空壓機機械系統(tǒng)設(shè)計畢業(yè)論文

目錄摘要……………1關(guān)鍵詞……………1第一部分前言…………………1第二部分設(shè)計要點……………1第三部分熱力計算……………1§1設(shè)計的原始數(shù)據(jù)……………2§2熱力計算……………………23.2.1結(jié)構(gòu)型式及方案選擇…………………23.2.2名義壓力比……………23.2.3名義排氣溫度…………23.2.4計算與排氣量有關(guān)的各種系數(shù)………23.2.5計算氣缸行程容積……………………33.2.6求取氣缸直徑…………33.2.7圓整缸徑后復(fù)算氣缸容積……………33.2.8復(fù)算排氣量……………33.2.9考慮壓力損失后實際排氣壓力及壓縮終了溫度……33.2.10計算最大活塞力……………………43.2.11計算指示功率…………43.2.12所需軸功率…………43.2.13電動機功率…………43.2.14等溫效率……………43.2.15容積比能……………5第四部分簧片閥設(shè)計…………5§1氣閥的主要構(gòu)成…………6§2設(shè)計的已知參數(shù)…………6§3結(jié)構(gòu)設(shè)計…………………6§4簧片閥主要結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定……………74.4.1確定閥片特征參數(shù)…………………74.4.2校核進氣閥閥隙馬赫數(shù)………104.4.3閥片厚度的確定…………………10第五部分結(jié)束語………………11第六部分參考文獻……………12壓縮機簧片閥設(shè)計摘要：活塞式壓縮機廣泛應(yīng)用于機械、冶制、制冷、國防、化工等工業(yè)部門.用途廣泛，品種繁多，因而保證其運轉(zhuǎn)可靠性、提高經(jīng)濟性就至關(guān)重要.本文主要介紹應(yīng)用現(xiàn)代化設(shè)計理論和方法來優(yōu)化簧片閥，借助AutoCAD實現(xiàn)簧片閥的設(shè)計無紙化以及簧片閥的計算過程.通過優(yōu)化設(shè)計，基本達到氣閥阻力損失小，即控制在壓縮機指示功率的（6～12）%范圍內(nèi)；使用壽命長；噪聲低；運動質(zhì)量輕；結(jié)構(gòu)簡單、成本低、制造方便、易于維護等優(yōu)點；更為重要的是余隙容積小.因為是微型空壓機，而其一般為單級壓縮，余隙容積大小特別重要，直接影響壓縮機的容積效率.此設(shè)計就使余隙容積嚴格控制在氣缸工作容積的（2.5～4）%左右.關(guān)鍵詞：空壓機、簧片閥、優(yōu)化、氣缸一、前言氣閥是活塞式壓縮機中的關(guān)鍵部件，又是易損件之一，它的好壞影響壓縮機排氣量和功率消耗以及運行可靠性.一個好的氣閥既要有高的壽命，又要有高的效率.氣閥的效率問題，主要指機器在正常運轉(zhuǎn)時，產(chǎn)生的流動阻力損失.在設(shè)計較好的氣閥中，流動阻力損失約為壓縮機指示功率的（4～8）%，而設(shè)計不好的氣閥，其流動阻力損失可以高達指示功率的（15～20）%.減少流動阻力損失的主要方法是增加氣閥的有效流通面積，以降低氣體流經(jīng)氣閥是的流速，因為流動阻力損失是和速度的平方成正比的.但是，增加有效通流面積，將受到機器結(jié)構(gòu)和氣閥壽命的限制.例如：升程不能太高，否則壽命顯著下降.此外，在計算的有效通流面積較大情況下，有時因閥片開、啟不合理，使實際的通流面積小于計算值，造成附加的流動阻力損失.這一附加的阻力損失，有時甚至會達到驚人的程度.應(yīng)用現(xiàn)代化設(shè)計理論和方法來改進和提高機械零件與系統(tǒng)的設(shè)計質(zhì)量、降低成本、縮短開發(fā)周期、增強產(chǎn)品的競爭能力已被各國證明是非常有效的途徑.本設(shè)計基于現(xiàn)代設(shè)計方法中最活躍的分支之一—機械優(yōu)化設(shè)計，使得機械零件及系統(tǒng)設(shè)計更為合理和實用.二、總體設(shè)計思路1.首先按氣缸尺寸及氣缸總的結(jié)構(gòu)，選用或設(shè)計簧片閥的結(jié)構(gòu)型式，完成氣閥的平面布置，確實吸、排氣閥的閥孔數(shù)目、閥孔直徑、閥片的幾何形狀等.2.