺點(diǎn)，從而選擇較佳的方案，明確總體設(shè)計(jì)思路，確定總體設(shè)計(jì)方案，部分零件可直接借用其它廠家的設(shè)計(jì)結(jié)果如氣閥部件 2運(yùn)動(dòng)部件直接影響到空壓機(jī)的性能及使用壽命，這是活塞空壓機(jī)的設(shè)計(jì)關(guān)鍵， 3其它零部件如曲軸箱

8、、汽缸、缸蓋及主機(jī)皮帶輪、端蓋等的設(shè)計(jì)根據(jù)已掌握的機(jī)械設(shè)計(jì)知識(shí)，通過(guò)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)及相關(guān)壓縮機(jī)設(shè)計(jì)來(lái)完成。進(jìn)度安排 指導(dǎo)教師審定意見(jiàn)：指導(dǎo)教師簽字：年 月 日教研室審核意見(jiàn)： 教研室主任簽字： 年 月 日課題名稱二級(jí)學(xué)院學(xué)生姓名指導(dǎo)教師課題來(lái)源所屬崗位畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題的主要內(nèi)容、任務(wù)和目標(biāo)、基本要求等： 設(shè)計(jì)一臺(tái)v-0.07/7型活塞式空壓機(jī)已知設(shè)計(jì)（論文）條件：1. 介質(zhì)：空氣；2進(jìn)氣狀態(tài):進(jìn)氣壓力:常壓 進(jìn)氣溫度:常溫(=40度) 相對(duì)濕度:=80%3排氣狀態(tài):額定排氣壓力0.7Mpa 額定排氣量0.37m/min 排氣溫度(各級(jí)):=180度 4. 汽缸排列型式是V型風(fēng)冷式，電機(jī)驅(qū)動(dòng)。

9、設(shè)計(jì)具體包括1）方案的確定 2）參數(shù)的計(jì)算 3）主機(jī)裝配整體設(shè)計(jì) 4）氣閥零部件設(shè)計(jì) 5）氣閥組件圖一張 6）設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)撰寫 。二、實(shí)踐要求：1.設(shè)計(jì)一臺(tái)將空氣壓縮至0.7Mpa的壓縮機(jī).2.要求綜合運(yùn)用已學(xué)的基本專業(yè)知識(shí)以及工程實(shí)踐能力完成該設(shè)備的設(shè)計(jì)從而得到較全面的工程技術(shù)訓(xùn)練以及對(duì)前面所學(xué)知識(shí)也能夠得到深化、補(bǔ)充和檢驗(yàn)，為今后工作打下基礎(chǔ)。三、進(jìn)度安排第一周：校內(nèi)查閱文獻(xiàn)資料，完成開(kāi)題報(bào)告；第二周：確定活塞式空壓機(jī)設(shè)計(jì)方案及熱力學(xué)計(jì)算；第三周：完成主機(jī)部件中的零件測(cè)繪設(shè)計(jì)；第四-五周：完成總裝圖設(shè)計(jì)，頂崗實(shí)習(xí)；第六周：撰寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)；頂崗實(shí)習(xí)；第七周：整理畢業(yè)設(shè)計(jì)論文資料，準(zhǔn)備畢業(yè)答辯；

10、第八周： 畢業(yè)答辯。四、推薦的主要參考資料1.往復(fù)活塞式壓縮機(jī)設(shè)計(jì) 機(jī)械工業(yè)出版社2.壓縮機(jī)制造工藝學(xué) 西安交通大學(xué)出版社3.化工機(jī)器 化學(xué)工業(yè)出版社4.活塞式壓縮機(jī)的無(wú)油潤(rùn)滑 化學(xué)工業(yè)出版社 5.機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè) 化學(xué)工業(yè)出版社出版指導(dǎo)教師簽名 馮超英 2012年 11月 23日專業(yè)負(fù)責(zé)人簽名 王濤 2012年11月 23日 （注：課題來(lái)源填企業(yè)生產(chǎn)（管理）任務(wù)(rn wu)、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、創(chuàng)新設(shè)計(jì)、科研課題等。）V-0.17/7活塞式空氣壓縮機(jī)之氣閥設(shè)計(jì)(shj)摘 要我國(guó)微型(wixng)空壓機(jī)的發(fā)展基本上是從上世紀(jì)九十年代中期開(kāi)始并逐漸發(fā)展起來(lái)的?；钊綁嚎s機(jī)屬於最早的壓縮機(jī)設(shè)計(jì)之一， 但

11、它仍然是最通用和 非常高效的一種壓縮機(jī)?；钊綁嚎s機(jī)通過(guò)連桿和曲軸使活塞在氣缸內(nèi)向前運(yùn)動(dòng)。 如果只用活塞的一側(cè)進(jìn)行壓縮，則稱為(chn wi)單動(dòng)式。 如果活塞的上、下兩側(cè)都用，則稱為雙動(dòng)式?；钊綁嚎s機(jī)主要由機(jī)體、曲軸、連桿、活塞組、閥門、軸封、油泵、能量調(diào)節(jié)裝置、油循環(huán)系統(tǒng)等部件組成。其中曲軸是活塞式制冷壓縮機(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(guò)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，但現(xiàn)在已

12、廣泛采用球墨鑄鐵（如QT501.5與QT602等）鑄造。關(guān)鍵詞：活塞式壓縮機(jī)，活塞，曲軸，材料 目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc327199765 第一章 緒論(xln) PAGEREF _Toc327199765 h 1 HYPERLINK l _Toc327199766 1.1設(shè)計(jì)(shj)題目 PAGEREF _Toc327199766 h 1 HYPERLINK l _Toc327199767 1.2問(wèn)題(wnt)來(lái)源 PAGEREF _Toc327199767 h 1 HYPERLINK l _Toc327199768 1.3無(wú)油潤(rùn)滑壓縮機(jī)的顯

13、著特點(diǎn) PAGEREF _Toc327199768 h 2 HYPERLINK l _Toc327199769 1.4壓縮機(jī)發(fā)展概況 PAGEREF _Toc327199769 h 2 HYPERLINK l _Toc327199770 第二章 總體設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc327199770 h 4 HYPERLINK l _Toc327199771 21機(jī)構(gòu)方案的選擇 PAGEREF _Toc327199771 h 4 HYPERLINK l _Toc327199772 2.1.1根據(jù)設(shè)計(jì)要求選V型壓縮機(jī) PAGEREF _Toc327199772 h 4 HYPERLINK l _T

