空气压缩机毕业设计_说明

第一章、空气压缩机简介 (2)第一节、空气压缩机的作用和类型 (3)一、作用 (3)二、类型 (3)第二节、回旋式空气压机泵体的结构和工作原理 (5)一、泵体组成的零部件 (5)二、回转式空气压缩机工作原理 (7)第二章、空气压缩机的三维造型及装配 (9)第一节、轴承座的三维设计 (9)第二节、曲轴的三维设计 (14)第三节、空气压缩机泵体重要零部件的设计过程 (14)1.1设置工作目录 (14)1.2曲轴的绘制 (14)第四节、泵体的装配 (21)第三章、轴承的加工工艺 (23)第一节、生产纲领 (23)第二节、零件结构公用分析 (24)第三节、确定毛坯 (25)第四节、选择设备及工艺装备 (27)第五节、工序设计及工艺文件的填写 (27)(一)、工序设计 (27)(二)、填写工艺文件 (29)1、填写机械加工工艺过程综合卡 (29)2、填写指定工序的机械加工工序卡 (29)第一章、空气压缩机简介空气压缩机（英文为：air compressor）是气源装置中的主体，它是将原动机（通常是电动机）的机械能转换成气体压力能的装置，是压缩空气的气压发生装置。

空气压缩机的种类空气压缩机的种类很多，按工作原理可分为容积式压缩机，速度式压缩机，容积式压缩机的工作原理是压缩气体的体积，使单位体积气体分子的密度增加以提高压缩空气的压力；速度式压缩机的工作原理是提高气体分子的运动速度，使气体分子具有的动能转化为气体的压力能，从而提高压缩空气的压力。

我国的空气压缩机行业的市场规模均为8%以上的增速增长，2010-2011年增长率甚至超过了28%，市场规模扩迅速。

然而，在规模如此巨大的市场上，过去很长一段时间由外资企业掌握绝大部分市场。

2009年度，我国空气压缩机行业共有生产企业近400家，其中资企业数量接近90%，实现销售收入总额约为60亿元，占全行业的40%;外资企业数量接近10%，实现销售收入总额约为90亿元，占全行业的60%。

第一节、空气压缩机的作用和类型一、作用空气压缩机(空压机)是一种将空气进行压缩从而提高气体压力或输送气体的机器。

随着气压技术的不断发展，空压机在生产建设领域得到了广泛的应用。

压缩机是制冷系统的心脏，它从吸气管吸入低温低压的制冷剂气体，通过电机运转带动活塞对其进行压缩后，向排气管排出高温高压的制冷剂气体，为制冷循环提供动力，从而实现压缩→冷凝→膨胀→蒸发(吸热)的制冷循环。

压缩机一般由壳体、电动机、缸体、活塞、控制设备(启动器和热保护器)及冷却系统组成。

冷却方式有油冷和自然冷却两种。

空气压缩机是气源装置中的主体，它是将原动机(通常是电动机)的机械能转换成气体压力能的装置，是压缩空气的气压发生装置。

常见空气压缩机的用途。

传统的空气动力:风动工具，凿岩机，风镐，气动扳手，气动喷砂;仪表控制及自动化装置:如加工中心的刀具更换等，车辆制动，门窗启闭;喷气织机中用压缩空气吹送纬纱以代替梭子;食品、制药工业利用压缩空气搅拌浆液等。

二、类型空气压缩机（空压机）的种类很多。

1、按工作原理可分为三大类：容积型、动力型（速度型或透平型）、热力型压缩机。

2、按润滑方式可分为无油空压机和机油润滑空压机。

3、按性能可分为：低噪音、可变频、防爆等空压机。

4、按用途可分为：冰箱压缩机、空调压缩机、制冷压缩机、油田用压缩机、天然气加气站用、凿岩机用、风动工具、车辆制动用、门窗启闭用、纺织机械用、轮胎充气用、塑料机械用压缩机、矿用压缩机、船用压缩机、医用压缩机、喷砂喷漆用。

