活塞式压缩机气阀设计解读
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压缩机气阀设计与力学原理压缩机是一种将气体压缩为高压气体的机械设备,广泛应用于工业、交通、农业、医疗等领域,是现代工业生产中不可或缺的重要设备之一。
而压缩机的气阀则是其关键部件之一,起到控制气体流动、保证机器正常运转的作用。
本文将从气阀的设计和力学原理两个方面来探讨压缩机气阀的相关知识。
一、气阀的设计1.1 气阀的种类气阀按照其工作原理不同可分为机械式气阀、电磁式气阀、气动式气阀等。
其中,机械式气阀主要通过机械结构的运动实现气体的流通控制;电磁式气阀则是通过电磁铁的作用实现气体的流通控制;气动式气阀则是通过气压的作用实现气体的流通控制。
1.2 气阀的结构气阀的结构主要由阀体、阀芯、弹簧、密封圈等组成。
其中,阀体是气阀的重要组成部分,一般由铸铁、铸钢等材料制成;阀芯则是控制气体流动的关键部件,一般由不锈钢等材料制成;弹簧则是控制阀芯运动的重要组成部分;密封圈则是保证气阀密封性的关键部件。
1.3 气阀的设计要求气阀的设计要求主要包括以下几个方面:(1)气阀的流通能力要足够大,以保证气体流动的畅通。
(2)气阀的启闭速度要快,以保证气体流量的控制精度。
(3)气阀的密封性要好,以保证气体不泄漏。
(4)气阀的耐磨性要好,以保证气阀的使用寿命。
(5)气阀的可靠性要高,以保证气阀在长期使用中不出现故障。
二、气阀的力学原理2.1 气阀的工作原理气阀的工作原理主要是利用气体的压力差,通过阀芯的上下运动来控制气体的流动。
当气体的压力大于阀芯上方的压力时,阀芯会被压缩弹簧向下移动,从而使气体流通;当气体的压力小于阀芯上方的压力时,弹簧将阀芯向上移动,从而关闭气体通道。
2.2 气阀的力学特性气阀的力学特性主要包括气阀的流量特性、压降特性、启闭特性等。
其中,气阀的流量特性是指气阀在不同开度下的流量变化规律;气阀的压降特性是指气阀在不同开度下的压降变化规律;气阀的启闭特性则是指气阀的开启和关闭时间、开启和关闭力矩等特性。
2.3 气阀的优化设计气阀的优化设计是指通过改变气阀的结构参数、材料等来提高气阀的力学性能。
活塞式空气压缩机是一种常用的空气压缩设备,广泛应用于各个领域。
它通过活塞的往复运动,将空气压缩到一定压力,以满足工业生产和生活用气的需求。
本文将对活塞式空气压缩机的工作原理进行深入探讨,希望能让读者对这一设备有更加全面深刻的了解。
一、活塞式空气压缩机的组成部分活塞式空气压缩机由许多不同的部件组成,主要包括气缸、活塞、曲轴、连杆、气阀、进气口、出气口等。
这些部件通过精密的设计和配合,共同工作以实现将空气压缩的目的。
二、活塞式空气压缩机的工作原理1. 进气过程当活塞向下运动时,气缸内的压力降低,进气阀打开,大气压力将空气送入气缸内。
气缸内的空气受到气缸内气体和活塞上的压力的作用,开始压缩。
2. 压缩过程当活塞开始向上运动时,气缸内的空气被逐渐压缩,气体压力升高,同时进气阀关闭,防止气体回流。
活塞继续向上运动,气体得到更大的压缩。
3. 出气过程当气体达到一定的压力后,出气阀打开,将压缩好的气体送出。
活塞再次开始向下运动,气缸内的压力再次降低,出气阀关闭,同时进气阀打开,准备开始下一轮的压缩循环。
三、活塞式空气压缩机的优点和应用活塞式空气压缩机具有结构简单、制造成本低、压缩比大等优点,因此在各个行业都有广泛的应用。
特别是在制药、化工、建筑、采矿等领域,活塞式空气压缩机是不可缺少的重要设备。
四、活塞式空气压缩机的维护和注意事项1. 定期更换润滑油,保持润滑系统的正常运转。