14、oc327199773 2.1.2冷卻方式的選擇 PAGEREF _Toc327199773 h 4 HYPERLINK l _Toc327199774 2.1.3驅(qū)動(dòng)方式的選擇 PAGEREF _Toc327199774 h 5 HYPERLINK l _Toc327199775 22壓縮機(jī)的機(jī)構(gòu)參數(shù) PAGEREF _Toc327199775 h 5 HYPERLINK l _Toc327199776 2.2.1活塞平均速度 PAGEREF _Toc327199776 h 5 HYPERLINK l _Toc327199777 2.2.2轉(zhuǎn)速與行程 PAGEREF _Toc32719977

15、7 h 6 HYPERLINK l _Toc327199778 2.2.3級(jí)數(shù) PAGEREF _Toc327199778 h 6 HYPERLINK l _Toc327199779 2.3壓縮機(jī)方案設(shè)計(jì)中影響結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的其他因素 PAGEREF _Toc327199779 h 7 HYPERLINK l _Toc327199780 2.3.1十字頭的影響 PAGEREF _Toc327199780 h 7 HYPERLINK l _Toc327199781 2.3.2級(jí)在列中的配置 PAGEREF _Toc327199781 h 7 HYPERLINK l _Toc327199782 第三章

16、壓縮機(jī)設(shè)計(jì)(shj)熱力計(jì)算 PAGEREF _Toc327199782 h 8 HYPERLINK l _Toc327199783 3.1熱力(rl)計(jì)算 PAGEREF _Toc327199783 h 8 HYPERLINK l _Toc327199784 3.2計(jì)算(j sun)過(guò)程 PAGEREF _Toc327199784 h 8 HYPERLINK l _Toc327199785 3.2.1估計(jì)排氣溫度 PAGEREF _Toc327199785 h 8 HYPERLINK l _Toc327199786 3.2.2容積效率度的確定 PAGEREF _Toc327199786 h

17、9 HYPERLINK l _Toc327199787 3.2.3工作容積的確定 PAGEREF _Toc327199787 h 9 HYPERLINK l _Toc327199788 3.2.4確定活塞行程S及汽缸直徑D PAGEREF _Toc327199788 h 9 HYPERLINK l _Toc327199789 3.2.5實(shí)際指示功計(jì)算 PAGEREF _Toc327199789 h 10 HYPERLINK l _Toc327199790 3.2.6指示功率及軸功率 PAGEREF _Toc327199790 h 10 HYPERLINK l _Toc327199791 3.2

18、.7電機(jī)功率的選取 PAGEREF _Toc327199791 h 11 HYPERLINK l _Toc327199792 第四章 零部件計(jì)算 PAGEREF _Toc327199792 h 12 HYPERLINK l _Toc327199793 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc327199793 h 25 HYPERLINK l _Toc327199794 謝辭 PAGEREF _Toc327199794 h 26機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）PAGE 31第一章 緒論(xln)1.1設(shè)計(jì)(shj)題目設(shè)計(jì)(shj)v-0.17/7型活塞式空壓機(jī)已知：1. 介質(zhì)：空氣；2進(jìn)氣狀態(tài):進(jìn)氣壓

19、力:常壓 進(jìn)氣溫度:常溫(=40度) 相對(duì)濕度:=80%3排氣狀態(tài):額定排氣壓力0.7Mpa 額定排氣量0.37m/min 排氣溫度(各級(jí)):=180度 4. 汽缸排列型式是V型風(fēng)冷式，電機(jī)驅(qū)動(dòng)。1.2問(wèn)題來(lái)源壓縮機(jī)是一種將氣體壓縮從而提高氣體壓力或輸送氣體的機(jī)器，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)的許多部門中應(yīng)用極廣，特別是在石油、化工、動(dòng)力等工業(yè)中已成為必不可少的關(guān)鍵設(shè)備，是許多工業(yè)部門工藝流程中的心臟設(shè)備。在壓縮機(jī)應(yīng)用和設(shè)計(jì)中，就出現(xiàn)新的要求和問(wèn)題，主要表現(xiàn)在：1在壓縮氣體過(guò)程中，有些氣體則對(duì)潤(rùn)滑油起腐蝕作用降低有的粘度，使得潤(rùn)滑油的性能下降，無(wú)法起到正常的潤(rùn)滑的作用。2由于氣缸與活塞之間的高速摩擦，

20、使得潤(rùn)滑油的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，在壓縮氣體過(guò)程中，氣體不可避免與潤(rùn)滑油接觸，同時(shí)溫度又高，當(dāng)工作介質(zhì)為某些z助燃?xì)怏w時(shí)，很可能引起爆炸而發(fā)生事故。3在石油工業(yè)中，某些氣體要求在較低的溫度下進(jìn)行操作，而一旦壓縮機(jī)吸入的氣體溫度極低，潤(rùn)滑油可能凝固，無(wú)法起到潤(rùn)滑的作用，或氣體中攜帶(xidi)的潤(rùn)滑油會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)器中催化劑中毒等情況。4對(duì)于一些純度(chnd)要求較高的氣體，被壓縮的氣體在有潤(rùn)滑油壓縮機(jī)中勢(shì)必受到潤(rùn)滑油的污染，從而達(dá)不到事先的要求。5一旦氣體中攜帶了油，會(huì)造成某些氣動(dòng)(q dn)儀的失靈，如控制系統(tǒng)中的壓力表基于以上各種原因，要求設(shè)計(jì)一種無(wú)油潤(rùn)滑壓縮機(jī)，且其規(guī)格要齊全。到目前為止，無(wú)油潤(rùn)

21、滑壓縮的開(kāi)發(fā)與研發(fā)已取得很大的發(fā)展，但目前形勢(shì)來(lái)看，無(wú)憂潤(rùn)滑壓縮機(jī)的規(guī)格還不夠齊全還不能滿足社會(huì)的需求，因此開(kāi)發(fā)新規(guī)格的無(wú)油潤(rùn)滑壓縮機(jī)日益為人們所關(guān)注，同時(shí)隨著無(wú)油潤(rùn)滑壓縮機(jī)向大排氣量、大功率的方向發(fā)展，為我們這次設(shè)計(jì)提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。1.3無(wú)油潤(rùn)滑壓縮機(jī)的顯著特點(diǎn) 1被壓縮氣體不帶油污，不需脫油處理，不污染環(huán)境 2無(wú)油潤(rùn)滑壓縮機(jī)系統(tǒng)取消了注油器，油分離器等設(shè)備，不但大大降低系統(tǒng)的阻力，還利用增加產(chǎn)量，而且還減少了注油器，油分離器的檢修工作量和檢修用 3理想的有無(wú)油潤(rùn)滑壓縮機(jī)由于密封摩擦件摩擦因數(shù)小，因而使用壽命長(zhǎng)，減少了非生產(chǎn)檢修時(shí)間及其費(fèi)用，因此，比有油潤(rùn)滑壓縮機(jī)的效益高 4提高了氣缸或者

