活塞式空气压缩机课程设计.doc

活塞式空气压缩机课程设计
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4L-208型活塞式空气压缩机的选型及设计
（）
摘要：随着国民经济的快速发展，压缩机已经成为众多部门中的重要通用机械。压缩机是压缩气体提高气体压力并输送气体的机械，它广拐一般两端支承，刚性较曲柄轴好。
曲轴的支承方式有两种：全支承是每个曲拐两侧均设有主轴承；非全支承方式是每2~3个曲拐的两侧用两个主轴承。前者对曲轴的刚性，以及机身系列化时奇数列要求的满足有利；后者对缩短压缩机的长度有利。
曲轴的结构设计要点是曲轴定位、轴颈、过渡圆角、油孔、轴端和平衡重的设计。其主要结构尺寸设计应使配用的轴承有承受负荷的能力，同时曲轴应有足够的强度和刚度，以承受交变弯曲与交变扭转的联合作用，保证轴颈偏转角处的
应力不超过许用值。
曲轴一般用40#和45#优质碳素钢。碳素钢在合理的热处理及表面处理后，已可满足压缩机曲轴的要求，只有极少场合应用40Cr等合金。
曲轴强度
曲轴强度计算主要包括静强度计算和疲劳强度计算。静强度计算的目的是求出曲轴各危险部位最大工作应力。疲劳强度计算的目的是求出曲轴在反复承受交变工作应力下的最小强度储备，通常以安全系数的形式表示。
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曲轴的强度计算一般有如下步骤：
轴的受力分析；
轴静强度校核；
轴疲劳强度校核；
轴刚度校核。
第2章4L-20/8型空气压缩机
热力计算
初步确定压力比及各级名义压力
（1）确定各级压力比
压力比的分配通常按最省工的原则进行，即可按等压比分配原则[3]。
（2-1）
两级压缩总压力比
取
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（2）各级名义进排气压力如下：
（2-2）
（2-3）
计算各级排气系数
因压缩级工作压力不高，介质为空气，全部计算可按理想气体处理。
由排气系数的计算公式：
（2-5）
分别求各级的排气系数。
（1）计算容积系数：
（2-6）
Ⅰ级多变膨胀指数：
Ⅱ级多变膨胀指数：

则各级容积系数为：

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计算各级凝析系数及抽加气系数
计算各级凝析系数
计算在级间冷却器中有无水分凝析出来
查得水在26℃和35℃时的饱和蒸气压：
（26℃）
（35℃）
则可知：
所以在级间冷却器中必然有水分凝析出来，这时。
计算各级凝析系数


抽加气系数
因级间无抽气，无加气，故
初步计算各级气缸行程容积

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确定活塞杆直径
为了计算双作用气缸缸径，必须首先确定活塞杆直径，但活塞杆直径要根据最大气体力来确定，而气体力又须根据活塞面积来计算，它们是互相制约的。因此须先暂选活塞杆直径，计算气体力，然后校核活塞杆是否满足要求。
（1）计算任一级活塞总的工作面积
　　　　　（Z—同一级气缸数）　　　　　　　　（2-8）
（2）暂选活塞杆直径
根据双作用活塞面积和两侧压差估算出该压缩机的最大气体力约为30吨左右，由《化工机器》附录四暂选活塞杆直径d=45mm。
活塞杆面积
（3）非贯穿活塞杆双作用活塞面积的计算
盖侧活塞工作面积
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轴侧活塞工作面积
Ⅰ级：


Ⅱ级：


（4）计算活塞上所受气体力
1）第一列（第Ⅰ级）
外止点：


内止点：
2）第二列（第Ⅱ级）
外止点：


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外止点：

由以上计算可知，第二列的气体力最大，为-27630N，约合3吨。由附表2可知，若选活塞直径d=40mm是可以的，但考虑留有余地，取d=45mm。
计算各级气缸直径
（1）计算非贯穿活塞杆双作用气缸直径
根据