黑龍江科技學院**教育學院畢業**
題目：3l-6/12型石油氣壓縮機及運動部件的設計
學校黑龍江科技學院**教育學院
專業化工裝置與機械
年級2010級
姓名李文凱學號 2009200
指導教師職稱
2023年4月30日
目錄摘要 1
1、 概述 2
一、壓縮機的應用與分類 2
二、活塞式壓縮機的特點、基本構造及其附屬裝置 4
三、石油氣壓縮機特點 6
四、3l-6/12型石油氣壓縮機簡介 7
2、 熱力學計算 8
第一節已知條件 8
第二節 k值的確定 9
第三節熱力計算部分 9
3、 動力計算部分 21
一、運動計算 22
二、氣體力計算 22
三、往復慣性力計算 23
四、摩擦力的計算 24
五、綜合活塞力計算及綜合活塞力圖的繪製 25
六、切向力的計算及切向力圖的繪製 25
七、作幅度面積向量圖 26
八、飛輪矩的計算，結果見表11 26
4、 傳動機構設計 28
一、曲軸 28
二、連桿 30
三、十字頭 31
5、 連桿校核 33
一．連桿主要尺寸的確定： 33
二．連桿計算： 34
6、 壓縮機的故障與維修 39
一、安全閥漏氣 39
二、排出的氣體不純淨，含有較多的油滴和水 39
三、壓縮機的不正常振動與排除方法 40
四、液擊和氣液衝擊及排除方法 40
7、 結論 42
參考文獻 43
致謝 44 摘要
通過對3l-6/12型石油氣壓縮機及運動部件的設計，可以了解4l-7/15型石油壓縮機的工作原理、特點、結構型式，設計任務主要是完成壓縮機的熱力，動力計算，以及運動部件的校核。
本設計分為圖紙和說明書二大部分。圖紙詳細準確的勾畫出該機的整體剖式、運動部件潤滑系統、冷卻水管路及運動部件情況。說明書主要分熱力計算，動力計算， 運動部件的設計三大部分，在理論上，教學上對該機設計的可行性提供了保證。
3l-6/12型石油氣壓縮機及運動部件的設計
1、 概述
一、 壓縮機的應用與分類
隨著近代科學技術的不斷發展，作為重要能量形式之一的壓力能在工業生產上的應用已十分普遍，所佔的地位相當重要。壓縮機就是產生氣體壓力能的機器，它在國民經濟各部門中特別在化工、石油、礦山、冶金、機械以及國防工業已成為必不可少的關鍵裝置。其重要的應用場合有：
（1） 化工工藝過程上的應用
在化工生產中，為了保證某些合成工藝能在高壓條件下進行，往往通過壓縮機把氣體預先加壓到所需的壓力。例如高壓聚乙烯的聚合反應要求把乙烯氣加壓到2000mpa以上；合成氨的反應要求把合成氣加壓到320mpa；石油裂解加氫要求把氫氣加壓到15mpa以上等。
（2） 動力工程上的應用
在動力、機械以及國防工業上常採用壓縮空氣作為驅動裝置的動力氣源，例如常見的風動機械，要求空氣的壓力為0.8mpa；用於控制儀表及自動化裝置上的氣源壓力為0.6mpa；國防工業中某些**的發射、潛水艇的沉浮、魚雷的發射驅動等都需採用壓縮機。
（3） 氣體輸送
在石油、化工生產中，為了輸送原料氣，常用壓縮機增壓。例如從油田輸出天然氣，從煤氣廠輸出煤氣都要求事先加以增壓。此外，在化工流程中為了使系統內未反應氣體得以再迴圈，常用迴圈壓縮機加以增壓。
按照能量轉換的方式不同，常用壓縮機可分為兩大類：
往復式壓縮機——活塞式
容積式壓縮機滑片式
迴轉式壓縮機
螺桿式壓縮機離心式
透平式壓縮機
速度式壓縮機軸流式
噴射式壓縮機
（一）容積式壓縮機
容積式壓縮機的工作原理是依靠氣缸工作容積週期性的變化來壓縮氣體，以達到提高其壓力的目的。按其運動特點不同，又可分為以下兩種。
1． 往復式壓縮機
最典型的往復式壓縮機是活塞式壓縮機。它是依靠氣缸內活塞的往復運動來壓縮氣體。根據所需壓力的高低，它可以作成單級或多級；為了使機器受載均衡，它還可作成單列或多列。
目前工業上凡需高壓的場合多採用這類壓縮機。
2． 迴轉式壓縮機
迴轉式壓縮機內無往復運動件，它是依靠內轉子迴轉時產生容積變化而實現氣體的壓縮。按照結構形式的不同，又可分滑片式和螺桿式兩種。工作時依靠螺桿表面的凹槽與機殼內壁間所形成的壓縮腔容積不斷變化，從而實現氣體的吸入、壓縮及排出。
