活塞式空氣壓縮機(jī)課程設(shè)計(jì).doc

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1、 4L-208型活塞式空氣壓縮機(jī)的選型及設(shè)計(jì) （） 摘要：隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，壓縮機(jī)已經(jīng)成為眾多部門中的重要通用機(jī)械。壓縮機(jī)是壓縮氣體提高氣體壓力并輸送氣體的機(jī)械，它廣泛應(yīng)用于石油化工、紡織、冶煉、儀表控制、醫(yī)藥、食品和冷凍等工業(yè)部門。在化工生產(chǎn)中，大中型往復(fù)活塞式壓縮機(jī)及離心式壓縮機(jī)則成為關(guān)鍵設(shè)備。本次設(shè)計(jì)的壓縮機(jī)為空氣壓縮機(jī)，其型號(hào)為D—42/8。該類設(shè)備屬于動(dòng)設(shè)備，它為對(duì)稱平衡式壓縮機(jī)，其目的是為生產(chǎn)裝置和氣動(dòng)控制儀表提供氣源，因此本設(shè)計(jì)對(duì)生產(chǎn)有重要的實(shí)用價(jià)值?；钊綁嚎s機(jī)是空氣壓縮機(jī)中應(yīng)用最為廣泛的一種，它是利用氣缸內(nèi)活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)來(lái)壓縮氣體的，通過(guò)能量轉(zhuǎn)換使氣體提高壓力的主

2、要運(yùn)動(dòng)部件是在缸中做往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞，而活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)是靠做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的曲軸帶動(dòng)連桿等傳動(dòng)部件來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 關(guān)鍵詞：活塞式壓縮機(jī)；結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)；強(qiáng)度校核；選型　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1.1 壓縮機(jī)的用途 　　4L—20/8型空氣壓縮機(jī)（其外觀圖見(jiàn)下頁(yè)），使用壓力0.1~1.6Mpa（絕壓）排氣量20m3 /min，可用于氣動(dòng)設(shè)備及工藝流程，適用于易燃易爆的場(chǎng)合。 該種壓縮機(jī)可以大幅度提高生產(chǎn)率，工藝流程用壓縮機(jī)是為了滿足分離、合成、反應(yīng)、輸送等過(guò)程的需要，因而

3、應(yīng)用于各有關(guān)工業(yè)中。因?yàn)榛钊綁嚎s機(jī)已得到如此廣泛的應(yīng)用的需要，故保證其可靠的運(yùn)轉(zhuǎn)極為重要。氣液分離系統(tǒng)是為了減少或消除壓縮氣體中的油、水及其它冷凝液。 本機(jī)為角度式L型壓縮機(jī)，其結(jié)構(gòu)較緊湊，氣缸配管及檢修空間也比較寬闊，基礎(chǔ)力好，切向力也較均勻，機(jī)器轉(zhuǎn)速較高，整機(jī)緊湊，便于管理。 本機(jī)分成兩列，其中豎直列為第一列，水平列為第二列，兩列夾角為90度，共用一個(gè)曲拐，曲拐錯(cuò)角為0度。 1.2 壓縮機(jī)的工作原理和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介 1.2.1 工作原理 本機(jī)為往復(fù)活塞式壓縮機(jī)，依靠氣缸內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞壓縮氣體容積而提高其壓力。 當(dāng)驅(qū)動(dòng)機(jī)（電機(jī)）開(kāi)啟后，通過(guò)彈性聯(lián)軸器帶動(dòng)壓縮機(jī)的曲軸作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，不斷

