0090-计算机辅助V型往复式活塞压缩机设计【全套11张CAD图+说明书】
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计算机辅助V型往复式活塞压缩机设计任务书设计(论文)题目: 计算机辅助V型往复式活塞压缩机设计 1毕业设计(论文)的主要内容及基本要求1. 整体方案设计2. V型往复式活塞压缩机的动力学计算3. 压缩机整体和主要部件及其装配图零部件图的绘制4. 编写设计说明书2指定查阅的主要参考文献及说明1. CAD的应用2. 活塞式压缩机设计3. 化工机械4. 机械原理5. 机械设计6. 机械制图7. 机械设计手册3进度安排设计(论文)各阶段名称起 止 日 期1查阅和收集设计资料,在此基础上制定设计方案3.5-3.252整体方案设计3.25-4.23动力学计算4.2-4.224压缩机整体和主要部件设计及其装配图零部件图的绘制5.22-5.265编写设计说明书5.29-6.5 摘 要往复活塞式压缩机是容积式压缩机的一种,是利用活塞在气缸中对流体进行挤压,使流体压力提高并排出的压缩机械。热力、动力计算是压缩机设计计算中基本的,又是最重要的一项工作,根据用户提供的成分、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。准确地分析机组受力情况,对于消除机组的振动非常重要。在变工况条件下,需要快速实现核算原设计的飞轮是否满足运行要求。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,也是压缩机研究方面的一个课题。关键词:活塞式压缩机; 热力计算; 动力计算;气缸;曲轴AbstractReciprocating piston compressor is a volume compressor, which is to increase pressure to discharge fluid by piston. Thermal and dynamic compressor design is the basic and most important one, according to users with the content, gas, pressure and other parameters, calculated after the compressor related parameters, such as class, number, size cylinder, shaft power, and so on. After driving force calculated piston compressor of the force. It is very important to eliminate the vibration by accurate analysis of the force units. During alterative working conditions, it is need to meet the movement requirement for original design of flywheel rapidly. Thermodynamic and dynamic calculations of Piston compressor provide original data for unit graphics and basic design, the calculated results reflect the grade of the compressor design, and the compressor is a study of the topic. Keywords: piston-type compressors; Thermodynamic calculations; Dynamic calculation; Cylinder; Crankshaft recalculationI 目 录中文摘要英文摘要第1章 绪论1 1.1用途和适用范围1 1.2 工作原理11.2 活塞压缩机特点1第2章 总体设计22.1结构方案的选择22.2电机的选择4第3章 热力计算53.1给定条件53.2结构形式及主要结构参数53.3热力计算5第4章 