压缩机课程设计(3)

积 盖侧： 轴侧：

b. 压力:PSI=0.95×105Pa PdI=3.04×105Pa

c. 气体力: 外止点：PI 外=PSIFZI-PdIFgI 5 -4 5 -4 =0.95×10 ×697×10 -3.04×10 ×707×10 =-14870N

内止点: PI 内=PdIFZI-PSIFgI 5 -4 5 -4 =3.04×10 ×697×10 -0.95×10 ×707×10 =14480N

（2）第Ⅱ列(第Ⅱ级) a. 活塞面积 盖侧： 轴侧：FZII=FgII-fd=0.0254-9.62×10-4=244×10-4m2 b. 压力 PSII=2.7×105Pa PdII=9.59×105Pa c. 气体力 外止点：PII 外=PSIIFZII-PdIIFgII =2.7×105×244×10-4-9.59×105×254×10-4 =-17800N

内止点：PII 内=PdIIFZII-PdIIFgII =9.59×105×244×10-4-2.7×105×254×10-4 =16640N

由以上计算表明，最大气体力在第Ⅱ列外止点（-17800N），约为 1.8 吨， 没有超过活塞杆的允许值，可用。 12.复算排气量

气缸直径圆整后，压力比发生变化，引起容积系数相应的变化。 如其它系数不变，则排气系数为： 经上述修正后的排气量为： Vd=

VhI'λI'n=0.028×0.79×450=9.96m /min 计算结果与题目要求接近，说明所选用的气缸是合适的。 3

13.计算功率，选取电机 （1）计算各级指示功率

（2）整机总指示功率： Ni=NiI+NiII=24+26.5=50.2 KW

（3）轴功率 Nz： 因本机为中型压缩机，取机械效率 ηm=0.92，则： （4）所需电机功率： 因本机是三角皮带传动，取传动效率 ηe=0.97，则：

实际本机选用 JR1156 型三相绕线式感应电动机，功率为 75KW 是足够的， 说明以上计算可用。 14.热力计算结果数据

（1）各级名义，实际压力及压力比见下表 各级名义、 表 2-9 各级名义、实际压力及压力比 级次 Ⅰ Ⅱ

名义压力(MPa) P1 P2 ε 0.1 0.28 0.28 0.9 2.8 3.21 实际压力(MPa) Ps Pd ε' 0.095 0.27 0.304 0.959 3.2 3.64 （2）各级实际排气温度: T2I=409K T2II=431K （3）气缸直径: DI=300mm （4）气缸行程容积: VhI'=0.028m3 （5）实际排气量: Vd'=9.96m /min 3 或 或

T2I=136℃ T2II=158℃ DII=180mm VhII'=0.01m3

（6）活塞上最大气体力: Pmax=PII 外=-17800N （7）电动机功率: Ne=75KW （8）活塞杆直径：d=35mm 3 动力计算 1.第Ⅰ级缸解析法 1.1 运动计算

（1）曲柄运动状态： 曲柄运动状态： r=s/2=200/2=100mm ω=2πn/60=450π/30=47.2 rω=0.1×47.2=4.72m/s rω2=0.1×47.22=222.8m/s2 （2）位移： 位移：

1 ? ? 盖侧： X g = r ?(1 ?cosα ) + 1 ? 1 ?λ 2 sin 2 α? = k1r λ?? ( )

轴侧： X z = S ? X g

1 速度： c = rω (sin α + λ cos 2α ) 2

加速度: a = rω 2 (cos α + λ sin 2α ) 每隔 10s 按上述计算 xg , xz , c , a 将结果列入表 2-11，其中α是第Ⅰ列及第 Ⅱ列本列的曲柄转角，两者结果一样，故共用一个表。 曲柄转角 活塞位移 xg (mm) xz (mm) 活塞速度 c( m / s ) α 0o 10o

活塞加速 度 a(m / s 2 ) 曲柄转角 α 360o 350o

20o 30o 40o 50o 60o 70o 80o 90o 100o 110o 120o 130o 140o 150o 160o 170o 180o

340o 330o 320o 310o 300o 290o 280o 270o 260o 250o 240o 230o 220o 210o 200o 190o 180o 1.2 气体力计算

用列表计算法作各级气缸指示图及气体力展开图。 各过程压力： （1） 各过程压力

? s ? Pi = Ps ? 0 ? ? s0 + xi ? m 膨胀过程: 进气过程: Pi=Ps

? s + s0 ? Pi = Ps ? ? ? s0 + xi ? m 压缩过程: 排气过程: Pi=Pd

本机属于中型压缩机，取 m=m＇=1.4，xi 是活塞位移，用运动计算中

各点的 位移值。因本机为双作用活塞，盖侧气体力与轴侧气体力应分别列表计算。 （2）气体力： 气体力 盖侧 Pi = ? pi Fg 轴侧 Pi = ? pi Fz

对双作用活塞盖侧与轴侧气体力应分别计算， 然后将同一转角时两侧气体力 合成。 气体力符号规定：轴侧气体力使活塞杆受拉，为正；盖侧气体力使活塞杆受 压，为负。 （3）将计算结果列入表中： 将计算结果列入表中： Ⅰ级盖侧气体力列入表 2-12， Ⅰ级轴侧气体力列入表 2-13，合成气体力 列入表 2-16。 气体力 ( kN ) 活塞位移 曲柄转角 膨胀过程

? s ? P = pi ? 0 ? i ? x +s ? ? g 0? m 进期过程 压缩过程

? s+s ? P = pi ? 0 ? i ? x +s ? ? g 0? m 排气过程 α xg = k1r

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