摘
着环境问题日益加重环境保护已成重课题新源新源产品开发进程日益加快2017年汽车行业走新源时代新源汽车飞速发展现全国城市加新源公交车占重公交车相关机械产品需求加前发展前景汽车制动系统助力空压机提出较高求滑片机相较传统空压机优势较突出滑片式空压机整机体积较噪音低性高时寿命较长更适新源客车机械制造空调制冷汽车制动等需较领域前国部分空压机企业研究核心技术方面较世界领先企业定差距核心部件定转子滑片油气路设计校核便设计重中重文通滑片式压缩机理计算三维建模实验验证滑片式空压机进行全面介绍设计
关键词：空压机定子转子滑片油气分离
Abstract
Withthe growing environmental problem environmentalprotection has become an important subject new energy and new energy products increasingly to speed up the development processIn 2017 new energy vehicles in explosive growth more and more automobile enterprises on the path of the new energyMost cities in China now account for more than 50 of the total of new energy bus bus with relevant mechanical products demand also will increaseThe current prospects for development of automobile brake system power of the air compressor also put forward higher requirementsCompared with traditional air compressor sliding vane compressor in on its advantages are obviousSliding vane air compressor machine has small volume light weight low noise high reliability simple operation and therefore more suitable for the new energy bus industrial production trams military industry machinery manufacturing refrigeration and air conditioning auto brake and so on need and smaller areasThe current our country enterprise has research to this most of the air compressor but in core technology is the world＇s leading enterprises have a certain gapThe core parts of rotor vane oil and gas road design is the key of the designThis article through to the theoretical calculation of the sliding vane compressor 3 d modeling experimental
verificationFrom the aspects of sliding vane compressor are introduced and design
Key words air compressorThe statorThe rotorSliding vaneOil and gas separation
1引言
11空气压缩机发展现状
