空壓機機械系統(tǒng)設(shè)計說明書.doc

目錄摘要1關(guān)鍵詞1第一部分前言1第二部分設(shè)計要點1第三部分熱力計算11設(shè)計的原始數(shù)據(jù)22熱力計算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計算與排氣量有關(guān)的各種系數(shù)23.2.5計算氣缸行程容積33.2.6求取氣缸直徑33.2.7圓整缸徑后復算氣缸容積33.2.8復算排氣量33.2.9考慮壓力損失后實際排氣壓力及壓縮終了溫度33.2.10計算最大活塞力43.2.11計算指示功率43.2.12所需軸功率43.2.13電動機功率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51氣閥的主要構(gòu)成62設(shè)計的已知參數(shù)63結(jié)構(gòu)設(shè)計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12摘要：活塞式壓縮機廣泛應用于機械、冶制、制冷、國防、化工等工業(yè)部門.用途廣泛，品種繁多，因而保證其運轉(zhuǎn)可靠性、提高經(jīng)濟性就至關(guān)重要.本文主要介紹應用現(xiàn)代化設(shè)計理論和方法來優(yōu)化簧片閥，借助AutoCAD實現(xiàn)簧片閥的設(shè)計無紙化以及簧片閥的計算過程.通過優(yōu)化設(shè)計，基本達到氣閥阻力損失小，即控制在壓縮機指示功率的（612）%范圍內(nèi)；使用壽命長；噪聲低；運動質(zhì)量輕；結(jié)構(gòu)簡單、成本低、制造方便、易于維護等優(yōu)點；更為重要的是余隙容積小.因為是微型空壓機，而其一般為單級壓縮，余隙容積大小特別重要，直接影響壓縮機的容積效率.此設(shè)計就使余隙容積嚴格控制在氣缸工作容積的（2.54）%左右.關(guān)鍵詞：空壓機、簧片閥、優(yōu)化、氣缸一、前言氣閥是活塞式壓縮機中的關(guān)鍵部件，又是易損件之一，它的好壞影響壓縮機排氣量和功率消耗以及運行可靠性.一個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，主要指機器在正常運轉(zhuǎn)時，產(chǎn)生的流動阻力損失.在設(shè)計較好的氣閥中，流動阻力損失約為壓縮機指示功率的（48）%，而設(shè)計不好的氣閥，其流動阻力損失可以高達指示功率的（1520）%.減少流動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，因為流動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，在計算的有效通流面積較大情況下，有時因閥片開、啟不合理，使實際的通流面積小于計算值，造成附加的流動阻力損失.這一附加的阻力損失，有時甚至會達到驚人的程度.應用現(xiàn)代化設(shè)計理論和方法來改進和提高機械零件與系統(tǒng)的設(shè)計質(zhì)量、降低成本、縮短開發(fā)周期、增強產(chǎn)品的競爭能力已被各國證明是非常有效的途徑.本設(shè)計基于現(xiàn)代設(shè)計方法中最活躍的分支之一機械優(yōu)化設(shè)計，使得機械零件及系統(tǒng)設(shè)計更為合理和實用.二、總體設(shè)計思路1.首先按氣缸尺寸及氣缸總的結(jié)構(gòu)，選用或設(shè)計簧片閥的結(jié)構(gòu)型式，完成氣閥的平面布置，確實吸、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)濟性及壽命影響較大，必須在簧片閥設(shè)計時先確定下來.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)計計算（一）設(shè)計的原始數(shù)據(jù)排氣量30Q0.9/minm進氣壓力5110spPa（絕對壓力）進氣溫度020stC排氣壓力5810dPPa（絕對壓力）（二）熱力計算1.結(jié)構(gòu)型式及方案選擇因為是動力用微、小型空氣壓縮機，故可采用單級壓縮，采用以排氣量為30.45/minm的氣缸為準雙缸單作用風冷V型可為30.9/minm.圖1-1為方案示意圖.采用異步電動機直接驅(qū)動（皮帶輪連接），電動機轉(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，計算排氣溫度1.2811.28(20273)8462dTk0462273189dtC4.計算由排氣量有關(guān)的各種系數(shù)（1）進氣系數(shù)svpT計算容積系數(shù)v，11(1)mv取0.04，m按表選取得1.2m，計算得11.210.04(81)0.7923v取壓力系數(shù)0.97p由圖取0.85T計算得0.79230.970.850.653s（2）泄漏系數(shù)l5.計算氣缸行程容積3010.910.00101660.79230.970.851450nVPTlQVmn6.求取氣缸直徑取活塞行程S=55mm計算得活塞平均速度0.05514502.66/3030msnVms由式4hVDsz知氣缸直徑440.00101660.08863.140.0553hVDmsz將缸圓整為90Dmm7.圓整缸徑后復算氣缸容積22230.090.05530.0010544nVDSZm8.復算排氣量300.001050.6530.93514500.93/minhslQVnm泄露位置進氣閥排氣閥活塞環(huán)相對泄露量0.0150.0150.040.0711l0.935