22、氣缸套，活塞杠的使用壽命，一般情況下，使用后的氣缸或者氣缸套經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的跑合期后，鏡面粗糙度會(huì)有所提高，而摩擦較小 無(wú)油潤(rùn)滑壓縮機(jī)在各行業(yè)中具有廣泛的用途及無(wú)法取代的地位，無(wú)油潤(rùn)滑有著廣泛發(fā)著前景。1.4壓縮機(jī)發(fā)展(fzhn)概況 早在三、四千年前，我們的祖先(zxin)便掌握了壓氣鼓風(fēng)從事治煉的技術(shù)，最早是有獸皮做成“老虎皮”；公元三十一年，東漢的杜詩(shī)創(chuàng)造(chungzo)了用水力鼓風(fēng)設(shè)備排水；一直沿用到現(xiàn)代活塞式壓縮機(jī)的追雛行。 1934年，采用有自潤(rùn)滑性能的石墨作密封元件，實(shí)現(xiàn)了氣缸不用油潤(rùn)滑；但石墨比較脆，石墨磨損后的粉末也能污染氣體。1935年，蘇爾壽公司研制成了利用曲折密封原理的

23、迷宮式壓縮機(jī)，它去消了金屬密封元件，也實(shí)現(xiàn)了氣缸無(wú)油潤(rùn)滑；但這種結(jié)構(gòu)制造要求極高，比且嚴(yán)重的泄露使其熱效率較一般壓縮機(jī)為低。1952年，具有自潤(rùn)滑性的塑料聚四氟乙烯開(kāi)始用于壓縮機(jī)作密封元件。由于聚四氟乙烯經(jīng)過(guò)適當(dāng)改制后的巨大優(yōu)越性，因此很快得到了推廣，已成為現(xiàn)在實(shí)現(xiàn)氣缸無(wú)油潤(rùn)滑的主要手段。活塞式壓縮機(jī)在本世紀(jì)四十年代末到七十年代這幾十年中，隨著世界生產(chǎn)的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)及工藝的進(jìn)步，它也獲得了很大的發(fā)展和進(jìn)步。在技術(shù)方面，它所取得的成果是：1.現(xiàn)代壓縮機(jī)的可靠性和耐久性已大大提高，可以連續(xù)運(yùn)行八千小時(shí)而中間無(wú)需修理，每年的開(kāi)工率95%以上；2.由于采用了低的閥隙流速和大的緩沖容積，使壓縮機(jī)功率消

24、耗進(jìn)一步降低；3.在中、大型范圍內(nèi)，由于采用了對(duì)動(dòng)式等動(dòng)力平衡性能好的結(jié)構(gòu)型式，使壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速成倍的提高，從而使壓縮機(jī)的尺寸和重量相對(duì)大大減少；4.在一定的壓力范圍內(nèi)，氣缸能比較容易的實(shí)現(xiàn)無(wú)油潤(rùn)滑，使被壓縮機(jī)的氣體不再為油所污染：近年來(lái)，在中、小型范圍內(nèi)，壓縮機(jī)普遍實(shí)現(xiàn)機(jī)組化，采用彈性支承來(lái)代替基礎(chǔ)，使機(jī)器的安裝和基建費(fèi)用都顯著降低。隨著人們對(duì)環(huán)境噪聲污染的嚴(yán)格控制，努力使壓縮機(jī)噪聲限制在85Db以下，在這方面也取得了很大成績(jī)。最近，優(yōu)化設(shè)計(jì)(shj)理論取得了很大進(jìn)展，并且已開(kāi)始進(jìn)入壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)領(lǐng)域，它必將推動(dòng)壓縮機(jī)向更新的水平前進(jìn)。在我國(guó)，目前壓縮機(jī)制造工業(yè)的一個(gè)重要組成部分全國(guó)已有幾十專業(yè)

25、生產(chǎn)工廠，制造著各種各類型(lixng)的壓縮機(jī)，已能基本滿足國(guó)名經(jīng)濟(jì)各部門的需要?？梢灶A(yù)期，隨著我國(guó)四個(gè)現(xiàn)代化的逐步(zhb)實(shí)現(xiàn)，在全國(guó)現(xiàn)有的和未來(lái)的壓縮機(jī)工作者的努力下，活塞式壓縮機(jī)也將步入世界先進(jìn)的行列。第二章 總體設(shè)計(jì)無(wú)油潤(rùn)滑壓縮機(jī)的方案設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。諸多實(shí)例充分證明，存在著一種或數(shù)種較嚴(yán)重缺陷的方案設(shè)計(jì)，在壓縮機(jī)制造后，很難予以彌補(bǔ)。壓縮機(jī)方案設(shè)計(jì)直接關(guān)系到壓縮機(jī)運(yùn)行的可靠性、經(jīng)濟(jì)性，制造成本的高低，外形尺寸和重量的大小，安裝、維修的簡(jiǎn)便性。壓縮機(jī)方案設(shè)計(jì)包括如下內(nèi)容：結(jié)構(gòu)型式選擇、冷卻方式、作用方式，有無(wú)十字頭、壓縮級(jí)數(shù)、驅(qū)動(dòng)機(jī)類型的選擇和功率、轉(zhuǎn)向、轉(zhuǎn)速匹配，傳動(dòng)方式等。21