空压机种利机械气体压力提升机械装置1829年英国诞生第台带中间冷装置两级复式空气压缩机开始空压机发展历程空压机广泛应领域中早期空压机类型单设计水机械加工水限空压机存耗转速高噪音排气温度高总体效率低等问题着设计技术工业水断体高空压机种类逐渐增整体性越越空压机市场逐渐开发展速度越越快应领域越越全面市场引领种类型空压机取令喜成果国应重领域空压机前进步伐快相较国家优秀企业段路走中型压缩机方面国制造企业普遍存规模产品性性稳定性高外观品质较差等问题
十五国开始力提倡工业转型节环保十二五期间节空压机列入节机电产品目录类型空压机仅仅性达标显然已满足户需求需升级标准提出更高求例：外观优化噪声降低提高性等等现新源产品皆空气压缩机已仅应型工业重领域微型型空气压缩机应越越广着商业工具生活工业汽车领域断发展型空压机需求断增空压机研发选型应更加具体专业水应更高
12空气压缩机分类特点
空压机原理分容积型空压机速度型空压机
容积型空压机：通改变容积增气体密度提升气体压力容积型空压机活塞式空气压缩机螺杆式空气压缩机滑片式空气压缩机
速度型空压机：通高速旋转提升气体动旋转程中动转化提升气体压力速度型空压机离心式空气压缩机轴流式空气压缩机喷射式空气压缩机
国市场常空气压缩机种：活塞式空气压缩机螺杆式空气压缩机滑片式空气压缩机离心式空气压缩机现种常空压机进行详细
活塞式空气压缩机
活塞式空压机工作原理通活塞气缸复直线运动产生高压气体改型空压机提供压力范围广适较宽量范围该空压机原理简单较常见
特点：高速缸环境适性热效率高结构复杂零件易损检修频率高整体震动偏运行稳性差
二 螺杆式空气压缩机
螺杆空压机工作原理通阴阳两转子相互咬合咬合程中两者间腔体积逐渐减产生高压气体
特点机器整体体积较总重量轻压缩机零件总数少直接采购机器易损件少运行性高操作维护简单整机运转稳排气温度低较高压运行噪音较需做隔音处理
三 滑片式空气压缩机
滑片空压机工作原理转子甩出滑片定子壁间压缩室着旋转压缩室逐渐减间气体压力断升高产生高压气体排气口进入气缸
特点：性高长时间连续运行寿命长易损件少预计寿命达十万时噪音低供气稳定质量较节约源期维护费低
四 离心式空气压缩机
离心式空气压缩机原理叶轮带动气体做高速旋转气体动增加气体通叶轮流速压力提高连续生产出压缩空气
特点：转速高气量机械磨损连续工作时间长振动运行稳基础求低气量30~100范围级调节易级压缩节流易实现动化噪声频率较高冷水消耗操作时会产生喘振稳定工况区较窄总体效率相较低
结：着机械行业进步产品性求产品外观性稳定性产品否环保等逐渐关注传统空气压缩机正慢慢隐退新兴滑片式压缩机体积稳定性噪声易维护节环保等特点逐渐走入视野中更适空压机体积性噪声特殊求领域滑片式空压机空调军工机械制造轨电车工业生产新源汽车等领域中广泛应国市场螺杆式空压机市场已非常成熟滑片式空压机占市场份额极提倡环保环境滑片式空压机发展空间
影响素
具体影响
零部件数目
零部件尤运动部件数目越少性越高
运动速度
运动速度越低性越高
运动形式
运动形式越简单性越高
工作应力
应力形式越简单受力越简单性越高
加工装配求
零件数少装配简单装配求较低性越高
表11
表参考基准文压缩机进行见滑片式压缩机结构简单维修成低运行速度相较低构件受力相简单压缩机整体性较高
时基公司产品开发需公司现产品基础滑片式压缩机进行详细设计
2滑片式空压机介绍
21工作原理
图21
空气空气滤芯1进气组合阀2吸入压缩机（进气组合阀调节吸气压力）空气定子转子3滑片4组成断变容积腔压缩（转子开干滑槽滑片安装滑槽滑动转子相定子呈偏心放置定子气缸转子旋转时滑片受离心力槽中滑出气缸壁通润滑油膜紧密接触形成断变容积腔）空气压力断增输出油气混合物首先迷宫8进行分离初级分离油液壁流回油腔5未满足求混合气导气进入油气分离器9进行进步分离分离满足求气体预定压力值排气口排出腔油温达温控阀预定温度温控阀开油液进入冷系统进行冷6冷油液油滤7回油腔5
22模块
滑片压缩机分三模块：动力模块机模块油气分离模块
动力模块：台电动机输出转矩整机运行提供动力电动机功率转速整机排量保证条件
机模块：机部分空压机心脏产生高压气体核心部分低压空气空滤装置吸气口进入机滑片转子定子间形成逐渐变腔体压缩形成高压气体
该模块定子转子滑片端盖油腔外壳组成
油气分离模块部分气体输出处理部分气体加压会气缸润滑油混合起样产生油气混合气会油腔外壳进行第次机械分离满足输出求油气混合气会油气分离器油气体分离满足输出含油量
