重庆三峡学院毕业设计（论文） 题目 天然气压缩机设计 学 院 环境与化学工程学院 专 业 过程装备与控制工程 年 级 2014级 姓 名 唐绪铼 学 号 201408084128 指导教师 王文涛 职称 助教 完成毕业设计（论文）时间2018年3月2I摘要 往复式压缩机是当前使用较多、覆盖面积广泛的机械。立式压缩机是其中的重要类型。容积式压缩机主要通过活塞在气缸内运动对气体实施挤压，促使其压力提升。热力与动力计算是压缩机设计统计内主要且不容忽视的关键部分，主要依照任务书内的介质、气量、压力等参数标准和统计得出的压缩机有关参数比如级数、列数、气缸尺寸、轴功率等通过动力计算得出活塞式压缩机的受力状况。活塞式压缩机热力与动力计算的最终结果会为不同部件图形和相关设计、综合设计准备最初数据，最终统计结果的精准性表现出压缩机的设计水准。关键词：活塞式压缩机; 热力计算; 动力计算，整体设计ABSTRACTReciprocating compressor is a common type machine, used in the industry .V- type of piston 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 designcalculation, 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, due to reduce the vibration is very important. heat calculation and dynamical computation of the piston type compressor, which is providing the design data of the overall design. The calculations reflect exactly the design level . KEYWARDS：piston compressor; thermal calculation; dynamical computation ；the overall design.摘要IAbstractII第一章 引言61.1压缩机设计的意义61.2活塞压缩机的工作原理6 1.3活塞压缩机的分类71.4压缩机的发展前景81.5压缩机设计说明9第二章 总体设计92.1设计依据及参数92.2总体设计原则92.3结构方案的选择102.3.1压缩机结构形式的选择102.3.2运动机构的结构及选择112.3.3级数选择和各级压力比的分配112.3.4转速和行程的确定12第三章热力计算133.1确定各级的容积效率133.1.1确定各级的容积系数133.1.2选取压力系数143.1.3选取温度系数143.1.4 泄漏系数153.1.5确定容积效率153.2确定析水系数153.3 确定各级行程容积153.4汽缸直径的确定153.5实际行程容积163.6新的的容积系数及新的相对余隙163.8确定排气温度173.9计算轴功率并选配电机18第四章 动力计算194.1压缩机中的作用力194.2曲柄连杆机构的运动关系和惯性力194.3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215.1气缸215.1.1结构形式的确定215.1.2气缸主要尺寸的计算215.1.3气缸材料225.2气阀225.2.1气阀的基本要求225.2.2阀设计的主要技术要求235.2.3阀的分类235.2.4阀设计的主要技术要求235.3活塞245.3.1活塞的基本结构型式245.4活塞环255.5活塞基本尺寸25第六章基本部件的设计266.1曲轴266.1.1 曲轴结构的选择266.1.2曲轴结构设计266.1.3曲轴结构尺寸的确定276.1.4曲轴材料286.1.5曲轴强度校核286.2连杆296.2.1连杆结构设计296.2.2连杆结构设计基本原则296.2.3连杆尺寸计算30第七章轴承317.1 滚动轴承及其结构确定31第八章联轴器32第九章刮油器339.1 填料的基本要求339.2 填料的结构339.3 材料选择33第十章润滑系统34第十一章冷却系统3411.1 冷却方式3411.2冷却系统3511.3冷却设备35结语37 第一章 引言压缩机的作用是传输气体以及提升其压力，期间机械能被气体压力能替换。种类极多，用途甚广。1.1压缩机设计的意义向压力高、低噪、容量大、高效发展的往复压缩机普遍被运用于石化领域。通过压缩机设计，开发出各种各样的适应不同工作条件的新型气阀，提高阀门的使用寿命;在设计过程中,将其与动态和热力学相结合。