2. 定期清洗进气过滤器,防止进气口被灰尘或杂质堵塞。
3. 注意保持压缩机周围的通风良好,避免过热影响设备的正常工作。
4. 定期检查活塞、活塞环、气缸等部件的磨损情况,及时更换磨损严重的部件。
五、总结通过本文对活塞式空气压缩机的工作原理进行简要介绍,我们可以了解到这一设备的工作原理和优点,以及日常维护和注意事项。
活塞式空气压缩机在现代工业生产中扮演着非常重要的角色,希望通过更多人对其工作原理的了解,能够更好地推动其在各个领域的应用和发展。
活塞式压缩机气阀工作原理好嘞,今天咱们来聊聊活塞式压缩机气阀的工作原理。
听起来是不是有点高大上?其实说白了,这就像在厨房里做菜,讲究的是火候和配料,差不多也是那么回事。
活塞式压缩机就像是你家里的大厨,专门负责把气体“做熟”,把它压缩成你需要的样子。
你想想,活塞就像是个勤快的厨师,来回地上下翻飞,忙得不可开交。
气阀呢,嘿,就是这个厨师的助手,负责帮忙把原料送进去,或者把做好的菜端出来。
想象一下,一个气阀就像是一个小门,开了就让空气进来,关了又把它锁住。
你以为气阀只是一扇简单的门?那可就大错特错了!这门的开关频率可是相当高,几乎是“叮咚叮咚”响个不停,活像个调皮的小孩,时不时想跑出去透透气。
在活塞往下压的时候,气阀打开,空气就哗哗地涌进来,简直像是开了水龙头,气体流进活塞的腔体,瞬间就充满了。
而当活塞开始向上运动,气阀又关上,空气被压缩得紧紧的,咕噜咕噜地想要往外跑,却被牢牢地关住。
真是“进得去,出不来”,这就是气阀的高招!说到气阀的工作原理,那可真是一门艺术。
你看,气阀的材料可不是随随便便选的,得是耐高压、耐磨损的好东西,简直就是“千挑万选”。
一旦它损坏了,那就麻烦大了,压缩机也跟着不听话,效率下降,能耗增加,最后可就得不偿失了,真是得不偿失,肉疼啊。
而且这气阀的开合速度也是相当快,简直就是赛车的速度!在一秒钟之内,气阀能开关好几次。
咱们平时生活中也有这种瞬息万变的事儿,比如说下雨天,刚开始小雨,转眼就成了倾盆大雨,气阀的开合也差不多,瞬间调整,灵活应变,真是个好帮手。
此外,活塞式压缩机在运行的时候,气阀的声音也是颇具节奏感的,像是在唱歌。
你听,那“嘭嘭”的声音,伴随着气阀的开关,简直是一首“工业交响曲”。
这样的设计可不是偶然,经过无数次的实验和改良,才形成了今天的样子。
气阀的设计也不是一成不变的,科技发展日新月异,现在的气阀越来越智能化,甚至能根据气体流量和压力的变化,自动调节开合。
这就像是给压缩机装上了“智能大脑”,能够自己判断情况,真是“聪明绝顶”。
浙江工业大学浙西分校机电控制工程系毕业设计(论文)开题报告衢州学院毕业设计(论文)题目:V-0.17/7活塞式空气压缩机之曲轴设计作者:孙晨彬学院:机械工程学院专业班级:化工设备维修技术09级指导教师:冯超英职称:工程师2012年6 月8 日毕业设计(论文)任务书V-0.17/7活塞式空气压缩机之气阀设计摘要我国微型空压机的发展基本上是从上世纪九十年代中期开始并逐渐发展起来的。
活塞式压缩机属於最早的压缩机设计之一,但它仍然是最通用和非常高效的一种压缩机。
活塞式压缩机通过连杆和曲轴使活塞在气缸内向前运动。
如果只用活塞的一侧进行压缩,则称为单动式。
如果活塞的上、下两侧都用,则称为双动式。
活塞式压缩机主要由机体、曲轴、连杆、活塞组、阀门、轴封、油泵、能量调节装置、油循环系统等部件组成。
其中曲轴是活塞式制冷压缩机的主要部件之一,传递着压缩机的全部功率。
其主要作用是将电动机的旋转运动通过连杆改变为活塞的往复直线运动。
