毕业设计（论文）-一级缸径为100mm的W型无油润滑压缩机设计.docVIP

1 设计参数及要求 1．1 设计题目 一级缸径为100mm的W型无油润滑压缩机设计 1．2 设计参数 压缩介质：空气 排气量：0.8 m3/min左右 吸气压力：0.1MPa 排气压力：1.0MPa（表压） 一级吸气温度：20℃ 二级吸气温度：35℃ 各级排气温度：≤180℃ 活塞行程：0.08m左右 一级缸径：0.100m 1．3 技术要求 结构型式：型，风冷式， 气阀型式：舌簧阀 W型，属角度式压缩机。此类压缩机结构紧凑，每个曲拐上装有两根以上的连杆，曲轴结构简单、轴向长度较短，并可采用滚动轴承，主要适用于中、小型及微型压缩机[1]。W型合理的列间夹角为60°，在此前提下，若能保证各列往复运动质量相等，有利于惯性力的平衡[2]。 压缩机结构方案示意图如下所示，采用两级压缩。图2-1为二级置于一侧的结构方案，图2-2为二级置于一侧的气缸中心线偏置式结构方案，图2-3为二级置式结构方案10%~20%，相应侧压力的峰值减少20%~30%，有利于降低摩擦功耗，延长无油压缩机活塞环和导向环的寿命。计算表明采用此种结构可使无油压缩机的径长比λ接近有油机从而降低其外形尺寸，进而使其与有油压缩机的通用性提高。 根据参数要求，取行程s = 90mm。 2．2 初步确定各级公称压力和温度 2.2.1 初步确定各级压力 多级压缩过程中，常取各级压力比相等，这样各级消耗的功相等，而压缩机的总耗功也最小[1]。各级压力比按下式确定： （2-1） — 任意级的压力比； — 总压力比； z — 级数。 总压力比： 各级压力比： 在实际压力比分配中，为保证第一级有较高的容积系数，从而使气缸尺寸不至于过大，将第一级压力比取小些，通常第一级压力比 。 选取第一级压力比 取 =3.09 则第二级压力比 各级名义进、排气压力及压力比已经调整后列表如下： 表2-1 各级名义进、排气压力及压力比 级数 名义进气压力 p1(105Pa) 名义排气压力 p2(105Pa) 名义压力比 ε Ⅰ 1.00 3.09 3.09 Ⅱ 3.09 11.00 3.56 2.2.2 初步确定各级排气温度 各级排气温度计算公式： (2-2) 式中：Td — 级的排气温度，K； Ts — 级的吸气温度K； 在实际压缩机中，压缩过程指数，可按以下经验数据选取[4]： 对于大、中型压缩机： 对于微、小型空气压缩机： 空气绝热指数k=1.4，取： 各级名义排气温度计算结果列表如下： 表2-2 各级排气温度 级数 名义吸气温度T1 名义压力比 压缩过程指数n 名义排气温度T2 ℃ K ℃ K Ⅰ 20 293 3.09 1.35 1.340 119.62 392.62 Ⅱ 35 308 3.56 1.35 1.390 155.12 428.12 2．3 求各级气体的可压缩性系数 表2-3 各级气体的可压缩性系数 级数 名义压力(105Pa) 名义温度 (K) 临界值 对比压力 对比温度 可压缩性系数 P1 P2 T1 T2 Pc (105Pa) Tc(K) Pr1 Pr2 Tr1 Tr2 z1 z2 Ⅰ 1.00 3.09 293 392.62 37.6 132.2 0.0266 0.0822 2.216 2.97 1 1.001 Ⅱ 3.09 11.00 308 428.12 37.6 132.2 0.0822 0.2926 2.33 3.24 1 1.006 2．4 确定各级的进、排气系数 2.4.1 容积系数 容积系数是由于气缸存在余隙容积，使气缸工作容积的部分容积被膨胀气体占据，而对气缸容积利用率产生的影响[4]。 (2-3) 式中：— 容积系数； — 相对余隙容积； 各级膨胀过程指数m按下表计算[5]。 表2-4 不同压力下的值 进气压力105Pa 任意值时 k=1.40时 1.5 1.2 1.5~4 1.25 4~10 1.3 10~30 1.35 30 1.40 根据不同的气阀结构，选用各级的相对余隙容积值。 采用环状气阀时，一般值在下列范围内选取：低压级，中压级，高压级。 采用舌簧阀的微小型压缩机，。 影响的主要因素为： 1)在相同的活塞线速度和排气量情况下，高转速短行程的相对余隙容积，要比低转速长行程的相对余隙容积大得多。 2)气阀在气缸上的布置方式