23功应
功：整机气设备提供纯净稳定高压气体产气程中该机控制吸气气压控制排气气压油气分离高温冷载保护等功
应：滑片式空压机工业生产新源客车空调制冷制动辅助等领域
3滑片式空压机设计
基分析
电机车载空气压缩机负载较功率压缩机启停次数较应选异步电动机启动转矩较选笼式转子初步选380V异步笼式电动机
功率计算：
机械设计手册第五版空压机功率计算公式：
式中：
p0—系统元件高圧力单位Mpa
△P—系统总压力损失单位MPa次设计取02
qb—气动系统提供流量单位m³min
K—修正系数考虑漏损性素13~15次设计取14
p1—吸入空气绝压力单位MPa
κ—等熵指数κ14
n—中间冷器数次设计取1
qc—空压机吸入流量qcK•qb单位m³min
pc—输出空气绝压力Pc P0+△P单位MPa
PNη （32）
P—电机功率单位Kw
—压缩机总效率型压缩机效般≥65处取68
联立式31式32：
P299Kw
综述：
选择Y型三相异步电动机型号YP2100L24（参数见表）该电机结构简单制造方便性良性启动转矩
表31 电机技术数
电动机型号
额定功率kw
满载转数（ rmin）
堵转转矩
额定转矩（倍）
转矩
额定转矩（倍）
YP2100L24
3
1420
22
22
33体设计
331定子设计
设计求：
输出流量032m3min
输出气压1MPa
电机功率3kw
电机转速1410rmin
1气缸半径计算
滑片式空压机总排量整机输出流量转子定子中旋转周基元产生高压气体总
两叶片气缸壁形成工作容积：
式中：
R—气缸半径单位m
e—定转子偏心距单位m
B—定子轴长度单位m
β—相邻滑片夹角β2πz
z—滑片数
总容积：
Vz×V04πReB （34）
公式容积流量：
QqtηvVnηv2πBeDnηv （35）
式中：
Q—容积流量单位m3min
D—气缸直径单位m
n—电机转速单位rmin
ηv—容积效率次设计取η095
λBR （36）
式中：
λ—滑片相长度值越理降低滑片机泄漏量摩擦功率越利数值变情况增加λ值气缸横截面积尺寸减滑片机泄漏发生端面间隙气缸横截面积减意味着端面间隙长度减泄漏降低外横截面积尺寸减滑片顶端滑动速度减滑片机摩擦功率损失减然λ会滑片机结构显合理时会滑片弯曲变形量增滑片机整体性降λ取值适宜范围般适宜取值λ15~60次设计λ取275
εeR
式中：
ε—相偏心距值越提高滑片空压机面积利系数利ε会恶化压缩机受力情况滑片机寿命性降低ε适宜取值范围ε009~018次设计ε取011
代入： R3975mm
圆整： R395mm
2基元容积计算
图32 气缸型线示意图
图32滑片式空压机截面示意图图中圆O气缸型线气缸径半径R圆O1转子圆圆心半径r转子圆心圆心偏心距eO1极点O1X1极轴建立极坐标系意角φ应矢径ρ
根关系式：
ρO1A+AB （39）
O1Aecosφ （310）
ABOB2OA2R2e2sin2φ （311）
式39310311联立：
ρecosφ+R1ε2sin2φ （312）
图33基元容积示意图
图33矢径ρ极轴O1X1气缸型线围封闭图形基元容积：
S0φds0φ12（ρ2r2）dφ （313）
312代入313中：
S12R2ε2εφ+12ε2sin2φ+εsinφ1e2sin2φ+sin1(εsinφ) （314）
旋转意φ角时滑片气缸壁形成容积：
VBSφβφ （315）
式314代入式315压缩腔意转角容积表达式：
Ve12BβR2r2+12bR212ε2sin2φsin2φβ+εsinφ1ε2sin2φεsinφβ1ε2sin2φβ+sin1εsinφsin1εsinφβ （316）
已知φβ2时基元容积：
Vemax12bβR2r2+12bR2ε2sinβ+2εsinβ21ε2sin2β2+2sin1εsinβ2
（317）
3吸排气口设计
设计前整体吸排气压力变化进行分析基元吸气程中产生阻力忽略认定吸气压力气压力Ps01MPa基元排气程似认基元排气压力Pi压缩机终输出压力Pd间变化线性空压机气缸整体容积较认膨胀压缩程时间限
基元压缩程变方程计算方程：
PφVφmPsVemaxm （318）
式中m—变压缩指数1Ps—吸气口气压强取Ps01MPa