曲轴在运动时,承受拉、压、剪切、弯曲和扭转的交变复合负载,工作条件恶劣,要求具有足够的强度和刚度以及主轴颈与曲轴销的耐磨性。
故曲轴一般采用40、45或50号优质碳素钢锻造,但现在已广泛采用球墨铸铁(如QT50-1.5与QT60-2等)铸造。
关键词:活塞式压缩机,活塞,曲轴,材料目录第一章绪论 (1)1.1设计题目 (1)1.2问题来源 (1)1.3无油润滑压缩机的显著特点 (2)1.4压缩机发展概况 (2)第二章总体设计 (4)2.1机构方案的选择 (4)2.1.1根据设计要求选V型压缩机 (4)2.1.2冷却方式的选择 (5)2.1.3驱动方式的选择 (5)2.2压缩机的机构参数 (5)2.2.1活塞平均速度 (5)2.2.2转速与行程 (6)2.2.3级数 (6)2.3压缩机方案设计中影响结构设计的其他因素 (7)2.3.1十字头的影响 (7)2.3.2级在列中的配置 (7)第三章压缩机设计热力计算 (8)3.1热力计算 (8)3.2计算过程 (8)3.2.1估计排气温度 (8)3.2.2容积效率度的确定 (9)3.2.3工作容积的确定 (9)3.2.4确定活塞行程S及汽缸直径D (9)3.2.5实际指示功w i计算 (10)及轴功率 (11)3.2.6指示功率pi3.2.7电机功率的选取 (11)第四章零部件计算 (12)参考文献 (25)谢辞 (26)机械工程学院毕业设计(论文)第一章绪论1.1设计题目设计v-0.17/7型活塞式空压机已知:1. 介质:空气;2.进气状态:<1>进气压力:常压<2>进气温度:常温(<=40度)<3>相对湿度:<=80%3.排气状态:<1>额定排气压力0.7Mpa<2>额定排气量0.37m/min<3>排气温度(各级):<=180度4. 汽缸排列型式是V型风冷式,电机驱动。
压缩机气阀设计与力学原理随着现代工业的发展,压缩机已经成为了许多行业中必不可少的设备,特别是在空气压缩机、汽车引擎等领域,更是发挥着重要的作用。
而在压缩机中,气阀又是至关重要的零部件之一,其设计和性能的优劣直接影响到整个压缩机的效率和可靠性。
本文将从气阀的设计和力学原理两个方面进行探讨,希望能够对读者有所启发和帮助。
一、气阀的设计1. 气阀的种类压缩机中常见的气阀有吸气阀、放气阀、排气阀等。
吸气阀用于吸入新鲜空气,放气阀则是用于放出压缩机中过多的气体,而排气阀则是用于排放压缩机中的压缩气体。
2. 气阀的材质气阀的材质应该选择具有良好耐热、耐腐蚀、耐磨损等性能的材料。
常见的材料有铸钢、不锈钢、铜合金等。
其中,铸钢材质的气阀的强度和硬度较高,不锈钢则具有较好的耐腐蚀性能,铜合金则更适合于低温环境下的使用。
3. 气阀的结构气阀的结构应该考虑到其使用场合和要求。
一般来说,气阀的结构可分为活塞式、球阀式、膜片式等。
活塞式气阀结构简单,适用于低压力下的使用,球阀式气阀适用于高压力下的使用,而膜片式气阀则可以适用于高压力和高流量的场合。
4. 气阀的密封性气阀的密封性对于其性能和使用寿命有着至关重要的影响。
为了保证气阀的密封性,其结构设计应该尽量避免漏气和泄气现象的发生。
同时,气阀的密封材料也应该选择具有良好密封性的材料,如橡胶、聚四氟乙烯等。
二、气阀的力学原理1. 气阀的开启力气阀的开启力是指在气阀关闭状态下,需要施加的力才能将气阀打开。
这个力的大小取决于气阀的结构、材料、密封性等因素。
一般来说,气阀的开启力越小,其使用效率就越高。
2. 气阀的关闭力气阀的关闭力是指在气阀开启状态下,需要施加的力才能将气阀关闭。
与开启力一样,气阀的关闭力也是由结构、材料、密封性等因素决定的。