动力计算9第5章 汽缸部分的设计115.1汽缸115.2活塞145.3气阀145.4活塞环15第6章 基本部件的设计166.1机身、中体166.2曲轴166.3连杆226.4轴承的选取29第7章 其他部件的设计307.1联轴器307.2飞轮30第8章 压缩机的安装、试车与调整318.1压缩机的安装318.2压缩机的试车318.3压缩机的调整318.4压缩机的维护和修理318.5活塞式压缩机的常见故障分析及消除方法32第9章 结论34参考文献35致谢36 第一章 概论1.1 用途和适用范围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型压缩机和速度型压缩机。容积型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;速度型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。本机属于双级单作用风冷移动式空气压缩机。主要供给风动工具风动机械自动操作装置所需要的压缩空气,广泛应用于工业,农业,交通运输及医疗事业上的各种作业上。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。1.2 工作原理当曲轴旋转时,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。当活塞再次反向运动时,上述过程重复出现。总之,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。 1.3 活塞压缩机特点优点: 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。 活塞式压缩机在各种用途,特别是在中小制冷范围内,成为制冷机中应用最广、生产批量最大的一种机型。第二章 总体设计2.1 结构方案的选择活塞压缩机的结构方案由下列因素组成:1)机器的型式;2)级数和列数;3)各级气缸在列中的排列和各列间曲柄角的排列。选择压缩机的结构方案时候,应根据压缩机的用途,运转条件,排气量和排气压力,制造厂生产的可能性,驱动方式以及占地面积等条件,从选择机器的型式和级数入手,制订出合适的方案。本设计以微型双级往复式空气压缩机为基础设计,主要参数为:机器型号:2V0.4/10排气压力:工作压力10kg/cm,最高排气压力15kg/cm排气量:0.4m/min行程:55mm转速:1430rad/min结构形式:V缸数与 I级 1*90mm缸径 II级 1*50mm电机功率:2.9kw结合本设计的需要,本机器的结构选择如下所示主要结构:图2-1 传动机构 由弹性联轴器、曲轴、连杆等组成。通过传动机构将回转运动变为往复直线运动。 压缩机构 由气缸、吸、排气阀、活塞等组成。活塞的往复运动使空气吸入、压缩和排出。 润滑机构 这里采用飞溅润滑。 操纵控制机构 包括压力表、安全阀、压力调节器等。主要零部件的结构: 曲轴箱 由灰铁铸成,外型为箱式,它起着机座的作用.一、二级气缸,分别装在互成90度的二个汽缸座孔内,其中一侧孔连接一级气缸,另一个孔连接二级气缸,箱体的前后壁上有轴承孔和轴承座孔,曲轴组件即装在孔内。 曲轴箱下部为油池.箱壁上安装杆式油标。 曲轴曲轴由45号钢锻成.只有一个曲拐,在曲拐上装两根连杆,曲轴装上带扇页的飞轮,伸臂端用连轴器与电动机相连。主轴颈和曲拐颈内钻有轴向和径向油孔.曲轴工作时飞溅上油池的油经过曲轴上的油孔以润滑曲拐颈等部位。 连杆由45号钢锻成,杆身为矩形截面,连杆大头为剖分式的,内装挂有轴承合金的薄壁瓦。连杆小头装有衬套。 活塞 由铝合金铸成,外形为圆筒形,其上个装二个活塞和一个刮油环。装活塞环时要使开口互相错开。 活塞在汽缸内安装时,要检查上死点间隙为1.00.2mm.如果间隙不符.应用调整垫调节之。 气阀 气阀是控制气体进出汽缸的部件,它的好坏直接影响到压缩机的容积流量、功耗及机器运行的可靠性.气阀是压缩机中易损部件之一。 此气阀为组合阀,吸气阀与排气阀公用一个阀座与阀盖.中间用双头螺柱和活塞螺母连接。气阀的内两圈阀片为吸气阀,空气有 汽缸盖吸入,气阀的外一圈阀片为排气阀,将压缩空气排出于排气腔内。 吸气腔与排气腔的密封,是靠借助于阀座与阀盖已精细研磨的结合面,以及借助于气阀与汽缸盖之间的铝垫来保证。