《（毕业设计论文）《3L-15／12型活塞式空压机的设计》》由会员分享，可在线阅读，更多相关《（毕业设计论文）《3L-15／12型活塞式空压机的设计》（71页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、摘摘 要要空气压缩机是一种用来压缩空气、提高气体压力或输送气体的机械，是将原动机的 机械能转化为压力能的工作机，简称为空压机。 本设计为往复活塞式压缩机设计。往复活塞式压缩机利用活塞在气缸中往复运动使容积 缩小从而提高气体压力。活塞式压缩机与其它类型的压缩机相比有许多优点：压力范围 最广，从低压到高压都适用；效率高；适应性强，特别是用于小排气量的情况。因此在 国民经济生产中，往复活塞式压缩机的应用十分广泛。 本设计的内容包括压缩机的总体、气缸及基本部件的设计。主要通过热力计算和动力计 算来确定压缩机的总体结构方案设计，和各种零部件的设计。同时，更侧重对曲轴进行 了设计，绘出了压缩机的总装图，气
2、缸，十字头，活塞，曲轴、连杆轴瓦等的零部件图。 并运用材料力学理论对部分零部件进行了强度校核，使之满足工艺、安装、维修等方面 的要求。在本设计中选用了国内常用的三、六瓣平面填料密封，能很好地满足密封要求。关键词：压缩机、活塞、气缸、曲轴AbstractThe design topic is the design of a back and forth piston type compressor. The back and forth piston type compressor makes use of the piston in cylinder and forth sport make
3、capacity contracted from but increase air pressure. The piston type compressor compares with the compressor of the other types have many advantages: the pressure scope is the most wide, all applying from low-pressure to the extra high voltage; high efficiency; the adaptability is strong, used in the
4、 circumstance of the small row tolerance especially. So, the application of the compressor is more and more widely in the production of the national economy. The design includes the total and crank shaft of the compressor designs. It is confirm the completed the overall structure of project design a
5、nd all accessories by the thermodynamic energy calculation and motive calculation. In the same time, And more focused on the design of crank shaft, plotting the general armament department of compressor, crank shaft, and cylinder etc. It is exerted the material mechanics theoretic to check the inten
6、sity of all accessories, in order to satisfy the required of technics, installation and maintain. It selected the three-six petal plane padding seal of in common use in the country during the design,so can satisfy the seal request well.Key words：compressor、piston、air cylinder、crank shaft目 录1 绪论 .1 1
7、.1 压缩机的用途 .1 1.2 压缩机工作原理及结构简介 .1 1.2.1 工作原理 1 1.2.2 结构简介 2 2 压缩机总体设计 .4 2.1 结构方案选择 .4 2.2 级数选择和各级压力比的分配 .4 3 空压机的热力计算和动力计算 .7 3.1 压缩机热力计算 .7 3.1.1 容积系数 7 3.1.2 压力系数： 8 3.1.3 温度系数： 8 3.1.4 气密系数： 8 3.1.5 计算干气系数 9 3.1.6 计算抽气系数 9 3.1.7 确定缸径 10 3.1.8 复算压力比和调整余隙容积 10 3.1.9 计算各列最大活塞力 12 3.1.10 初步确定各级等温功率及最
8、大辅功率 12 3.1.11 计算排气温度 13 3.1.12 计算功率 14 3.1.13 等温效率 14 3.1.14 气缸主要尺寸的确定与校核 15 3.2 动力计算 16 3.2.1 压缩机中的作用力 16 3.2.2 飞轮矩的确定计算： 18 4 气缸部分的设计 .27 4.1.气缸 .27 4.1.1 气缸主要尺寸设计 27 4.1.2 气缸壁厚确定： 30 4.1.3 气缸进排气抠面积计算 31 4.1.4.连杆长度错误！不能通过编辑域代码创建对象。错误！不能通过编辑域代码创建对象。的确定： 31 5 基本部件设计 .42 5.1 十字头主要尺寸确定： .42 5.2 滑承的润滑
