L型石油气压缩机课程设计
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合肥工业大学过程装备与控制工程专业过程流体机械课程设计设计题目 4L-20/8 活塞式压缩机设计学院名称专业(班级)姓名(学号) 指导教师目录第一章概述 (3)1、1压缩机得分类 (3)1、2压缩机得基本结构 (4)1、3活塞式压缩机得工作原理 (5)1、4活塞式压缩机设计得基本原则 (5)1、5活塞式压缩机得应用 (5)第二章设计计算 (6)2、1设计参数 (6)2、2计算任务 (7)2、3设计计算 (7)2、3、1 压缩机设计计算 (7)2、3、2 皮带传动设计计算 (8)第三章结构设计 (13)3、1气缸 (10)3、2气阀 (10)3、3活塞 (10)3、4活塞环 (10)3、5填料 (11)参考文献 (15)第一章概述1、1压缩机得分类[2]1、1、1 按工作原理分类按工作原理,压缩机可分为“容积式”与“动力式”两大类。
容积式压缩机直接对一可变容积工作腔中得气体进行压缩,使该部分气体得容积缩小、压力提高,其特点就是压缩机具有容积可周期变化得工作腔。
容积式压缩机工作得理论基础就是反映气体基本状态参数P、V、T关系得气体状态方程。
动力式压缩机首先使气体流动速度提高,即增加气体分子得动能,然后使气流速度有序降低,使动能转化为压力能,与此同时气体容积也相应减小,其特点就是压缩机具有驱使气体获得流动速度得叶轮。
动力式压缩机工作得理论基础就是反映流体静压与动能守恒关系得流体力学伯努利方程.1、1、2 按排气压力分类见表1,按排气压力分类时,压缩机得进气压力为大气压力或小于0.2MPa。
对于进气压力高于0.2MPa得压缩机,特称为“增压压缩机”1、1、3 按压缩级数分类在容积式压缩机中,每经过一次工作腔压缩后,气体便进入冷却器中进行一次冷却,这称为一级。
而在动力式压缩机中,往往经过两次或两次以上叶轮压缩后,才进人冷却器进行冷却,把每进行一次冷却得数个压缩“级”合称为一个“段”。
单级压缩机——气体仅通过一次工作腔或叶轮压缩;两级压缩机——气体顺次通过两次工作腔或叶轮压缩;多级压缩机一一气体顺次通过多次工作腔或叶轮压缩,相应通过几次便就是几级压缩机。
l型空压机工作原理
L型空压机是一种常见的空气压缩设备,它通过机械方式将空气压缩成高压气体,以供各种工业和商业用途。
L型空压机的工作原理可以从以下几个方面来解释:
1. 压缩过程,L型空压机内部有一个由活塞和气缸组成的压缩机构。
当活塞向下运动时,气缸内的空气被压缩。
这是通过活塞在气缸内部的运动,将空气逐渐挤压并减少其体积,从而增加了空气的压力。
这样就实现了将大量的空气压缩成较小的体积。
2. 冷却过程,在压缩过程中,空气会受热,L型空压机通常会配备冷却系统,以防止空气过热。
冷却系统可以是空气冷却或水冷却方式,通过降低空气温度,可以有效地减少空气中的水分含量,防止对设备和管道的腐蚀。
3. 分离过程,由于压缩空气中含有大量的水分和油分子,L型空压机通常会配置空气过滤器和油水分离器,以去除这些杂质。
这有助于提高空气的纯净度,保护后续使用设备和系统的正常运行。
4. 储存和输送,经过压缩、冷却和分离处理后的高压空气会被
储存在气罐中,以供后续使用。
同时,L型空压机也配备了输气管道和阀门系统,可以将高压空气输送到需要的地方,满足各种工业生产和设备操作的需求。
总的来说,L型空压机通过压缩、冷却、分离、储存和输送等过程,将大气中的空气转化为高压纯净的压缩空气,为各种工业和商业应用提供了重要的动力和能源来源。
希望这些信息能够帮助你更好地理解L型空压机的工作原理。
1引言毕业设计是学完所有课程后应用四年所学到的课本知识及课外的知识而进行的综合性、开放性的训练,是培养学生工程意识和创新能力的重要环节,也是考查学生四年学习成果的重要途径。
此次毕业设计的主要内容是通过对活塞式压缩机热力性能和动力性能的计算,完成压缩机的校核和选型工作。
通过近两个月的设计过程,对于我掌握过程流体机械选型基本方法、基本步骤和基本原则起到了明显的效果,达到了预期的训练目的。
同时,通过毕业设计环节,使我的计算机应用能力得到了提高,培养了我的设计能力和解决实际问题的能力。
毕业设计要求学生正确运用和查阅与本课题相关的设计标准、规范、手册、图册等技术资料,独立的进行理论计算、结构计算、绘制工程图样、编写设计说明书等。
掌握机械设计的基本要求、基本方法、基本步骤,为走向工作岗位打下坚实的基础。
V-0.17/8空气压缩机设计的主要任务是了解空气压缩机的基本原理与结构类型,着重了解和掌握活塞式空气压缩机的基本原理、组成结构、材料、制造加工工艺、冷却润滑方式等。
1.1设计参数题目:V-0.17/8空气压缩机设计排气压力=0.8MPa吸气压力Ps=0.1MPa排气量Q=0.17m3/min转速n=2840r/min1.2 空气压缩机的结构及工作原理空气压缩机是气源装置中的主体,它是将原动机(通常是电动机)的机械能转换成气体压力能的装置,是压缩空气的气压发生装置。
空气压缩机的种类很多,按工作原理可分为容积式压缩机,速度式压缩机,容积式压缩机的工作原理是压缩气体的体积,使单位体积内气体分子的密度增加以提高压缩空气的压力;速度式压缩机的工作原理是提高气体分子的运动速度,使气体分子具有的动能转化为气体的压力能,从而提高压缩空气的压力。
本机属于容积式空气压缩机。
往复式空气压缩机主要有曲轴连杆活塞式、曲柄连杆活塞式和曲柄滑管式三种形式。
其主要由活塞、气缸、曲轴、连杆、吸气阀片和排气阀片等组成。