4、旋轉(zhuǎn)的曲軸使連桿不停的擺動(dòng)，從而牽動(dòng)十字頭、活塞桿、活塞分別在十字頭滑道內(nèi)和氣缸內(nèi)作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)[5]。 壓縮機(jī)工作時(shí)，在活塞從內(nèi)止點(diǎn)到外止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，氣缸容積處于相對(duì)真空狀態(tài)，缸外一級(jí)進(jìn)氣緩沖罐中的氣體即通過(guò)吸氣閥進(jìn)入一級(jí)氣缸內(nèi)，當(dāng)活塞行至外止點(diǎn)時(shí)，氣缸內(nèi)充滿了低壓氣體。當(dāng)活塞由外止點(diǎn)向內(nèi)止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，吸氣閥自動(dòng)關(guān)閉，氣缸內(nèi)的氣體被逐漸壓縮而使壓力不斷提高，當(dāng)氣體壓力大于排氣閥外壓力和氣閥彈簧力時(shí)，排氣閥打開(kāi)，排出壓縮氣體，活塞運(yùn)動(dòng)到內(nèi)止點(diǎn)時(shí)排氣終了，準(zhǔn)備重新吸氣。至此，完成一個(gè)膨脹、吸氣、壓縮、排氣、再吸氣的工作循環(huán)。 從一級(jí)氣缸排出的氣體，進(jìn)入中間冷卻器后，再經(jīng)儀表控制管路組件二級(jí)

5、氣缸，進(jìn)行第二次壓縮至需要壓力，經(jīng)過(guò)二級(jí)排氣緩沖罐排出壓縮機(jī)。因此，周而復(fù)始，活塞不斷的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，吸入氣缸的氣體亦不斷地被吸入排出，從而不斷地獲得脈動(dòng)壓縮氣體。 1.2.2 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介 （1）壓縮機(jī)構(gòu) 1）氣缸組件： 各級(jí)氣缸中都有三層壁并行成三層空腔，最里層的薄壁筒為氣缸套，緊貼在內(nèi)壁上，內(nèi)壁與其外面一層形成空腔通冷卻水，稱為冷卻水套；冷卻水套包在整個(gè)缸體、缸頭、填料涵腔和氣閥空腔周圍，以期全面冷卻氣缸里的各部件；外層是氣體通道，它被分成兩部分：吸入通道和排出通道，分別與吸入和排出閥相通， 缸體靠近曲軸側(cè)，由于穿過(guò)活塞桿，為防止氣體泄漏，設(shè)有填料函腔，整體為鑄鐵結(jié)構(gòu)。 這種結(jié)構(gòu)的特

6、點(diǎn)是氣缸靠軸側(cè)的座蓋與缸體鑄成一體，簡(jiǎn)化了座蓋結(jié)構(gòu)，減少了密封面，填料涵和氣缸中心線的同心度很容易保證，氣缸座蓋上有止口與壓縮機(jī)中相配合，以保證氣缸和十字頭滑道的同心度，但這種結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，鑄造工藝有一定難度。 2）活塞組件： 圖1.4壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 一級(jí)活塞為盤形中空組合活塞，整個(gè)活塞分成兩部分；二級(jí)活塞為盤形中空整體活塞。均為鋁合金鑄造，表面用陽(yáng)極氧化處理，可以防腐蝕，一級(jí)活塞有一道支撐環(huán)，四道活塞環(huán)，裝配時(shí)應(yīng)將活塞環(huán)的開(kāi)口相互錯(cuò)開(kāi)，可以減少泄漏。各級(jí)活塞環(huán)均為四氟乙烯，氣缸由注油器實(shí)現(xiàn)有油潤(rùn)滑。 活塞桿有良好的耐磨性，活塞桿與十字頭用螺栓連接，旋入或旋出螺紋即可調(diào)節(jié)氣缸和

