Компрессор поршневой воздушный двухступенчатый

Содержание

ВВЕДЕНИЕ

1 Описание конструктивных особенностей компрессора и назначение его отдельных деталей и узлов

2 Термодинамический расчёт

2.1 Определение числа ступеней компрессора

2.2 Определение размеров рабочего цилиндра

2.3 Определение работы на привод ступени, мощности приводного электродвигателя

2. 3. 1 Краткое описание цикла поршневого компрессора

2. 3. 2 Расчет цикла поршневого компрессора

2. 3. 3 Расчет термодинамических процессов

2.4 Расчёт объемного, изотермического и общего КПД компрессора

3 Динамический расчет

3.1 Определение скоростей, ускорений и усилий в кривошипно-шатунном механизме

3.2 Определение нагрузки на шатунную шейку коленчатого вала, построение диаграммы крутящего момента

4 Устройство и особенности работы системы смазки компрессора

5 Расчёты на прочность отдельных деталей компрессора

5.1 Расчет цилиндра

5.2 Расчет штока

5.3 Расчет шатуна

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Введение

Производство некоторых видов работ просто невозможно без использования сжатого воздуха. Компрессор – устройство для сжатия и подачи воздуха или другого газа под давлением и снабжения им различных механизмов и пневмоинструментов. В сравнении с электроэнергией, пневматическая энергия намного безопаснее, она позволяет более экономично использовать инструменты и оборудование. Воздушные компрессоры повсеместно применяются во многих отраслях – от нефтепереработки до медицины.

Такие компрессоры применяются, например, в составе нефтегазовых буровых установок, на машиностроительных предприятиях, в нефтехимической, газовой, металлургической, электрохимической, горнодобывающей и других отраслях промышленности.

Недостатками поршневых компрессоров является отсутствие режима холостого хода и значительно меньший диапазон производительности, высокий уровень шума и вибрации в работе.

Основными преимуществами поршневых компрессоров являются: невысокая цена, простота конструкции, обслуживания и ремонта. Они могут сжимать почти все технические газы.

Одним из важнейших достоинств поршневого компрессора является то, что он может выступать в роли компрессора пиковой нагрузки в комплексных компрессорных сетях. При нормальном потреблении сжатого воздуха в сети будут работать только винтовые компрессоры, но если по каким-то причинам потребление возрастет и винтовые компрессоры перестанут справляются с такой нагрузкой, поршневой компрессор определит это по падению давления и кратковременно включится в работу.

Мировой рынок компрессоров постоянно увеличивается. Более быстрый рост наблюдается в Европе, Азии и Северной Америке. В целом, как свидетельствует статистика, объем местного рынка компрессоров прямо пропорционален индустриализации страны или региона.

2.3 Определение работы на привод ступени, мощности приводного электродвигателя

2. 3. 1 Краткое описание цикла поршневого компрессора

Для сжатия газов в технике широко применяются поршневые компрессоры. pV диаграмма цикла реального компрессора приведена на рисунке. Здесь процесс 1-2 - политропное сжатие газа от давления pвх до давления Pвых. 2-3 - это процесс выталкивания газа во вторую ступень через открывшийся выпускной клапан. Процесс 3-4 - обратное расширение сжатого газа во время движения поршня от верхней мертвой точки к нижней. При этом выпускной клапан закрывается и происходит политропное расширение газа до тех пор, пока давление в цилиндре не достигнет величины pвх. Тогда открывается всасывающий клапан и начинается процесс 4-1 - всасывание новой порции газа. Далее процесс повторяется.

Цикл второй ступени аналогичен.

4 Устройство и особенности работы системы смазки компрессора

В поршневых компрессорах для нормальной работы узлы трения должны смазываться. Смазка уменьшает работу механических трений и износ деталей. Масла охлаждают поверхности деталей, предохраняют их от коррозии, улучшают герметичность уплотнений, заполняя щели. В поршневых компрессорах существуют две системы смазки: 1) цилиндров и сальников штоков; 2) узлов трения механизма движения.

Смазка цилиндров поршневых компрессоров осуществляется одним из трех способов: разбрызгиванием масла, залитого в картер; впрыском распыленного масла в поток всасываемого газа; под давлением от специального масляного насоса.

Смазка цилиндров и сальников подачей масла под давлением применяется чаще всего в крейцкопфных компрессорах. В цилиндры горизонтальных компрессоров масло подводится в середине хода поршня в верхней точке. При диаметрах цилиндра более 500 мм, подвод осуществляют сверху и снизу, а при диаметрах цилиндра более 1000 мм выполняют дополнительно боковые подводы.

Трущиеся поверхности механизма движения смазывают двумя способами: разбрызгиванием и подачей смазки под давлением.

Смазка механизма движения под давлением выполняется циркуляционной: масло забирается насосом (чаще всего шестеренчатым) из маслосборника и подается по маслопроводам под давлением 0,2—0,4 МПа к местам смазки, затем масло из узлов трения вытекает через зазоры и стекает в картер и маслосборник.

Циркуляционная смазка под давлением дает возможность постоянно очищать масло от механических примесей.

Привод насоса осуществляют или от коленчатого вала или от индивидуального электродвигателя (для крупных компрессоров).

У небольших и средних компрессоров в качестве маслосборника служит картер. Для крупных компрессоров маслосборник выполняют автономно.

Контроль циркуляционной системы смазки механизма движения предусматривает измерение давления масла, а иногда и температуры масла в маслосборнике.

Заключение

В работе спроектирован двухступенчатый воздушный поршневой компрессор с промежуточным охлаждением между ступенями и приводом от электродвигателя с редукторной передачей с параметрами: диаметрами цилиндров первой и второй ступеней 0,7 м и 0,42 м соответственно; ходом поршня 0,78 м; объемной производительностью по всасываемому воздуху 100,8 м3/мин; объемным КПД 0,92; изотермическим КПД 0,98; коэффициентом подачи 0,86.

Сравнивая спроектированный компрессор с прототипом, следует отметить несколько большее значение объемной производительности: 100 м3/мин у прототипа и 100,8 м3/мин у спроектированного.

Для данного компрессора произведены расчет цикла и термодинамический процессов, кинематический и динамический анализ кривошипношатунного механизма, определены работа на привод ступени, мощность приводного электродвигателя.

По данным расчетов построены p – V и T – S диаграммы.

Продольный разрез+схема.dwg