连杆小头主要通过活塞销与活塞相连,而连杆大头套在曲轴的曲轴柄部分,曲轴由带轮带动旋转,气缸顶部安装有阀板组件。
目录1.热力学计算 (1)2.动力计算 (5)3。
结构尺寸设计 (18)4.参考文献 (30)5.实践心得 (31)91.热力学计算 已知条件有:相对湿度φ=0。
8 空气等熵指数k=1.4 第一级吸气温度Ts1=40℃ 第二级吸气温度Ts2=40℃ 额定排气量Qd=0.6m 3/min 额定进气压力Ps1=0。
4MPa 额定排气压力Ps2=2 MPa压缩机转速取n=1000r/min ,活塞行程S=2r=100mm 。
活塞杆长度500mm ,曲柄长度r=50mm 。
1。
1行程容积,气缸直径计算 ① 初步确定各级名义压力根据工况的需要选择计数为两级,按照等压比的分配原则,12εε===2。
828但为使第一级有较高的容积系数,第一级的压力比取稍低值,各级名义压力级压力表如下:级数 ⅠⅡ 吸气压力p s 0/MPa 0.4 0.8 排气压力p d 0/ MPa 0.8 2 压力比ε0= p d 0/ p s 022.5② 定各级容积系数Ⅰ.确定各级容积系数。
取绝热指数为K=1。
4,取各级相对余隙容积和膨胀指数如下:1α= 0.11 2α=0。
13 1m =1。
3 2m =1.35 得 :1/m1v11111λαε=--() λv2=0.874 =1-0.11x(21/1。
3—1) =0。
92Ⅱ。
选取压力系数: p1λ=0.97 p2λ=0.99 Ⅲ。
选取温度系数: t1λ=0.95 t2λ=0。
95 Ⅳ。
选取泄露系数: l1λ=0.92 l2λ=0.90 Ⅴ.确定容积效率: V v p t l ηλλλλ= 得:V1η=0。
78 V2η=0。
74③ 确定析水系数ϕλ第一级无水析出,故1ϕλ=1.0。
而且各级进口温度下的饱和蒸汽压sa p 由文献查的1t =t 2=40℃ P sa =7375Pa得:()2s11sa11s22sa2p p /p p ϕλϕεϕ=--()=(4 105—0.8x7375)x2/(8x105—7375) =0。
本科毕业设计说明书天然气压缩机毕业设计NATURAL GAS COMRRESSOR GRADUATIONDESIGN学院:机械工程学院专业班级:过控09—2学生姓名: ----指导教师: ------副教授2013年6月1 日天然气压缩机毕业设计摘要往复式压缩机是工业上使用量大、面广的一种通用机械。
立式压缩机是往复活塞式压缩机的一种,属于容积式压缩机,其是利用活塞在气缸中的运动对气体进行挤压使气体压力提高。
热力计算、动力计算是压缩机设计计算中基本又是最重要的一项工作,根据任务书提供的介质、气量、压力等参数要求经过计算得到压缩机的相关参数如级数、列数、气缸尺寸、轴功率等以及经过动力计算得到活塞式压缩机的受力情况。
活塞式压缩机热力计算、动力计算的结果将为基础设计及整体设计提供原始数据,其计算结果的精确程度体现了压缩机的设计水平。
关键词:活塞式压缩机,热力计算,动力计算,整体设计NATURAL GAS COMRRESSOR GRADUATION DESIGNABSTRACTReciprocating compressor is a common type machine, used in the industry . Vertical compressors is a kind of reciprocating compressor, belong to the compressor , utilize the pistons in the cylinder moving to squeeze on the gas ,squeezed the gas pressure.Thermal calculation and dynamical computation is basic of compressor design’calculation, is also an important woke, according to medium, displacement, pressure of task-book, by calculating getting related parameters of compressors, such as levels, columns, size of cylinder, shaft power, by dynamical computation getting stressed status of a piston type compression. Heat calculation and dynamical computation of the piston type compressor, which is providing the design data of foundation design and the overall design.The calculations reflect exactly the design level .KEYWARDS:piston compressor,thermal calculation,dynamical computation,the overall design摘要 (I)Abstract (II)第一章引言 (5)1.1压缩机设计的意义 (6)1.2活塞压缩机的工作原理 (6)1.3活塞压缩机的分类 (7)1.4压缩机的发展前景 (7)1.5压缩机设计说明 (8)第二章总体设计 (9)2.1设计依据及参数 (9)2.2总体设计原则 (9)2.3结构方案的选择 (9)2.3.1压缩机结构形式的选择 (10)2.3.2运动机构的结构及选择 (10)2.3.3级数选择和各级压力比的分配 (11)2.3.4转速和行程的确定 (12)第三章热力计算 (14)3.1确定各级的容积效率 (15)3.1.1确定各级的容积系数 (15)3.1.2选取压力系数 (15)3.1.3选取温度系数 (15)3.1.4 泄漏系数 (16)3.1.5确定容积效率 (16)3.2确定析水系数 (16)3.3 确定各级行程容积 (16)3.4汽缸直径的确定 (16)3.5实际行程容积 (16)3.6新的的容积系数及新的相对余隙 (17)3.8确定排气温度 (18)3.9计算轴功率并选配电机 (18)第四章动力计算 (18)4.1压缩机中的作用力 (19)4.2曲柄连杆机构的运动关系和惯性力 (18)4.3往复惯性力往复摩擦力旋转摩擦力的计算 (20)第五章汽缸部分的设计 (22)5.1气缸 (22)5.1.1结构形式的确定 (23)5.1.2气缸主要尺寸的计算 (23)5.1.3气缸材料 (23)5.2气阀 (23)5.2.1气阀的基本要求 (24)5.2.2阀设计的主要技术要求 (24)5.2.3阀的分类 (24)5.2.4阀设计的主要技术要求 (25)5.3活塞 (25)5.3.1活塞的基本结构型式 (25)5.4活塞环 (26)5.5活塞基本尺寸 (27)第六章基本部件的设计 (27)6.1曲轴 (27)6.1.1 曲轴结构的选择 (27)6.1.2曲轴结构设计 (28)6.1.3曲轴结构尺寸的确定 (28)6.1.4曲轴材料 (29)6.1.5曲轴强度校核 (29)6.2连杆 (30)6.2.1连杆结构设计 (30)6.2.2连杆结构设计基本原则 (31)6.2.3连杆尺寸计算 (31)第七章轴承···························错误!未定义书签。
目录一、热力学计算 (2)1.1初步确定压力比及名义压力 (2)1.2初步计算各级排气温度 (3)1.3计算各级排气系数 (4)1.4确定气缸行程容积: (6)1.5确定气缸直径 (7)1.6修正压力及压力比 (9)1.7实际压力与压力比 (9)1.8各级温度 (10)1.9计算止点活塞力 (10)1.10复核实际排气量 (11)1.11计算指示功率 (11)1.12计算功率 (12)1.13比功率计算 (12)二、第一级缸动力分析 (14)2.1曲柄长度: (14)2.2余隙容积折合的长度 (14)2.3气体力分析 (14)2.4摩擦力的计算 (17)2.5往复运动质量的计算 (17)2.6总活塞力的计算 (18)2.7切向力计算 (18)三、第二级缸图解法 (20)3.1运动曲线 (20)3.2Ⅱ各级气缸指示图 (20)3.3作气体力展开图 (21)3.4作切向力图 (22)参考文献 (24)一、热力学计算1.1 初步确定压力比及名义压力 (1) 两级压缩总压力比964.8009.1045.912===s d P P ε 按等压力比分配原则确定各级压力比:0.321===εεε(2) 各级名义进、排气压力如下:027.30.3009.1111=⨯==εs d P P 081.90.3027.3222=⨯==εs d P P式中:ε——两级压缩总压力比1S P ——第一级名义进气压力1d P ——第一级名义排气压力 2S P ——第二级名义进气压力2d P ——第二级名义排气压力1ε——一级压力比2ε——二级压力比故各级名义进、排气压力如下表:1.2 初步计算各级排气温度第一级进气温度:K T s 3001=第一级排气温度: 由公式kk s d T T 1-=ε可得:K T T kk s d 4110.33004.114.1111=⨯==--ε由于介质是空气取k=1.4。
第二级进气温度:K T s 3152=第二级排气温度:K T T kk s d 4310.33154.114.1122=⨯==--ε式中:1S T ——第一级进气温度 1d T ——第一级排气温度2S T ——第二级进气温度 2d T ——第二级排气温度故各级名义排气温度如下表:1.3 计算各级排气系数因为压缩机工作压力不高,介质为空气,全部计算可按理想气体处理。
1绪论1.1引言随着科学技术的飞速发展,人类与天然气的关系越来越密切。
正如大家所知道的,天然气能源是一种十分干净,优质,方便,高效的能源。
所以无论是直接燃烧,还是用来开车或发电,都将会受到人们的欢迎。
经过测定,天然气的热效应和热值不仅高于煤炭的热值,而且也高于石油的。
目前天然气消费在世界能源消费结构中的比重已达35%,成为仅次于石油的第二大能源。
天然气广泛用于商业及民用热水器,燃灶具,制冷及采暖,也用于冶金,造纸,陶瓷,采石,玻璃等行业,还用于干燥脱水处理及废料燃烧天然气汽车的一氧化碳,碳氢化合物与氮氧化合物的排放量都大大的低于汽油,柴油发电机的汽车,不磨损,不积碳,运营费用低,是一种新型环保的汽车,未来的发展前景非常可观。
1.2天然气压缩机的国内外研究现状目前,国外天然气压缩机的主要生产厂家,主要集中在美国。
以库伯公司,艾里尔公司,和德莱赛兰公司等为代表。
生产的压缩机类型按其总体结构而言,可分为总体式和分体式两大系列。
总体来看,目前国内生产的压缩机产品的供需情况是:一般用微型压缩机和往复式活塞压缩机,这两种压缩机的生产力都大于市场需要,快速发展的微型压缩机主要依赖于以出口为主的生产模式,工艺用的压缩机尽管有了较快的发展,但在其技术水平和制作能力,特别是在产品的性能稳定性,可靠性方面与国际先进水平有一定差距,不能满足国家重点工程建设的需要。