与开启力相比,气阀的关闭力更加重要,因为它直接影响到气阀的密封性和使用寿命。
3. 气阀的流量特性气阀的流量特性是指在不同压力下,气阀通过气体的流量变化规律。
活塞压缩机气阀结构活塞压缩机是一种常用的工业压缩机,它通过活塞的运动来压缩气体,产生高压气体。
而活塞压缩机气阀结构则是活塞压缩机中的一个重要组成部分,它的作用是控制气体的进出,保证活塞压缩机的正常工作。
活塞压缩机气阀结构一般分为吸气阀和排气阀两部分。
吸气阀用于控制气体从外部进入活塞压缩机的气缸内,而排气阀则用于控制气体从气缸排出。
这两个阀门的结构和工作原理略有不同,下面将分别介绍。
首先是吸气阀。
一般来说,吸气阀由阀板、弹簧和阀座组成。
阀板通常是金属材料制成的,并且具有适当的刚度和弹性。
它的作用是在活塞向外运动时将活塞压缩机气缸内的气体阻挡在外部,防止气体逆流。
而弹簧则起到使阀板贴合阀座的作用,防止气体泄漏。
阀座则是安装在气缸上的金属零件,起到支撑和固定阀板的作用。
其次是排气阀。
排气阀与吸气阀的结构类似,也由阀板、弹簧和阀座组成。
排气阀的作用是在活塞向内运动时将活塞压缩机气缸内的气体排出,同时防止气体逆流。
排气阀的工作原理与吸气阀类似,通过阀板的运动和弹簧的作用来实现开闭。
活塞压缩机气阀结构的设计需要考虑多个因素。
首先是密封性能,阀门必须能够有效地防止气体泄漏,以确保压缩机的工作效率。
其次是耐用性,阀门需要经受高频率的工作循环,因此材料的选择和加工工艺要具备一定的强度和耐磨性。
此外,阀门的安装和维护也需要方便,以减少维修和更换的成本。
总的来说,活塞压缩机气阀结构是活塞压缩机中不可或缺的一个部分,它直接影响到压缩机的工作效率和性能表现。
因此,在活塞压缩机设计和制造过程中,需要充分考虑气阀结构的设计及其与其他部件的协调,以确保压缩机的正常运行和高效工作。
以上就是关于活塞压缩机气阀结构的简要介绍,希望对读者有所帮助。
压缩机气阀设计与力学原理压缩机气阀是压缩机的重要组成部分,它的设计和工作原理对于压缩机的性能和效率起着至关重要的作用。
本文将从气阀的设计和力学原理两方面进行探讨。
一、气阀的设计气阀的设计包括气阀的结构、尺寸和材料等方面。
气阀的结构一般分为活塞式和膜片式两种,其中活塞式气阀结构简单,但易受磨损和腐蚀;膜片式气阀结构复杂,但具有耐磨损和抗腐蚀的特点。
气阀的尺寸和材料的选择应根据压缩机的工作条件和要求进行合理的设计。
气阀的设计还需考虑气阀的密封性和流量特性。
气阀的密封性直接影响压缩机的性能和效率。
气阀的流量特性则影响压缩机的出气量和压力波动。
因此,气阀的设计需要充分考虑气阀的密封性和流量特性,以保证压缩机的正常工作。
二、气阀的力学原理气阀的力学原理主要包括气阀的开启力和关闭力、气阀的工作周期和气阀的振动特性等方面。
气阀的开启力和关闭力是气阀工作的重要参数。
气阀的开启力和关闭力需要满足压缩机的出气量和压力要求。
开启力和关闭力的大小取决于气阀的结构和工作条件。
一般情况下,气阀的开启力和关闭力应尽量小,以减少能源消耗和气阀的磨损。
气阀的工作周期是指气阀的开启时间和关闭时间之和。
气阀的工作周期取决于气阀的结构、弹簧刚度和气阀的工作条件等因素。
气阀的工作周期应根据压缩机的工作要求进行合理的设计,以保证气阀的正常工作。
气阀的振动特性是指气阀在工作过程中产生的振动。
气阀的振动特性受到气阀的结构、工作条件和气阀的质量等因素的影响。
气阀的振动特性会影响到压缩机的噪声和寿命等方面。
因此,气阀的振动特性需要进行充分的分析和设计。
综上所述,气阀的设计和力学原理对于压缩机的性能和效率起着至关重要的作用。