26、機(jī)構(gòu)方案的選擇壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)型式的選擇要考慮諸多因素，例如：工藝流程、現(xiàn)場(chǎng)條件，制造方的系列構(gòu)成、外協(xié)狀況等。2.1.1根據(jù)(gnj)設(shè)計(jì)要求選V型壓縮機(jī) 一、各列的一階慣性力的合力(hl)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)器可取較高的轉(zhuǎn)速。 二、氣缸彼此錯(cuò)開(kāi)一定角度，有利于氣閥的安全與布置。因而使氣閥的流通面積有可能增加。中間冷卻器和極間管道(gundo)可以直接裝在機(jī)器上，結(jié)構(gòu)緊湊。 三、角度式壓縮機(jī)可以將若干列的連桿連接在同一曲拐上，曲軸的拐數(shù)可減少，機(jī)器的軸向長(zhǎng)度可縮短，因此主軸頸能采用滾動(dòng)軸承。 本設(shè)計(jì)屬于微型中壓壓縮機(jī)常規(guī)設(shè)計(jì)，綜合考慮其設(shè)計(jì)參數(shù)及市場(chǎng)現(xiàn)狀，采用V型結(jié)

27、構(gòu)。2.1.2冷卻方式的選擇壓縮機(jī)的冷卻方式有風(fēng)冷和水冷兩種，水冷的效果要比風(fēng)冷的效果好，但本設(shè)計(jì)為小型壓縮機(jī)，考慮到工作環(huán)境，經(jīng)濟(jì)效益等因素，采用風(fēng)冷方式因此為此設(shè)計(jì)只有一經(jīng)，所以不需要冷卻系統(tǒng)。2.1.3驅(qū)動(dòng)方式的選擇 活塞式壓縮機(jī)可分為：電驅(qū)動(dòng)，活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，旋轉(zhuǎn)式發(fā)動(dòng)機(jī)。 一、電動(dòng)機(jī) 電動(dòng)機(jī)主要包括異步電動(dòng)機(jī)和同步交流電動(dòng)機(jī)，驅(qū)動(dòng)活塞式壓縮機(jī)的絕大部分是交流電動(dòng)機(jī)，而交流電動(dòng)機(jī)中，以鼠籠異步電動(dòng)機(jī)為多。電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)是啟動(dòng)電流大而啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩小，因此若采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)，必須實(shí)行卸載啟動(dòng)，防止電動(dòng)機(jī)過(guò)載，鼠籠式電動(dòng)機(jī)最好采用直接接入電源啟動(dòng)這樣可以避免采用復(fù)雜的啟動(dòng)設(shè)備。 綜合材料及以上的內(nèi)容

28、故本設(shè)計(jì)(shj)采用異步電動(dòng)機(jī)為驅(qū)動(dòng)機(jī)。22壓縮機(jī)的機(jī)構(gòu)(jgu)參數(shù)2.2.1活塞(husi)平均速度轉(zhuǎn)速和行程的選取對(duì)機(jī)器的尺寸、重量、制造難易和成本有重大影響，并且還直接影響機(jī)器的效率、壽命和動(dòng)力性能。如果壓縮機(jī)與驅(qū)動(dòng)直接連接，則也影響驅(qū)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性和成本。近代設(shè)計(jì)活塞式壓縮機(jī)的總趨勢(shì)是提高轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速、行程和活塞平均速度的關(guān)系式如下： Cm=nS/30=2m/s式中：Cm-活塞平均速度，m/s： n-壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速，r/min； S-活塞行程，m?；钊綁嚎s機(jī)設(shè)計(jì)中，在一定的參數(shù)和使用條件下，首先應(yīng)考慮選擇適宜的活塞平均速度，因?yàn)椋夯钊骄俣鹊母叩?，?duì)運(yùn)動(dòng)機(jī)件中的摩擦和磨損有直接的影響。

29、對(duì)氣缸內(nèi)的工作過(guò)程也有影響。活塞速度過(guò)高，氣閥在氣缸上難以得到足夠的安裝面積，所以氣閥、管道中的助力損失很大，功率消耗及排氣溫度將會(huì)過(guò)高。嚴(yán)重地影響壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的經(jīng)濟(jì)性和使用的可靠性。移動(dòng)式壓縮機(jī)為盡量減少機(jī)器重量和外形尺寸，所以取活塞速度為在（4-5）m/s，而本設(shè)計(jì)就屬于此類。由于微型和小型壓縮機(jī)為使結(jié)構(gòu)經(jīng)湊，而只能采用較小行程，所有較高轉(zhuǎn)數(shù)，但活塞平均速度卻較低，只有2m/s左右。本設(shè)計(jì)采用2m/s。2.2.2轉(zhuǎn)速與行程在一定的活塞速度下，活塞行程的選取，與下列因素有關(guān)：排氣量的大小：機(jī)器的結(jié)構(gòu)形式;氣缸的結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)代活塞式壓縮機(jī)的行程(xngchng)與活塞力之間，按統(tǒng)計(jì)與分析，有下列關(guān)系

30、： 式中：P活塞(husi)力，t； A系數(shù)(xsh)，其值在0.065-0.095之間，較小值相應(yīng)與短行程的機(jī)器，較大值相應(yīng)與長(zhǎng)行程的機(jī)器。 選擇壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)應(yīng)注意到慣性力的影響，慣性力的大小與轉(zhuǎn)速成平方關(guān)系；通常應(yīng)遵循慣性力不超過(guò)活塞力的原則。另外轉(zhuǎn)數(shù)過(guò)高對(duì)閥片、活塞環(huán)、填料的使用壽命也會(huì)產(chǎn)生不利影響。 一般說(shuō)來(lái)，活塞力較大的機(jī)器，轉(zhuǎn)數(shù)相應(yīng)地較低，因?yàn)榛钊^大則運(yùn)動(dòng)部件的尺寸和重量也相應(yīng)的增加，慣性力增長(zhǎng)的程度往往顯著地超過(guò)活塞力增長(zhǎng)的程度。此外，由于各種機(jī)構(gòu)的壓縮機(jī)的動(dòng)力平衡性不同，所以轉(zhuǎn)數(shù)也會(huì)有所區(qū)別。另外，壓縮機(jī)與驅(qū)動(dòng)機(jī)直聯(lián)時(shí)，應(yīng)顧到驅(qū)動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)數(shù)。2.2.3級(jí)數(shù)在選擇壓縮機(jī)的級(jí)數(shù)時(shí)

31、，一般應(yīng)遵循下列原則：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。然而級(jí)數(shù)增多。則阻力損失增加，機(jī)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。本設(shè)計(jì)排氣壓力為0.7MPa，故采用一級(jí)壓縮。氣閥的氣缸上的布置要求是：通道截面面積大，余隙容積小，安裝維修要方便。小型有十字頭壓縮機(jī)，為了簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，氣閥安裝在汽缸蓋上，使氣閥的中心線相對(duì)于氣缸的中心線作平行布置。2.3壓縮機(jī)方案設(shè)計(jì)中影響(yngxing)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的其他因素2.3.1十字頭的影響(yn