2.2 电机的选择按照要求,选择鼠笼式异步电机。查机械设计课程设计手册第十二章,定为Y100L2-4型电动机。技术数据:额定功率3kw 满载转速 1420r/min 质量 38kg由于电动机用联轴器直接与曲轴相连,则: N.m N.m35 第三章 热力计算3.1给定条件:排气量:Q=0.4m3/min 进气压力:P=0.1MPa(A) 排气压力:Pd=10kg/cm3=1MPa工作介质:空气进气温度:200C3.2 结构形式及主要结构参数形式: V型 二级 两缸 单作用风冷,电机直接驱动转速: n=1420r/min活塞形行程: S=0.055m活塞平均速度:Vm=2.6m/s3.3 热力计算1. 计算总压力比:z =10+1/1=112. 选择级数:Z=23. 压力比分配及各级排气温度:表3-1级次吸气压力(kg/)排气压力(kg/)压力比I级13.23.2II级3.2113.4由于是空气,查得k=1.4,则各级排气温度:表3-2级次吸气温度压力比k=排气温度(C)(K)(C)(K)I级202933.21.41.393136409II级303033.41.41.4191574304. 计算容积系数: 取: a1=0.04 a2 =0.042 m1=1.2 m2 =1.248 a 相对余隙容积 m 膨胀过程指数V1 =1 0.04(1) =0.935 V2 =10.042(1) =0.935.确定压力系数: 取P1 =0.97 P2 =0.98 6. 确定温度系数: 取 t1 =0.96 t2 =0.9557. 泄漏系数: L1 =0.92 L1 =0.922 8. 各级排气系数: =v1p1T1L1 =0.9350.970.960.92 =0.801 同上 =0.8029. 确定各级气缸容积: =Q1/=0.41/0.801=0.499/min =Q1/=0.41/3.2303/2930.99/0.802=0.159/min10.求气缸直径: D1= =0.09m D2=0.05m11.计算各列最大活塞力: 取进、排气相对压力损失: s1=0.046 d1=0.078 s2=0.03 d2=0.059 气缸内实际进排气压力: 一级:P/s1=1.02(1.0-0.046)105=0.973105N/ P/d1=(1+0.078)1053.2=3.546105N/ 二级:P/s2=(1-0.03)3.2105=3.104105N/m2P/d2=(1+0.059)11105=11.65105N/ 计算最大活塞力: 第一级: F=(1-0.973)105/4 =(1-0.973)1053.14/4 =17N 第二级: F=(1-3.104)1050.052/4 =-413N 向盖行程: F=(1-3.45) 1050.092/4 =-1558N F=(1-11.65) 1050.052/4 =-2090N 12.计算指示功率: Nid=1.634P5Vtv(P/d/P/S) -1 Ps公称吸气压力 Vt气缸行程容积 v容积系数 P/d、P/S 气缸的实际排气压力和吸气压力 K理想气体的绝热指数 取 K=1.4,得 Nid1=1.634Ps1Vt1v1(P/d1/P/S1) -1 =1.6341.020.4990.935-1 =1.19kw Nid2=1.6343.20.1590.93 -1 =1.24kw 总的指示功率为: Ni= Nid1+ Nid2 =1.19+1.24 =2.43kw 取机械效率=0.92 N=Ni/=2.43/0.92=2.64kw 所以取3kw的电动机是合适的。第四章 动力学计算给定条件: 活 塞 力: F1=17N F/1=-1558N F2=-413N F/2=-2090N 活塞行程: S=55 转 速: n=1420r/min 曲轴旋转角速度: w=3.14/30=148.6rad/s 曲轴旋转半径: r=S/2=55/2=35 相对余隙容积: a1=0.04 a2=0.042 相对余隙容积折合长度:Sc1=a1S=0.0455=2.2 Sc2=a2S =0.04255=2.31绝热指数K: K=1.4 (tg+1)k=tgV+1 =0.25 查活塞式压缩机设计编写组表2-10求得每列最大往复运动质量 MP=19kg Imax=Mprw2(1+) =190.0275148.62(1+0.2) =1434kg Imin=-MPrw2(1-) =-0.0275(1-0.2)148.62 =-956kg-3MPrw2=-30.02750.2148.62 =-717 N2、往复摩擦力: 取机械效率 m=0.92=0.6Nd(1/-1)60102/2S =0.61.19(1/0.92-1) 60102/20.0551420 =2.42kg=0.6 1.24(1/0.92-1) 60102/20.0551420 =2.52kg =0.35Nd(1/-1)60102/S =0.352.64(1/0.92-1) 60102/3.140.0551420 =2.28kg T=10230N/rn =102302.64/3.140.0551420 =32.71kg第五章 气缸部分的设计 5.1 气缸1.汽缸是活塞式压缩机中组成压缩容积的主要部分。其设计的要点为:(1)应具有足够的强度和刚度。工作表面具有良好的耐磨性。(2)要有良好的冷却;在有油润滑的汽缸中,工作表面应有良好的润滑条件。(3)尽可能减小汽缸内的余隙容积和气体阻力。(4)结合部分的连接和密封要可靠。(5)要有良好的制造工艺性和装拆方便。(6)汽缸直径的阀座安装孔等尺寸应符合“三化”要求。综上所述并结合型号要求,由于工作压力较低,故采用HT200铸造并选用风冷汽缸。因为风冷汽缸是靠气缸外壁加散热片来冷却气缸盖的冷却是很重要的,所以通常气缸靠近盖端的散热片较长,以加强这一部分的冷却压缩机用的是单作用风冷气缸.气缸的冷却其目的在于改善工作表面的润滑条件.消除活塞环的烧结现象,以及使气缸壁的温度均匀变化以减小气缸的变形根据经验公式取得汽缸壁厚及各部分尺寸。2.校核汽缸:在这里,引入SoildWorks软件的一个有限元分析插件来进行校核:(1)软件介绍:SoildWorks是windows原创的三维实体设计软件,全面支持微软的OLE技术。主要涉及平面工程制图、三维造型、求逆运算、加工制造、工业标准交互传输、模拟加工过程、电缆布线和电子线路等领域。 嵌入的COSMOSXpress模块具有模块分析功能,可以直接对零件进行有限元分析。 (2)校核:汽缸受力在这里可以简化为一个薄壁圆筒受力过程。 I级汽缸最高气体压力:P=3.451.5=5.175kg/cm II级汽缸最高气体压力:P=11.651.5=17.475 kg/cm进入SoildWorks,建立I、II级汽缸模型。调用COMSMOSWorks插件,生成算例。选择材料为灰铸铁,并施加约束和压力如图:I级汽缸: 图5-1II级汽缸: 图5-2以上2图均对两端面施加固定约束,对汽缸内壁分别添加最高气体压力P、P。划分网格并运行:I级汽缸图5-3汽缸材料HT200,取其屈服强度=195Mpa,安全系数n=3,则许用应力=65Mpa由图可知=3.735MPa,安全图5-4=7.275Mpa,安全5.2 活塞活塞与汽缸构成压缩容积。活塞必须有良好的密封性,此外还要求:(1) 有足够的强度和刚度。(2) 活塞与活塞销的连接和定位要可靠。(3) 重量轻。(4) 制造工艺性好。根据要求,活塞由铝硅合金铸成,牌号为ZAlSi12.外形为圆筒形,其上各装有二个活塞环和一个刮油环.活塞主要结构尺寸为: H=(0.651.5)D =0.890 =72 mm C=(1.23)h =22.5 =5 mm C1=(0.81.5)h =1.22.5 =3 mmL=0.7H =0.772 =50.4mm 取52.5mm取34 mm具体尺寸见零件图2-25.3 气阀现代活塞式压缩机使用的气阀,都是随着汽缸内气体压力的变化而自行开、闭的自动阀。自动阀由阀座、密封元件、弹簧、升程限制器等零件组成。气阀是活塞式压缩机重要部件之一,它工作直接关系到压缩机运转的经济性和可靠性。对气阀的基本要求如下:(1) 使用期限长,不能由于阀片或弹簧的损坏而引起压缩机非计划停车。(2) 气体通过气阀时能量损失小,以减小压缩机动力消耗。对于固定式长期连续运转的压缩机尤为重要。(3) 气阀关闭时具有良好的密封性,减少气体泄露量。(4) 阀片起、闭动作及时和迅速,而且要完全开启,以提高机器效率和延长使用期。(5) 气阀所引起的余隙容积要小,以提高汽缸容积效率。此外,还要求结构简单、制造方便、易于维修、气阀零件的标准化、通用化水平要高。由此,选择组合阀作为本型机器的气阀。5.4 活塞环活塞环是密闭汽缸镜面和活塞间的缝隙用的零件。另外,它还起布油和到热的作用。对活塞环的基本要求是密封可靠和耐磨损。