確定簧片閥的主要參數(shù).如升程、閥座通道面積、間隙通道面積、閥片幾何尺寸、閥片厚度及閥片剛性系數(shù)等.其中有些參數(shù)對簧片閥的經(jīng)濟性及壽命影響較大，必須在簧片閥設(shè)計時先確定下來.此些稱為簧片閥的主要結(jié)構(gòu)參數(shù).它們是：閥隙馬赫數(shù)M、升程h、閥片剛性系數(shù)及閥片厚度等.三、簧片閥設(shè)計計算（一）設(shè)計的原始數(shù)據(jù)排氣量進氣壓力（絕對壓力）進氣溫度排氣壓力（絕對壓力）（二）熱力計算1.結(jié)構(gòu)型式及方案選擇因為是動力用微、小型空氣壓縮機，故可采用單級壓縮，采用以排氣量為的氣缸為準雙缸單作用風冷V型可為.圖1-1為方案示意圖.采用異步電動機直接驅(qū)動（皮帶輪連接），電動機轉(zhuǎn)速取.圖1-1控制容積選取示例2.名義壓力比3.名義排氣溫度考慮到微小型壓縮機的熱交換條件及單作用高壓力比條件下的泄漏情況，取壓縮過程指數(shù)，計算排氣溫度4.計算由排氣量有關(guān)的各種系數(shù)（1）進氣系數(shù)計算容積系數(shù)，取，按表選取得，計算得取壓力系數(shù)由圖取計算得（2）泄漏系數(shù)泄露位置進氣閥排氣閥活塞環(huán)相對泄露量0.0150.0150.040.070.9355.計算氣缸行程容積6.求取氣缸直徑取活塞行程S=55mm計算得活塞平均速度由式知氣缸直徑將缸圓整為7.圓整缸徑后復(fù)算氣缸容積8.復(fù)算排氣量9.考慮壓力損失后實際排氣壓力及壓縮終了溫度由圖查得、，故實際進氣壓力實際壓力比壓縮終了溫度10.計算最大活塞力向軸行程向蓋行程其中為曲軸箱內(nèi)的背壓力，按計11.計算指示功率按式這里取12.所需軸功率取機械效率13.電動機功率取電動機儲備功率為軸功率的10%14.等溫效率由式知等溫功率為應(yīng)為復(fù)算后排氣量等溫指示效率等溫軸效率15.容積比能四、簧片閥設(shè)計壓縮機簧片閥基于數(shù)學(xué)建模的首要條件是：進、排氣壓力為常量，并等于進、排氣名義壓力、，即不考慮進、排氣腔氣流壓力對于閥片運動規(guī)律的影響.氣閥是活塞式壓縮機中的關(guān)鍵部件，又是易損壞的部件之一。它的好壞影響壓縮機排氣量和功率消耗以及運行可靠性。一個好的氣閥有高的壽命，又要有高的效率?；善y是其中之一.簧片閥一般適用于直徑小于100mm（最大氣缸直徑可到130mm）的微型空氣壓縮機.（一）氣閥的主要構(gòu)成氣閥的結(jié)構(gòu)如圖(2-1)所示，主要由閥座、閥片、彈簧和升程器四個零件組成.圖2-1氣閥主要組成部分1——閥座2——閥片3——彈簧4——升程限制器閥座：它具有能被閥片覆蓋的氣流通道，是與閥片一起閉鎖進氣（或排氣）通道，并片，再用數(shù)學(xué)方法模擬測量閥片剛性系數(shù)的實驗裝置，模擬測出模型閥片剛性系數(shù).因為新設(shè)計閥片與模型閥片材質(zhì)相同、幾何形狀相同，具有，，，則按式可以簡化計算出設(shè)計閥片厚度為：到此，進氣閥片主要結(jié)構(gòu)參數(shù)的設(shè)計計算完畢.五、結(jié)束語經(jīng)過一個月的努力,我終于將機械設(shè)計課程設(shè)計做完了.在這次作業(yè)過程中,我遇到了許多困難,一遍又一遍的計算,一次又一次的設(shè)計方案修改這都暴露出了前期我在這方面的知識欠缺和經(jīng)驗不足.剛開始在簧片閥設(shè)計時,由于以前高等數(shù)學(xué)學(xué)的不扎實，對著那么多的機械設(shè)計優(yōu)化書里的數(shù)學(xué)知識，是看的一頭霧水，沮喪極了.后來，總算有些思緒，開始嘗試著用數(shù)學(xué)軟件LINDO去求解.但是，往往漏掉條件，使的偏差很大，令我非常苦惱.后來在丁老師的指導(dǎo)下,我找到了問題所在之處,將之解決了.在此期間,我還得到了許多同學(xué)和老師的幫助.在此我要向他們表示最誠摯的謝意.丁素珍老師在我課程設(shè)計的過程給予全程指導(dǎo)，在此特向丁素珍老師表示感謝.

