2V—0.510型空氣壓縮機設計【含CAD圖紙、說明書、開題報告】

資源目錄里展示的全都有，所見即所得。下載后全都有,請放心下載。原稿可自行編輯修改=【QQ：401339828 或11970985 有疑問可加】 畢業(yè)設計開題報告 畢業(yè)設計開題報告 題 目： 2V-0.5/10型空氣壓縮機設計 學生姓名： 專 業(yè)： 指導教師： 1 文獻綜述 1.1 引言 壓縮機是一種可用于壓縮氣體借以提高氣體壓力的流體機械，V型壓縮機由于其獨特設計十分受社會的青睞[1]。隨著國民經(jīng)濟的迅猛發(fā)展壓縮機是使用更廣，目前市場上通用的排氣壓力系列有0.4MPa、0.7 MPa、1.0 MPa、1.25 MPa、2.5MPa五檔[2]。由于其結構緊湊，體積和占地面積較小而應用廣泛，尤其是在石油、天然氣及船舶等行業(yè)中。隨著我國國民經(jīng)濟及綜合實力的提高,壓縮機的發(fā)展越來越強勁。 1.2 壓縮機的分類 壓縮機用途極為廣泛，在各種不同使用條件下，所需的壓力是多種多樣的，所壓送的介質也是不同的，根據(jù)不同的使用場合和使用對象的需求，壓縮機的種類也很多。壓縮機可根據(jù)作用原理、按壓送介質的種類、排氣壓力的大小、壓縮機級數(shù)、容積流量和結構型式等進行分類[3]。 按作用原理分：容積式和速度式。 按壓送的介質分類：空氣壓縮機、氮氣壓縮機、氧氣壓縮機和氫氣壓縮機等。 按照排氣壓力的大小分類：低壓(0.3～1.0)MPa、中壓(1.0～10)MPa、高壓(10～100)MPa及超高壓(>100)MPa[4]。 按照壓縮機級數(shù)分為：單級、兩級和多級壓縮機。 按結構型式的不同分類：容積型和速度型兩種。容積型又細分為：回轉式(包括螺桿式、滑片式及轉子式)和往復式(包括活塞式和隔膜式)。速度型細分為：離心式、軸流式、噴射式以及旋渦式壓縮機[5]。 其中活塞式壓縮機作為應用廣泛的一種壓縮機，其結構型式可以按照不同的分類原則進行分類。根據(jù)活塞在氣缸中的作用方式分類，有單作用壓縮機、雙作用壓縮機和級差式壓縮機。其中單作用壓縮機指氣缸內僅一端進行壓縮循環(huán)；雙作用壓縮機是指氣缸內兩端都進行同一級次的壓縮循環(huán)；而級差式壓縮機是指氣缸內一端或兩端進行兩個或兩個以上不同級次的壓縮循環(huán)。根據(jù)氣缸的布置型式可將其分為：一是立式壓縮機，氣缸均為豎立布置；二是臥式壓縮機，氣缸均為橫臥布置；三是對稱平衡型壓縮機，氣缸作水平布置，并布置在曲軸兩側，在兩主軸承之間，相對兩列氣缸的曲柄錯角為180o。且慣性力基本平衡、轉速較高、占地面積不大；四是對置型壓縮機，氣缸作水平布置，并布置在曲軸兩側，相鄰的兩相對列的曲柄錯角不等于180o。五是角度式壓縮機，氣缸中心線間具有一定的夾角，但不等于零或180o。若根據(jù)氣缸達到終壓時所需級數(shù)可分為：單級壓縮機、雙級壓縮機和多級壓縮機。若按列數(shù)的不同可分：氣缸配置在機身一側的一條中心線上單列壓縮機、缸配置在機身或兩側的兩條中心線上的雙列壓縮機以及氣缸配置在機身一側或兩側兩條以上的中心線上的多列壓縮機等。 1.3 活塞式壓縮機的優(yōu)點 活塞式壓縮機在國內外都有很長的發(fā)展歷史，至今壓縮機技術日趨成熟，產品具有很高的技術經(jīng)濟指標，一般認為其技術完善程度已很高。從上世紀50年代末開始研制開發(fā)活塞式壓縮機開始，今已積累了將近50年的設計和生產經(jīng)驗。 活塞式壓縮機是人類最早開發(fā)的一種壓縮機，也是最通用和非常高效的一種壓縮機。