5、按型式可分为：固定式、移动式、封闭式。

容积式压缩机——直接依靠改变气体容积来提高气体压力的压缩机。

活塞式压缩机——是容积式压缩机，其压缩元件是一个活塞，在活塞式空气压缩机气缸做往复运动。

回转式压缩机——是容积式压缩机，压缩是由旋转元件的强制运动实现的。

滑片式压缩机——是回转式变容压缩机，其轴向滑片在同圆柱缸体偏心的转子上作径向滑动。

截留于滑片之间的空气被压缩后排出。

液体-活塞式压缩机——是回转容积式压缩机，在其中水或其它液体当作活塞来压缩气体，然后将气体排出。

罗茨双转子式压缩机——属回转容积式压缩机，在其中两个罗茨转子互相啮合从而将气体截住，并将其从进气口送到排气口。

没有部压缩。

螺杆压缩机——是回转容积式压缩机，在其中两个带有螺旋型齿轮的转子相互啮合，使两个转子啮合处体积由大变小，从而将气体压缩并排出。

螺杆式空气压缩机中的螺杆压缩组件，采用最新型数控磨床部制造，并配合在线激光技术，确保制造公差精确无比。

其可靠性和性能可确保压缩机的运转费用在使用期一直极低。

调整压缩机、一体式压缩机和干燥剂系列都是L/LS系列压缩机中的新产品。

速度型压缩机——是回转式连续气流压缩机，在其中高速旋转的叶片使通过它的气体加速，从而将速度能转化为压力。

这种转化部分发生在旋转叶片上，部分发生在固定的扩压器或回流器挡板上。

离心式压缩机——属速度型压缩机，在其中有一个或多个旋转叶轮（叶片通常在侧面）使气体加速。

主气流是径向的。

轴流式压缩机——属速度型压缩机，在其中气体由装有叶片的转子加速。

主气流是轴向的。

混合流式压缩机——也属速度型压缩机。

其转子的形状结合了离心式和轴流式两者的一些特点。

喷射式压缩机——利用高速气体或蒸汽喷射流带走吸入的气体，然后在扩压器上将混合气体的速度转化为压力。

永磁变频压缩机——由于变频化的螺杆空压机利用了变频器的无级调速特点，通过控制器或变频器部的PID调节器，能平缓启动；对用气量波动比较大的场合，又能快速调节响应。

第二节、回旋式空气压机泵体的结构和工作原理一、泵体组成的零部件下面是全封闭旋转式压缩机的泵体如上图一所示，泵体主要组成部分有：气缸、滚套、曲轴、轴承（包括上轴承和下轴承）、叶片、弹簧、消音器等。

下面对上述主要零部件作简要介绍1. 曲轴的结构与用途：压缩机的曲轴是由主轴颈，是压缩机部传送动力的装置。

在主轴颈的下部装有电动机，主轴颈的上部在泵体中旋转。

曲轴是压缩机的主要部件之一，它接受电动机以扭矩形式传来的动力，电机带动曲轴旋转，曲轴的偏心部分带动滚套旋转，从而压缩气体而做功。

曲轴在轴中心线处有阶梯形深孔，与上油桨配合部尺寸较大，这种设计既有利于工艺过程中排除切屑、污物，更主要的是在上油桨泵油运转过程中有利于在孔形成较高的油压，提高输油能力。