气阀的设计需要充分考虑气阀的结构、尺寸、材料、密封性和流量特性等因素。
气阀的力学原理需要考虑气阀的开启力和关闭力、工作周期和振动特性等方面。
只有通过合理的设计和分析,才能保证气阀的正常工作,提高压缩机的性能和效率。
活塞式压缩机设计活塞式压缩机是一种常见且广泛应用的压缩机类型。
它采用活塞和气缸的相对运动来实现气体的压缩工作。
活塞式压缩机主要由活塞、气缸、曲轴、连杆、缸盖和阀门等组成,结构简单可靠,运行稳定。
本文将着重介绍活塞式压缩机的设计原理和一些关键设计要点。
首先,活塞式压缩机设计的关键在于确定适当的排量和压缩比。
排量是指活塞在单位时间内处理的气体体积,通常以立方米/分钟或立方英尺/分钟表示。
压缩比是指进气过程和排气过程中的气体压力比值。
合理的排量和压缩比既要满足工艺流程要求,又要考虑设备的经济性和运行稳定性。
设计时,需要综合考虑气体流量、工作压力、温度等因素,选择合适的排量和压缩比。
其次,活塞和气缸的结构设计非常重要。
活塞的直径和行程决定了排量和压缩比,同时还要考虑活塞的重量和惯性对系统运行的影响。
气缸的直径要足够大,以容纳活塞和气体,并保证良好的密封性能。
气缸内壁通常采用特殊的润滑和防腐处理,以确保活塞在气缸内的平稳运动和寿命的提高。
曲轴和连杆的设计也十分重要。
曲轴是将活塞的往复运动转化为旋转运动的装置。
在设计曲轴时,需要合理布置连杆轴心和曲轴轴承,以减小惯性力矩和机械损失,提高能量转换效率。
连杆则起到连接活塞和曲轴的作用,其长度和强度要满足系统的要求,同时还要考虑重量和空间的限制。
另外,缸盖和阀门的设计也不容忽视。
缸盖是活塞式压缩机的重要组成部分,承受着气体的高压和高温。
因此,在缸盖的设计中,需要考虑材料的耐热性和强度,并采取适当的散热措施。
阀门则负责控制气体的进出,必须具有良好的密封性能和快速响应能力。
在设计阀门时,需要考虑气体的压力、温度和流量等因素,并选择适当的材料和结构形式。
综上所述,活塞式压缩机设计需要考虑多个方面的问题,包括排量、压缩比、活塞和气缸的结构、曲轴和连杆的设计,以及缸盖和阀门的特性等。
只有在综合考虑这些因素的基础上,才能设计出高效、可靠的活塞式压缩机。
随着科技的进步和应用领域的不断拓展,活塞式压缩机设计也将不断迭代和改进,以满足不同领域的需求。
压缩机气阀设计标准压缩机气阀是压缩机的重要组成部分,它的设计标准直接影响着压缩机的性能和稳定性。
在设计压缩机气阀时,需要考虑到多个方面的因素,包括气阀的材料、尺寸、密封性能、响应速度等。
本文将针对压缩机气阀设计标准进行详细介绍,希望能够对压缩机设计工程师有所帮助。
首先,压缩机气阀的材料选择至关重要。
由于气阀在工作过程中需要承受高温、高压等极端条件,因此材料的选择必须考虑到其耐高温、耐腐蚀、耐磨损等特性。
常见的气阀材料包括不锈钢、钛合金、陶瓷等,设计工程师需要根据具体的工作条件选择合适的材料。
其次,气阀的尺寸设计也是至关重要的。
气阀的尺寸直接影响着气体的流动特性和压力损失。
在设计气阀尺寸时,需要考虑到气阀的通径、长度、流道形状等因素,以确保气体能够顺利流过,并且尽量减小压力损失,提高压缩机的效率。
另外,气阀的密封性能也是设计中需要重点考虑的因素之一。
良好的密封性能可以有效防止气体泄漏,提高压缩机的工作效率。
在设计气阀时,需要选择合适的密封材料,并采用合理的密封结构,以确保气阀在工作过程中能够保持良好的密封性能。
此外,气阀的响应速度也是设计中需要关注的重要指标之一。
压缩机的工作需要气阀能够快速响应,及时调节气体流量,以满足不同工况下的需要。