盡管這次作業(yè)的時間是漫長的,過程是曲折的,但我的收獲還是很大的.不僅僅掌握了簧片閥的設(shè)計步驟與方法;也不僅僅對制圖有了更進一步的掌握;LINDO和AutoCAD,Word這些僅僅是工具軟件,熟練掌握也是必需的.對我來說,收獲最大的是方法和能力.那些分析和解決問題的方法與能力.在整個過程中,我發(fā)現(xiàn)像我們這些學(xué)生最最缺少的是經(jīng)驗,沒有感性的認識,空有理論知識,有些東西很可能與實際脫節(jié).總體來說,我覺得做這種類型的設(shè)計對我們的幫助還是很大的,它需要我們將學(xué)過的相關(guān)知識都系統(tǒng)地聯(lián)系起來,從中暴露出自身的不足,以待改進.有時候,一個人的力量是有限的,合眾人智慧,我相信我們的作品會更完美!參考文獻：[1]李立主編，《制冷空壓機》，中國商業(yè)出版社，1997[2]蘇：M.N.弗廉克爾著,《活塞式空壓機》，化學(xué)工業(yè)出版社，1960[3]成大先主編，《機械設(shè)計手冊》第四版，化學(xué)工業(yè)出版社，2002[4]國家機械工業(yè)委員會編，《氣體壓縮機產(chǎn)品樣本》，機械工業(yè)出版社，1989[5]陳立德主編，《機械設(shè)計基礎(chǔ)》，高等教育出版社，2000年8月第一版[6]陳立德主編，《機械設(shè)計課程設(shè)計》，高等教育出版社，2000年8月第一版[7]許毓潮主編，《機械設(shè)計與制造工藝簡明手冊》，中國電力出版社[8]《活塞式壓縮機設(shè)計》編寫組編，《活塞式壓縮機設(shè)計》，機械工業(yè)出版社，1974年5月北京第一版[9]西安交通大學(xué)林梅、叢敬瑩編，《活塞式壓縮機原理》，機械工業(yè)出版社，1987年11月第1版[10]吳丹青、叢敬同著，《壓縮機簧片閥的數(shù)學(xué)模擬與設(shè)計》，機械工業(yè)出版社，1993年2月北京第一版基于C8051F單片機直流電動機反饋控制系統(tǒng)的設(shè)計與研究基于單片機的嵌入式Web服務(wù)器的研究MOTOROLA單片機MC68HC（8）05PV8/A內(nèi)嵌EEPROM的工藝和制程方法及對良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機溫度控制系統(tǒng)的研制基于MCS-51系列單片機的通用控制模塊的研究基于單片機實現(xiàn)的供暖系統(tǒng)最佳啟停自校正（STR）調(diào)節(jié)器單片機控制的二級倒立擺系統(tǒng)的研究基于增強型51系列單片機的TCP/IP協(xié)議棧的實現(xiàn)基于單片機的蓄電池自動監(jiān)測系統(tǒng)基于32位嵌入式單片機系統(tǒng)的圖像采集與處理技術(shù)的研究基于單片機的作物營養(yǎng)診斷專家系統(tǒng)的研究基于單片機的交流伺服電機運動控制系統(tǒng)研究與開發(fā)基于單片機的泵管內(nèi)壁硬度測試儀的研制基于單片機的自動找平控制系統(tǒng)研究基于C8051F040單片機的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基于單片機的液壓動力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測儀開發(fā)模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機實現(xiàn)一種基于單片機的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究基于CYGNAL單片機的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機的噴油泵試驗臺控制器的研制基于單片機的軟起動器的研究和設(shè)計基于單片機控制的高速快走絲電火花線切割機床短循環(huán)走絲方式研究基于單片機的機電產(chǎn)品控制系統(tǒng)開發(fā)基于PIC單片機的智能手機充電器基于單片機的實時內(nèi)核設(shè)計及其應(yīng)用研究基于單片機的遠程抄表系統(tǒng)的設(shè)計與研究基于單片機的煙氣二氧化硫濃度檢測儀的研制基于微型光譜儀的單片機系統(tǒng)單片機系統(tǒng)軟件構(gòu)件開發(fā)的技術(shù)研究基于單片機的液體點滴速度自動檢測儀的研制基于單片機系統(tǒng)的多功能溫度測量儀的研制基于PIC單片機的電能采集終端的設(shè)計和應(yīng)用基于單片機的光纖光柵解調(diào)儀的研制氣壓式線性摩擦焊機單片機控制系統(tǒng)的研制基于單片機的數(shù)字磁通門傳感器基于單片機的旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的研究基于單片機的光纖Bragg光柵解調(diào)系統(tǒng)的研究單片機控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機的多生理信號檢測儀基于單片機的電機運動控制系統(tǒng)設(shè)計Pico專用單片機核的可測性設(shè)計研究基于MCS-51單片機的熱量計基于雙單片機的智能遙測微型氣象站MCS-51單片機構(gòu)建機器人的實踐研究基于單片機的輪軌力檢測基于單片機的GPS定位儀的研究與實現(xiàn)基于單片機的電液伺服控制系統(tǒng)用于單片機系統(tǒng)的MMC卡文件系統(tǒng)研制基于單片機的時控和計數(shù)系統(tǒng)性能優(yōu)化的研究基于單片機和CPLD的粗光柵位移測量系統(tǒng)研究單片機控制的后備式方波UPS提升高職學(xué)生單片機應(yīng)用能力的探究基于單片機控制的自動低頻減載裝置研究基于單片機控制的水下焊接電源的研究基于單片機的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于uPSD3234單片機的氚表面污染測量儀的研制基于單片機的紅外測油儀的研究96系列單片機仿真器研究與設(shè)計基于單片機的單晶金剛石刀具刃磨設(shè)備的數(shù)控改造基于單片機的溫度智能控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)基于MSP430單片機的電梯門機控制器的研制基于單片機的氣體測漏儀的研究基于三菱M16C/6N系列單片機的CAN/USB協(xié)議轉(zhuǎn)換器基于單片機和DSP的變壓器油色譜在線監(jiān)測技術(shù)研究基于單片機的膛壁溫度報警系統(tǒng)設(shè)計基于AVR單片機的低壓無功補償控制器的設(shè)計基于單片機船舶電力推進電機監(jiān)測系統(tǒng)基于單片機網(wǎng)絡(luò)的振動信號的采集系統(tǒng)基于單片機的大容量數(shù)據(jù)存儲技術(shù)的應(yīng)用研究基于單片機的疊圖機研究與教學(xué)方法實踐基于單片機嵌入式Web服務(wù)器技術(shù)的研究及實現(xiàn)基于AT89S52單片機的通用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于單片機的多道脈沖幅度分析儀研究機器人旋轉(zhuǎn)電弧傳感角焊縫跟蹤單片機控制系統(tǒng)基于單片機的控制系統(tǒng)在PLC虛擬教學(xué)實驗中的應(yīng)用研究基于單片機系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信研究與應(yīng)用基于PIC16F877單片機的莫爾斯碼自動譯碼系統(tǒng)設(shè)計與研究基于單片機的模糊控制器在工業(yè)電阻爐上的應(yīng)用研究基于雙單片機沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究與開發(fā)基于Cygnal單片機的μC/OS-Ⅱ的研究基于單片機的一體化智能差示掃描量熱儀系統(tǒng)研究基于TCP/IP協(xié)議的單片機與Internet互聯(lián)的研究與實現(xiàn)變頻調(diào)速液壓電梯單片機控制器的研究基于單片機γ-免疫計數(shù)器自動換樣功能的研究與實現(xiàn)基于單片機的倒立擺控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)單片機嵌入式以太網(wǎng)防盜報警系統(tǒng)基于51單片機的嵌入式Internet系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)單片機監(jiān)測系統(tǒng)在擠壓機上的應(yīng)用MSP430單片機在智能水表系統(tǒng)上的研究與應(yīng)用基于單片機的嵌入式系統(tǒng)中TCP/IP協(xié)議棧的實現(xiàn)與應(yīng)用單片機在高樓恒壓供水系統(tǒng)中的應(yīng)用基于ATmega16單片機的流量控制器的開發(fā)基于MSP430單片機的遠程抄表系統(tǒng)及智能網(wǎng)絡(luò)水表的設(shè)計基于MSP430單片機具有數(shù)據(jù)存儲與回放功能的嵌入式電子血壓計的設(shè)計基于單片機的氨分解率檢測系統(tǒng)的研究與開發(fā)鍋爐的單片機控制系統(tǒng)基于單片機控制的電磁振動式播種控制系統(tǒng)的設(shè)計\