日本三洋设计的小孔插入油气分离器的长销。

由于销的插入进一步缩小了孔的间隙，达到既可形成高的油压，又有利于油气分离，减小向压缩机外排油，保证油池油面稳定。

2. 滚套的结构与用途：滚套是用来在气缸中压缩气体的。

随着滚套的旋转带来气缸容积的不断变化。

滚套在泵体中的安装尺寸必须与气缸紧密配合，以减少气体的泄漏。

3. 气缸结构与作用：压缩机的气缸呈元宝形，中间是气缸工作腔，在工作时被叶片分成高压腔和低压腔，在低压腔中装有进气管，气体由进气管吸入。

由于滚套在气缸中做往复旋转运动，汽缸要承受相当大的变应力和热应力，故要求汽缸要有足够的强度，即耐热耐压性。

气缸的加工要求很高，特别是光洁度，以实现与滚套的严密配合，减少气体泄漏，提高制冷效率。

气缸的端面分布几个螺栓孔，是用来连接上下轴承，以封闭整个泵体的。

4. 叶片的结构和作用：叶片装在气缸叶片槽中，在泵体工作时，叶片通过弹簧的作用，随着滚套的旋转上行和下行，叶片将气缸的工作腔划分为高压腔和低压腔。

由于随着曲轴的高速旋转，叶片不断往复直线冲击，因此对叶片的材质和表面加工光洁度都有很高的要求。

5. 上、下轴承的结构和作用：上、下轴承是用来固定曲轴，封闭气缸的工作腔用的。

轴承上根据泵体的排气不同而设有不同的排气孔，如果泵体为上排气方式，那么上轴承上有排气孔，如果泵体为下排气方式，那么下轴承上有排气孔。

5.1. 阀片的结构和作用：阀片是压缩机的主要部件，与带排气孔的轴承安装在一起，如图二中所示。

在压缩机运行过程中，阀片起着分配气体的作用，相当于泵体的气门。

阀片的结构和性能的好坏对压缩机的好坏与性能有直接的影响。

因此，要求阀片的结构合理，弹性大小合适，使阀片在相应压力和转速下能及时关闭和打开，尽量减小气阀开闭时的阻力，以减少压缩机的功耗。

5.2 阀背板的结构和作用：阀背板安装在阀片上用来固定阀片，可以采用铆接的方式进行连接，也可以使用螺栓进行连接。

阀背板的翘起高度是一个很重要的设计参数，直接影响阀片的抬起。

除上述主要零件外，泵体中还有一些其它的零件，包括消音器、上油桨等，在这里不做详细介绍。

二、回转式空气压缩机工作原理概括来说，压缩机在制冷系统中所起的作用就是：吸入低温低压气体，压缩成高温高压气体，并排放到系统中去的不断循环的过程。

如下图所示旋转式压缩机的工作过程。

空白部分表示已压缩及排气过程，另一空白部分表示吸气过程。

A图是转子处于滑片槽的最近处，工作容积处于吸气结束状态，其为吸气压力。

B图是转子转过某一角度的位置，此时气缸容积被滑片分隔为两个容积，右边的一个工作容积和吸气腔相通，处于吸气状态；左边一个工作容积比a图位置时缩小，容积气体处于压缩状态，压力比吸气压力高。

C图的位置是右边的工作容积继续扩大，左边的工作容积处于继续缩小的状态。

D图的位置是右边的工作容积继续扩大，气体不断由吸气孔进入。

左边的工作容积继续减少，气体的压力继续升高。

假设这时该工作容积的气体压力已经升高到略高于排气阀背部的压力（冷凝压力），则排气阀被开启。

这个工作容积的气体有一部分通过排气阀排出，开始排气过程。

E图的位置是右边的工容积继续进行吸气的过程，而左边的工作容积继续进行排气过程F图的位置是左边的工作容积已缩小到零，排气过程结束，排气阀关闭。

右边的工作容积扩大到最大，吸气压力下的气体充满到整个气缸的工作容积。

吸气过程结束。

由此可见，转子压缩机一转中是分别在气缸两个工作容积实现一个完整的吸气、压缩、和排气的过程的。

二、泵体的装配顺序以及装配过程中需注意的问题1、零部件的装配顺序各个零部件在经过充分洗净之后，在恒温状态下进行组装，首先将滚套安装到曲轴的曲柄处，测量滚套外径到曲轴异侧外径的最大距离；然后将上轴承和气缸组装到一起，调整偏心间隙，用螺栓固定，插入曲轴和滚套，形成组件；之后装入消音器、叶片，旋转曲轴检测最小间隙；最后，在曲轴一直旋转的状态下装入下轴承，用螺栓固定，装入弹簧。

2、泵的装配过程中要注意的问题2.1扫描间隙如下图三所示，标注为扫描间隙的点即是滚套在气缸运动的最小间隙点，也是泵体高压腔和低压腔的分界点。

如果此处间隙大，则增加气体的泄漏量，也就是直接影响压缩机的COP值；反之如果此处间隙小，那么泵体在旋转过程中就会产生不顺畅的现象，这也是不允许的。

因此在泵体各个零部件的装配中，此处间隙值是非常重要的一个参数，要严格控制此处间隙。

一般情况下，根据压缩机系列不同，间隙值控制在10～30μ不等。