7、活塞的間隙。 3）吸氣閥和排氣閥部件： 各級(jí)吸氣閥均為環(huán)形閥，由閥座、閥蓋、閥片、彈簧等零件組成。閥片由不銹鋼組成，其它零件都經(jīng)鍍鎘處理，因而氣閥的耐磨性良好。氣閥中均勻分布的彈簧將閥片壓緊在閥座上，工作時(shí)，閥片在兩邊壓差和彈簧力的作用下打開(kāi)或關(guān)閉，由于氣閥閥片自動(dòng)而頻繁的開(kāi)啟，因而要求彈簧力均勻，安裝時(shí)應(yīng)對(duì)彈簧仔細(xì)挑選，力求彈簧高度一致。另外，在閥座、閥蓋的密封面上，嚴(yán)禁劃傷或粘上固體顆粒雜質(zhì)。 4）填料部件： 本機(jī)填料部件由節(jié)流套、密封環(huán)、閉鎖環(huán)等組成，節(jié)流套內(nèi)的節(jié)密封環(huán)槽用于節(jié)流降壓，減輕密封環(huán)的負(fù)荷。閉鎖環(huán)、密封環(huán)靠外圈彈簧和氣體力緊箍在活塞桿上起到密封作用，若內(nèi)表面磨損，密封

8、元件將自行補(bǔ)充，因而不致密封實(shí)效。 5）中間接筒部件： 中間接筒、刮油環(huán)座、油封圈等組成中間接筒部件。中間接筒分別與氣缸和機(jī)身相連，其上有兩個(gè)窗孔，供 裝卸刮油座及填料等用，并開(kāi)有三個(gè)接管口，一個(gè)接填料密封潤(rùn)滑管路，另兩路接排污管路。 （2）傳動(dòng)機(jī)構(gòu) L型機(jī)身內(nèi)裝有曲軸，與聯(lián)軸器同步電機(jī)相連，曲軸軸徑兩端各裝有一個(gè)滾動(dòng)軸承，曲軸上裝有兩塊平衡塊，以平衡回轉(zhuǎn)部分不平衡質(zhì)量和運(yùn)動(dòng)部件的部分慣性力，同一曲軸柄銷上裝有兩根連桿，同時(shí)帶動(dòng)水平列和豎直列的往復(fù)部件。 連桿為球墨鑄鐵鑄造，與曲柄銷連接的大部分都裝有軸瓦，軸瓦與軸頸的間隙可用墊片進(jìn)行調(diào)節(jié)，大小頭軸瓦之間沿連桿軸向鉆有油孔，連桿與活塞

9、桿之間的空隙，十字頭銷及十字頭體上鉆有油孔，使由連桿進(jìn)來(lái)的潤(rùn)滑油能進(jìn)入十字頭。 1.3 壓縮機(jī)曲軸組件簡(jiǎn)介 1.3.1 概述 曲軸組件，包括曲軸、平衡重及兩者之間的連接件等。 曲軸如下圖所示由三部分組成：主軸頸、曲柄和曲柄銷。曲柄和曲柄銷構(gòu)成的彎曲部分稱之為曲拐[12]。 1——主軸頸 2——曲柄 3——曲柄銷 圖1.5 曲軸組成示意圖 1.3.2 曲軸結(jié)構(gòu) 壓縮機(jī)曲軸有三種基本型式：曲柄軸、曲拐軸（簡(jiǎn)稱曲軸）和偏心輪軸。 曲軸是目前普遍采用的型式，其曲拐一般兩端支承，剛性較曲柄軸好。 曲軸的支承方式有兩種：全支承是每個(gè)曲拐兩側(cè)均設(shè)有主軸承；非全支承方式是每

10、2~3個(gè)曲拐的兩側(cè)用兩個(gè)主軸承。前者對(duì)曲軸的剛性，以及機(jī)身系列化時(shí)奇數(shù)列要求的滿足有利；后者對(duì)縮短壓縮機(jī)的長(zhǎng)度有利。 曲軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)是曲軸定位、軸頸、過(guò)渡圓角、油孔、軸端和平衡重的設(shè)計(jì)。其主要結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)應(yīng)使配用的軸承有承受負(fù)荷的能力，同時(shí)曲軸應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度，以承受交變彎曲與交變扭轉(zhuǎn)的聯(lián)合作用，保證軸頸偏轉(zhuǎn)角處的 應(yīng)力不超過(guò)許用值。 曲軸一般用40#和45#優(yōu)質(zhì)碳素鋼。碳素鋼在合理的熱處理及表面處理后，已可滿足壓縮機(jī)曲軸的要求，只有極少場(chǎng)合應(yīng)用40Cr等合金。 1.3.3 曲軸強(qiáng)度 曲軸強(qiáng)度計(jì)算主要包括靜強(qiáng)度計(jì)算和疲勞強(qiáng)度計(jì)算。靜強(qiáng)度計(jì)算的目的是求出曲軸各危險(xiǎn)部位最大工作應(yīng)