目前车用天然气压缩机技术已日趋成熟,技术性能已达到国际水平,制造和生产的水平已接近国际水平。
进口及国产的同类型压缩机性能与中国产压缩机的易损件寿命比进口的产品低,国产材料加工水平没有跟上是主要的原因。
但进口压缩机的价格要给国产的压缩机的成套价格高52%,而且配件供应有保证。
因此选用国产压缩机投资和运行维护费用比较低。
2 VW-7/3天然气压缩机的特点及应用2.1天然气压缩机的构造原理:天然气加气站用压缩机,构件主要包括电机、曲轴连杆机构、气缸、活塞。
气体的压缩级数为三级或四级,连杆、气缸与活塞组成的列数为两列,同一列的不同级的气缸之间不设置平衡段缸且采用倒级差组合结构,每一列中的气缸填料与活塞环为自润滑材料环。
L型空压机结构复杂,由若干个具有特定作用的系统组成,它分别是:传动系统,气路系统,冷却系统,润滑系统,调节系统和控制系统保护系统。
一、传动系统→传动系统主要部件有:曲轴、连杆、十字头、飞轮及机架等,其作用是传递动力,把电动机的旋转运动转变成活塞的往复运动。
二、气路系统气路系统的主要部件有:空气过滤器、气缸、活塞、气阀、密封装置和风包等。
空气经过气路系统恶毒过程就是从低压变为高压的过程,其流通路线为,大气→空气过滤器→I级气缸→中间冷却器→II级气缸→风包。
三、冷却系统冷却系统的主要作用是降低压气的温度,从而节省功率消耗,提高空压机工作的经济性和安全性。
空压机内冷却主要部位是气缸水套和中间冷却器两大部分,气缸用水套进行冷却主要冷却,由于接触散热面小,对缸内气体冷却效果不显著,主要目的是限制气缸和压气的温度不要太高,使得气缸内压缩机油维护一定黏度,保证活塞与气缸间的润滑效果。
中间冷却器主要由外壳和一束水管组成,冷却水在管内流,压气在管外流,压气的热量通过管壁传递给冷却水。
由于接触面积较大,散热较快,冷却效果较好。
四、润滑系统空气机需要润滑的部位有气缸、曲轴、连杆、十字头等。
由于气缸内部润滑禁止使用一般机械油,一定要使用黏度高,热稳定性好闪点较高的压缩机油。
五、调节系统由于电机的转速一定,则空压机生产的压气是一定的而使用的风动工具和风动机械台数是经常变化的,因此耗气量也是变化的,当耗气量大于运转着的空压机的总排气时,则输气管中的压力就降低,这时可启动备用空压机的排气量时,多余的压气使输气管中的压力增高,压力增高太多,容易产生危险。
这种情况持续时间较长时可以暂停部分运转着的空压机;时间较短时,采用此法空压机启、停太频繁,是行不通的的,因此必须采取措施,调节空压机的排气量。
六、控制系统保护系统空压机是大型设备,关系到生产的安全,为了及时发现空压机运行中的不正常现象,防止事故发生,保证压气设备安全运行,在大、中型空压机上必须设置下列安全保护装置。
1 引言活塞式压缩机设计是专业课程设计的主要方向之一。
活塞式压缩机的主要特点有:压力范围广,效率高,适应性强。
然主要缺点有:外形尺寸和重量较大,需要较大的基础,气流有脉动性和易损零件较多。
综合考虑我们的设计题目主要以排气量小于1m3/min 的微型或小型角度式空气压缩机为主。
用于提供压缩空气的角度式空气压缩机包括V型、W型、S型等结构型式,主要分为单级和两级压缩两大类;润滑方式分:有油润滑、无油润滑;冷却方式主要为风冷;气阀型式主要为舌簧阀。
单级和多级压缩各有优点,有油和无油各有特点,风冷是小型空气压缩机常见的冷却方式,与水冷相比也各有优点。
目前,小型空气压缩机气阀常用舌簧阀,主要是余隙小,气缸利用率高。
空气压缩机的设计原则:(1)满足用户提出的关于排气量、排气压力以及有关使用条件的要求;(2)有足够的使用寿命及使用可靠性;(3)运转的经济性;(4)动力平衡性良好;(5)维护及检修方便;(6)尽可能使用新结构、新技术及新材料;(7)制造工艺性良好;(8)机器轻巧。
以上原则往往彼此之间相矛盾,应根据压缩机的用途,在保证主要要求下,尽量满足其他要求[1]。
活塞式压缩机的发展趋势是:(1)高压、高速、大容量。
在某些化工部门,提高压力可以提高合成效率,因而压缩机的压力在逐渐提高。
高转数、短行程的结构应用降低了机器占地面积和金属消耗量。
(2)提高效率以及延长使用期限。
(3)按产品系列化、通用化、标准化进行生产,以便于产量、质量的提高,且适用于产品变型。
、MPa、MPa、MPa、,MPa、MPa两档为主。
2 总体结构方案设计总体方案设计是整个设计的关键,方案的选择一定要有充分的选择依据。
在理解的基础上,准确表达设计方案的目的。
明了该种结构方案的热力学目的和特点,动力学目的和特点,结构优化设计的目的以及其它需要完善和实现的目标。
2.1 设计参数压缩介质:空气空气相对湿度:以石家庄地区为准吸气压力:大气压排气压力:排气量:≥活塞行程:S=65mm一级进气温度:(10~45)℃2.2 设计要求选取适宜的级数、冷却方式等,确保排气量≥。
全套设计1 引言空气压缩机是指压缩介质为空气的压缩机,主要作用是为生活、生产提供源源不断地、具有一定压力的压缩空气。
作为一种工业装备,压缩机广泛应用于石油、化工、天然气管线、冶炼、制冷和矿山通风等诸多重要部门;作为燃气涡轮发动机的基本组成元件,在航空、水、陆交通运输和发电等领域随处可见;作为增压器,已成为当代内燃机不可缺少的组成部件。
在诸如大型化肥、大型乙烯等工艺装置中,它所需投资可观,耗能比重大,其性能的高低直接影响装置经济效益,安全运行与整个装置的可靠性紧密相关,因而成为备受关注的心脏设备[1]。
