買文檔就送全套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設(shè) 資料完整 答辯通過 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 2 2 義壓力比 2 義排氣溫度 2 算與排氣量有關(guān)的各種系數(shù) 2 算氣缸行程容積 3 取氣缸直徑 3 整缸徑后復(fù)算氣缸容積 3 算排氣量 3 慮壓力損失后實際排氣壓力及壓縮終了溫度 3 算最大活塞力 4 算指示功率 4 需軸功率 4 動機功率 4 溫效率 4 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 7 定閥片特征參數(shù) 7 核進氣閥閥隙馬赫數(shù) 10 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 買文檔就送全套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設(shè) 資料完整 答辯通過 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 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 助 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(dá)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 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 4） %左右 . 關(guān)鍵詞： 空壓機、簧片閥、優(yōu)化、氣缸 買 文 檔 送 全 套 圖 紙 扣 扣414951605買文檔就送全套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設(shè) 資料完整 答辯通過 買文檔就送全套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設(shè) 資料完整 答辯通過 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 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 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，其流動阻力損失買文檔就送全套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設(shè) 資料完整 答辯通過 可以高達(dá)指示功率的（ 15 20） %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 加有效通流面積，將受到機器結(jié)構(gòu)和氣閥壽命的限制 程不能太高，否則壽命顯著下降 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 時甚至?xí)_(dá)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 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 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 . 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 須在簧片閥設(shè)計時先確定下來 它們是：閥隙馬赫數(shù) M、升程 h、閥片剛性系數(shù)2 等 . 三、簧片閥設(shè)計計算 （ 一）設(shè)計的原始數(shù)據(jù) 排氣量 30Q 0 m 氣壓力 51 1 0a（絕對壓力） 進氣溫度 020氣壓力 58 1 0a（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， 氣缸為準(zhǔn)雙缸單作用風(fēng)冷 V 型可為 圖 1方案示意圖 帶輪連接），電動機轉(zhuǎn)速取 1 4 5 0 / m . 買文檔就送全套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設(shè) 資料完整 答辯通過 圖 1制容積選取示例 2. 名義壓力比 8 81 1 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 1 . 2 8 11 . 2 8( 2 0 2 7 3 ) 8 4 6 2 04 6 2 2 7 3 1 8 9 排氣量有關(guān)的各種系數(shù) （ 1）進氣系數(shù) s v p T 計算容積系數(shù)v， 11 ( 1) 取 ， m 按表選取得 ，計 算得 11 . 21 0 . 0 4 ( 8 1 ) 0 . 7 9 2 3v 取壓力系數(shù) 買文檔就送全套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設(shè) 資料完整 答辯通過 由圖取 計算得 0 . 7 9 2 3 0 . 9 7 0 . 8 5 0 . 6 5 3s （ 2）泄漏系數(shù)l30 1 0 . 9 1 0 . 0 0 1 0 1 6 60 . 7 9 2 3 0 . 9 7 0 . 8 5 1 4 5 0 T 取活塞行程 S=55 算得活塞平均速度 0 . 0 5 5 1 4 5 0 2 . 6 6 /3 0 3 0m m s 由式 4 知氣缸 直徑 4 4 0 . 0 0 1 0 1 6 6 0 . 0 8 8 63 . 1 4 0 . 