雖然活塞式壓縮機有外形尺寸和重量較大和氣流有脈動性，以及易損零件較多等不足，但其優(yōu)點很多，活塞壓縮機的適用壓力范圍廣且不論流量大小，均能達到所需壓力；活塞壓縮機的熱效率高，單位耗電量少；適應性強，即排氣范圍較廣，不受壓力高低影響，能適應較廣闊的壓力范圍；活塞壓縮機可維修性強；活塞壓縮機對材料要求低，多用普通鋼鐵材料，加工較容易，造價也較低廉；活塞壓縮機技術上較為成熟，生產使用上積累了豐富的經(jīng)驗以及活塞壓縮機的裝置系統(tǒng)比較簡單等多方面都具有優(yōu)勢，因此，活塞式壓縮機是最通用的一種壓縮機[6]。 1.4 V型壓縮機的結構 1.4.1 V形壓縮機基本結構 V型壓縮機結構包含以下四類部件1.氣缸部件；2.運動機構與機體部件；3.輔助機構部件；4.驅動機及其控制系統(tǒng)[7]。 氣缸部件：氣缸部件包括氣缸、活塞、活塞桿、氣閥等，它們組成壓縮機氣體的可變工作容積[8]。 1.4.1.1 氣缸 氣缸是實現(xiàn)氣體壓縮的主要部件之一，連接在機身上。氣缸在工作狀態(tài)下，一方面要承受氣體的壓力，另一方面還要承受氣體壓縮產生的高溫，還有與活塞的摩擦。所以設計時氣缸要有足夠的強度和剛度，其表面要有良好的耐磨性。還要有良好的冷卻性。 1.4.1.2 活塞 活塞可分為筒形和盤形兩大類。我國系列制冷壓縮機的活塞均采用筒形結構，它由頂部、環(huán)部和裙部三部分組成?；钊敳拷M成封閉氣缸的工作面?；钊h(huán)部的外圓上開有安裝活塞環(huán)的環(huán)槽，環(huán)槽的深度略大于活塞環(huán)的徑向厚度，使活塞環(huán)有一定的活動余地。活塞裙部在氣缸中起導向作用并承受側壓力。 1.4.1.3 氣閥 氣閥是壓縮機的一個重要部件，屬于易損件。它的質量及工作的好壞直接影響壓縮機的輸汽量、功率損耗和運轉的可靠性。氣閥包括吸氣閥和排氣閥，活塞每上下往復運動一次，吸、排氣閥各啟閉一次從而控制壓縮機并使其完成吸氣、壓縮、排氣等四個工作過程。由于閥門啟閉工作頻繁且對壓縮機的性能影響很大，因此氣閥需滿足如下要求：氣體流過閥門時的流動阻力要小，要有足夠的通道截面，通道表面要光滑，啟閉及時、關閉嚴密，堅韌、耐磨，工作可靠[9]。 1.5 壓縮機的計算及設計原則 1.5.1 壓縮機的計算包括兩種方式 1.5.1.1 手工計算 手工計算包括擾力計算、靜力計算、動力計算擾力計算：水平擾力(一諧擾力，二諧擾力計算)、垂直擾力(一諧擾力，二諧擾力計算)、回轉力矩和扭轉力矩計算；靜力計算：基組重心的核算，地基承載力驗算和基礎局部構件的承載力驗算；動力計算：進行基礎的動力計算時，應確定基礎上的擾力和擾力矩的方向和位置，并計算基礎頂面最大振動線位移和最大振動速度；因手算復雜。花費時間長，結果易出錯，所以不再采用。 1.5.1.2 計算機軟件計算 常用壓縮機基礎計算機軟件采用中國石化集團公司建筑設計技術中心站MCAD大塊式動力基礎設計程序。軟件功能如下：能在輸入相關的數(shù)據(jù)條件下完成基礎的靜力，動力計算；軟件的靜力計算：地基強度驗算、基礎偏心值驗算、基礎碰撞等的驗算；軟件的動力計算：各種動力參數(shù)、振動線位移、速度、頻率等的計算；繪圖功能：繪制基礎模板圖、基礎配筋圖等；總之，通過進行系統(tǒng)計算，可以快捷形成各種計算結果文件和圖形輸出[10]。 1.5.2 V形壓縮機的設計原則 其設計的主要部分為： (1) 基本部分:包括機身、中體、曲軸、連桿、十字頭等部件。其作用是傳遞動力、連接基礎與汽缸部分。 (2) 氣缸部分:包括氣缸、氣閥、活塞、填料以及安置在氣缸上的排氣量調節(jié)裝置等部件。其作用是形成壓縮容積和防止氣體泄漏。 (3) 輔助部分:包括冷卻器、緩沖器、液體分離器、濾清器、安全閥、油泵、注油器及各種管路系統(tǒng),這些部件是保證壓縮機正常運轉所必需的[11]。 