压缩机按工作原理可分为容积式和动力式两大类;按压缩级数分类,可分为单级压缩机、两级压缩机和多级压缩机;按功率大小分类,可分为微小型压缩机、中型压缩机和大型压缩机。
按压缩机的结构形式可分为立式、卧式和角度式。
而且角度式又可分为L型、V型、W型、扇形和星型等。
不同形式的压缩机具有其鲜明的特点,根据其工作原理的不同决定了其不同的适用范围[2]。
空气压缩机的选择主要依据气动系统的工作压力和流量。
起源的工作压力应比气动系统中的最高工作压力高20%左右,因为要考虑供气管道的沿程损失和局部损失。
如果系统中某些地方的工作压力要求较低,可以采用减压阀来供气。
空气压缩机的额定排气压力分别为低压(0.7MPa~1.0MPa)、中压(1.0MPa~10MPa)、高压(10MPa~100MPa)和超高压(100MPa以上),可根据实际需求来选择。
常见使用压力一般为0.7~1.25MPa[3]。
空气压缩机应用范围极为广泛,且由资料显示国内需求量呈上升趋势,是中小型工业用压缩机一个庞大的族群。
中、小型微型工业用往复活塞式压缩机有着相同的传动部件基础上变换压缩级数和气缸直径,迅速派生出多品种变形产品的便利条件。
不仅其容积流量、排气压力变化多端,通过适当调整部分零部件材质还可以压缩多种气体,大为扩展服务领域[4]。
活塞式压缩机与其他类型的压缩机相比,特点是(1)压力范围最广。
过程流体机械课程设计指导书一、 设计题目4L---20/8 活塞式压缩机设计二、主要设计参数(1) 排气量: 有效排气量 21.5 m 3/min(2) 进气压力: 0.1 MPa(3) 排气压力: 0.8 MPa(4) 轴转速: 400 rpm(5) 行程: 240 mm(6) 气缸数: 一级压缩 1二级压缩 1(7) 气缸直径:一级 420 mm二级 250 mm(8) 轴功率: ≤ 118 KW(9) 电机: 功率 130 KW , 转速 730 rpm , 额定电压 380V(10) 排气温度: ≤ 160 0C(11) 冷却水量: 4吨/小时三、设计计算1、计算任务(1)对实际排气量,排气温度和功率进行复算。
(2)主、从动皮带轮的设计计算。
2、压缩机设计计算(1)结构型式及方案选择根据总压力比ε=8,压缩机的级数取两级比较合适。
本设计为固定式压缩机,为了获得较好的运转平稳性,结构型式采用L 型,而且Ⅰ、Ⅱ级采用双作用气缸。
另外,压缩机采用水冷方式。
(2)容积流量(排气量)的计算1)理论排气量1vn q 、2vn q 的计算vn q =Ln d D n L d D n L D )2(4)(4422222-=⋅-+⋅πππ式中 n ——压缩机转速 rpm 。
图1 容积流量的计算2)实际排气量的计算v vn v q q η⋅=式中 ηV ——容积效率,ηV = λV λP λT λl其中 λV ——容积系数,λV = 1-α(n1ε-1) ,α为相对余隙系数,低压级α=0.1,中压级α=0.11 。
ε为名义压力比,一般单级压力比ε=3~4 。
n 为膨胀指数。
λP ——压力系数,λP =0.95~0.98λT ——温度系数,λT =0.92~0.98λl ——泄漏系数,λl =0.90~0.983)各级行程容积Vs 的计算 Vs =vv n q η (n 为压缩机转速) (3)排气温度计算d T =s T m m 1-ε式中m ——压缩过程指数,一般压缩过程指数取低压级m =(0.95~0.99)k ,中、高压级m = k 。
L型空气压缩机操作规程L型空气压缩机操作规程空气压缩机作为一种常用的机械设备,广泛应用于各个领域,如汽车维修、机械制造、建筑工程等。
L型空气压缩机是一种常见的空气压缩机,其操作规程的规范性对保证操作安全、提高工作效率和延长设备使用寿命具有重要意义。
本文旨在对L型空气压缩机的操作规程进行详细的介绍。
一、安全操作1.空气压缩机在操作前应先检查工作环境,确保工作区域干燥、通风,且没有易燃物质和爆炸危险物品。
2.操作人员必须严格按照说明书和操作规程进行操作,并严格保持警惕,避免意外发生。
3.操作人员在操作前应穿戴好劳动保护用品,如安全鞋、安全帽、防护手套等,并正确使用操作工具。
4.在进行任何操作之前,必须切断电源,并确保设备处于停机状态。
5.在清洁和维护设备时,必须停止供电,并在操作前等待机器冷却。
二、操作流程1.准备工作:在开始操作之前,必须将设备瓦斯、油、水等危险物品清除干净,并检查设备各处紧固件是否牢固。
2.连通电源:在确认设备准备就绪后,才可以插入电源并打开总开关。
3.调节压力:根据需求调节压力,可以使用设备上的压力表和压力调节阀完成操作。
4.操作设备:在完成压力调节后,即可启动该设备。
在设备运行过程中,必须注意如下几点:(1)避免设备运行过程中过载或超负荷;(2)定期检查设备的运行状态,确保正常运行;(3)注意设备排气口,确保其通风畅通,以避免设备过热。
5.停止设备:在结束运行,或者需要维护设备时,必须先切断电源,并待设备停止运行后,方可开始后续操作。
三、维护保养1.清洁:在每次使用完毕后,必须进行设备的清洁工作,将设备表面和内部的灰尘、水渍、油污等彻底清除。
2.保养:定期对设备的各个部分进行润滑、检查和调整,确保设备的正常运行和延长设备寿命。
3.更换零件:在设备出现故障或零件损坏时,必须及时更换,以确保设备正常运行。
四、操作注意事项1.在操作前,必须详细阅读本《L型空气压缩机操作规程》,清楚了解设备的使用方法和注意事项;2.使用时,必须保持警觉和专注,以避免意外发生;3.设备在运行过程中,必须注意设备的负荷,以及对环境的影响;4.在维护设备时,必须严格按照规范进行,避免人为损坏设备。