11、力。疲勞強(qiáng)度計(jì)算的目的是求出曲軸在反復(fù)承受交變工作應(yīng)力下的最小強(qiáng)度儲(chǔ)備，通常以安全系數(shù)的形式表示。 曲軸的強(qiáng)度計(jì)算一般有如下步驟： （1） 軸的受力分析； （2） 軸靜強(qiáng)度校核； （3） 軸疲勞強(qiáng)度校核； （4） 軸剛度校核。 第2章 第2章4L-20/8型空氣壓縮機(jī) 2.1 熱力計(jì)算 2.1.1 初步確定壓力比及各級(jí)名義壓力 （1）確定各級(jí)壓力比 壓力比的分配通常按最省工的原則進(jìn)行，即可按等壓比分配原則[3]。 （2-1） 兩級(jí)壓縮總壓力比 取 （

12、2）各級(jí)名義進(jìn)排氣壓力如下： （2-2） （2-3） 2.1.2 計(jì)算各級(jí)排氣系數(shù) 因壓縮級(jí)工作壓力不高，介質(zhì)為空氣，全部計(jì)算可按理想氣體處理。 由排氣系數(shù)的計(jì)算公式： （2-5） 分別求各級(jí)的排氣系數(shù)。 （1）計(jì)算容積系數(shù)： （2-6） Ⅰ級(jí)多變膨脹指數(shù)： Ⅱ級(jí)多變膨脹指數(shù)：

13、 則各級(jí)容積系數(shù)為： 2.1.3 計(jì)算各級(jí)凝析系數(shù)及抽加氣系數(shù) 計(jì)算各級(jí)凝析系數(shù) （1） 計(jì)算在級(jí)間冷卻器中有無(wú)水分凝析出來(lái) 查得水在26℃和35℃時(shí)的飽和蒸氣壓： （26℃） （35℃） 則可知： 所以在級(jí)間冷卻器中必然有水分凝析出來(lái)，這時(shí)。 （2） 計(jì)算各級(jí)凝析系數(shù) （3） 抽加氣系數(shù) 因級(jí)間無(wú)抽氣，無(wú)加氣，故 2.1.4 初步計(jì)算各級(jí)氣缸行程容積 　　　 2.1.5 確定活塞桿直徑 為了計(jì)算雙作用氣缸缸徑，必須首先確定活塞桿直徑，但活塞桿直徑要

14、根據(jù)最大氣體力來(lái)確定，而氣體力又須根據(jù)活塞面積來(lái)計(jì)算，它們是互相制約的。因此須先暫選活塞桿直徑，計(jì)算氣體力，然后校核活塞桿是否滿足要求。 （1）計(jì)算任一級(jí)活塞總的工作面積 　　　　?。╖—同一級(jí)氣缸數(shù)）　　　　　　　?。?-8） （2）暫選活塞桿直徑 根據(jù)雙作用活塞面積和兩側(cè)壓差估算出該壓縮機(jī)的最大氣體力約為30噸左右，由《化工機(jī)器》附錄四暫選活塞桿直徑d=45mm。 活塞桿面積 （3）非貫穿活塞桿雙作用活塞面積的計(jì)算 蓋側(cè)活塞工作面積 軸側(cè)活塞工作面積 Ⅰ級(jí)： Ⅱ級(jí)： （4）