32、gxing)活塞式壓縮機(jī)的運(yùn)動(dòng)(yndng)機(jī)構(gòu)有：無(wú)十字頭與有十字頭兩種。本設(shè)計(jì)選擇帶十字頭的作為運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。帶十字頭運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn): 由于帶有十字頭，汽缸工作表面不承受連桿傳來(lái)的側(cè)壓力，所以，氣缸與活塞間的摩擦和磨損較小，充分利用了汽缸容積，潤(rùn)滑劑易于控制；可以設(shè)置填料密封，所以，氣體的泄漏量小，特別是對(duì)于易燃、易爆、有毒的氣體只能采用此種結(jié)構(gòu)。當(dāng)然，帶十字頭的壓縮機(jī)增多了十字頭、活塞桿及填料等部件，使機(jī)器的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，高度和重量也相應(yīng)增加2.3.2級(jí)在列中的配置活塞桿反向負(fù)荷原則謀求活塞力均衡原則謀求最佳氣密性原則曲柄錯(cuò)角排列原則 活塞組件運(yùn)動(dòng)與導(dǎo)向的精確對(duì)中和直線性原則謀求壓縮機(jī)整機(jī)剛強(qiáng)性

33、原則謀求便于制造、安裝和維修原則 謀求管道系統(tǒng)布置合理原則第三章 壓縮機(jī)設(shè)計(jì)熱力計(jì)算3.1熱力(rl)計(jì)算 一般壓縮機(jī)設(shè)計(jì)均需作熱力計(jì)算,即根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)要求,以知容積(rngj)流量與拍氣壓力等熱力參數(shù),在確定總體方案的情況下,計(jì)算各個(gè)熱力及結(jié)構(gòu)尺寸如:容積大小、轉(zhuǎn)速、氣缸直徑、行程，所需軸功率及相應(yīng)的效率，也可對(duì)以有的參數(shù)進(jìn)行復(fù)算性計(jì)算。3.2計(jì)算(j sun)過(guò)程以知條件：吸氣溫度取25C，吸氣壓力=0.1Mpa 排氣壓力=0.7Mpa（表壓） 額定排氣量=0.37m/min 壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)型式及總體方案：?jiǎn)巫饔?，單?jí)壓縮氣缸V型排列，氣缸數(shù)23.2.1估計(jì)排氣溫度 由于/T=常數(shù)，即/=/

34、(3-1) 式中為溫度等熵指數(shù)，空氣選取=1.24 = 進(jìn)氣溫度、=排氣溫度、進(jìn)氣溫度、排氣溫度。接絕對(duì)壓力值即=0.7+0.1=0.8M pa，因此=（25+273）（）(0.24/1.24) =446K=446-273=173c 排氣溫度估算值在=25C時(shí)為173C3.2.2容積(rngj)效率度的確定(qudng) 容積(rngj)效率是排出的氣體折算成進(jìn)口狀態(tài)的容積值與工作容積之比對(duì)一臺(tái)壓縮機(jī)而言，容積效率流量與理論容積流量之比。容積效率(3-2) 容積系數(shù) 壓力系數(shù) 溫度系數(shù) 泄露系數(shù)按（2）公式計(jì)算的話較為繁瑣，我們按壓縮機(jī)技術(shù)手冊(cè)，查表對(duì)微型空壓機(jī)排量0.15-0.9m/ min

35、的空壓機(jī)值為值0.5-0.65考慮到無(wú)油機(jī)泄露較大，取值為0.63.2.3工作容積的確定 =(3-3) 工作容積 容積流量 n空壓機(jī)轉(zhuǎn)速 n初定為1000 因此=0.37/(0.61000)=0.000617m3.2.4確定活塞行程S及汽缸直徑D初定行程 s=25mm=0.025m =S.Z Z為氣缸數(shù)z=2 可求出D= （40.000617）/（3.140.0252）0.5=0.125m=125mm 將氣缸直徑圓整至標(biāo)準(zhǔn)系列值D取125mm 圓整后工作容積=3.141.252 /40.025=0.06133m3.2.5實(shí)際(shj)指示功計(jì)算(j sun) 實(shí)際(shj)指示公是指壓縮機(jī)經(jīng)過(guò)

36、吸氣、壓縮、排氣一個(gè)循環(huán)所需功 (3-4) 其中:(3-5) 為相對(duì)間隙容積 取0.1 為排氣終了與進(jìn)氣開(kāi)始?xì)怏w壓縮指數(shù),查手冊(cè) 名義壓縮比 總壓力損失 N壓縮指數(shù) n= 根據(jù)(3-4)3.2.6指示功率及軸功率 空壓機(jī)功率是指示功率與摩擦功率之和也就是說(shuō)使一臺(tái)壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)所必需具備的功率 為機(jī)械效率對(duì)微型空壓機(jī) 無(wú)油潤(rùn)滑壓縮機(jī)活塞環(huán)摩擦功耗(n ho)較大,去下限值, =0.82 3.2.7電機(jī)功率(gngl)的選取 上述中軸功率2.01kw,選取電機(jī)(dinj)時(shí)功率儲(chǔ)備系數(shù)取1.05則電機(jī)功率p=2.011.05=2.11kw 按電機(jī)標(biāo)準(zhǔn)功率選p=2.2kw,我們選擇三相異步電動(dòng)機(jī),功率2

37、.2kw。第四章 零部件計(jì)算(j sun)氣閥4.1氣閥的結(jié)構(gòu)(jigu)型式 壓縮機(jī)自動(dòng)閥按運(yùn)動(dòng)密封元件的特點(diǎn)(tdin)可分為：環(huán)閥；孔閥；直流閥；其它還有諸如條狀閥、槽狀閥、錐形槽狀閥等。 直流閥 直流閥的閥座通道是許多截面呈矩形的槽，閥座的背面有寬度很大的凹槽作為升程限制器；閥片是用彈性材料制成的薄片，既是閥片，又是彈簧片，閥片二端個(gè)開(kāi)一條窄縫，二窄縫之間的部分即為閥片運(yùn)動(dòng)密封部分，窄縫外側(cè)為固定部分；由若干個(gè)閥座i、閥片組合在一起構(gòu)成直流閥。 直流閥關(guān)閉時(shí)，閥片貼合在閥座各通氣槽邊緣保持密封，在氣流壓力作用下克服閥片的彈性力，閥片產(chǎn)生彎曲變形并貼合在相鄰閥座背面的凹面上。當(dāng)氣閥全開(kāi)時(shí)

