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过程流体机械课程设计指导书 设计题目 4L---20/8 活塞式压缩机设计 二、主要设计参数 排气量： 有效排气量 21.5 m3/min 进气压力： 0.1 MPa 排气压力： 0.8 MPa 轴转速： 400 rpm 行程： 240 mm 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 电机： 功率 130 KW， 转速 730 rpm， 额定电压 380V 排气温度： ≤ 160 0C 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、的计算 = 式中 n——压缩机转速 rpm。 2）实际排气量的计算 式中 ηV——容积效率，ηV = λVλPλTλl 其中 λV——容积系数，λV ＝ 1-α(-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＝0.95～0.98 λT——温度系数，λT＝0.92～0.98 λl——泄漏系数，λl＝0.90～0.98 3）各级行程容积Vs的计算 Vs＝ (n为压缩机转速) （3）排气温度计算 ＝ 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。 注意：压缩终温不能超过160 0C （4）估算轴功率（≤ 118 KW） ＝n 本设计中，和1＋均取为1 。 2、皮带传动设计计算 已知条件：P = 130 KW ， n1 = 730 rpm， n2 = 400 rpm （1）求计算功率 本设计为软起动，连续工作，工作时间≥16h，查表可得，取＝1.3 由此可得 （2）由计算功率和小带轮转速n1选带的型号，选SPC型窄V带。 （3）带轮直径计算 1）初选主动轮基准直径 由 ，可计算出从动轮直径 2）验算带速 SPC型窄V带速范围是5～25m/s ≤25 m/s （4）确定中心距和带轮基准长度 1）确定带轮基准长度 取 则 查表可得Ld以及与其对应的内周长度（公称长度）Li 2）确定实际中心距 由 以及 可得 （5）计算小带轮包角 （或600）≥ 1200 （6）求V带根数Z 式中 ——包角系数 ——长度系数，根据内周长度查表得到。 ——材质系数，对于棉帘布和棉线绳结构的，取=0.75，对于化纤线绳结构的取=1。 ——单根带许用功率值。 ——计入传动比影响时，单根带所能传递的功率增量。＝0.0001，是单根带所能传递转矩的修正值，可通过查表得到，为主动轮转速。 （7）单根带的预紧 式中 ——带单位长度的质量， Kg/m，查表可得。 ——带的线速度。 （8）轴上的压力 四、压缩机结构设计 本课程设计所设计的压缩机是如图2所示的L型空气压缩机。其主要零部件包括气缸、活塞、吸气阀、排气阀等。 1、气缸 （1）基本结构型式 采用双作用式铸铁气缸，冷却方式为水冷，不采用缸套。 （2）气阀在气缸上的布置 要求气阀在气缸上设置的通道截面尽量大，气流阻力小以及安装检修方便。气缸顶部的两个气阀在气缸盖上作轴向布置，底部两个气阀作倾斜布置。 （3）主要尺寸 进气口和出气口直径 Ф140 mm 气缸壁厚 L1＝14～16 mm L2＝12～14 mm 机身壁厚 工作面 14～16 mm 非工作面 12～14 mm 要求壁厚均匀，美观，便于铸造。 2、气阀 进气阀和排气阀均采用标准件。目前压缩机都使用随管路中气体压力变化而自动启闭的自动阀。本设计采用的是结构较简单，制造容易的环状阀。 3、活塞 活塞分为桶形活塞、盘形活塞