推导意转角φ时基元气体压强：
PφPsVemaxmVφm
吸排气口起始位置终止位置分设位置ABCD应转子圆心中心位置角设φAφBφCφD定子圆心中心导出角度设δAδBδCδD
首先确定排气口开始位置A应转角φA压缩机输出气压Pd推出排气口排气压力Pi代入变方程求时基元容积Vφ式316推算出时应转角φa
已知空压机求输出压力Pd1MPa排气口空终输出压力损失值
Pi∆P+Pd
压缩机排气口孔处压力
PiPd+ΔP12MPa
式316式318联立代入已知条件
Vφ mPsVemaxmPi482055mm3 （319）
结果代入式316数值迭代计算出转角：
φa332
排气口结束位置B应基元排气口脱离瞬间容积量
φbβ2
吸气口开始位置C受高压气体影响基元排气完毕基元压力降低吸气压力时应立接通吸气口
φcβ
吸气口结束位置D应吸气程结束时基元容积保持
φdβ2
单工作腔滑片压缩机吸排气口位置角便加工应单工作腔滑片压缩机边缘位置角φaφbφcφd分换算成气缸中心O中心角度δaδbδcδd
计算圆整：
δaφa+sin1εsinφa18935º≈189° （320）
δbφb+φaπsin1εsinφb+φaπ3251º≈33°
δcφb+φc+φaπsin1εsinφb+φC+φaπ9717º
δdφd+sin1εsinφd049628422º≈28°
4气缸轴长度设计
防止滑片端盖间隙产生非必须磨损气缸轴长度值略滑片轴长度气缸轴长度应范围计算：
根式36计算圆整滑片长度：
bλR108625mm≈110mm
根验终气缸轴长度值
b1102mm （320）
5尺寸设计
定子气缸部分容进行设计：气缸材料加工方式选择定子整体轴径设计喷油孔设计吸气口进气口设计气缸详细尺寸根设计类型产品尺寸设计验进行设计
次设计中定子材料采铸造碳钢牌号ZG310570材料强度切削性良塑性韧性较低硬度耐磨性较适较负荷零件形状较复杂机件适铸造气缸
气缸结构尺寸参类型空压机进行设计确认详细尺寸设计：
定子采铸造碳钢牌号ZG310570材料强度切削性良塑性较低耐磨性硬度较适较负荷零件形状较复杂机件选压缩机气缸（定子）
定子轴尺寸中需转子轴配合部分尺寸转子轴尺寸致（轴尺寸见转子设计）具体尺寸转子尺寸设计定子两端面需两端端盖配合密封作根验两端留出约3mm凹槽缸体外径确定机油腔外壳关（详细尺寸见油腔外壳设计）定子配合油腔外壳部进行初步油气分离时起径定位作定子外端设两挡油板结构挡油板结构起挡油作时增强缸体轴强度两挡油板定子轴分成三部分外径尺寸端面径尺寸保持致挡油板厚度根类空压机尺寸定425mm
定子高压气体出口设置阀杆（连接空压机机油气分离器通道）相出气口直径12mm
根尺寸设计CATIA三维建模图35：
332转子设计
1转子轴设计
图36 转子直径示意图
图36示关系转子直径表达式：
d02（Re）
式（37）计算定转子偏心距：
eεR4345mm
圆整： e43mm（321）
转子直径：
d0704mm
圆整：
d070mm
2转子轴长度
转子轴长度滑片轴长度致：
b转b110mm
333滑片设计
1滑片材料数量
文设计滑片式空气压缩机功率三种润滑方式中喷油润滑更适压缩机型压缩机中考虑成性均衡性选择合金铸铁作滑片材料
2滑片数选择
滑片数量z气缸截面利系数着较影响滑片数量增加滑片利系数增滑片数z增加某值时获截面利系数称佳滑片数时滑片厚度截面利系数定影响根验选取滑片数z7常见机型滑片数选取见表31 常滑片材料表
3滑片结构设计
（1）滑片厚度
根公式：
σωR
式中ω—滑片厚度
σ—相滑片厚度取值影响整机面积利系数工艺强度求σ优取值区间σ002~016设计中取σ01
计算滑片厚度：
（2）滑片倾角压力角
图37滑片倾角关系示意图空压机运转时滑片外端始终气缸壁接触设滑片中心线气缸型线交点BOX1交点E转子外圆交点A转子中心O1B连线O1BBE夹角θ1滑片倾角θ1滑片位置变化
图37滑片倾角关系示意图
变化般O1ABE夹角θ滑片槽倾斜角称滑片倾角
θ转子转动方倾斜角度正负称滑片前倾倾相条件滑片伸出长度滑片倾角成正衡滑片伸出长度滑片抗弯力运动稳性考虑滑片受力分析滑片倾角应10°~10°(机械设计手册知)考虑素滑片滑片槽加工工艺滑片倾角优角度0°θ0°