這類壓縮機除常作動力用的空氣壓縮機外，還應用於製冷工業。
（二）速度式壓縮機
速度式壓縮機的工作原理與容積式截然不同，它是靠機內作高速旋轉的葉輪，使吸進的氣流能量頭提高，並通過擴壓元件把氣流的動能頭轉換成所需的壓力能量。根據氣流方向的不同，這類壓縮機又可分為離心式和軸流式兩種。
1． 離心式壓縮機
機殼內主軸上裝有葉輪，每個葉輪與其相配合的固定元件構成乙個級。工作時氣體被吸入，逐級沿葉輪上的流道流動，在提高了氣流能量頭後，進入擴壓器（靜止件），進一步把速度能量頭轉換成所需的壓力能量頭，最後由排出口排出。
2．軸流式壓縮機
軸流式壓縮機與離心式相同，也是靠轉動的葉片對氣流作功，不過它的氣體流動方向與主軸的軸線平行，主要組成部分有動、靜葉片，轉鼓及機殼。這類壓縮機級中的氣流路程較短，阻力損失較小，效率比離心式為高，排氣量也較大，多用於燃氣輪機裝置及噴氣式發動機上，近代大型石油化工生產中也採用軸流-離心組合式壓縮機來處理大流量氣體的壓送問題。
由上述可知，由於各類壓縮機的工作特點不同，它的效能和所適用的範圍也不完全一樣，活塞式壓縮機多適用於高壓和超高壓揚合；離心式壓縮機多適於大流量場合；迴轉式壓縮機雖兼有活塞式和離心式的特點，但由於它的壓力和排氣量有限，多適於中、小氣量的場合。
二、 活塞式壓縮機的特點、基本構造及其附屬裝置
（一）活塞式壓縮機的特點
1． 適用壓力範圍廣
當排氣壓力波動時排氣量比較穩定。活塞式壓縮機可設計成超高壓、高壓、中壓或低壓。在相似工作範圍及等轉速下當排氣壓力波動時，活塞式壓縮機的排氣量基本保持不變，而離心式壓縮機隨壓力變化則有較大幅度的波動。
軸流式壓縮機則介於兩者之間。
2、 熱力學計算
第一節已知條件
1．已知資料及工藝引數：
型式：l型雙缸二級雙動水冷排氣量： 排氣壓力：（表）
曲軸轉速： 軸功率： 吸氣壓力：常壓
吸氣溫度： 排氣溫度： 傳動方式：電動機直聯
傳動機構潤滑：油幫浦迴圈潤滑機油幫浦壓力：
潤滑油溫度： 潤滑油消耗量： 冷卻水進水溫度：
冷卻水排水溫度： 電動機：jb0355s1-14 隔爆電動機
啟動櫃：xj01-75 （非標） 防爆操作柱：lb-3 200/5
2．石油氣組成：
3．連桿和活塞元件的質量：
[, , , , ]
7、結論
本文通過對4l-7/15型石油氣壓縮機及運動部件的設計計算，了解石油壓縮機的工作原理、特點、結構型式及在工程中的應用和分類，得出如下結論：
1、 壓縮機在現代工業領域有著很重要的作用，特別是在化工、石油、礦山、冶金、機械以及國防工業已成為必不可少的關鍵裝置。
2、 不同形式的壓縮機有著不同的特點、構造和應用領域。
3、 每一種壓縮機都有很多部分組成，包括熱力產生部分、動力學部分、傳動機構及連桿機構等等。
4、 壓縮機的設計和製造是相當複雜的工程，我國在這個領域也應加大投入人力財力爭取在這方面達到國際領先水平
參考文獻:
(1)《活塞式壓縮機設計》，工業出版社，1974
(2)《活塞式壓縮機安裝、調整及檢修》，趙興仁編，四川人民出版社，1982
(3)《化工機器》，高慎琴主編，化學工業出版社，1992
(4)《機械製圖》，機械工業出版社，1982
(5)《機械設計手冊》，化學工業出版社，1979
(6)《機械設計手冊》，機械工業出版社，1991
(7)《機械原理》，清華大學出版社，1990
(8)《鋼製壓力容器》，學苑出版社，1989
(9)《quick basic 語言》，科學技術出版社
(10)《機械製圖》，哈爾濱工業大學出版社，1997
致謝本次設計是在指導老師的耐心指導下完成的，在此表示深深的謝意，並對那些幫助過我的老師和同學表示感謝。
由於本人知識水平和實踐經驗有限，設計中的錯誤在所難免，望老師、同學們給予批評指正。
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