独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
尽我所知,除文中已经标明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。
对本文的研究做出贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到,本声明的法律结果由本人承担。
学位论文作者签名:日期: 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。
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保密□ ,在____年解密后适用本授权书。
不保密□。
(请在以上方框内打“√”)学位论文作者签名: 指导教师签名: 日期: 年 月 日 日期: 年 月 日本论文属于 √摘要连杆是汽车空压机的主要零件,形状复杂,刚度差,容易变形,精度要求高,加工比较困难,因此对机床和刀具都有特殊的要求。
连杆的尺寸精度、形状精度以及位置精度的要求都很高,而连杆的刚性比较差,容易产生变形,因此在安排工艺过程时,就需要把各主要表面的加工工序分开。
本文章主要设计了连杆的加工工艺和夹具设计。
关键词: 连杆、加工工艺、夹具AbstractThe connecting rod is the main parts, shape complicacy of the air compressor, just the degree is bad, and the strain, accuracy request high, process the comparison difficulty, and request engine bed and tool angel had specially. Rod dimensional accuracy, shape accuracy and position accuracy requirement are high, and the connecting rod rigidity is relatively poor, prone to distortion in the arrangement process, you need to separate the main surface of the rough finishing operations. This paper mainly discusses the linkage of process and fixture design.Keywords:connecting 、process、fixture.目录摘要.................................................................................................... .II Abstract. (II)Ш第1章绪论 (1)1.1课题的来源与目的 (1)1.2计算生产纲领,确定生产类型 (1)1.2课题设计任务书和工作量 (1)第二章连杆的机械加工工艺规程设计 (2)2.1审查零件图样的工艺性 (2)2.1.1连杆的结构特点 (2)2.1.2连杆的结构工艺性和工艺分析 (2)2.2选择毛坯的类型和制造方式 (5)2.2.1确定毛坯的类型及制造方式 (5)2.2.2确定毛坯的尺寸并绘制毛坯图 (5)2.3零件工艺过程设计 (5)2.3.1定位基准的选择 (5)2.3.2零件表面加工方法的选择 (6)2.4制定机械加工工艺路线 (7)2.5机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 (9)2.6确定切削用量及基本工时 (14)第三章机床夹具设计 (27)3.1定位要则 (27)3.1.1选择合理的定位基准 (27)3.1.2对定位元件的要求 (27)3.1.3定位精度 (27)3.2夹紧要则 (28)3.2.1工件达到正确夹紧的原则 (28)3.2.2对夹紧机构的主要要求 (28)3.2.3结构设计要则 (30)3.3研究分析零件夹具总体结构方案的设计 (30)3.3.1研究零件加工工艺规程及本工序机床规格和性能 (30)3.3.2确定工件的定位方式,夹紧方式,夹具体设计 (30)3.4切削力、夹紧力以及定位误差的计算 (32)3.4.1切削力、夹紧力的计算 (32)3.4.2定位误差的计算 (32)3.5绘制夹具图 (33)个人总结 (34)致谢 (35)参考文献 (36)第一章绪论1.1课题的来源和目的课题来源于东风汽车泵业有限公司实际生产需要,其目的是结合东风汽车泵业有限公司空气压缩机柔性生产线建设规划,进行雷诺空压机连杆的工艺设计和夹具设计,同时也培养了我们综合应用所学知识和技能解决实际工程问题的能力。
4L-208型活塞式空气压缩机的选型及设计()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D—42/8。
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。
关键词:活塞式压缩机;结构;设计;强度校核;选型1.1压缩机的用途4L—20/8型空气压缩机(其外观图见下页),使用压力0.1~1.6Mpa(绝压)排气量20m3 /min,可用于气动设备及工艺流程,适用于易燃易爆的场合。