9、计算： .44 5.3 曲轴基本尺寸设计 .46 5.3.1 曲轴强度计算 46 5.3.2 曲轴基本技术要求 49 5.4 带轮设计 50 6 结 论 .52 参考文献 .53英文翻译 .54 中文翻译 .60 致 谢 .651 绪论1.1 压缩机的用途现代工业中，压缩气体的机器用得越来越多，压缩机是输送气体介质并提高其压力能的机械装置。活塞压缩机是依靠活塞在气缸内作往复运动而实现工作容积的周期性变 化来工作的。 压缩机的用途十分广泛，几乎遍及工、农业各个生产领域，如矿山、冶金、石油化 工、机械、国防和农田灌溉等。在石油化工生产中，其原料、半成品或产品大多是流体， 因此压缩机在其生产中更占有
10、重要的地位。而活塞压缩机由于具有耗能低、适应性强和 灵活性大等优点，应用比较普遍。所以活塞压缩机的设计及研究对国民经济的发展具有 十分重要的意义。 煤矿中广泛使用着各种有压缩空气驱动的机械及工具，如采掘工作面的气动凿岩机、 气动装岩机，凿井使用的气动抓岩机、地面使用的空气锤等等。空气压缩设备就是指为 这些气动机械提供压缩空气的整套设备。 在井下使用以压缩空气为动力的机械，主要因为它安全，在有瓦斯的矿井中，克避 免产生电火花引起的爆炸，容易实现冲击机械高速、往复、冲击强的要求，比电力有更 大的过负载能力。 3L-1512 型空气压缩机，使用压力 01015 (绝对压力)，排气量 MPa 15m3
11、min，可用于气功设备及工艺流程，适用于易燃易爆的场合，可以大幅度的提高生 产率，工艺流程用于压缩机是为了满足分离、合成、反应、输送等过程的需要。因而适 用与各种有关工业中。因为活塞式压缩机己得到如此广泛的应用，故保障具可靠的运转 极为重要。气液分离系统是为了减少或清除压缩机中的油、水及其冷凝液。 本机为角度式 L 型压缩机，其结构紧凑，气缸间配管及检修空间也比较宽阔，基础 力较好，切向力也比较均匀，机器转速较高，整机紧凑，便于管理。 本机分成两列，其中竖直列为第一级，水平列为第二级，两列夹角为 90 度，共用一 个曲拐，曲拐错角为 0 度。1.2 压缩机工作原理及结构简介1.2.11.2.1
12、 工作原理工作原理本机为往复活塞式压缩机，依靠在气缸往复运动中的活塞压缩气体体积而提高其压 力。当驱动机电机开启后，通过皮带传动带动压缩机的曲轴运动，不断转动的曲轴使连杆不停地摆动，而牵动十字头，活塞杆和活塞分别在十字头滑道内和气缸内做往复直线运动。 压缩机工作时，在活塞从外止点到内止点运动的过程中，气缸容积(工作)处于相对 真空状态，缸外一级进气缓冲罐中的气体即通过吸气阀吸入缸内，当活塞行至外止点时，气缸内充满了低压待压缩气体。当活塞由外止点向内止点运动时，吸气阀自动关闭气缸 内的气体压力山于气体被逐渐压缩而不断提高，当气体压力大于排气阀外气体压力和气 阀弹簧力时，排气阀打开，排出压缩气体，
13、活塞运动到外止点时，排气终了，准备重新 吸气。至此，完成了一个膨胀、吸气、压缩、排气、再吸气的工作循环。从一级气缸排 出的气体，进入中间冷却器后，再经过仪表控制管路组件进入二级气缸，进行第二级压 缩至需要的压力，经过二级排气缓冲罐排出压缩机。因此，周而复始，活塞不断地往复 运动，吸入气缸的气体又不断地被吸入排出，从而不断的获得脉动的压缩气体。1.2.21.2.2 结构简介结构简介（1）气缸组件 各级气缸中都有三层壁并形成两层空腔，最里层的薄壁筒为气缸套，紧贴在内壁上， 内壁与其外面一层形成空腔通冷却水，称为冷却水套，冷却水套包在整个缸体、缸头、 填料函腔和气阀腔周围，以其全面冷却气缸的各个部件
14、；外层是气体通道，它被分成两 部分吸入通道和排出通道，分别与吸入阀、排出阀相通，缸体靠近曲轴侧，由于穿 过活塞杆，为防止气体泄漏，没有填料函腔，整体为铸铁结构。这种结构的特点是气缸靠轴侧的座盖与缸体铸成一体，简化了缸盖结构，减少了封 面，填料函和气缸中心线的同心度很容易得到保证，气缸座盖上有止漏口与压缩机相配 合，以保证气体和十字头滑道的同心度，但这种结构较复杂，铸造工艺有定难度。 （2）活塞组件 一级活塞为盘形中空组合活塞，整个活塞分成两部分；二级活塞为盘型中空整体活 塞。均为铸铁制造，表面经阴极氧化处理，可以防腐蚀，一级活塞有一道支撑环，装配 时应将活塞环的开口互相错开，可以减少泄漏。各级
15、活塞环均为四氯乙烯，气缸由注油 器实现有油润滑。 （3）吸气阀、排气阀组件 各级吸排气阀均为环形阀，有阀座，阀盖，阀片，弹簧等零件组成。阀片由不锈钢 组成，其他零件都经镀镉处理，因而气阀的耐蚀性良好。气阀中均匀分布的弹簧将阀片 压紧在阀座上，工作时，阀片在两边压力差和弹簧力的作用下打开或者关闭，由于气阀 阀片自动而频繁地启动，因而要求弹簧力均匀，安装时应对弹簧仔细挑选，力求弹簧高 度一致。另外，在阀座、阀盖的密封面上，严禁划伤或粘上固体颗粒杂质。 （4）填料组件 本机填料部件由截流套、密封环、销闭环等组成，这些密封元件均由填充材料四氯 乙烯组成。截流套内的截流迷宫环槽用于截流降压，减轻密封环的
16、负荷。销闭环、密封 环靠外圈弹簧和气体力紧箍在活塞杆上起密封作用，若内表面磨损，密封元件将自己补 充，因而不至于密封失效。 （5）传动机构L 型机身内装有曲轴，与联轴器同步电动机相连。曲轴轴颈两端各装有一个滚动的轴承, 曲轴由球墨铸铁铸造而成，曲轴上装有两块灰口铸铁的平衡块，以平衡回转部分不 平衡重量和运动部件的部分惯性力，同一曲轴柄销装有两根连杆，同时带动水平列和竖 直列的往复部件。 连杆为球墨铸铁铸造，与曲柄相连接的大部分都装有轴承合金轴瓦，轴瓦与轴颈的间隙 可用垫片进行调节，与十字头连接的小头是整体的，装有由锡青铜加工成的轴瓦，大小 头轴瓦之间沿连杆轴向装有油孔，连杆与活塞杆之间的松动 (空隙)、十字头销及十字头 体上均钻有油孔，使由连杆送来的润滑油能进入十字头滑道。 在我国，目前亚搜集制造业已经发展成为机械制造行业的一个重要组成部分。全国已有上百个专 业生产厂家，制造各种类型的压缩机，能够满足国民经济各部门的需求。2 压缩机总体设计2.1 结构方案选择活塞式压缩机的结构方案由下列因素组成：机器的型式，级数和列数，各级气缸在