以下是設計原則： (1) 滿足用戶提出的排氣量、排氣壓力及有關使用條件的要求； (2) 有足夠長的使用壽命,足夠高的使用可靠性； (3) 有較高的運轉經(jīng)濟性； (4) 有良好的動力平衡性； (5) 維護檢修方便； (6) 可能采用新結構、新技術、新材料； (7) 制造工藝性良好； (8) 機器的尺寸小、重量輕[12]。 1.6 壓縮機改型 壓縮機改型設計是壓縮機設計中經(jīng)常碰到的問題。尤其是像我們具有多年壓縮機生產歷史的專業(yè)制造廠, 經(jīng)常根據(jù)用戶需要利用現(xiàn)有的零部件經(jīng)過結構形式的改變, 生產出改型的壓縮機, 以滿足用戶的生產需要。為此, 我們有時將原有壓縮機雙缸兩級工作改為雙缸一級壓縮,即由原來的兩缸串連改為兩缸并連的型式,同時拆除一、二級缸之間的中間水冷卻器而從減荷閥進入的空氣分兩路同時吸入一、二級氣缸內, 過壓縮的空氣又分兩路輸入儲氣罐內。在排氣管道上各裝上止回閥壓縮機由聯(lián)軸器傳動改為三角皮帶傳動。有的山區(qū)往往電力供應不足,在有電時可用電機帶動無電機的情下又換成其他動力帶動的壓縮機, 我們也可將直聯(lián)式改為三角皮帶式傳動[13]。 1.7 V型壓縮機的發(fā)展態(tài)勢 V型壓縮機主要是向大容量，高壓力、低噪聲、高效率、高可靠件等方向發(fā)展；不斷開發(fā)變工況條件下運行的新型氣閥，提高氣閥壽命；在產品設計上，應用熱力學、動力學理論，通過綜合模擬預測壓縮機在實際工況下的性能；強化壓縮機的機電一體化，采用計算機自動控制，實現(xiàn)優(yōu)化節(jié)能運行和聯(lián)機運行[14]。 各企業(yè)應加大在我國重點培育自主知識產權的技術裝備研發(fā)力量。應有計劃,有步驟地加強國家重點實驗室、國家工程技術研究中心、行業(yè)科研院所等共性技術研究開發(fā)平臺的建設，重點支持原創(chuàng)性技術、共性技術及戰(zhàn)略性關鍵技術的研究開發(fā)，培養(yǎng)一支既精通基礎技術又熟悉行業(yè)技術的高科技人才隊伍，努力掌握核心技術、關鍵技術和重要產品的自主知識產權。另外進入加快發(fā)展制造服務業(yè)階段,壓縮機行業(yè)存在一些不利于產業(yè)發(fā)展的缺陷，如缺少高端技術，企業(yè)規(guī)模偏小等[15]。面臨這些問題和激烈的市場競爭，壓縮機企業(yè)極需提高自身的核心競爭力，轉變增長方式。在制造過程中重視服務，從市場調研、售后，直到產品報廢回收，努力為客戶提供以知識密集、附加值高為特征的服務項目，則是壓縮機企業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的一個關鍵內容?，F(xiàn)代服務業(yè)大部分是以人力資本和知識資本作為其主要投入，這對壓縮機企業(yè)在解決發(fā)展、升級問題的同時，提升競爭力也具有重要支撐作用[16] 1.8 結語 隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，我國的壓縮機設計制造技術也有了長足發(fā)展，在某些方面的技術水平也已經(jīng)達到國際先進水平。壓縮機向著高使用壽命、降低成本、節(jié)能降噪、凈化氣體及提高運行的安全性等方面發(fā)展日趨明顯。但在一些方面與國際先進水平還存在一定差距。預計我國“十二五”期間的壓縮機需求增幅加大，這對我們既是機遇也是挑戰(zhàn)，需要廣大壓縮機工作者共同努力，推動我國壓縮機技術的進步。 ２ 本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段及途徑 2.1 本課題要解決的問題 (1)如何提高壓縮機性能，減少維修周期，使壓縮機能達到最佳工況下的工作效率和經(jīng)濟效益。 (2)結合本課題所設計壓縮機的形式采用何種潤滑。 (3)在怎樣情況下可以提高壓縮機最高工作的效率和保正其穩(wěn)定運轉，而且盡可能的降低設備的生產制造價格。 2.2 本課題擬采用的研究手段及途徑 (1)選用合適氣閥，提高壓縮機性能，減少維修周期，使壓縮機能達到最佳工況下的工作效率和經(jīng)濟效益。 (2)結合本課題所設計壓縮機的形式采用飛濺潤滑，由于潤滑劑在內外潤滑系統(tǒng)是通用的，所以在選用時應考慮多方面。 (3)在盡量滿足所設計壓縮機工作可靠性和經(jīng)濟性前提下，以提高壓縮機最高工作的效率和保正其穩(wěn)定運轉，而且盡可能的降低設備的生產制造價格。 設計前期，通過壓縮機零部件市場的調研信息，了解各零部件的結構、型號和市場價格，使所設計壓縮機零部件滿足于市場，減少壓縮機的成本。 選用合適舌簧閥來增加閥片的壽命，調高壓縮機的可靠性。對閥座應有足夠強度進行計算，適當?shù)倪x取閥座密封口的寬度，過小的選取此參數(shù)，可能因比壓增大而磨損密封口，造成閥泄漏；適當增加氣閥的升程參數(shù)，可減少閥隙馬赫數(shù)，降低能耗；選用PEEK塑料材料閥片，減少閥片與導向塊之間的磨損，有利于提高閥片使用時間，從而達到提高氣閥組件使用壽命的目的；選用合適彈簧力的剛性彈簧，如大剛性小圓柱彈簧，延長其使用壽命。 選用壓縮機潤滑油，由于外部潤滑用油要求相對較低，可選用全損耗系統(tǒng)用油。內部潤滑用油要求較高，選擇時應考慮被壓縮氣體種類、壓力及溫度，合理地定出潤滑油的負荷和黏度。結合本課題內外潤滑的統(tǒng)一，故要重點考慮內部潤滑油的選用和注油量問題。應盡可能選用新系列的壓縮機油，從本質上降低潤滑油的黏度，從而降低潤滑油積碳程度，可減少摩擦功耗和不安全事故的發(fā)生；油量過多，會增加閥片的粘滯，影響氣閥的及時開閉，同時會在閥片表面結焦，造成氣閥性能下降。 參 考 文 獻 1 李云,姜培正.過程流體機械. 北京：化學工業(yè)出版社，2010 2 沙毅,文建龍.泵與風機.中國科學技術大學出版社, 2005 3 吳玉林.流體機械及工程. 北京：中國環(huán)境科學出版社，2005 4 趙遠揚,李連生,束鵬程.壓縮機的技術現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢.通用機械, 2005(6): 9~15 5　董德禮.國內外工藝用壓縮機技術發(fā)展概況.壓縮機技術，2002(2): 6~9 6 張國輝,李世杰.活塞式壓縮機設計的基本原則. 壓縮機技術, 2005(4): 38~39 7　朱圣東,鄧建,吳家聲.無油壓縮機.北京：機械工業(yè)出版社，2001. 8 張世英，鄭德明.各種壓縮機的潤滑問題及維護保養(yǎng).化學工程與裝備，2010(1): 62~63 9 張軍,趙艷.淺談活塞式壓縮機氣閥設計.黑龍江科技信息， 2011(2): 14~19 10 徐曉強. 活塞式壓縮機基礎的設計與構造要求.當代化工, 2006(1): 53~56 11 程星輝. 全無油壓縮機的新結構.壓縮機技術，2009(9): 56~60 12 馮全科.往復式壓縮機潤滑油的選用技術.流體機械，1994(9): 38~40 13 王文烈. V-3/8型壓縮機的改型.壓縮機技術，1992(6): 10~11 14 顏剛, 袁炳飛, 華素萍. 空壓機三級冷卻器技術改進. 深冷技術, 1999(2) : 15~34 15 林梅．活塞式壓縮機原理．北京：機械工業(yè)出版社，1987. 16 嚴天宏,李青等.壓縮機的現(xiàn)狀、發(fā)展及新型技術展望.壓縮機技術，2011(5): 11~19 畢業(yè)設計開題報告 指導教師意見： 指導教師： 年 月 日