摘要：往复式活塞压缩机是一种通用机械，与其他类型压缩机相比具有压力范围广，压缩效率高，适应性强等优点。但是往复式活塞压缩机存在着转速不宜过高，外形尺寸及基座较大等缺点。当石油、天然气、化工、矿山等行业在使用往复式活塞压缩机时，增加了安装及调试费用，占用了大量空间面积，降低了生产效率。而V型压缩机是往复式活塞压缩机中的一种，具有较高的转速，较小的尺寸，较轻的质量，较高的效率。因此对V型往复式活塞压缩机进行设计显得尤为重要。

根据所提供的最原始的压缩机设计参数，联系压缩机结构方案设计原则，初步确定压缩机的结构方案。通过热力学计算，得到热力学参数和基本结构尺寸。根据往复式活塞压缩机设计规范对气缸组件，曲轴组件，连杆组件等进行结构设计和强度校核。并根据最新的机械国家标准和行业标准对压缩机的辅助零件进行设计和选择。从而设计出一台结构紧凑，转速高，效率高，并满足设计参数要求的V型往复式活塞压缩机。

关键词：活塞式压缩机  V型压缩机  设计  强度校核

目 录

摘 要

ABSTRACT

1-绪 论-1

1.1 往复式活塞压缩机的工作原理-1

1.2 往复式活塞压缩机的作用和用途-1

1.3 往复式活塞压缩机的国内外发展现状-1

1.3.1 往复式压缩机的国外发展现状-1

1.3.2 往复式压缩机的国内发展现状-2

1.4 设计V型压缩机的意义-2

2-压缩机总体方案设计-3

2.1 结构方案的选择-3

2.1.1 气缸排列的型式及其选择-3

2.1.2 运动机构的结构及选择-3

2.1.3 级数的选择和各级压力比的分配-3

2.1.4 各级气缸在列中的排列-4

2.2 压缩机转速和行程的确定-5

2.3 压缩机的驱动-5

2.3.1 活塞式压缩机驱动机的选择-5

2.3.2 活塞式压缩机的传动方式的选择-5

3-热力学计算-7

3.1 初步确定各级公称压力和温度-7

3.1.1 初步确定各级公称压力-7

3.1.2 初步确定各级公称温度-7

3.2 计算各级排气系数λ-7

3.2.1 计算容积系数λv-7

3.2.2 确定压力系数λp-9

3.2.3 确定温度系数λT-9

3.2.4 确定泄漏系数λL-10

3.2.5 计算排气系数λ-10

3.3 计算气缸行程容积Vt0-10

3.4 计算气缸直径D0-10

3.5 计算活塞力-11

3.5.1 计算气缸内实际吸排气压力-11

3.5.2 计算活塞力-11

3.6 计算轴功率并选取电机-12

3.6.1 计算指示功率-12

3.6.2 计算轴功率-12

3.6.3 选用电动机-12

4-气缸设计-14

4.1 气缸基本结构形式-14

4.1.1 选择气缸材料-14

4.1.2 铸铁气缸形式-14

4.1.3 铸铁气缸结构-14

4.1.4 选择气缸的冷却方式-14

4.2 气缸主要尺寸确定-14

4.2.1 气缸的壁厚δ-14

4.2.2 气缸工作表面长度L-15

4.3 气缸的强度校核-15

5 活塞组件的设计-17

5.1 活塞的基本结构形式-17

5.2 活塞材料的选择-17

5.3 活塞主要尺寸的确定-17

5.3.1 活塞总高度H-17

5.3.2 活塞环的径向厚度t1-17

5.3.3 活塞环的轴向高度h-17

5.3.4 刮油环高度h3-17

5.3.5 活塞顶面至第一道活塞环的距离C-18

5.3.6 活塞环之间的距离C1-18

5.3.7 裙部到底边的高度L-18

5.3.8 活塞销中心线到底边的距离h1-18

5.3.9 活塞顶部厚度t-19

5.3.10 环部内径D1-19

5.4 活塞销的计算-19

5.4.1 活塞销直径d-19

5.4.2 活塞销内径d0-20

5.4.5 活塞销长度IP-20

5.4.5 活塞销材料的选择-20

5.4.6 活塞销强度校核-20

5.4.7 销座的计算-21

6 机体的设计-22

6.1 机体基本结构形式的选择-22

6.2 轴承的选择-22

6.3 机体材料的选择-22

6.4 机体主轴承轴线高度H的确定-22

6.5 机体的壁厚-22

7 曲轴的设计-23

7.1 曲轴的基本结构-23

7.2 曲轴结构尺寸的确定-23

7.2.1 曲柄销直径D-23

7.2.2 主轴颈直径D1-23

7.2.3 轴颈长度-23

7.2.4 曲柄厚度t-24

7.2.5 曲柄宽度h-24

7.3 曲轴材料的选择-24

7.4 曲轴的强度校核-24

7.4 曲轴的刚度校核-25

7.5 惯性力及惯性力矩的平衡-26

8 连杆组件的设计-27

8.1 连杆结构的设计-27

8.1.1 连杆基本结构形式选择-27

8.1.2 连杆杆体截面选择-27

8.1.3 连杆的定位-27

8.2 连杆结构尺寸的确定-27

8.2.1 连杆长度L的确定-27

8.2.2 连杆大头瓦尺寸的确定-28

8.2.3 连杆小头衬套尺寸确定-28

8.2.4 连杆宽度B-28

8.3 连杆杆体结构尺寸确定-29

8.3.1 当量直径dm-29

8.3.2 杆体中间截面面积Fm-29

8.3.3 工字形截面高度Hm-29

8.3.4 工字形截面宽度Bm-29

8.3.5 杆体截面变化尺寸-29

8.4 连杆材料的选择-30

8.5 连杆的强度校核-30

9 润滑系统-32

9.1 润滑剂在压缩机中的作用-32

9.2 往复式压缩机的润滑特点-32

9.3 压缩机的润滑方式-32

9.4 往复式活塞压缩机的润滑功用-32

10 结论-33

参考文献-34

致谢-35