它是易损件,设计中尽量选用标准件和通用件以利生产管理。活塞环的材料选用灰铸铁,外径分别为90mm、50mm的标准件。检验要求:(1)环放在专用量规内,环的外圆柱面与量规之间间隙不大于0.03mm,用灯光检查时,在整个圆周上漏光不多于两处,最长的不超过25弧长,总长不超过45弧长,且距离锁口处不小于30。(2)环的端面翘曲度不大于0.04mm。(3)弹力允差在正负20%范围内。(4)环在磁性工作台上加工后,应进行退磁处理。第六章 基本部件的设计6.1 机身、中体1.机体的作用:(1)作为传动机构的定位与导向部分。(2)作为压缩机承受作用力的部分。(3)作为汽缸的承座并连接某些辅助部件。2.机体的结构设计:(1)机体结构设计的基本原则: a.适应压缩机结构形式的要求。b应有足够的强度与刚度。c结构简单、工艺性好。d.机体下部面积应满足运转时稳定性要求。e.由于内应力、温度变化引起的结构变形应最小。(2)机体主要结构尺寸的确定: a.机体为角度式机体,角度为90,两缸。b.材料为HT200,壁厚8mm。c.中部布置一条加强筋,厚度为6mm。 d.连接螺栓定为4M103.机体基本技术要求:(1)铸件质量应符合JB297-62的规定。在其承受主要作用力的不加工部分,不允许有裂纹等影响强度的缺陷存在。(2)机体铸件进行自然时效或退火处理。(3)由于机体储存机油,必须进行渗漏实验。6.2 曲轴1.曲轴是活塞压缩机中接受电动机以扭矩形式输入的动力,并将旋转运动 变为活塞的往复直线运动的重要零件.它在工作中承受周期性的复杂的交变载荷.此型号的曲轴由45号钢锻造.只有一个曲拐,在曲拐上装两根连杆,伸臂端有装上带风扇的飞轮用联轴器与电动机相连, 主轴颈内钻有轴向和径向油孔.工作时溅入的油经过曲轴上的油孔以润滑曲拐颈等部位。2. 曲轴结构尺寸的确定:假设曲拐垂直向上时为最大活塞力,I、II级汽缸的活塞力均为最大则:P=Fcos45+Fcos45=0.707(1558+2090)=2579N曲柄销直径: D=(4.65.6) =5.6 =29 mm 取30mm 主轴颈直径: =(11.1)D =1.130 =33 mm 取35mm 曲柄厚度: T=(0.70.6)D =0.630 =18 mm 取20mm曲柄宽度: H=(1.21.6)D =1.3330 =40 mm由经验公式初步确定曲轴尺寸: 曲轴图 图6-1 3.曲轴的基本技术要求 (1)毛坯应进行正火处理,以改善材料组织,提高材料机械性能,消除内应力。工件进行调质处理,以期得到更好的机械性能。粗加工后进行回火或人工时效,消除内应力,保证精加工精度。 (2)毛坯热处理后,作低倍检查、金相检查、化学成分分析和机械性能试验,粗加工后进行超声波探伤,精加工后磁力探伤。锻件化学成分应符合GB699-65规定,锻件机械性能应符合ZB20-62的规定。 (3)主轴颈、曲柄销的椭圆度与圆锥度,不大于2级精度孔公差之半。各主轴颈中心线的不同轴度不大于0.02mm。主轴颈与曲柄销中心线的不平行度,在100mm长度上不大于0.02mm, 4.曲轴的校核:这里依然采用SoildWorks进行校核。(1) 操作步骤:a. 建立曲轴简化模型b. 加载COSMOSworks插件,生成算例c. 分2种情况对工件加约束和力图6-2施以电机输入转矩,T=19.98N图6-3对曲柄销加载F=2579N的力d. 应用材料数据到零件上,45号钢取屈服强度为250MPae. 划分网格并运行:图6-4图6-5图6-6由图可知偏转角与扭转应力在安全范围之内图6-7图6-8图6-9由图可知最大应力远小于许用应力,此曲轴满足安全要求。6.3 连杆连杆属于杠杆类零件,它是活塞式压缩机重要的传动零件。连杆大头通过轴瓦与曲轴的曲柄销相连,小头通过衬套,活塞销与活塞相连,从而将曲轴的旋转运动变为活塞的直线往复运动。连杆在工作时,沿杆身中心线交替地传递很大的拉伸和压缩力,所以它承受的是反复作用的交变载荷。 此型号压缩机的连杆由45号钢锻成,杆身为矩形截面,连杆大头为剖分式的,内装挂有轴承合金的薄壁瓦。