压缩机毕业论文样例

I 摘 要随着国民经济的快速发展，压缩机已经成为众多部门中的重要通用机械。压缩机是压缩气体提高气体压力并输送气体的机械，它广泛应用于石油化工、纺织、冶炼、仪表控制、医药、食品和冷冻等工业部门。在化工生产中，大中型往复活塞式压缩机及离心式压缩机则成为关键设备。本次设计的压缩机为空气压缩机，其型号为 D30/8。该类设备属于动设备，它为对称平衡式压缩机，其目的是为生产装置和气动控制仪表提供气源，因此本设计对生产有重要的实用价值。活塞式压缩机是空气压缩机中应用最为广泛的一种，它是利用气缸内活塞的往复运动来压缩气体的，通过能量转换使气体提高压力的主要运动部件是在缸中做往复运动的活塞，而活塞的往复运动是靠做旋转运动的曲轴带动连杆等传动部件来实现的。本文通过依据工艺条件对活塞式压缩机进行了热力计算，通过确定气缸直径、计算活塞力、复算排气量、计算压缩机功率并选择驱动机；依据活塞式压缩机设计规范对气缸组件和连杆组件进行了详细的结构设计和机械强度计算与校核；通过采用最新国家标准和行业标准对压缩机的主要零部件及压缩机辅助设备进行了选型设计，按照一定要求和步骤对压缩机进行安装和维护。在保证压缩机安全平稳运转的前提下，尽量使设计达到经济、环保、高效的目的。关键词：活塞式压缩机；结构；设计；强度校核；选型II AbstractWith the rapid development of the national economy, the compressor has become an general machinery which used in numerous sections. The compressor is a machine which used to compress the air to increases air pressure and transport the gas, it can widely applied to petrochemical industry、weaving、smelting、metallurgy 、instrument control、medicine、food and frozen and other industrial departments.In chemical industry production, large and medium scale reciprocating compressor and centrifugal compressor then become critical equipment. The compressor which we design this time is a “air compressor ”. Its model number is D30/8. This kind of equipment belongs to moveing equipment, it is the balanced opposed compressor. This device is intended for production equipments and pneumatic control instrument to provide gas source.The piston compressor is the one which is the most widespread applied in the air compressor. It is the use of reciprocating piston within the cylinder to compress the gas to increase gas pressure. The main moving part through the energy conversion to enhance the pressure is the piston which makes reciprocal motion in cylinder, piston of the reciprocating motion is done by rotating the crankshaft connecting rods and other drive components to achieve the transmission.Therefore, this design has a important role to the production.This article carries on the thermal design which is based on the technological conditions to the reciprocal compressor. the determination of cylinder bore、the computation of piston force、 recalculation of the air displacement and selection of the electric motor. It also identifies structure and materials of the air cylinder group and connecting rod assembly to meet the technological requirements which based on the reciprocal compressor design standard. By using the latest national standards and industry standards the main parts of the compressor and auxiliary equipment carry on the selection design, and it accords to certain requirements and steps to install and maintain the compressor.Under the premise of ensuring safety and smooth operation, the compressor tries to achieve the purposes which is economic、environmental、efficiency.Keywords: piston compressor; structure; design; strength check; model selectionIII目 录摘 要 .IAbstract .II第 1 章 引 言.11.1 压缩机的作用及用途.11.1.1 压缩机的作用.11.1.2 