15、計(jì)算活塞上所受氣體力 1）第一列（第Ⅰ級(jí)） 外止點(diǎn)： 內(nèi)止點(diǎn)： 2）第二列（第Ⅱ級(jí)） 外止點(diǎn)： 外止點(diǎn)： 由以上計(jì)算可知，第二列的氣體力最大，為-27630N，約合3噸。由附表2可知，若選活塞直徑d=40mm是可以的，但考慮留有余地，取d=45mm。 2.1.6 計(jì)算各級(jí)氣缸直徑 （1）計(jì)算非貫穿活塞桿雙作用氣缸直徑 根據(jù)

16、 （2-9） （2）確定各級(jí)氣缸直徑 根據(jù)《化工機(jī)器》表3--4，將計(jì)算缸徑圓整為公稱直徑： 1.1 2.1 3.1 動(dòng)力計(jì)算 第3章 3.1 3.1.1 運(yùn)動(dòng)計(jì)算 （1）作，， 運(yùn)動(dòng)曲線圖[12] （2）位移： 蓋側(cè)： 軸側(cè)： 速度： 加速度： 每隔10按上述計(jì)算，，，，將結(jié)果列入附錄1表1，其中是第Ⅰ列及第Ⅱ列本列的曲柄轉(zhuǎn)角，兩者結(jié)果一樣，故用一個(gè)表。 （3）由附

17、錄1表1中值描點(diǎn)連線做出曲線圖如附錄2圖1。 作圖比例尺： ， ， 3.1.2 氣體力計(jì)算 用列表計(jì)算法作各級(jí)氣缸指示圖及氣體力展開(kāi)圖。 （1）各過(guò)程壓力： 膨脹過(guò)程： （3-1） 進(jìn)氣過(guò)程： （3-2） 壓縮過(guò)程： （3-3） 排氣過(guò)程：

18、 （3-4） 本機(jī)屬于中型壓縮機(jī)，取，是活塞位移，用運(yùn)動(dòng)計(jì)算中各點(diǎn)的位移值。因本機(jī)為雙作用活塞，蓋側(cè)氣體力與軸側(cè)氣體力應(yīng)分別列表計(jì)算[12]。 （2）氣體力： 蓋側(cè): 軸側(cè)： 對(duì)雙作用活塞蓋側(cè)與軸側(cè)氣體力應(yīng)分別計(jì)算，然后將同一轉(zhuǎn)角時(shí)兩側(cè)氣體力合成。 氣體力符號(hào)規(guī)定：軸側(cè)氣體力是活塞桿受拉，為正；蓋側(cè)氣體力使活塞桿受壓，為負(fù)。 （3）將計(jì)算結(jié)果列入表中： Ⅰ級(jí)蓋側(cè)氣體力列入附錄1表2，Ⅰ級(jí)軸側(cè)氣體力列入附錄1表3，Ⅱ級(jí)蓋側(cè)氣體力列入附錄1表4，Ⅱ級(jí)軸側(cè)氣體力列入附錄1表5，合成氣體力列入附錄1表6。 （4）作各級(jí)氣缸指示圖： 用活塞行程為橫坐標(biāo)，以氣體力為縱坐標(biāo)，

19、將表中的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)上描點(diǎn)連線即成，Ⅰ級(jí)氣缸指示圖如附錄2圖2，Ⅱ級(jí)氣缸指示圖如附錄2圖3。 作圖比例尺：， （5） 氣體力展開(kāi)圖： 以曲柄轉(zhuǎn)角為橫坐標(biāo)，以氣體力為縱坐標(biāo)，將指示圖展開(kāi)。軸側(cè)氣體力為正，繪在橫坐標(biāo)上，蓋側(cè)氣體力為負(fù)，繪在橫坐標(biāo)下，并將合成氣體力繪出，Ⅰ級(jí)氣缸氣體力展開(kāi)圖如附錄2圖4，Ⅱ級(jí)氣缸氣體力展開(kāi)圖如附錄2圖5。 作圖比例尺：， 3.1.3 往復(fù)慣性力計(jì)算 （1）往復(fù)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量的計(jì)算 連桿質(zhì)量 取小頭折算質(zhì)量 Ⅰ級(jí)活塞組件及十字頭組件質(zhì)量 Ⅱ級(jí)活塞組件及十字頭組件質(zhì)量 于是得到各級(jí)往復(fù)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量：