表6-1 连杆主要尺寸的确定序号名称代号单位公式及其计算说明1最大活塞力PNP=2579已知条件2曲柄半径RmmR=S/2=55/2=27.5已知行程S=55mm3连杆长度LmmL=R/l=35/0.25=110角度式压缩机取l=1/44曲柄销直径DmmD=30已知5大头孔直径D1mmD1=35大头轴瓦为薄壁轴瓦6小头衬套内径dmmd=257小头衬套宽度bmm查表5-10取b=268小头衬套厚度SmmS=39小头孔直径d1mm查表5-13或d1=d+2S=25+3*2=3110杆体中间直径dmmmdm=(1.652.45)=2.35=1211杆体中间面积Fmmm2Fm=d=129.42=113.0412近小头处杆体直径dmmd=0.9dm=0.912=10.8取1113近大头处中间直径d”mmd”=1.112=13.2取1414连杆宽度Bmm查表5-13或B=0.9b=0.926=23.4取B=2415大头处截面A-A面积FAmm2FA=(1.381.6)Fm取FA=16816截面A-A的厚度HmmH=1717大头处截面B-B面积FBmm2FB=(1.31.4)Fm取FB=15618截面B-B的厚度HmmH=1619小头处截面C-C面积FCmm2FC=(0.81.0)Fm取FC=10820截面C-C的厚度HmmH=1421连杆螺栓直径d0mmd0=(11.6)=1.57 =8取d0=8选取M8 222螺栓定位部分直径d2mmd2=d0+(12)=8+1=923螺栓弹性部分直径d3mmd3=(0.90.92)di=0.923.03=2.79查GB70-85M202的di=3.0324两连杆螺栓间的距离l0mml0=5225螺栓在大头体l1mml1=2126螺栓在大头体内长度l2mml2=2127连杆螺栓个数ZZ=2根据以上计算所得连杆各主要尺寸,画出连杆结构图,连杆材料选用45号锻钢,连杆螺栓材料选用40Cr。 表6-2 连杆的计算序号名称代号 单位公式及计算说明1小头衬套的比压PKg P=P/db=213/(2.5 2.6)=32.77130P=2090/9.8 =2132杆体的惯性直径immi=dm/4=12 /4=33柔度L/iL/i=100/ 3=36.74杆体拉压应力kg/cm2=P/Fm=213/1.13=278.645系数cc=1.5210-4查表5146惯性矩Jxcm4Jx=dm4/64=1.24/64=0.1027连杆摆动平面纵弯应力CBkg/cm2CB=pcl2/Jx=2131.5210-4(11)2/0.102=3.558杆体的长度L1cmL1=L-D1/2-d/2=11-3./2-3./2=7.79惯性矩JYcmJY=dm4/64=1.2/64=0.10210垂直于连杆摆动平面纵弯应力Kg/cm“CB=PCL1/(4Jy)=2131.52 107.7/(40.102)=4.7111在连杆摆动平面总应力1Kg/cm1=P+CB=278.64+3.55=282.1980012垂直于连杆摆动平面总应力2Kg/cm=+ =278.64+4.71 =283.3580013大头盖截面A-A的抗弯截面系数WAcm3WA=bSA2/6=2.61.7/6 =2.1214截面A-A弯曲应力BKg/cmB=P(L-D/2)/4WA=213(11-3.5/2)/42.12=23260015大头盖截面B-B的抗弯截面摸数WBcm3WB=BSB2/b=2.41.6/6=1.2416截面B-B重心到连杆螺栓轴线距离bmm从图中量得b=1217截面B-B与连杆螺栓轴线的夹角从图中量得=4518截面B-B弯曲应力BKg/cmB=Pb/2WB=2131.2/21.24=10319截面B-B拉压应力pKg/cmp=48.320截面BB剪应力Kg/cm= =48.321截面B-B总应力Kg/cm= = =15260022小头处截面C-C的抗弯截面模数WCcm3WC=BSC2/6=2.4(1.08)2/6=0.4623小头侧壁中心间距lcm从图中测得l=3.524截面C-C弯曲应力BKg/cmB=P(ld/3)/8WC=213(3.52.5/3)/8 0.46=15560025截面D-D弯曲应力BKg/cmB=pl/8WD=2133.5/80.46=203小头是圆形WD= WC=0.4626截面D-D拉应力PKg/cmP=P/2FD=213/21.2=88.7527截面D-D总应力Kg/cm=P+B=88.75+203=2921.2基本结构图:图6-106.4 轴承的选取: 压缩机常用轴承有滚动轴承和滑动轴承两大类。滚动轴承使用、维护方便,机械效率较高,结构虽然复杂,但由专业厂制造,价格也不很贵,而且通用化、标准化程度很高。滑动轴承的结构简单,制造方便、精度高、振动小,安装方便。 