滑片气缸型线接触点处法线滑片中心线夹角称滑片压力角α图示关系
（1） 滑片径高度
防止出现滑片卡死出现滑片端部摩擦异常等情况滑片径高度h应滑片伸出滑片槽达值时槽剩余滑片高度值安全范围
滑片高度
h3~5e21mm
滑片槽深度应保证滑片全部入槽时05~1mm余量
h¹05~1+h22mm
（4）滑片端部圆弧半径
滑片端部圆弧半径取值决定滑片气缸壁接触时震动否合理范围取值直接影响滑片磨损程度
滑片放置滑片槽时端部圆弧佳半径：
roptR1+2(eω)
ropt1254mm
334油腔外壳设计
油腔外壳设计需容进行设计：油腔外壳材料径尺寸外径尺寸壳体轴尺寸部油分机构壳体厚度O型圈开槽注油孔油视镜孔排油孔阀杆孔温度传感器油滤器孔温控阀孔接口
次设计油腔外壳选灰铸铁牌号HT250
材料具良铸造性良减震性良耐磨性良切削加工性较低缺口敏感性定耐腐蚀性适气密性定求需定抗胀性韧性铸件选油腔外壳铸造材料
油腔外壳两端两端盖端盖端需装入定转子部件端盖端伸出转子轴冷系统电机相连壳体端盖端径尺寸保证定子够利装入壳体部时壳体径定子外径尺寸间定间隙定子够利装入壳体量减轻定子壳体部震动次建模较时参考类型空压机实体转子端盖端端口径R164±05mm端盖端端口径R261mm壳体两端端面保证端盖间密封两端端面求精车表面粗糙度Ra16Ra08连接端盖外壳两端端端面均布六螺纹孔半径6mm（具体分布状况见图38）
油腔外壳外径轴尺寸需满足设计求中尺寸求时保证初级油分结构效性保证足够体积承担储存空压机润滑油空压机外径确定R64mm
外壳轴尺寸应定子轴尺寸稍保证定子壳体部定位端盖外壳装配时保证密封求效轴长度轴长度定位143mm
壳体功承担着初级油气分离作次设计中初级油气分离机构采迷宫式油气分离迷宫式油气分离原理油气混合气流动路线设置干挡板强制改变油气混合气流动路线时定流动速度混合气中油滴会惯性撞击挡板油滴断聚集起着油腔壁回流
3mm
油腔外壳壁厚根GB150中简单压力容器设计求保证壳体刚度强度壳体壁厚5mm壳体端盖端保证连接牢固厚度9mm端盖端底
部温控阀油滤孔时定子轴尺寸起定位作部分轴尺寸29mm结构较端盖端复杂端端盖连接端部预留回油孔（连接油腔部油滤器）孔半径3mm
次空压机注油孔设计决定外壳装载空压机油油量注油孔水高度水面角度孔径决定注油量注油速度注油孔高度设计空压机中轴线中轴线中心距18mm保证加油动作便利性注油孔面水面角度30°注油孔孔径决定加油速度时兼顾加油速度密封考虑参类型压缩机注油孔半径设计8mm采螺纹加密封垫圈密封
油视镜作实时观察油腔剩余油量油量接低警戒线时候油视
镜方便维护空压机延长压缩机寿命油视镜尺寸标准型号供选择根供应商提供油视镜型号选择油视镜尺寸D28mmd20mm油视镜孔半径10mm
油腔外壳排油孔位置应处正机低点需保证壳体油液利排放干净油堵带螺纹螺纹孔连接排油孔半径设计8mm
阀杆孔处压缩机顶部油气分离器通阀杆机相连接阀杆孔阀杆通入机起阀杆定位作该孔螺纹孔直径16mm保证牢固度顶部设35mm×45mm×55mm凸台
空压机附带温度检测传感器传感器机壳连接机壳连接检测孔根选取传感器接口确定温度传感器检测孔直径16mm
机壳底端装温控阀油滤器两零件嵌入机壳进行安装尺寸标准选型获温控阀连接机冷系统油温超88℃时温控阀开启机壳油液温控阀进入冷系统温控阀孔直径设计16mm连接方式螺纹紧固连接（详细结构见图）空中需开孔联通接口部温控阀入口端需
开冷系统路相联通孔油滤器孔直径温控阀孔直径相16mm时孔需开空压机部相通回油孔端开收回冷油液回油孔
336性计算结构校核
1容积流量排气压力
设计计算结构参数计算验证整机实际容积流量排气压力
式（35）容积流量：
QV2πbeDnηv0315m3min
式（317）算基元容积：
式（320）δa189º时φa3318代入式（316）：
式（319）计算排气口排气压力：
实际排气压力：
2功率计算
（1）指示功率计算
指示功率压缩腔压缩气体消耗功率：
式（326）
计算空压机指示功率：
（2）轴功率计算
轴功率空压机轴输入功率
式
式中ηm—空压机机械效率
机械设计手册知ηm085~09次设计取ηm085
计算轴功率：
Psh221Kw
3终温度计算
压缩终温度指工作腔完成压缩程气体温度般情况压缩终温度高排气温度