0 5 5 3 將缸圓整為 90D 2 2 2 30 . 0 9 0 . 0 5 5 3 0 . 0 0 1 0 544 S Z m 30 0 . 0 0 1 0 5 0 . 6 5 3 0 . 9 3 5 1 4 5 0 0 . 9 3 / m i nh s n m 由圖查得 、 ，故實際進氣壓力 5 5( 1 ) 1 0 ( 1 0 . 0 4 5 ) 0 . 9 5 5 1 0s s P a 實際壓力比 泄露位置 進氣閥 排氣閥 活塞環(huán) 相對泄露量 1l 文檔就送全套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設(shè) 資料完整 答辯通過 558 . 5 2 1 0 8 . 9 20 . 9 5 5 1 0 壓縮終了溫度 1 1 . 2 8 1 1 . 2 82 9 3 8 . 9 2 4 7 3n K 0200 向軸行程 2 5 20( ) ( 1 0 . 9 5 5 ) 1 0 0 . 0 9 2 844 P D N 向蓋行程 2 5 20( ) ( 1 8 . 5 2 ) 1 0 0 . 0 9 4 7 8 444 P D N 其中0 51 10 計 按式 1 ( 1 8 0 ) 1 6 0 1i v s hn n V 這里 30 . 0 0 1 0 5 m取 0(1 ) 8 . 9 2 1 . 2 8 15 1 . 2 81 4 5 0 1 . 2 80 . 7 9 2 3 0 . 9 1 0 0 . 0 0 1 0 5 ( 8 . 9 2 1 ) 5 . 3 96 0 1 . 2 8 1 W 取機械效率 5 . 3 9 6 . 6 2 70 . 8 6iz W 取電動機儲備功率為軸功率的 10% 1 . 1 1 . 1 6 . 2 6 7 6 . 8 9 K W 由式 0 知等溫功率50 0 . 9 3l n 1 0 l n 8 3 . 2 26 0 6 0i s p K W 0買文檔就送全套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設(shè) 資料完整 答辯通過 等溫指示效率 3 . 2 2 0 . 5 9 75 . 3 9is 等溫軸效率 3 . 2 2 0 . 5 1 46 . 2 6 7 3106 . 2 6 7 6 . 7 4 ( m i n )0 . 9 3 W 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SP、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 100大氣缸直徑可到 130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示，主要由閥座、閥片、彈簧和升程器四個零件組成 . 圖 2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，并承受氣缸內(nèi)外壓力差的零件 . 閥片：它是交替、地開啟與閥座通道的零件，通常制成片狀，故稱為閥片 . 彈簧：是氣閥關(guān)閉時推動閥片落向閥座的零 件，并在閥片開啟時，減少閥片撞擊升程器 片本身具有彈性，并起一定的彈簧作用，故有時合二為一 . 升程限制器：是限制閥片的升起高度，并往往作為承受彈簧的零件 . （二）設(shè)計的已知數(shù)據(jù) 一級氣缸直徑1 90D 二級氣缸直徑2 90D 行程 S=55 買文檔就送全套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設(shè) 資料完整 答辯通過 3 7 . 5 0 . 2 3 4160 ， 機器轉(zhuǎn)速 9 8 0 / m ， 進氣壓力 52 1 0 /，排氣壓力 521 2 . 5 1 0 / m（表壓） 進氣溫度 020三）結(jié)構(gòu)設(shè)計 結(jié)構(gòu)設(shè)計 型中壓微型空壓機氣缸為風(fēng)冷結(jié)構(gòu)，氣缸蓋采用皇冠形結(jié)構(gòu) 氣閥采用圓弧工字形簧片閥。一級進氣環(huán)形閥片的幾何形狀如圖 2示 1=90片外徑為 =88片內(nèi)徑為 =70片寬度 B=9中陰影部線為閥片安裝后定位側(cè)翼，側(cè)翼邊離開中心線R與 a=片小舌部落到氣缸相應(yīng)的凹槽中，起升程限制器作用 . 圖 2級進氣閥片幾何形狀 圖 2閥板上進氣閥孔的平面布置情況。以 對稱軸，兩邊個布置 9個進氣閥孔，閥孔直徑 d 1=孔中心分布在 79鄰兩閥孔中心線尺寸夾角為 15，即 1=15， 2=30， 3=45， 4=60（相對與. （四）簧片閥主要結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定 買文檔就送全套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設(shè) 資料完整 答辯通過 圖 2級進氣閥片 a)閥片上進氣孔平面布置 b)閥片工作狀態(tài) 1 2 31. 確定閥片特征行程0 最外端距離 l=50幾何關(guān)系其余個閥孔在 即 01 0 1c o s 3 9 . 5 c o s 1 502 0 2c o s 3 9 . 5 c o s 3 0 0 （ 1 閥片工作時，個閥孔中心在 方向上至側(cè)翼邊投影距離為（見圖 2: 00 3 9 . 5 7 . 5 3 2l l a m m 則 0 c o si i il l a l a （ 1 在 片對應(yīng)孔中心的升程高度定義為特征升程0h， 閥片開啟后彎形曲線 似用直線替 h形的線段比例關(guān)系計算出 .第 i 個閥孔中心的升程高度 0000l ah h hl l a（ 1 買文檔就送全套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設(shè) 資料完整 答辯通過 閥片最大升程 0 0 005 0 7 . 5 1 . 