压缩机的用途.11.2 压缩机的国内外发展历史.11.2.2 压缩机的国内发展历史.11.2.2 压缩机的国外发展历史.11.3 本次设计的介绍.1第 2 章 压缩机的总体 设计.22.1 主机结构方案的选择.22.1.1 结构型式的选择.22.1.2 级数的选择及压力比分配.32.1.3 列数的选择及气缸的排列.42.2 主要结构参数的确定.42.3 驱动机的选择.5第 3 章 热力计算.63.1 原始数据.63.2 热力计算.63.2.1 总名义压力比.63.2.2 各级压力比分配.73.2.3 各级名义压力.73.2.4 各级排气温度.83.2.5 各级排气系数.93.2.6 各级气缸的行程容积.113.2.7 各级气缸直径.123.2.8 各级名义压力及温度修正.123.2.9 活塞力.143.3 复算排气量.163.3.1 复算.163.3.2 第一次复算.18IV3.3.3 复算排气量.193.4 压缩机功率.203.4.1 指示功率.203.4.2 轴功率.213.4.3 电机功率.213.4.4 电动机型号.213.4.5 比功率.22第 4 章 活塞组件设计.234.1 结构形式及选材.234.2 活塞的设计.234.2.1 设计计算.244.3 活塞环选材及设计.274.3.1 选材.274.3.2 设计计算.284.4 活塞杆选材及校核.314.4.1 选材.314.4.2 稳定性校核.314.4.3 凸台比压校核.334.4.4 静强度和疲劳强度校核.34第 5 章 连杆组件机械设计.395.1 结构型式及材料的确定.395.1.1 结构型式.395.1.2 材料.405.2 结构设计.425.3 强度校核.465.4 连杆螺栓的设计.525.4.1 主要尺寸的确定.525.4.2 连杆螺栓的计算.54第 6 章 压缩机主要零部件选型.606.1 活塞组件.606.2 气阀组件.606.3 冷却系统.606.4 润滑系统.60V6.5 气量调节系统.60第 7 章 结 论.61参考文献.62致 谢.631第 1 章 引 言1.1 压缩机的作用及用途1.1.1 压缩机的作用 压缩机是压缩气体提高气体的压力并输送气体的机械。1.1.2 压缩机的用途压缩机的用途极为广泛，遍布工农业、交通运输、国防甚至生活的各个领域。按照气体被压缩的目的，大致可区分为如下四类：我国的压缩机设计制造技术也有了长足进步，在某些方面的技术水平也已经达到国际先进水平 6 。1.2 压缩机的国内外发展历史1.2.2 压缩机的国内发展历史1.2.2 压缩机的国外发展历史1.3 本次设计的介绍2第 2 章 压缩机机组结构设计2.1 主机结构设计2.1.1 结构型式压缩机型式的基本特征是压缩机汽缸中心线的空间位置，按照汽缸中心线的位置，活塞式压缩机可分为立式、卧式与角式三大类，每种又可分为有十字头与无十字头两种，这些型式各有优缺点，适合于不同的场合。2.1.2 级数及气缸(1)压缩机的列数压缩机的列数是指气缸中心线数或连杆数，有单列与多列之分。从动力平衡的角度看，多列机可以得到较好的惯性力平衡性与切向力均匀性，所以机器转速可较高，基础也可较小；功率相同的机器，列数多者的活塞力小，运动机构就轻巧，而且每列串的级数较少，拆装也方便。但列数过多则结构复杂，易损件数量与泄露点增加，所以压缩机的列数是由机器的型式、排气量、级数与活塞力的大小等综合考虑要决定的。通常活塞力（222） 时，取N41024列；所以本设计取2列。级在列中的配置原则是指级在各列中以及在一个列中的排列次序，它是列数确定后对结构方案影响最大的因素。(2)级的配置原则应争取各列内外止点时的最大活塞力的相等对某一刻，这个要求可用运动机构利用系数 来表示，系数接近1最好，这时活塞往返行程的最大活塞力接近，曲柄连杆机构的强度在往返行程中得到充分利用，从而机构重量轻，惯性力小，机械效率也高。而且由于往返行程的功耗相近，切向力也较均匀，飞轮也可作地小些。一列中配一级时，作成双作用缸时的 较大。力求泄漏最小3泄漏取决于密封压差、密封周长、间隙及润滑剂等，所以相邻两缸的级次应相近，以减少压差，降低泄露，高压级尽量设在盖侧，这样填料设在低压侧，所以泄露也可以减少。应注意降低流动损失和减少气流脉动同一级设有几个缸时，应让各缸的吸气和排气按时间错开，以减少级间管道与设备中的气流脉动。根据参考书1表1-3，选择压缩机的级数为2级，每缸都是双作用。(3)气缸形式气缸是构成工作容积实现气体压缩的主要部件。在气缸设计时，除了考虑强度、刚度与制造外，还应注意以下几个问题：气缸的密封性、气缸内壁面耐磨性以及气缸、填料的润滑性能要好。通流面积要大，弯道要少，以减少流动损失。余隙容积要小，以提高容积系数。冷却要好，以散逸压缩气体时产生的热量。进排气阀的阀腔应被冷却介质分别包围，以提高温度系数。应避免温差应力引起的开裂等。按冷却方式分，有风冷气缸与水冷气缸；按活塞在气缸中的作用方式分，有单作用、双作用及级差式气缸。本设计采用双作用水冷式气缸结构，其中第一级和第二级均为水平列，气缸轴线夹角和曲轴错角均为180，即对动式结构。2.1.3 参数的确定压缩机的主要结构参数是转速 、活塞平均速度 、活塞行程 ，它反nmCS映了机器的结构面貌和工作特征，三者的关系是（2-1）sSCm/,602式中： 活塞平均速度， ；mCs/转速， ；n/4活塞行程， 。Sm(1)转速 n设计压缩机时，同样的排气量，转速取得高，则机器的尺寸小，重量轻，并有可能与电机直联，占地面积小；电动机也是如此，同样功率的电机，转速高的尺寸小，价格也便宜，所以转速高的压缩机机组总的经济性好些，正因如此，现代压缩机的转速趋向于提高。但提高转速需克服一系列的设计、制造与材料方面的问题，如会使惯性力过大而引起机器振动加剧；转速过高会使易损件寿命降低，比如使活塞环、填料、十字头、连杆轴瓦等的磨损加快，特别是气阀阀片的寿命与转速的提高成反比例降低；转速的提高还使气流通道与气阀中的阻力增加等。另外，若转速增加使得惯性力超过最大活塞力，则运动机构的设计将以最大惯性力为依据，这样的运动件，其强度在压缩机工作过程中得不到充分利用，机器笨重，浪费材料。根据参考书1表2-10，取压缩机的转速 40nrpm(2)活塞平均速度 mC转速提高导致活塞平均速度提高，而活塞平均速度的增加又会使易损件的寿命低并增加摩擦功耗，这是因为 提高则单位时间内活塞环、十字头、填m料等在单位时间内的摩擦距离增加了；另一方面，活塞平均速度的提高还会导致气流通道的尤其是气阀的阻力增加，所以活塞的平均速度也有一个限值范围；对于采用环状阀的压缩机 ，大型机取下限；对迷宫压缩机，sCm/5.43为减少泄露 ；聚四氟乙烯密封环压缩机考虑到活塞的寿命，sm/54超高压压缩机为了保证摩擦副的耐久性， ；乙炔sCm/5.3 smC/5.2压缩机从安全考虑， 。/1smSnC/,602本设计 。3.2/mCs(3)活塞