式
式中n—压缩膨胀指数空气压缩程热量传出时1次设计取n11
P2—压缩终压力
T2—压缩终压力
P1—吸气压力次设计取气压力P101MPa
T1—吸气口空气温度单位华氏温度次设计取T129315K
式（325）计算知：
转角φa3318时基元压缩空气温度：
T237628K
换算：
T2941º
337受力分析强度计算
1受力分析
（1）滑片受力分析
图311示滑片受力分析图压缩机中滑片受受力受压缩气体润滑油压力滑片槽气缸壁约束力摩擦力身惯力
Fn滑片受气缸壁约束力未知方OB直线方指圆心
Ft 滑片受气缸壁摩擦力方垂直OB连线转子旋转方相反表达式
R1 滑片约束力未知方滑片中心线垂直
Rt1转子滑片槽外端开口处滑片间摩擦力方滑片中心线滑片滑片槽中运动方相反
R2滑片槽部滑片底端约束力未知方滑片垂直
Rt2转子滑片槽滑片底端摩擦力方滑片中心线方滑片滑片槽中运动方相反
Rt2f2R2
Fe滑片受离心力作点滑片质心G方OG外
FemRGω2
式中m—滑片重量
ω—角速度
Fk科氏惯性力作点滑片质心G方垂直滑片科氏加速度相反
Fkmak
Fr滑片相运动惯性力作点滑片质心G方滑片中心线方相运动加速度方相反
Fp气体膨胀产生作滑片伸出端气体力作点滑片伸出部分中点方垂直滑片
式中L—滑片伸出长度表达式：
倾角0ºθ0时滑片受外力：
Fb滑片槽部高压气体油液滑片作力作点滑片质心G方滑片中心线外
FbPbωb （338）
式中ω—滑片厚度
根达朗伯原理：
Fx0Fy0MG0
（2）转子受力分析
图312示转子受力分析图第n基元转子弧面作力：
机械手册知Fg+X轴分力：
Fg+Y轴分力：
2强度计算
（1）滑片强度计算
①滑片弯曲强度
滑片受垂直力发生弯曲形变作滑片力受惯性力摩擦力FnFp相者相较计算结果影响简化分析次设计忽略计式（340）求出：
图313示滑片简化悬臂梁长度L影响弯曲变形力垂直滑片表32列出滑片吸气开始压缩空气压缩程结束开始排气瞬时基元位置角基元气体压强应位置滑片弯曲应力关系较表中数知φ13464时该基元前滑片受弯矩
表32 基元位置基元气压关系表
φ
04488
13464
224
3142
P（MPa）
01
0135
0319
1021
σω（MPa）
0374
0675
0151
000128
表知φ13464时基元压力：
Pφ0135MPa （345）
φ242时基元空气压力：
Pb0319MPa （346）
Fpmax≈Lb（PbPφ） （347）
计算知滑片外缘AA危险截面作截面弯矩：
MωFpmaxL2FnsinαL （348）
L（336）Fn（344）Fpmax（347）代入式（348）中：
MωPbPφL2PbωtanαLb （349）
滑片受弯曲应力极值：
σωMωW（350）
式中W—抗弯截面系数矩形截面：
WBω26 （351）
Mω（348）W（351）代入式σω（350）滑片受弯曲应力极值：
σωmaxPbPφL2PbωtanαLbbω26 （352）
计算时滑片伸出长度：
Lρr5234mm （353）
式（323）知时滑片压力角：
α0107 （354）
式（346）（353）（354）相应计算结果带入式（352）滑片弯曲应力
σωmax0675MPa （355）
滑片整体滑入槽中时受弯曲应力σωmin0滑片承受交变弯曲应力应力幅值σωmax
设计手册知强度安全系数：
nB2σωmaxζσ1+σωmaxσb（356）
式中σb—材料拉伸强度
σ1—材料称循环持久极限
ζ—滑片表面加工质量表面系数里取ζ08
次设计中滑片材料锰抗磨球墨铸铁MQTMn6机械设计技术手册知材料性指标：
拉伸强度σb510MPaσ1（0406）σb取σ105σb
带入式（356）材料强度安全系数：
nB28266
σσbnB18MPa
σωmax≤σ
计算结果：滑片弯曲强度校验合格
②滑片切应力
滑片剪切应力：
τFPmaxFnsinαωb （357）
式（344）式（347）相关计算结果带入式（357）滑片剪切应力：
τ021MPa
根验公式：
τ（0810）σb
次设计取
τ08σb408MPa
τ≤τ
计算结果：滑片切应力计算合格
4接触应力
技术手册两轴线行圆柱体相接触受压时接触应力：