3 33 9 . 5 7 . 5h h （ 1 閥片平均升程410 1 2 3 4 004122 ( ) 0 . 7 3 699h h h h l （ 1 則閥隙通道面積 ： 21 0 01 8 6 . 5 0 . 7 3 6 2 7 0 . 6 8 ( )v z d h h h m m （ 1 式中 Z 表示閥孔數(shù)目 . 任意選取01/( / 2)圖中查出相應(yīng)的流量系數(shù)接計算出0再按式（ 1算出閥隙通道面積 有效流通面積（如表 1 0 1/ ( / 2 ) / ( / 2 )d a A h d的曲線如圖 2 由圖可以看出，當(dāng)01/ ( / 2 ) 0 . 6 0 . 6 5 :時，圖中線段近似為直線，當(dāng) 圖 21/ ( / 2 ) 0 . 6 5 0 . 7 :，成曲線段 / 2 ) 0 ，則 0 6 . 50 . 6 1 . 9 52h m m 用式（ 1計算出閥片最大升程1 . 3 3 1 . 3 3 1 . 9 5 2 . 5 9eh h m m 買文檔就送全套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設(shè) 資料完整 答辯通過 圓整成 則0 式（ 1算出閥片平均升程 00 . 7 3 6 0 . 7 3 6 1 . 9 5 1 . 4 3 5h m m 表 101/( / 2)()h 效流通面積2() 應(yīng)閥隙有效流通面積同式（ 1算 20( ) 2 7 0 . 6 8 0 . 5 6 2 7 0 . 6 8 1 . 9 5 2 9 5 . 5 8v v a h m m 按式 211( 1 ) ( 1 ) 4d h n d 進行校核： 即 114 1 也就是說，若閥孔 為 70片閥可能設(shè)計的最大平均升程因為111 6 . 5 1 . 6 2 544d m m ，這里 1 5故 111 . 4 3 5 1 . 6 2 54m m d ，符合式（ 1要求 . 閥片當(dāng)量撞擊速度為： 3 . 1 4 9 8 0 0 . 0 0 2 6 0 . 2 6 7 / 0 . 4 /3 0 3 0ee nh h m s m s 當(dāng)量撞擊速度符合式 eh m s 的要求，說明閥片特征升程0 與最大升程 確 . 活塞平均速度 0 . 0 7 5 9 8 02 . 6 0 2 . 4 5 /3 0 3 0e s m m m M C m s 活塞面積 2 2 21 9 0 6 3 6 1 . 7 344 m m 買文檔就送全套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設(shè) 資料完整 答辯通過 則閥隙平均速度 6 3 6 1 . 7 32 . 4 5 5 2 . 7 /2 9 5 . 5 8pv m m 空氣的氣體常數(shù) 2 8 7 . 2 / ( . )R J k g k ,絕熱指數(shù) ，一級氣缸進氣溫度293，則當(dāng)?shù)匾羲贋?1 . 4 2 8 7 . 2 2 9 3 3 4 3 . 2 /a K R T m s 一般進氣閥的閥隙平均馬赫數(shù)為： 5 2 . 7 0 . 1 5 43 4 3 . 2 0 0 :） . 的確定 1） 計算閥孔迎風(fēng)面積之和的等效面積) p計算，式中等效原則是按個閥孔氣體力集中力見圖 2即 8 8 80 0 0 0( ) ( ) ( ) ( )g g i i p i i p i ii i iF l a F l a p A l a p A l a （ 1 工程設(shè)計時，各閥孔迎風(fēng)面積這里，各閥孔直徑為1 各閥孔迎風(fēng)面積均相等，用 214代替，則式（ 1成 82 010()4o g p d F p A （ 1 式（ 1 () p比較，等效面積80 0 1 2 3 4002 2 2 2 9p o p l l l l l Al a l a 226 . 6 2 7 6 . 6 2 7 6 . 5 2 1 9 . 9 34m m 2） 計算新設(shè)計閥片的剛性系數(shù)2取閥片推力系數(shù) ，按式 22m a x 18g P S K M P計算閥片最大氣體推 力： 買文檔就送全套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設(shè) 資料完整 答辯通過 22m a x 18g P S K M P6 2 2 51 0 . 8 8 2 1 9 . 9 3 1 0 1 . 4 0 . 1 5 4 1 1 0 0 . 7 9 38 N 按式 0 0 s :， 0 0 d :， 的簡切范圍，選取 ，按式002218 M P和 22m a x 18 K M P計算閥片單位寬度上剛性系數(shù)： m a 1 2 0 . 7 9 3 4 8 . 80 . 0 0 1 9 5 由圖 2知，閥片在固定端實際寬度為閥片寬度 新設(shè)計閥片總剛性系數(shù)2 20 2 4 8 . 8 2 9 8 7 8 . 4K K B N m 選取閥片厚度1 作為模型閥片， 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)1 693K N m何形狀相同，具有1212，12則按式 2233 1 2 2 221 22 1 1 111E K L 可以簡化計算出設(shè)計閥片厚度為： 2 332118 7 8 . 4 0 . 3 0 . 3 2693K 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 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 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 算有些思緒，開始嘗試著用數(shù)學(xué)軟件 求解 往漏掉條件，使的偏差很大，令我非常苦惱 下 ,我找到了