38、，閥片自由端所產(chǎn)生的最大彎曲變形即為閥片升程。 直流閥可以做成矩形的和圓形的。矩形直流閥的閥座、閥片尺寸相同，用螺栓緊固在一起。圓形直流閥的閥座、閥片尺寸不盡相同，一般用固緊圈箍緊，或用錐形環(huán)箍緊，并用T形銷鎖牢。 氣體通過(guò)直流閥時(shí)，氣流幾乎沒(méi)有什么轉(zhuǎn)折，所以，直流閥具有最低的阻力系數(shù)，允許有比其它型式氣閥為高的流速。直流閥片質(zhì)量輕，因此特別適用于高轉(zhuǎn)速、高活塞速度的低壓壓縮機(jī)。在小型告訴壓縮機(jī)上為了簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，也可以采用矩形的吸排氣閥組合在一起的直流閥。4.2氣閥彈簧(tnhung)的種類氣閥彈簧是氣閥的重要零件。彈簧特性及彈簧力大小影響氣閥的能量損失(snsh)和閥片壽命。彈簧特性主要由彈簧

39、結(jié)構(gòu)所決定。理想的氣閥彈簧特性是：氣閥全閉時(shí)彈簧力小，而氣閥全開(kāi)時(shí)彈簧力比較大。經(jīng)常應(yīng)用的氣閥彈簧有如下幾種形式：4.2.1不變剛性(n xn)彈簧彈簧單位變形所產(chǎn)生的彈簧力稱為彈簧剛性。環(huán)形彈簧和柱形彈簧都屬于不變剛性彈簧。環(huán)形彈簧只應(yīng)用于環(huán)狀閥，彈簧中徑即為閥片的平均直徑。由于環(huán)形彈簧直徑打，彈簧旋繞比大，致使彈簧剛性小，氣閥全開(kāi)彈簧力與全閉彈簧力相差無(wú)幾，很難達(dá)到氣閥要求的全開(kāi)彈簧力，只適用于低速壓縮機(jī)氣閥直徑不大、環(huán)數(shù)較少的情況，現(xiàn)在設(shè)計(jì)的壓縮機(jī)中已很少應(yīng)用。柱形彈簧直徑小，旋繞比小，彈簧剛性較大，比環(huán)形彈簧更適合氣閥要求，用于各種參數(shù)壓縮機(jī)的環(huán)狀閥、網(wǎng)狀閥和孔閥。由于柱形彈簧鋼絲直徑

40、小，對(duì)腐蝕缺口敏感性較大，影響使用壽命，在設(shè)計(jì)和使用柱形彈簧時(shí)應(yīng)予以注意。4.2.2變剛性彈簧這類彈簧有錐形彈簧、塔形彈簧和各種版形彈簧，錐形彈簧兩端直徑不同呈截錐狀，彈簧各圈旋繞比不同，各圈的剛性也不同；在外力作用下最大變形產(chǎn)生在直徑最大的工作圈處，當(dāng)直徑最大的工作圈與彈簧的支撐圈并合后，就不再參加工作，而其余的工作圈繼續(xù)變形，這是彈簧的工作圈數(shù)減少，彈簧工作圈的最大直徑也減小，彈簧剛性在變形過(guò)程中繼續(xù)增大。錐形彈簧的這種變剛性特性，比柱形彈簧更合適壓縮機(jī)氣閥工作的特點(diǎn)，但要注意控制彈簧的預(yù)壓縮量，使彈簧特性的轉(zhuǎn)折點(diǎn)位于氣閥開(kāi)閉過(guò)程之中，否則在氣閥開(kāi)閉過(guò)程中彈簧變剛性效果不明顯。塔形彈簧(t

41、nhung)也具有變剛性的特點(diǎn)，其特性曲線為曲線。它是用帶鋼繞制成的，直徑較小的一圈套在直徑較大的一圈里面。錐形彈簧和塔形彈簧穩(wěn)定性好，與升程限制器彈簧孔沒(méi)有(mi yu)摩擦；塔形彈簧各圈之間沒(méi)有碰撞和摩擦，但制造工藝較復(fù)雜，目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用不普遍。 板型彈簧也是一種變剛性(n xn)彈簧，壓縮機(jī)氣閥中使用的板形彈簧主要有下列幾種：懸臂式板彈簧柱面形板彈簧波形板彈簧彈簧墊圈形板彈簧處于工藝上的原因，波形板彈簧很少應(yīng)用。彈簧墊圈形板彈簧多用于小型高速壓縮機(jī)的環(huán)狀閥。4.3氣閥材料和主要技術(shù)要求4.3.1閥片材料 閥片在工作時(shí)承受重復(fù)沖擊和交變彎曲載荷。為了保證發(fā)片具有足夠的強(qiáng)度和較長(zhǎng)的使用壽命，閥

42、片材料應(yīng)具有強(qiáng)度高、韌性好、耐磨、耐腐蝕等性能。對(duì)于空氣、氮?dú)錃?、石油氣等沒(méi)有腐蝕性介質(zhì)的壓縮機(jī)，其閥片材料經(jīng)常使用30CrMnSiA。 采用上述材質(zhì)的冷軋或熱軋鋼板來(lái)制造環(huán)狀閥或網(wǎng)狀閥閥片。供制造環(huán)狀閥閥片用的熱軋30CrMnSiA薄鋼片。 直流閥等閥型所用的自彈性閥片，一般采用彈簧鋼60Si2,60Si2Mn，65Mn，50CrVA等材料的冷軋帶鋼制造。當(dāng)有腐蝕性介質(zhì)時(shí)，可采用4Cr13,1Cr18Ni9Ti等不銹鋼制造；為了提高閥片壽命也可采用Cr15Ni9A1或Cr15Ni5Mo等材料。 除上述的各種( zhn)金屬材料外，也有用工程塑料制造閥片，可供應(yīng)用的工程塑料有： 純聚四氟乙烯：