该种压缩机可以大幅度提高生产率,工艺流程用压缩机是为了满足分离、合成、反应、输送等过程的需要,因而应用于各有关工业中。
因为活塞式压缩机已得到如此广泛的应用的需要,故保证其可靠的运转极为重要。
气液分离系统是为了减少或消除压缩气体中的油、水及其它冷凝液。
本机为角度式L型压缩机,其结构较紧凑,气缸配管及检修空间也比较宽阔,基础力好,切向力也较均匀,机器转速较高,整机紧凑,便于管理。
本机分成两列,其中竖直列为第一列,水平列为第二列,两列夹角为90度,共用一个曲拐,曲拐错角为0度。
1.2压缩机的工作原理和结构简介1.2.1工作原理本机为往复活塞式压缩机,依靠气缸内往复运动的活塞压缩气体容积而提高其压力。
当驱动机(电机)开启后,通过弹性联轴器带动压缩机的曲轴作旋转运动,不断旋转的曲轴使连杆不停的摆动,从而牵动十字头、活塞杆、活塞分别在十字头滑道内和气缸内作往复直线运动[5]。
目录1 设计目的 (2)2 设计内容 (3)3 热力计算 (4)(一)确定汽缸直径 (4)(二)计算实际吸排气压力 (6)(三)计算盖侧和轴侧活塞工作面积 (6)(四)确定各级排气温度 (7)(五)计算轴功率并选配电机 (7)(六)热力学参数统计 (8)4 动力计算部分 (8)(一)运动规律及机构运动学关系简化 (8)(二)往复惯性力计算 (11)(三)气体力计算 (11)(四)摩擦力计算 (12)(五)综合活塞力 (12)(六)切向力计算及切向力图 (12)(七)飞轮矩计算 (13)(八)分析动平衡性能 (13)5设计体会 (13)6 参考文献 (14)1 设计目的1.进一步加深并综合运用《过程流体机械》及相关课程所学的基本理论、基本知识,掌握典型过程流体机械的选型、校核等基本技能。
2.了解压缩机基本结构及设计方法及步骤,培养学生对过程工程设计的技能以及独立分析问题、解决问题能力。
3.树立正确的设计思想,重点掌握典型过程流体机械-活塞式压缩机的工作原理、热力和动力计算特点。
进行设计基本技能的训练,例如查阅设计资料(手册、标准和规范等)、计算、运用以及使用经验数据、进行经验估算和处理数据的能力。
2 设计内容(1)题目校核计算L-4/15型石油气压缩机。
(2)已知数据a. 型式:L型双缸二级作用水冷式石油气压缩机。
b. 工艺参数Ⅰ级名义吸气压力:P1I =(绝压),吸气温度T1I =20℃Ⅱ级名义排气压力:P2II =(绝压),吸入温度T2II =20℃排气量(Ⅰ级吸入状态): Vd=4m³/min石油气相对湿度: φ=c. 结构参数:活塞行程:S=2r=240mm;电机转速:n=422r/min;活塞杆直径:d=45mm气缸直径:Ⅰ级,DI =280mm Ⅱ级,DII =160mm相对余隙容积:αI=,αII=轴功率:≤35KW电动机与压缩机的联接:电动机转子直接装在曲轴端(电动机转子兼做飞轮)连杆长度:l=500mm运动部件质量(kg):见表3-7表3-7 运动部件质量(kg)d. 石油气组成成分;见表3-8表3-8 石油气的主要成分及体积百分含量(3)核算任务a. 热力计算:包括压力比分配,气缸直径,排气量,功率,各级排气温度,缸内实际压力等。
b.动力计算:作运动规律曲线图,计算气体力,惯性力,摩擦力,活塞力,切向力,法向力,作切向力图,求飞轮矩,分析动力平衡性能。
3 热力计算(一)确定汽缸直径根据总压比ε=16,压缩机的级数取两级,选择L 形结构,而且I 、II 级采用双作用汽缸。
另外压缩机采用水冷方式。
①初步确定各级名义压力根据工况的需要,选择级数为两级,按照等压比分配的原则,41621===εε,但为使第一集有较高的容积系数,第一级的压力比取稍低值,各级名义压力及压力比见表。
表 各级名义压力及压力比下表②确定各级容积效率i.确定各级容积系数。
取各级相对余隙容积和膨胀指数如下。
06.01=α 010.02=α 已知根据公式∑-=-111i i k k ϕ 可得石油气的等熵指数k=由等熵指数k 球的膨胀指数20.11=m ,25.12=m 则可得 873.0)1(111111=--=m v εαλ , 791.02=v λii.选取压力系数:97.01=p λ 99.02=p λ iii.选取温度系数:96.01=t λ 97.02=t λ iv.选取泄漏系数:971.01=l λ 973.02=l λ v.确定容积效率:l t p v v λλλλη= 789.01=v η 739.02=v η③确定析水系数ϕλ 第一级无水分析出,故0.11=ϕλ。
而各级进口温度下的饱和蒸汽压sa p 由文献差得Pa p sa 23351=,Pa p sa 23352=99.012221112=--=εϕϕλϕsa s sa s p p p p④确定各级行程容积 31101201.0m n q V v vs ==η 322122120033.0m T T p p n q V v s s v s ==ηλϕ⑤确定各汽缸直径,行程和实际行程容积 已知转速n=422r/min ,行程s=240mm ,得活塞平均速度s m sn v m /38.330/== 取活塞直径d=45mm ,得181.022211=+=d s V D s πm根据汽缸标准,圆整为mm D 1901=,实际行程容积3101323.0m V S =。
活塞有效面积为2221'10551.042m d D A p =-=ππ,理论有效面积210499.0m A p =。
同理,m d s V D s 099.022222=+=π,根据汽缸直径标准,圆整为mm D 1002=,实际行程容积为320034.0m V s =,活塞有效面积为222201412.042'2m d D A p =-=ππ,理论有效面积220138.0m Ap =。
