空壓機(jī)機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)說明書.doc

目錄摘要1關(guān)鍵詞1第一部分前言1第二部分設(shè)計(jì)要點(diǎn)1第三部分熱力計(jì)算11設(shè)計(jì)的原始數(shù)據(jù)22熱力計(jì)算23.2.1結(jié)構(gòu)型式及方案選擇23.2.2名義壓力比23.2.3名義排氣溫度23.2.4計(jì)算與排氣量有關(guān)的各種系數(shù)23.2.5計(jì)算氣缸行程容積33.2.6求取氣缸直徑33.2.7圓整缸徑后復(fù)算氣缸容積33.2.8復(fù)算排氣量33.2.9考慮壓力損失后實(shí)際排氣壓力及壓縮終了溫度33.2.10計(jì)算最大活塞力43.2.11計(jì)算指示功率43.2.12所需軸功率43.2.13電動(dòng)機(jī)功率43.2.14等溫效率43.2.15容積比能5第四部分簧片閥設(shè)計(jì)51氣閥的主要構(gòu)成62設(shè)計(jì)的已知參數(shù)63結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)64簧片閥主要結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定74.4.1確定閥片特征參數(shù)74.4.2校核進(jìn)氣閥閥隙馬赫數(shù)SM104.4.3閥片厚度的確定10第五部分結(jié)束語11第六部分參考文獻(xiàn)12摘要：活塞式壓縮機(jī)廣泛應(yīng)用于機(jī)械、冶制、制冷、國防、化工等工業(yè)部門.用途廣泛，品種繁多，因而保證其運(yùn)轉(zhuǎn)可靠性、提高經(jīng)濟(jì)性就至關(guān)重要.本文主要介紹應(yīng)用現(xiàn)代化設(shè)計(jì)理論和方法來優(yōu)化簧片閥，借助AutoCAD實(shí)現(xiàn)簧片閥的設(shè)計(jì)無紙化以及簧片閥的計(jì)算過程.通過優(yōu)化設(shè)計(jì)，基本達(dá)到氣閥阻力損失小，即控制在壓縮機(jī)指示功率的（612）%范圍內(nèi)；使用壽命長；噪聲低；運(yùn)動(dòng)質(zhì)量輕；結(jié)構(gòu)簡單、成本低、制造方便、易于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)；更為重要的是余隙容積小.因?yàn)槭俏⑿涂諌簷C(jī)，而其一般為單級(jí)壓縮，余隙容積大小特別重要，直接影響壓縮機(jī)的容積效率.此設(shè)計(jì)就使余隙容積嚴(yán)格控制在氣缸工作容積的（2.54）%左右.關(guān)鍵詞：空壓機(jī)、簧片閥、優(yōu)化、氣缸一、前言氣閥是活塞式壓縮機(jī)中的關(guān)鍵部件，又是易損件之一，它的好壞影響壓縮機(jī)排氣量和功率消耗以及運(yùn)行可靠性.一個(gè)好的氣閥既要有高的壽命，又要有高的效率.氣閥的效率問題，主要指機(jī)器在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，產(chǎn)生的流動(dòng)阻力損失.在設(shè)計(jì)較好的氣閥中，流動(dòng)阻力損失約為壓縮機(jī)指示功率的（48）%，而設(shè)計(jì)不好的氣閥，其流動(dòng)阻力損失可以高達(dá)指示功率的（1520）%.減少流動(dòng)阻力損失的主要方法是增加氣閥的有效流通面積，以降低氣體流經(jīng)氣閥是的流速，因?yàn)榱鲃?dòng)阻力損失是和速度的平方成正比的.但是，增加有效通流面積，將受到機(jī)器結(jié)構(gòu)和氣閥壽命的限制.例如：升程不能太高，否則壽命顯著下降.此外，在計(jì)算的有效通流面積較大情況下，有時(shí)因閥片開、啟不合理，使實(shí)際的通流面積小于計(jì)算值，造成附加的流動(dòng)阻力損失.這一附加的阻力損失，有時(shí)甚至?xí)_(dá)到驚人的程度.應(yīng)用現(xiàn)代化設(shè)計(jì)理論和方法來改進(jìn)和提高機(jī)械零件與系統(tǒng)的設(shè)計(jì)質(zhì)量、降低成本、縮短開發(fā)周期、增強(qiáng)產(chǎn)品的競爭能力已被各國證明是非常有效的途徑.本設(shè)計(jì)基于現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法中最活躍的分支之一機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)，使得機(jī)械零件及系統(tǒng)設(shè)計(jì)更為合理和實(shí)用.二、總體設(shè)計(jì)思路1.首先按氣缸尺寸及氣缸總的結(jié)構(gòu)，選用或設(shè)計(jì)簧片閥的結(jié)構(gòu)型式，完成氣閥的平面布置，確實(shí)吸、排氣閥的閥孔數(shù)目、閥孔直徑、閥片的幾何形狀等.2.確定簧片閥的主要參數(shù).如升程、閥座通道面積、間隙通道面積、閥片幾何尺寸、閥片厚度及閥片剛性系數(shù)等.其中有些參數(shù)對簧片閥的經(jīng)濟(jì)性及壽命影響較大，必須在簧片閥設(shè)計(jì)時(shí)先確定下來.此些稱為簧片閥的主要結(jié)構(gòu)參數(shù).它們是：閥隙馬赫數(shù)M、升程h、閥片剛性系數(shù)2k及閥片厚度等.三、簧片閥設(shè)計(jì)計(jì)算（一）設(shè)計(jì)的原始數(shù)據(jù)排氣量30Q0.9/minm進(jìn)氣壓力5110spPa（絕對壓力）進(jìn)氣溫度020stC排氣壓力5810dPPa（絕對壓力）（二）熱力計(jì)算1.結(jié)構(gòu)型式及方案選擇因?yàn)槭莿?dòng)力用微、小型空氣壓縮機(jī)，故可采用單級(jí)壓縮，采用以排氣量為30.45/minm的氣缸為準(zhǔn)雙缸單作用風(fēng)冷V型可為30.9/minm.圖1-1為方案示意圖.采用異步電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)（皮帶輪連接），電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速取1450/minnr.圖1-1控制容積選取示例2.名義壓力比881dspp3.名義排氣溫度1nndSTT考慮到微小型壓縮機(jī)的熱交換條件及單作用高壓力比條件下的泄漏情況，取壓縮過程指數(shù)1.28n，計(jì)算排氣溫度1.2811.28(20273)8462dTk0462273189dtC4.計(jì)算由排氣量有關(guān)的各種系數(shù)（1）進(jìn)氣系數(shù)svpT計(jì)算容積系數(shù)v，11(1)mv取0.04，m按表選取得1.2m，計(jì)算得11.210.04(81)0.7923v取壓力系數(shù)0.97p由圖取0.85T計(jì)算得0.79230.970.850.653s（2）泄漏系數(shù)l5.計(jì)算氣缸行程容積3010.910.00101660.79230.970.851450nVPTlQVmn6.求取氣缸直徑取活塞行程S=55mm計(jì)算得活塞平均速度0.05514502.66/3030msnVms由式4hVDsz知?dú)飧字睆?40.00101660.08863.140.0553hVDmsz將缸圓整為90Dmm7.圓整缸徑后復(fù)算氣缸容積22230.090.05530.0010544nVDSZm8.復(fù)算排氣量300.001050.6530.93514500.93/minhslQVnm泄露位置進(jìn)氣閥排氣閥活塞環(huán)相對泄露量0.0150.0150.040.0711l0.935。