根据设计法则选取滚动轴承,深沟球轴承.承受径向载荷及径向和轴向同时作用的联合载荷。任一方向的轴向载荷可达未被利用的允许径向载荷70%。其结构示意如下:图6-11因为曲柄肩的直径d=35mm, 所以选取轴承6007: d=35mm D=62mm B=14m第七章 其他部件的设计7.1 联轴器 压缩机与驱动机的连接,一般分为:1)压缩机与驱动机为同一轴的直连;2)压缩机与原动机两轴间有速比的皮带传动;3)压缩机与原动机两轴间没有速比的联轴器连接。根据本次设计的要求,选择弹性轴销联轴器HL2联轴器 如图所示图7-17.2 飞轮飞轮的主要作用是使压缩机曲轴旋转均匀。飞轮材料采用HT200,并在轮辐上铸有叶片,充当风扇,对汽缸进行冷却。结构如图所示;图7-2第八章 压缩机的安装、试车与调整8.1 压缩机的安装 压缩机各零件加工完毕后,应按一定的要求和步骤进行安装。安装质量的好坏,将直接影响到压缩机的运转和使用,所以是一项十分重要而又复杂的工作。8.2 压缩机的试车 在压缩机装配完毕后以及新产品使用前,都要进行试车。通过试车能初步了解压缩机的性能以及检查压缩机的设计、制造、装配是否合理和完善,以保证正常运转时安全、可靠,避免发生事故压缩机试车的完整过程,应包括下列几个步骤:1. 试车前的准备2. 无负荷试车3. 压缩机系统的吹洗4. 升压试车5. 安全阀调整实验6. 连续试车7. 气量调节实验和振动的测定8. 拆卸检查8.3 压缩机的调整 压缩机在试车过程中,往往会发现一些问题。这些问题的存在将会影响到压缩机的正常工作,因此必须对压缩机进行调整。压缩机的调整,应达到下述目的:1. 使压缩机的各项系数达到设计要求。2. 使气路、水路、油路畅通。3. 排除在试车过程中发现的一切故障。4. 使压缩机各部分在正常情况下工作,保证压缩机的使用寿命和工作可靠性。在试车中发现的问题得到解决后,才可以正式投入生产。8.4 压缩机的维护和修理 为了使压缩机能正常运转,延长其使用寿命,应实行定期维护,检修制度。压缩机的维修制度应按随机说明书规定的要求进行。压缩机的维修工作应是按计划、有步骤地进行。一般按检修的要求和工作量的不同分为小修、中修、大修三种情况。1. 小修:不定期,主要是检查性的维修。2. 中修:一般是运转3000-6000小时后进行一次,主要是检修易损零部件(如排气阀、活塞环等)3. 大修:一般运转12000-26000小时后进行一次。主要是全面拆卸、检查所有零部件,并对照原来记录的数据重新找中、找平;彻底清洗积垢的零件。对压缩机基础还要进行沉降观测,并检查有无裂纹等不正常现象。8.5 活塞式压缩机的常见故障分析及消除方法1、活塞式压缩机打气量不足产生原因: a、吸排气阀漏气 (1)阀座与阀片之间有金属颗粒,因关闭不严引起漏气,影响气量。 (2)新的吸气阀弹簧,初用时刚性太大,引起开启迟缓;弹簧用久后,因疲劳引起开阀不及时,造成漏气。 (3)阀片与阀座磨损不均匀,因而引起密封不严而漏气,影响气量。 (4)吸气阀升起不够,流速加快阻力增大,影响气量。消除方法: (1)拆检清洗,若吸气阀的阀盖发热,则故障在吸气阀上,否则是在排气阀上。 (2)检查弹簧刚性,或更换合适的弹簧。 (3)用研磨方法加以修理,或更换新的阀片和阀座。(4)调整升程高度,更换适当的升程限制圈。 b、填料漏气 (1)填料或活塞杆磨损引起漏失。 (2)润滑油供应不足,降低气密性,引起漏失。消除方法: (1)修理或更换密封圈或活塞杆。(2)拆检吸、排气阀,发现气阀缺油,应增加润滑油量。 c、气缸与活塞环有故障 (1)气缸磨损(特别是单边磨损)超过最大允许限度,间隙增大,引起漏气,影响打气量。 (2)活塞环因润滑油质量不好,油量不足,缸内温度过高,将形成咬死现象,不但影响气量,而且影响压力。 (3)活塞环磨损,造成间隙大而漏气。消除方法: (1)用镗削或研磨的方法进行修理,严重时更换新缸套。 (2)取出活塞,清洗活塞环或环槽,更换润滑油,改善润滑条件。 (3)更换活塞环。d、气缸余隙容积过大,降低了吸入量。消除方法: 调整气缸余隙。2、某级压力升高产生原因: a、后一级的吸、排气阀漏气,必然增大前一级的排气压力。 b、活塞环泄漏引起排气量不足。 c、本级吸、排气阀因各种原因产生的泄漏。消除方法: a、更换后一级的吸、排气阀。
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