摘 要

本次课题主要是设计一个进气压力为常压0.1MPa，排气压力为0.8MPa，排气压力为1.5的立式水冷双缸往复活塞压缩机。通过查阅相关资料，先大致了解往复压缩机是怎么工作，由哪些结构组成，有什么特点，还有怎么设计等，然后还关注了一些压缩机的热门话题，比如：压缩机的故障诊断，压缩机的气阀研究等。还大致了解了国内外的发展现状和方向。然后开始设计压缩机。首先要进行热力计算，确定一些参数，例如：行程、转速、工作容积等。然后进行结构上的设计、选材和校核。包括活塞部分的尺寸计算选材、连杆部分的尺寸计算和选材等。最后计算往复活塞力并进行经济评价。

关键词：往复式压缩机，故障诊断，热力计算，结构设计

Abstract

This project is mainly to design a vertical water-cooled double-cylinder reciprocating piston compressor with an inlet pressure of 0.1 MPa at atmospheric pressure, a discharge pressure of 0.8 MPa, and an exhaust pressure of 1.5. By consulting related materials, we first briefly understand how the reciprocating compressor works, what structures it has, what characteristics it has, and how it is designed, and then it also pays attention to some of the hot topics of compressors, such as: fault diagnosis of compressors, compressionMachine valve research and so on. Also understand roughly the current situation and direction of development at home and abroad. Then start designing the compressor. First, we need to perform thermal calculation to determine some parameters, such as: stroke, speed, working volume, etc.Then the structural design, material selection and verification are carried out. Including the calculation of the size of the piston part, the size calculation and selection of the connecting rod part.Finally, the reciprocating piston force was calculated and evaluated economically.

Key words:Reciprocating compressor, fault diagnosis, thermal calculation, structural design

目录

第一章 绪论 1

第二章 热力学计算 4

2.1已知数据： 4

2.2初步确定级数和行程 4

2.3确定进排气系数 4

2.3.1计算容积系数 4

2.3.2计算压力系数 4

2.3.3计算温度系数 4

2.3.4泄露系数 5

2.3.5计算容积效率 5

2.3.6抽气系数 5

2.3.7析水系数 5

2.4计算气缸行程容积 5

2.5确定气缸直径 5

2.6计算活塞力 6

2.7计算轴功率，选取电动机 7

第三章 主要零部件设计计算 8

3.1活塞组件设计计算 8

3.1.1活塞环部分 8

3.1.2活塞高度的计算 10

3.1.3活塞销材料的选取及尺寸计算 11

3.1.4活塞销的校核 12

3.1.7气缸与活塞间的间隙 13

3.2曲轴部分零部件的计算 13

3.3气缸的尺寸计算及材料选择 14

3.4气阀部分的设计计算 14

3.5连杆零部件的设计计算 15

3.5.1连杆长度和宽度 15

3.5.2连杆大头瓦尺寸计算 15

3.5.3连杆小头衬套尺寸计算 15

3.5.5连杆杆体设计计算 16

3.6连杆部件校核 17

3.6.1连杆小头衬套的校核： 17

3.6.2杆体部分的校核 18

3.6.3连杆大头校核 19

3.6.4连杆小头强度计算 21

3.7连杆螺栓的计算以及选择 23

3.8机身和中体的设计 23

第四章 动力学计算及经济评价 25

4.1往复惯性力的计算 25

4.1.1活塞部分的质量计算 25

4.1.2连杆部分质量计算 25

4.1.3往复惯性力的计算 25

4.2经济评价 26

第五章 总结与展望 29

参考文献 30

致谢 32

第一章 绪论

压缩机的作用为输送气体的同时增加气体压力，同时会为气体增加一定的能量，是一种由其它零部件带动的流体机械^[1]。压缩机的身影在很多地方都能看见，它在工业和生活的很多领域中都充当着不可替代的角色，它的重要性也是无可替代的，由此可见压缩机的作用很大^[2]。因为压缩机的普及性以及作用大所以压缩机的应用非常广泛，几乎各行各业都会用到压缩机^[3]。

石油气和天然气这个行业也离不开压缩机，在这里面压缩机也有着至关重要的作用，它是为了输送天然气和石油气，它是输送的动力装置^[4]。压缩机推进了石油产品输送的管道化。城市里面的各个方面也离不开压缩机例如空调就是一个空气压缩机，管道燃气也需要压缩机很多方面都离不开压缩机。压缩机在一定程度上便捷了人民的生活，促进了社会的发展。在压缩机中以离心式压缩机和往复式压缩机的应用最为广泛，作用最为重要^[5]。

压缩机的主要应用：（1）用作制冷和让气体分离：人们的日常生活中随处可见的冰箱、空调等平常又关键的制冷设备都缺少不了压缩机的作用。（2）化学工业中为了使化学反应更加快速、充分、便捷，通常要提高气体的压力，这个时候压缩机的作用就不可或缺了。（3）在之前提到的燃气、石油气等气体的管道输送中，由于气体本身的能量并不能使气体自己流动到目的地，因为气体流动的过程中有阻力损失，这个时候就需要压缩机来使气体克服阻力，使气体能输送到目的地^[6]。

压缩机的种类有很多，按照作用原理可以分为容积式和透平式两种，往复式压缩机就属于容积式。本次设计的压缩机就是往复式压缩机。往复活塞式压缩机的主要部件有：活塞、机身、气缸、底座、中体、连杆、曲轴、阀门等^[7]。