43、使用(shyng)壓差4公斤/厘米2, ，使用(shyng)溫度160以下，壓縮機(jī)吸排氣閥均可使用。 填充聚四氟乙烯：使用壓差20公斤/厘米，使用溫度160以下，壓縮機(jī)吸排氣閥均可使用。澆鑄尼龍6：使用壓差80公斤/厘米，使用溫度低，只能用于壓縮機(jī)吸氣閥。4.3.2閥座和升程限制器材料 在一般介質(zhì)下使用的環(huán)狀閥和網(wǎng)狀閥閥座及升程限制器的材料，根據(jù)氣閥兩側(cè)壓差選取。 升程限制器的材料，一般與閥座材料相同，也可以選用比閥座低一級(jí)的材料。 超高壓壓縮機(jī)氣閥閥座和升程限制器材料，采用33CrNi3MoA，使用效果較好。 CO2壓縮機(jī)在低壓時(shí)可采用灰鑄鐵，中，高壓時(shí)采用1Cr13、1Cr18Ni9Ti等

44、不銹鋼。 氧氣壓縮機(jī)的閥座和升程限制器一般采用黃銅和不銹鋼制造。黃銅和不銹鋼不僅可以防銹，而且在與閥片碰撞時(shí)不會(huì)產(chǎn)生火花。近來(lái)已開(kāi)始試用經(jīng)氮化處理后的稀土球墨鑄鐵制造壓力在30公斤/厘米以下的氧氣壓縮機(jī)氣閥閥座，取得了一定效果。無(wú)油潤(rùn)滑壓縮機(jī)的閥座、升程限制器應(yīng)采用防銹蝕的合金鑄鐵或不銹鋼制造。直流閥閥座由30剛或45剛制造(zhzo)，或由鋁合金壓鑄。4.3.3氣閥彈簧(tnhung)材料彈簧常用(chn yn)的材料有三類：碳素彈簧鋼絲：分為III，IIa，II，I三級(jí)。特點(diǎn)是材料來(lái)源方便，鋼絲表面質(zhì)量及耐疲勞性能也不低于合金鋼絲。缺點(diǎn)是使用溫度較低，因?yàn)樵趶椈衫渚砗蟛辉龠M(jìn)行熱處理，當(dāng)工作

45、溫度較高時(shí)，彈簧自由高度容易變小。所以碳素彈簧鋼絲繞制的彈簧常用于排氣溫度較低的一般壓縮機(jī)氣閥。合金彈簧鋼絲：主要有50CrVA，60Si2Mn，60Si2 ，65Mn等材質(zhì)的鋼絲。合金彈簧鋼絲繞制的彈簧使用溫度較高。50CrVA鋼絲除了使用溫度較高外，對(duì)缺口的敏感性較小，適于在長(zhǎng)期工作的壓縮機(jī)氣閥上使用。不銹鋼及有色金屬等耐腐蝕材料：如4Cr13，1Cr18Ni9Ti，Cr18Ni12Mo2Ti，Cr18Ni12Mo3Ti，17-7PH，3-1硅錳青銅，4-3錫鋅青銅，鈹青銅等。這些材料主要用于制造二氧化碳?jí)嚎s機(jī)、氧氣壓縮機(jī)的氣閥彈簧。制造板形彈簧材料有60Si2,60Si2Mn，50CrV

46、A等板材，在介質(zhì)有腐蝕性的情況下，可用4Cr13,1Cr18Ni9Ti等不銹鋼來(lái)制造。4.3.4氣閥連接螺栓、螺母材料螺栓材料一般用35,40,45,35CrMo材料，當(dāng)介質(zhì)有腐蝕性時(shí)采用40Cr。螺母材料一般用A2，A3。4.3.5主要技術(shù)要求閥座密封表面要經(jīng)過(guò)研磨，閥片上下平面光潔度不低于9，內(nèi)外邊緣要倒鈍；氣閥組裝后要進(jìn)行泄露檢測(cè)。一般環(huán)狀閥片和網(wǎng)狀閥片熱處理印度為RC4652，同一閥片的硬度差不超過(guò)3個(gè)單位。閥片在精磨后要進(jìn)行補(bǔ)充回火，其溫度不超過(guò)第一次回火溫度。用30CrMnSiA鋼板制造的環(huán)狀閥片，金相組織為回火馬氏體。4.4氣閥的計(jì)算氣閥的計(jì)算就是確定氣閥的主要特性參數(shù)和校核主要

47、零件強(qiáng)度。4.4.1主要(zhyo)特性參數(shù)氣閥的通流截面有閥座通道、閥隙通道和升程限制器三個(gè)通流截面，相應(yīng)有三種氣流速度。發(fā)作通道氣流速度關(guān)系著閥片的運(yùn)動(dòng)速度，影響閥片壽命；閥隙面積通常最小，閥隙速度最高，其值直接影響氣閥的能量損失；至于升程限制器，一般都可以獲得(hud)較閥隙、閥座為大的通道截面，對(duì)氣閥工作影響不顯著。閥縫隙通道氣流速度過(guò)大，導(dǎo)致氣閥能量損失增大；過(guò)大的閥片升程會(huì)引發(fā)閥片開(kāi)啟不完全和閥片滯后(zh hu)關(guān)閉，不僅不能有效地降低氣閥能量損失，起不到提高壓縮機(jī)效率的作用，反之，導(dǎo)致閥片過(guò)早損壞。因此，必須根據(jù)壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)、氣閥的工作壓力、選用的氣閥結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和壓縮機(jī)的使用條件

48、，恰當(dāng)?shù)剡x擇閥片升程。過(guò)低的氣流速度固然對(duì)減少氣閥的能量損失和提高閥片壽命有利，但勢(shì)必導(dǎo)致氣閥尺寸過(guò)大，在氣缸上難于布置，也給制造、維修帶來(lái)很難困難，所以必須恰當(dāng)?shù)剡x擇氣閥中的氣體流速。重度較大的氣體應(yīng)選取較低值，重度較小的氣體應(yīng)選取較高值。對(duì)一些功率消耗有較高要求的中型固定式壓縮機(jī)和活塞平均速度比較低的壓縮機(jī)、小型壓縮機(jī)、循環(huán)機(jī)等應(yīng)選取較低數(shù)值，甚至可以低于下限。一些短期或間歇工作的高速壓縮機(jī)應(yīng)選用較高數(shù)值，甚至可以超出上限。排氣閥中的氣流平均速度允許比吸氣閥高20%選擇氣流平均速度時(shí)，還要顧及采用的氣閥結(jié)構(gòu)。對(duì)于單通道的環(huán)狀閥，可以選用較高的數(shù)值。閥縫隙通道的氣流速度確定之后，即可近似地按