20、 （2）活塞加速度值由運(yùn)動(dòng)計(jì)算已知。 （3）計(jì)算各級(jí)往復(fù)慣性力 計(jì)算結(jié)果列入附錄1表7，關(guān)于慣性力的符號(hào)規(guī)定：以使活塞桿受拉力為正，受壓力為負(fù)，這一規(guī)定恰好和慣性力與加速度方向相反的規(guī)定相一致。 3.1.4 摩擦力的計(jì)算 （1）往復(fù)摩擦力為總摩擦力的70% （3-5） Ⅰ級(jí)往復(fù)摩擦力 Ⅱ級(jí)往復(fù)摩擦力 關(guān)于往復(fù)摩擦力的符號(hào)規(guī)定： 1）使活塞桿受拉為正，受壓為負(fù)。 2）之間為向軸行程，摩擦力使活塞桿受拉，定為正。 在之間為向蓋行程，摩擦力使活塞桿受壓，定為負(fù)。 （2）旋轉(zhuǎn)摩擦力

21、的計(jì)算 旋轉(zhuǎn)摩擦力為總摩擦力的30% 3.1.5 飛輪矩的計(jì)算 （1）壓縮機(jī)一轉(zhuǎn)中的能量最大變化量L： （3-7） （2）旋轉(zhuǎn)不均勻度的選取 本壓縮機(jī)與電機(jī)使用三角帶傳動(dòng)，由《化工機(jī)器》，取。 （3）飛輪矩的計(jì)算 （3-8） 3.1.6 分析本壓縮機(jī)動(dòng)力平衡性能 如下圖為L(zhǎng)型壓縮機(jī)，一列水平配置，一列垂直配置，，垂直列常是低壓氣缸，水平列為高壓氣缸。 設(shè)兩列的往復(fù)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量相等為。 垂直列的往復(fù)慣性力： 水平列的往復(fù)慣性力：

22、 將兩慣性力合成得： 一階慣性合力的方向角為，則： 故知 二階慣性合力的方向角為： 故 以上表明：一階往復(fù)慣性力的合力是個(gè)定值，方向始終沿曲柄方向外指，這樣就可在曲柄的反方向加平衡質(zhì)量，產(chǎn)生的離心慣性力，可使一階慣性力完全平衡。二階慣性力的合力方向總是在與垂直軸線成角的射線方向上，其大小成周期性變化，故不能用平衡質(zhì)量加以平衡。 旋轉(zhuǎn)慣性力可用平衡質(zhì)量離心慣性力平衡。 由于角度式壓縮機(jī)各列連桿置于同一曲柄銷上，列間距很小，所以各種慣性

23、力矩很小，可忽略不計(jì)。 由此可見(jiàn)，L型壓縮機(jī)的動(dòng)力平衡性很好，結(jié)構(gòu)緊湊，是我國(guó)廣泛使用的一種中型壓縮機(jī)機(jī)型。 17 第4章 曲軸強(qiáng)度計(jì)算 4.1 曲軸受力分析 為使計(jì)算簡(jiǎn)便，對(duì)曲軸的受力情況先作如下簡(jiǎn)化假定：（1）對(duì)于多支承曲軸，作為在主軸承中點(diǎn)處被切開(kāi)的分段簡(jiǎn)支梁考慮；（2）連桿力集中作用在曲柄銷中點(diǎn)處；（3）略去回轉(zhuǎn)慣性力；（4）略去曲軸自重。 4.2 靜強(qiáng)度計(jì)算 由于工作負(fù)荷引起的曲軸破壞總是疲勞破壞，因此對(duì)曲軸要求進(jìn)行疲勞強(qiáng)度校核。但為使計(jì)算簡(jiǎn)便，通常把曲軸所受載荷，看成是應(yīng)力幅度等于最大應(yīng)力的對(duì)稱循環(huán)載荷，且略去應(yīng)力集中系數(shù)和尺寸系數(shù)對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響，而代之選用較大的