因此,在设计气阀时,需要考虑到气阀的结构设计、控制方式等因素,以确保气阀能够快速、稳定地响应。
总之,压缩机气阀的设计标准涉及到多个方面的因素,包括材料选择、尺寸设计、密封性能、响应速度等。
设计工程师在进行气阀设计时,需要综合考虑这些因素,以确保气阀能够稳定可靠地工作,提高压缩机的性能和效率。
希望本文能够对压缩机气阀的设计提供一定的参考和帮助。
毕业设计(论文)开题报告V-0.17/7活塞式空气压缩机之气阀设计摘要我国微型空压机的发展基本上是从上世纪九十年代中期开始并逐渐发展起来的。
活塞式压缩机属於最早的压缩机设计之一,但它仍然是最通用和非常高效的一种压缩机。
活塞式压缩机通过连杆和曲轴使活塞在气缸内向前运动。
如果只用活塞的一侧进行压缩,则称为单动式。
如果活塞的上、下两侧都用,则称为双动式。
活塞式压缩机主要由机体、曲轴、连杆、活塞组、阀门、轴封、油泵、能量调节装置、油循环系统等部件组成。
其中曲轴是活塞式制冷压缩机的主要部件之一,传递着压缩机的全部功率。
其主要作用是将电动机的旋转运动通过连杆改变为活塞的往复直线运动。
曲轴在运动时,承受拉、压、剪切、弯曲和扭转的交变复合负载,工作条件恶劣,要求具有足够的强度和刚度以及主轴颈与曲轴销的耐磨性。
故曲轴一般采用40、45或50号优质碳素钢锻造,但现在已广泛采用球墨铸铁(如QT50-1.5与QT60-2等)铸造。
关键词:活塞式压缩机,活塞,曲轴,材料目录第一章绪论 (1)1.1设计题目 (1)1.2问题来源 (1)1.3无油润滑压缩机的显著特点 (2)1.4压缩机发展概况 (2)第二章总体设计 (4)2.1机构方案的选择 (4)2.1.1根据设计要求选V型压缩机 (4)2.1.2冷却方式的选择 (5)2.1.3驱动方式的选择 (5)2.2压缩机的机构参数 (5)2.2.1活塞平均速度 (5)2.2.2转速与行程 (6)2.2.3级数 (6)2.3压缩机方案设计中影响结构设计的其他因素 (7)2.3.1十字头的影响 (7)2.3.2级在列中的配置 (7)第三章压缩机设计热力计算 (8)3.1热力计算 (8)3.2计算过程 (8)3.2.1估计排气温度 (8)3.2.2容积效率度的确定 (9)3.2.3工作容积的确定 (9)3.2.4确定活塞行程S及汽缸直径D (9)3.2.5实际指示功w i计算 (10)及轴功率 (11)3.2.6指示功率pi3.2.7电机功率的选取 (11)第四章零部件计算 (12)参考文献................................ 错误!未定义书签。
谢辞.................................... 错误!未定义书签。
第一章绪论1.1设计题目设计v-0.17/7型活塞式空压机已知:1. 介质:空气;2.进气状态:<1>进气压力:常压<2>进气温度:常温(<=40度)<3>相对湿度:<=80%3.排气状态:<1>额定排气压力0.7Mpa<2>额定排气量0.37m/min<3>排气温度(各级):<=180度4. 汽缸排列型式是V型风冷式,电机驱动。
1.2问题来源压缩机是一种将气体压缩从而提高气体压力或输送气体的机器,在国民经济和国防建设的许多部门中应用极广,特别是在石油、化工、动力等工业中已成为必不可少的关键设备,是许多工业部门工艺流程中的心脏设备。
在压缩机应用和设计中,就出现新的要求和问题,主要表现在:1.在压缩气体过程中,有些气体则对润滑油起腐蚀作用降低有的粘度,使得润滑油的性能下降,无法起到正常的润滑的作用。
2.由于气缸与活塞之间的高速摩擦,使得润滑油的应用越来越广泛,在压缩气体过程中,气体不可避免与润滑油接触,同时温度又高,当工作介质为某些z助燃气体时,很可能引起爆炸而发生事故。