考虑到圆整值与计算值之间有差值,这里采用维持压力比不变,调整相对余隙容积的方法,利用下式计算容积系数''p pv v A A λλ=计算得新的容积系数为791.01=v λ 773.02=v λ 再通过下列计算新的相对余隙 111--=mvελα结果为 099.01=α 105.02=α (二)计算实际吸排气压力 由计算公式()s s s p p δ'-='1和()d d d p p δ'+='1 可求得实际吸排气压力。
各级进、排气相对压力损失取值,各级进、排气压力和实际压力比见表。
表各级进、排气压力和实际压力(三)计算盖侧和轴侧活塞工作面积 首先计算盖侧和轴侧活塞工作面积,见表。
表 盖侧和轴侧活塞工作面积(四)确定各级排气温度对所用石油气进行计算,可得等熵指数k=,由于采用水冷方式,近似的认为各级压缩指数为2.11=n 2 27.12=n取K T s 2931= , K T s 2932= , 排气温度由式mm s d T T 1-=ε,可得K T d 6.3671= , K T d 5.3882= (五)计算轴功率并选配电机 各级指示功率为 }1)]1({[1)1(6011-+--=-jj n n oj j j jsj sj vj sj nj n n V p n N δελδ,(其中d s o δδδ+≈)kW N i 42.121= kW N i 71.122=总的指示功率为 kW N N N i i i 13.2521=+= 取机械效率94.0=m η,所以轴功率为kW N N miz 73.26==η取电机功率余度10%,则电动机功率取30kW(六) 热力学参数统计1.压力比分 9.31=ε 1.42=ε2.汽缸直径 mm D 1901= mm D 1002=3.排气量 min 43m q v =4.功率 kW N z 30=5.各级排气温度 K T d6.3671= K T d 5.3882=6.缸内实际压力 095.01='s p 4212.01='d p 3705.02='s p 696.12='d p4 动力计算部分(一)运动规律及机构运动学关系简化规定外止点是活塞运动的起始位置,相应曲柄转角00=θ,则任意转角位置活塞的位移x 、速度v 、加速度a 以及连杆的摆角β都是θ的函数。
定义曲柄半径与连杆长度的比值l r /=λ为曲柄连杆比。
)]2cos 1(4)cos 1[(θλθ-+-=r x)2sin 2(sin θλθω+=r v)2cos (cos 2θλθω+=r a其中 120=r mm , 19.4430==nπω rad/s , 24.0==lrλ 则简谐运动方程为)]2cos 1(06.0)cos 1[(120θθ-+-⨯=x)2sin 24.0(sin 8.5302θθ+⨯=v)2cos 24.0(cos 7.234330θθ+⨯=a其运动规律曲线图见图。
(a ))]2cos 1(06.0)cos 1[(120θθ-+-⨯=x(b ))2sin 24.0(sin 8.5302θθ+⨯=v(c ))2cos 24.0(cos 7.234330θθ+⨯=a图 运动规律曲线图为了方便起见,习惯上把压缩机运动零件的质量按他们的运动情况简化为质点,从而将它们的运动按质点动力学进行计算。
如图所示,把压缩机中所有运动零件的质量都简化为两类:一类质量集中在活塞销或十字头销中心点A 处,只做往复运动;另一类质量集中在曲柄销中心点B 处,只绕曲轴中心O 做旋转运动。
活塞、活塞杆和十字头部件都属往复运动,简单滴认为其质量集中在质点A 上,质量总和用P m 表示。
图 连杆质量转化根据已有连杆的统计结ll l l m m m m )7.06.0()4.03.0(-=''-=',取l l ll m m m m 65.035.0=''=',得:kgm kg m l l 971.33853.1511=''=',kg m kgm l l 971.33853.1522=''=',则,整个压缩机运动机构转化在往复运动部分一级以及二级总质量为l p s m m m '+=,l c r m m m ''+=(m c =0)kg m m m l p s 3746.135'111=+= kg m m m l p s 0617.78'222=+=kg m m l r 971.331=''= kg m m l r 971.3322=''=(二)往复惯性力计算压缩机各零部件做不等速直线运动或作旋转运动时,会产生惯性力,根据上述的质量转化方法得到往复惯性力的计算式为往复惯性力为)2cos (cos 2θλθω+==r m a m F s s Is 旋转惯性力为2ωr m F r Ir =经计算可得一级以及二级的往复惯性力和旋转惯性力为kN F Is )2cos 24.0(cos 722.311θθ+⨯= kN F Is )2cos 24.0(cos 292.182θθ+⨯=kN F F Ir Ir 96.721==图 往复惯性力曲线由图知,当活塞在内外止点是取得最大惯性力,即0=θ时惯性力最大,则活塞的最大惯性力为=MAX Is F 1 =MAX Is F 2(三)气体力计算止点气体力计算,见表。
表 止点气体力计算 ( kN)列次 内止点外止点I —I6.811111''=-=c s w d w A P A P F4.911111''-=+-=w s c d c A P A P F(四)摩擦力计算压缩机各接触面间的摩擦力取决于彼此间的正压力及摩擦系数,且随曲柄转角变化,难以精确计算。