24、安全系數(shù)，從而使復(fù)雜的疲勞強(qiáng)度校核具有靜強(qiáng)度校核的簡(jiǎn)單形式[3]。 一般要校核軸頸和曲柄的如下截面：即軸與曲柄連接處和軸頸開(kāi)油孔處。近似地可取曲軸下述各旋轉(zhuǎn)位置，對(duì)曲軸進(jìn)行靜強(qiáng)度校核：1）被校核一跨的輸入扭矩最大時(shí)；2）被校核一跨中，列的綜合活塞力絕對(duì)值最大時(shí)（在角度式壓縮機(jī)情形中，是一拐上各列綜合活塞力矢量和的絕對(duì)值最大時(shí)）。 軸頸和曲柄各截面的靜強(qiáng)度校核按下式進(jìn)行： （4-1） 式中 —曲軸材料對(duì)稱彎曲疲勞極限； —危險(xiǎn)點(diǎn)上的正應(yīng)力； —危險(xiǎn)點(diǎn)上的切應(yīng)力； —許用安全系數(shù)，推

25、薦： 被校核危險(xiǎn)點(diǎn)的應(yīng)力計(jì)算，對(duì)于軸頸： （4-2） （4-3） 4.3 疲勞強(qiáng)度計(jì)算 軸頸與曲柄間的過(guò)渡圓角處，由于有高度應(yīng)力集中現(xiàn)象存在，是曲柄最易發(fā)生破壞的地方，有時(shí)要按考慮了應(yīng)力集中系數(shù)和尺寸系數(shù)的疲勞強(qiáng)度計(jì)算方法，進(jìn)行進(jìn)一步的強(qiáng)度校核。 疲勞強(qiáng)度校核方法如下： （4-4） 式中 —

26、彎扭交變應(yīng)力綜合作用下，曲軸的工作安全系數(shù)； —彎曲交變應(yīng)力作用下，曲軸的工作安全系數(shù)； —扭轉(zhuǎn)交變應(yīng)力作用下，曲軸的工作安全系數(shù)； —許用工作安全系數(shù)。推薦：=1.8~2.5 45優(yōu)質(zhì)碳素鋼 ， 4.4 曲軸剛度計(jì)算 首先把曲軸轉(zhuǎn)化為變截面直梁，要求轉(zhuǎn)化梁與曲軸有同樣的抗彎剛度。轉(zhuǎn)化梁與曲軸有同樣的坐標(biāo)系。 可近似地取曲軸的下述旋轉(zhuǎn)位置，對(duì)曲軸進(jìn)行剛度校核，即：被校核一跨列的綜合活塞力絕對(duì)值最大時(shí)。（在角式壓縮機(jī)情形，是一拐上個(gè)列綜合活塞力矢量和的絕對(duì)值最大時(shí)）。 本軸只對(duì)軸頸偏轉(zhuǎn)角進(jìn)行計(jì)算即可。 式中 —曲柄銷載荷單獨(dú)作用時(shí)軸頸偏轉(zhuǎn)角； —軸前端載荷單獨(dú)作用時(shí)軸頸偏轉(zhuǎn)角。 ，的求取，使用圖解法較為方便。 由以上強(qiáng)度計(jì)算和剛度計(jì)算結(jié)果可知，4L-20/8型活塞壓縮機(jī)的曲軸在強(qiáng)度上和剛度上均滿足使用要求，能夠確保壓縮機(jī)曲軸在不斷周期性變化的氣體力、往復(fù)和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量的慣性力以及它們的力矩（轉(zhuǎn)矩和彎矩）共同作用下安全運(yùn)行，使之不至于產(chǎn)生較大的變形和振動(dòng)對(duì)活塞、連桿、軸承、十字頭等重要零件的工作可靠性和經(jīng)濟(jì)性產(chǎn)生較大影響