本 科 毕 业 设 计（论文）
对于实际气体，各级的指示功率按下式计算：
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k?1??k??p2(1??d)?k?kz1?z2 （3-23） Ni?p1(1??s)?vVh???1??k?1??p1(1??s)??602z1??式中：p1，p2 —分别为级的名义吸、排气压力，Pa；
z1，z2错误！未找到引用源。—分别为同列缸内各级对应级的轴侧、盖侧活塞工作面积，m2。
本设计中工质为看做为理想气体，故用式（3-22）计算
0.4?0.402?1.091.4?1.41.46N1??0.094?10?0.94?0.9348?0.7372??()?1??=2747W
1.4?10.1?0.9460??0.4?1.391?1.071.4?1.41.46N1??0.402?10?0.96?0.9451?0.2??()?1??=2803W
1.4?10.402?0.9660??压缩机的总指示功率为Ni=N1?N2?2747?2803?5550W 3.6.2 压缩机轴功率Nz
指示功率是压缩机活塞作用于气体的功率，属内功率。驱动机传给压缩机主轴的功率为轴功率，它除了提供内部功率以外还要克服摩擦副之间的机械摩擦功率，通常摩擦损失耗功都用机械效率?m表示，故轴功率为
Nz?Ni?m （3-24）
根据已有机器的统计，
带十字头的大、中型压缩机：?m?0.90~0.95 小型不带十字头的压缩机：?m?0.85~0.92 高压循环压缩机：?m?0.80~0.85
无油润滑压缩机的机械效率还要低些。另外如果主轴同时要驱动油泵或风扇等，则
?m要取下限。
根据以上经验，取?m?0.9，则
Nz?Ni5550?6167W 0.9?m?3.6.3 电机输入功率Nc
对于中、小型压缩机，若用皮带、齿轮等传动时，还要考虑传动损失，则驱动机的效率为
Nc?Nz?c （3-25）
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式中：?c—传动效率。
一般皮带传动?c?0.96~0.99；齿轮传动?c?0.97~0.99。
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一般驱动功率还应留有（5~15）%的功率储备，故驱动机的功率应为
Nc?(1.05~1.15)Nz?c （3-26）
本设计选用皮带传动，?c?0.98，按10%的裕度计算。故
Nc?1.10Nz?c?1.10?6167?7.066kW 0.96所以选用Y系列Y132M-4，其功率为7.5 kW，满载转速为1440r/min，主轴颈φ为38mm。
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4 主要零部件设计
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往复活塞式压缩机的主机包括传递动力并将电动机的回转运动转化为活塞的往复直线运动的曲柄——连杆机构以及来实现压缩工作循环的气缸、活塞以及密封等组件。下面将分别对各组件进行设计。
4.1 活塞组件设计
活塞组件与气缸构成了压缩容积。活塞组件必须有良好的密封性，此外还要求 （1）有足够的强度和刚度。
（2）活塞与活塞杆(或活塞销)的连接和定位要可靠。
（3）重量轻。两列以上的压缩机中．应根据惯性力平衡的要求配置各列活塞的重量。
（4）制造工艺性好。
对本设计来说，活塞组件的设计包括活塞环的设计、刮油环的设计、活塞的设计和活塞销的设计。它们在气缸中作往复运动，与气缸一起构成了行程容积。 4.1.1 活塞环设计
活塞环是密封气缸镜面和活塞间的缝隙用的零件。另外，它还起布油和导热的作用。对活塞坏的基本要求是密封可靠和耐磨损。它是易损件，在设计中尽量用标谁件和通用件，以利生产管理。在活塞式压缩机中，活塞环是关键的零件之一，它设计质量的好坏直接影响到压缩机的排气量、功率、密封性及可靠性，从而影响到压缩机的使用成本。活塞环的材料及结构尺寸的选择对其寿命起至关重要的作用。 4.1.1.1 活塞环的材料
如果没有特殊要求，活塞环一般用铸铁或合金铸铁制造。不同活塞环直径宜选用的灰铸铁牌号见表4-1。对于小直径活塞环或高转速压缩机用的活塞环，可选用合金铸铁制造。
表4-1 灰铸铁活塞直径与铸铁牌号关系
活塞环直径，mm 灰铸铁牌号 D?200 200?D?300 D?300 HT300或HT250 HT200或HT250 HT200 本设计采用的活塞环材料为灰铸铁，牌号为HT250。 本 科 毕 业 设 计（论文）
4.1.1.2 活塞环的结构设计
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常用的活塞环的结构有4种：直切口式、斜切口式、搭接口式、组合式。 （1）直切口式。该结构加工简单，但压缩机气体泄漏量大，因此一般很少采用。 （2）斜切口式。该结构压缩机气体泄漏量及加工难易程度介于直切口式与搭接口式之间，使用最为广泛。大部分进口压缩机及国产压缩机的活塞环均采用该结构。
（3）搭接口式。该结构压缩机气体泄漏量很少，加工最复杂，一般用于压力较大的场合。
本设计采用直切口式。 4.1.1.3 活塞环环数的确定
活塞环的数目按下列经验公式估算：
Z??p （4-1）
式中：?p—活塞环两边的最大压差，105Pa。
活塞环的数目按上述公式进行计算后，根据压缩机的转速的行程进行圆整。
Z1??p1?Z2??p2??0.4382?0.094??1.855，取Z1=2。 ?1.391?0.3859??3.17，取Z2=3。
4.1.1.4 主要尺寸的确定 （1）径向厚度t
径向厚度t一般取t=（1/22~1/36）D。D为活塞环外径（mm），且大直径活塞环的t取小值，小直径活塞环的t取大值，最后应取标准值。
t1??1/22?1/36?D1??1/22?1/36??95?(2.5~4.32)mm，取t1=4mm。 t2??1/22?1/36?D2??1/22?1/36??70?(1.84~3.18)mm，取t2=3mm。 （2）轴向厚度h
轴向厚度h一般取h=（0.4~1.4）t。较小值用于大直径活塞环，较大值用于小直径活塞环和压差较大的活塞环，最后应取标准值。
h1?(0.4~1.4)t1?(0.4~1.4)?4?(1.6~5.6) mm，取h1=3mm。 h2?(0.4~1.4)t2?(0.4~1.4)?3?(1.2~4.2) mm，取h2=3mm。 （3）开口热间隙? 开口热间隙?按下式计算
??a?D(t2?t1) （4-2）
式中：D—活塞环外径，mm；
t2—活塞工作时的温度，通常取排气温度，℃；
t1—在检验尺寸?时活塞环本身的温度，通常取室温20℃； a—活塞环材料的线膨胀系数（1/℃），铸铁a?1.1?10?5/℃。