49、照氣體連續(xù)流動(dòng)的原理，計(jì)算所需要的閥縫隙通道面積： =2100 (毫米)式中F活塞有效面積（毫米） 63000 Cm活塞平均速度 2m/sCv選擇的閥縫隙通道氣體平均速度（米/秒） 40m/sz同時(shí)作用的同名氣閥數(shù)。 2確定閥片升程時(shí)應(yīng)注意：過(guò)小的閥片升程雖然(surn)對(duì)閥片壽命有利，但一般(ybn)是壓縮機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)愈高，采用較小的閥片升程。處于同一級(jí)的排氣閥閥片升程應(yīng)比吸氣閥為低?？组y的流通(litng)能力較差，為了擴(kuò)大它的縫隙面積，允許有較大的閥片升程，最大可達(dá)45毫米。直流閥因閥片質(zhì)量小，允許采用較高的閥片升程。氣閥彈簧力是影響氣閥能量損失和閥片壽命的主要因素，氣閥完全關(guān)閉時(shí)的彈簧力，主

50、要關(guān)系到閥片關(guān)閉的及時(shí)性和減輕閥片對(duì)升程限制器的沖擊，對(duì)閥片起保護(hù)作用。氣閥全閉時(shí)的彈簧力以取得小為宜，氣閥全開(kāi)時(shí)的彈簧力就要取得較大，但不能過(guò)大和過(guò)小。彈簧力過(guò)小，導(dǎo)致閥片滯后關(guān)閉，不僅使閥片沖向閥座速度增加，對(duì)閥片壽命不利，而且還使得氣體“回流”，影響壓縮機(jī)效率。氣閥完全開(kāi)啟時(shí)，若彈簧力過(guò)大，大到氣流壓力不足以克服彈簧力將閥片“貼于”升程限制器上時(shí)，閥片便在閥座與升程限制器之間來(lái)回震動(dòng)，使有限的氣閥縫隙面積不能充分利用，增加氣閥額外的能量損失，降低壓縮機(jī)效率，而且在關(guān)閉時(shí)，閥片以較大的速度沖向閥座，對(duì)閥片壽命不利。理想的情況是：隨著閥片的開(kāi)啟，彈簧力呈非線性的增大，在氣閥全開(kāi)時(shí)有最大值，保

51、證閥片開(kāi)啟、關(guān)閉的及時(shí)性和迅速性。由此可見(jiàn)，正確選擇彈簧力是很重要的，彈簧力的大小與壓縮機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)、氣閥工作壓力、氣閥中氣體的流速、氣閥運(yùn)動(dòng)零件質(zhì)量、閥片升程等因素有關(guān)。很難用計(jì)算方法來(lái)確定，目前已有的計(jì)算方法，其結(jié)果與實(shí)際要求相差也較大。一般原則是：轉(zhuǎn)數(shù)愈高、氣閥工作壓力愈高，則應(yīng)選用較大的彈簧力。處于同一壓縮級(jí)的排氣閥應(yīng)有比吸氣閥為高的彈簧力。氣閥全閉時(shí)的彈簧力應(yīng)為氣閥全開(kāi)彈簧力的3070%。4.4.2環(huán)狀閥結(jié)構(gòu)尺寸的選擇和主要零件強(qiáng)度校核結(jié)構(gòu)尺寸的選擇：氣閥的主要特性參數(shù)確定后，就要確定閥座通道寬度b、閥片寬度B、和閥座相鄰?fù)ǖ榔骄睆讲頓。閥座通道寬度b與閥片開(kāi)啟高度h應(yīng)維持一定的比例關(guān)系

52、： =0.30.85b值要選取(xunq)整數(shù)。b=閥片寬度B與閥座通道寬度b有如下(rxi)關(guān)系：B=b+2a1 =5+21.25=7.5（毫米(ho m)）閥座相鄰?fù)ǖ榔骄睆讲頓：D=2（B+b）=2（7.5+5）=25（毫米）式中b升程限制器通道寬度，b=（11.2）b=（11.2）5=56毫米。為了保證升程限制器通道氣體流速恒為最低，b要選取較大值。閥座最內(nèi)環(huán)通道平均直徑：=25mm（毫米）式中fs需要的閥座通道面積； fv閥縫隙面積；i閥座通道數(shù)計(jì)算得出的D1值，一方面要顧到選用連接螺栓尺寸和安置升程限制器最內(nèi)環(huán)通道的可能性，另一方面，對(duì)D1要進(jìn)行圓整，使其閥片尺寸符合推薦的環(huán)狀閥

53、系列。D1=27.5mm對(duì)D1 進(jìn)行圓整選擇后，即可確定閥座其余各環(huán)通道平均直徑：Di=D1+(j-1)D（毫米）式中j從最內(nèi)環(huán)算起的環(huán)數(shù)，j=2,3,4，i。 閥座實(shí)際通道面積： fs=b（D1+D2+.+Di）=（毫米）閥縫隙通道面積： fv=2h（D1+D2+.+Di）=（毫米）根據(jù)氣閥工作壓力(yl)和閥片直徑，選取閥片厚度：環(huán)狀閥閥片：=0.83毫米(ho m)，一般(ybn)取1.83毫米。網(wǎng)狀閥閥片：=082.5毫米，一般取1.52毫米。閥座的安裝直徑：D0=Di+B+2C1（毫米）式中 Di閥座最外環(huán)通道平均直徑（毫米）； C1最外圈閥片的外緣到氣閥安裝止口的最小距離閥座的最大外徑：Dmax=Do+2a2 （毫米）式中 a2閥座安裝凸緣的高度。閥座的安裝直徑Do和閥座最大直徑Dmax在計(jì)算后應(yīng)進(jìn)行圓整。閥座厚度H，一方面是保證閥座的強(qiáng)度，更主要的是保證閥座具有足夠的剛性。特別是在高壓下使用的氣閥，閥座剛性尤為重要。閥座安裝凸緣高度：H1=（0.350.5）H（毫米）閥座通道無(wú)法連接筋部分的深度：h4=（0.51）b（毫米）h4一般取310毫米 升程限制器的厚度： H=Lmax+C2 （毫米）式中 Lmax升程限制器上的最大彈簧孔深度（毫米）； C2升程限制器彈簧孔底的最小厚度（毫米） 升程限制器的最大外徑D：對(duì)于開(kāi)式結(jié)構(gòu)，D等于最外圈閥