大概预测出设计的机器在实际条件下的性能；加强机电一体化，并运用自动控制，使其实现联机运行； 在动力领域，主要采用的是活塞式压缩机。然而,对环境保护、能源消耗和环境使用的要求正在增加。漩涡压缩机以及螺杆压缩机也开始有了一定市场。在空冷方面，主要采用的是往复式压缩机，因其制冷范围甚广。此次设计主要应用于机械，船舶，冶金，石化，以及国防等需求结构严谨，小排，小体积，高压力的领域的空压机，./型压缩机恰好满足上列要求。若成功量产，定会产生不少效益。1.2活塞压缩机的工作原理 下图是活塞式压缩机的工作原理。当活塞在气缸中移动到右边时,大气压力pa高于气缸活塞左边的压力,此刻吸气阀开启,缸内出现外部气体,属于压缩环节。当输出气体管道中的压力P低于气缸内的压力时,排气阀打开。压缩气体进入气体管道,这是排气过程。电机带动曲柄滑块形成活塞的往复运动。此时曲柄运动状态由转动变为滑动活塞的往复运动。 图 1 活塞式压缩机工作原理图 1排气阀2缸3活塞4活塞杆5滑杆6连杆7曲柄8吸阀此机器在排气结束的时候总是存在剩余容积。在吸入下各气体时,剩下体积内的压缩气体随之膨胀,进而缩减吸纳的空气量,效率下降,增加任务量。因为有残余体积,当压缩比增加时,温度升高很快。所以当处于高输出压力的时候应该选用节省压缩功、低排气压力、高容积效率、排气量大的分级压缩。 活塞式压缩机结构：构架：放电室、冷却室缸盖、吸入室、压缩室、曲柄室。放电室被冷却室包围,并且靠近冷却室。吸入室与冷却室隔离。吸入室内的气体来自框架外部。支撑整个框架可以通过转动旋转轴来完成。曲柄房里有凸轮。活塞和转轴通过凸轮相连接。在这个过程中,旋转变成往复运动。外部和冷却室之间的连接被密封部件切断,压缩机气缸盖被密封。通过引入连通腔,介绍了冷却室和曲柄室。当马达与曲轴转动时,连杆驱动活塞在气缸内往复运动。环形吸气阀片设置在气缸外圈的顶部,排气阀安装在中心的顶部,阀弹簧装有阀。当活塞向上和向下运动时,体积增大,压力变小。这样,吸入阀打开,压力P1吸入管中的空气停止,停止在冲程的底部。这就叫一个吸入过程。当活塞从下死点回程的时候，压缩此前的吸入气体，压力随之升高，缸内气压及弹簧共同作用下使得吸气阀片快速关闭，活塞保持之前上行状态，压力升高，音量缩小了。当P2压力时,排气阀通过气体进入排气管。活塞保持在上止点处。排气阀在弹簧和排气管的共同作用下关闭,启动下一个吸气过程。1.3活塞压缩机的分类往复式压缩机:1,单作用往复(活塞吸排气)双作用(侧吸),2单极双极和多级(压缩时间)3,低电压,电磁级=“类似”中高压压缩机4,小而大,中性(位移),空压机,5氮压缩机。按工作原理:容积式，动力式按工作腔中运动件或气流工作特征:往复式,回转式,离心式,轴流式,漩涡式,喷射式1.4压缩机的发展前景随着近些年化工方面的快速发展以及国家环保政策的改革。压缩机的技术也在不断地提高，越来越多的大型企业引进高质量高技术的压缩机。中小型企业相对减少，使得压缩机的市场向大型企业靠近。有政策表明，我国为了应对经融危机对国家的影响，早在09年初,国家标签将重点发展十大行业,如冶金、石化等气体压缩机。这些改革对气体压缩机的发展起到了至关重要的作用。2009年压缩机行业经济变好的原因也在于此，关于全球的市场，压缩机现在需要不断摸索，努力创新，逐步提高。因为现在来看我国压缩机在全球竞争力欠缺，2009年压缩机出口形势更加严峻，这原因就是我国压缩机技术相比于外国来说相差很多，更重要的是现在我国没有大的具有国际竞争力的压缩机集团。在后面的几年里炼金、石化、造船、清洁环保等将获得提升，压缩机的销量形势仍会乐观。2010压缩机迎来新生，现在我国压缩机从全面来看总产量超出，低端产品产量太多；工厂太零散，不集中；也就是太乱，布局问题；且工厂在环保方面问题严重，缺乏技术创新，这些问题使我们在2010压缩机行业中努力做好1,搞好结构调整,完成产业转型目标,全面处理限制产业发展的主要问题。2.重点发展共性科技，抓住主要的科技、以及核心技术的专利权，就现目前来看，我们投于压缩机共性技术开发的钱还不够。造成目前开发层次不够深。2010年，我们应该着重于知识原创，技术更加先进，需要投入大量资金发展压缩机。应该有良好的实施计划，对各地的技术领域，实验室，科研地进行大力支持。关键是共性、原创。同时培养关键性人才，全面性人才，对基本技术和高精尖技术都足够熟悉的人才，让我们自己的、原创的技术掌握在手中。三是应加快发展制造服务业，现目前这行业缺少于产业发展的高精尖技术，大型企业偏少。所以这行业如要有足够竞争力需要转变增长方式。例如制造中注重服务，售前、售后、直到产品报废，尽心尽力地服务好客户。态度决定企业的生存环境。应着重于人力发