3.在石油工业中,某些气体要求在较低的温度下进行操作,而一旦压缩机吸入的气体温度极低,润滑油可能凝固,无法起到润滑的作用,或气体中携带的润滑油会导致反应器中催化剂中毒等情况。
4.对于一些纯度要求较高的气体,被压缩的气体在有润滑油压缩机中势必受到润滑油的污染,从而达不到事先的要求。
5.一旦气体中携带了油,会造成某些气动仪的失灵,如控制系统中的压力表基于以上各种原因,要求设计一种无油润滑压缩机,且其规格要齐全。
到目前为止,无油润滑压缩的开发与研发已取得很大的发展,但目前形势来看,无忧润滑压缩机的规格还不够齐全还不能满足社会的需求,因此开发新规格的无油润滑压缩机日益为人们所关注,同时随着无油润滑压缩机向大排气量、大功率的方向发展,为我们这次设计提供了宝贵的经验。
1.3无油润滑压缩机的显著特点1.被压缩气体不带油污,不需脱油处理,不污染环境2.无油润滑压缩机系统取消了注油器,油分离器等设备,不但大大降低系统的阻力,还利用增加产量,而且还减少了注油器,油分离器的检修工作量和检修用3.理想的有无油润滑压缩机由于密封摩擦件摩擦因数小,因而使用寿命长,减少了非生产检修时间及其费用,因此,比有油润滑压缩机的效益高4.提高了气缸或者气缸套,活塞杠的使用寿命,一般情况下,使用后的气缸或者气缸套经过一定时间的跑合期后,镜面粗糙度会有所提高,而摩擦较小无油润滑压缩机在各行业中具有广泛的用途及无法取代的地位,无油润滑有着广泛发着前景。
1.4压缩机发展概况早在三、四千年前,我们的祖先便掌握了压气鼓风从事治炼的技术,最早是有兽皮做成“老虎皮”;公元三十一年,东汉的杜诗创造了用水力鼓风设备——排水;一直沿用到现代活塞式压缩机的追雏行。
1934年,采用有自润滑性能的石墨作密封元件,实现了气缸不用油润滑;但石墨比较脆,石墨磨损后的粉末也能污染气体。
1935年,苏尔寿公司研制成了利用曲折密封原理的迷宫式压缩机,它去消了金属密封元件,也实现了气缸无油润滑;但这种结构制造要求极高,比且严重的泄露使其热效率较一般压缩机为低。
1952年,具有自润滑性的塑料聚四氟乙烯开始用于压缩机作密封元件。
由于聚四氟乙烯经过适当改制后的巨大优越性,因此很快得到了推广,已成为现在实现气缸无油润滑的主要手段。
活塞式压缩机在本世纪四十年代末到七十年代这几十年中,随着世界生产的发展,科学技术及工艺的进步,它也获得了很大的发展和进步。
在技术方面,它所取得的成果是:1.现代压缩机的可靠性和耐久性已大大提高,可以连续运行八千小时而中间无需修理,每年的开工率95%以上;2.由于采用了低的阀隙流速和大的缓冲容积,使压缩机功率消耗进一步降低;3.在中、大型范围内,由于采用了对动式等动力平衡性能好的结构型式,使压缩机转速成倍的提高,从而使压缩机的尺寸和重量相对大大减少;4.在一定的压力范围内,气缸能比较容易的实现无油润滑,使被压缩机的气体不再为油所污染:近年来,在中、小型范围内,压缩机普遍实现机组化,采用弹性支承来代替基础,使机器的安装和基建费用都显著降低。
随着人们对环境噪声污染的严格控制,努力使压缩机噪声限制在85Db以下,在这方面也取得了很大成绩。
最近,优化设计理论取得了很大进展,并且已开始进入压缩机的设计领域,它必将推动压缩机向更新的水平前进。
在我国,目前压缩机制造工业的一个重要组成部分全国已有几十专业生产工厂,制造着各种各类型的压缩机,已能基本满足国名经济各部门的需要。
可以预期,随着我国四个现代化的逐步实现,在全国现有的和未来的压缩机工作者的努力下,活塞式压缩机也将步入世界先进的行列。
第二章总体设计无油润滑压缩机的方案设计结构的基础。
诸多实例充分证明,存在着一种或数种较严重缺陷的方案设计,在压缩机制造后,很难予以弥补。
压缩机方案设计直接关系到压缩机运行的可靠性、经济性,制造成本的高低,外形尺寸和重量的大小,安装、维修的简便性。
压缩机方案设计包括如下内容:结构型式选择、冷却方式、作用方式,有无十字头、压缩级数、驱动机类型的选择和功率、转向、转速匹配,传动方式等。
2.1机构方案的选择压缩机结构型式的选择要考虑诸多因素,例如:工艺流程、现场条件,制造方的系列构成、外协状况等。
2.1.1根据设计要求选V型压缩机一、各列的一阶惯性力的合力可用装在曲轴上的平衡重达到大部分或完全平衡。
因此,机器可取较高的转速。
二、气缸彼此错开一定角度,有利于气阀的安全与布置。
因而使气阀的流通面积有可能增加。
中间冷却器和极间管道可以直接装在机器上,结构紧凑。
三、角度式压缩机可以将若干列的连杆连接在同一曲拐上,曲轴的拐数可减少,机器的轴向长度可缩短,因此主轴颈能采用滚动轴承。
本设计属于微型中压压缩机常规设计,综合考虑其设计参数及市场现状,采用V型结构。
2.1.2冷却方式的选择压缩机的冷却方式有风冷和水冷两种,水冷的效果要比风冷的效果好,但本设计为小型压缩机,考虑到工作环境,经济效益等因素,采用风冷方式因此为此设计只有一经,所以不需要冷却系统。
2.1.3驱动方式的选择活塞式压缩机可分为:电驱动,活塞式发动机,旋转式发动机。
一、电动机电动机主要包括异步电动机和同步交流电动机,驱动活塞式压缩机的绝大部分是交流电动机,而交流电动机中,以鼠笼异步电动机为多。
电动机的特点是启动电流大而启动转矩小,因此若采用电动机驱动时,必须实行卸载启动,防止电动机过载,鼠笼式电动机最好采用直接接入电源启动这样可以避免采用复杂的启动设备。
综合材料及以上的内容故本设计采用异步电动机为驱动机。
2.2压缩机的机构参数2.2.1活塞平均速度转速和行程的选取对机器的尺寸、重量、制造难易和成本有重大影响,并且还直接影响机器的效率、寿命和动力性能。
如果压缩机与驱动直接连接,则也影响驱动机的经济性和成本。
近代设计活塞式压缩机的总趋势是提高转速。
转速、行程和活塞平均速度的关系式如下:Cm=nS/30=2m/s式中:Cm-活塞平均速度,m/s:n-压缩机转速,r/min;S-活塞行程,m。
活塞式压缩机设计中,在一定的参数和使用条件下,首先应考虑选择适宜的活塞平均速度,因为:一、活塞平均速度的高低,对运动机件中的摩擦和磨损有直接的影响。
对气缸内的工作过程也有影响。
二、活塞速度过高,气阀在气缸上难以得到足够的安装面积,所以气阀、管道中的助力损失很大,功率消耗及排气温度将会过高。
严重地影响压缩机运转的经济性和使用的可靠性。
移动式压缩机为尽量减少机器重量和外形尺寸,所以取活塞速度为在(4-5)m/s,而本设计就属于此类。
由于微型和小型压缩机为使结构经凑,而只能采用较小行程,所有较高转数,但活塞平均速度却较低,只有2m/s左右。
本设计采用2m/s。
2.2.2转速与行程在一定的活塞速度下,活塞行程的选取,与下列因素有关:排气量的大小:机器的结构形式;气缸的结构。
现代活塞式压缩机的行程与活塞力之间,按统计与分析,有下列关系:S式中:P—活塞力,t;A—系数,其值在0.065-0.095之间,较小值相应与短行程的机器,较大值相应与长行程的机器。
选择压缩机转速时应注意到惯性力的影响,惯性力的大小与转速成平方关系;通常应遵循惯性力不超过活塞力的原则。
另外转数过高对阀片、活塞环、填料的使用寿命也会产生不利影响。