σHFπHρ11μ12E1+1μ22E2 （358）
式中F—圆柱体间接触力里FFn
H—接触长度Hb
ρ—两接触物体量曲率半径次设计ρR*roptR*ropt
μ1E1μ2E2两种材料泊松弹性模量
中锰抗磨球墨铸铁MQTMn6E1140154GPa次设计取E1150GPaμ103
定子材料HT250E2113157GPa里取E2120GPaμ2023027次设计取μ2025
计算接触应力：
σH4003MPa
材料手册知球墨铸铁许接触应力σH1500MPa灰铸铁许接触应力σH1300MPaσH＜σH1
计算结果：滑片接触应力校验合格
（2） 转子强度计算
图314转子弯曲强度示意图
1转子弯曲强度
转子轴危险截面两滑片槽间实体根部处承受弯矩产生弯曲变形核算处简化悬臂梁计算
转子轴滑片槽根部圆半径：
r＇rhc （359）
式中hc—滑片槽径深度
根部截面宽度
le2r＇sinπz （360）
FP作滑片槽时作滑片槽力：
R12hL2（hL）FPmax （361）
转子滑片槽根部截面中心承受弯矩：
MmaxR1hc272N·m （362）
弯曲应力：
σmax6Mmaxble2116MPa（363）
转子材料42CrMo调制处理
设计手册知抗拉强度σb900MPa屈服强度σs650MPa 安全系数S4σs1625MPa
σmax＜σs
计算结果：转子弯曲应力校验合格
338尺寸链校核
1 转子定子壁间隙
图315转子定子壁间隙示意图
图315转子定子壁间隙示意图装配防止转子气缸壁存干涉转子定子壁间应存间隙A04偏心距定合理范围
核算：
图316转子定子壁间隙尺寸链示意图
图中A1定子壁半径A2偏心距A3转子半径A04转子定子壁间隙中
A1增环
A13950+0025mm
A2A3减环
A2430017+0017mm
A33500150mm
A04封闭环
根公式[5]： A0i1mAiim+1n1Ai（364）
式中A0—封闭环基尺寸
Ai—增环基尺寸
Ai—减环基尺寸
m—增环环数
n—包括封闭环总环数
A04395433502mm
根公式[5]
ESA0i1mESAiim+1n1EIAi （365）
EIA0i1mEIAiim+1n1ESAi （366）
式中ESAiESAi—尺寸AiAi偏差
EIAiEIAi—尺寸AiAi偏差
ESA04+002500170015+0057mm
EIA040+001700017mm
A04020017+0057mm
A04极值0257mm极值0183mm
结：转子定子壁间隙设计合理
2滑片轴长度端盖间隙
图317滑片轴长度端盖间隙示意图
图317示装配滑片端盖间关系示意图述A01进行核算：
图318滑片轴长度端盖间隙尺寸链示意图
图318尺寸链示意图图中A1滑片轴长度A2定子轴长度A3端盖膜片厚度A4端盖膜片厚度A01滑片端盖间轴间隙
中A2A3A4增环
A211020+005mm
A3005001+001mm
A401001+001mm
A1减环
A1110008002mm
A01封闭环
式364知：
A011102+005+01110035mm
式365366知：
ESA01+005++001++001008+015mm
EIA010+001+0010020mm
A010350+015mm
A01极值05mm极值035mm滑片端盖会发生干涉轴间隙设计合理
3滑片滑片槽间间隙
319滑片滑片槽间隙示意图
图319示装配滑片滑片槽宽度示意图保证整机常规运行情况滑片槽滑动滑片槽间间隙合理范围会滑片槽产生较转动A02必须保证合理范围A02核算：
图320滑片滑片槽尺寸链示意图
图320尺寸链示意图图中A1滑片槽宽度A2滑片厚度A02滑片滑片槽间隙中
A1增环
A14+002+005mm
A2减环
A240045004mm
A02封闭环
式364知：
A02440mm
式365366知：
ESA02+0050045+0095mm
EIA02+002004+006mm
A02极值0095mm极值006mm滑片滑片槽滑动间隙设计合理
34油气分离器设计
空气空压机压缩形成高压气体压缩程中压力断升高空气压缩机油液定混合样油气混合气够达台气求需油气分离装置混合气体进行油气分离分离程中初混合气油腔外壳迷宫级分离较油滴留油腔直径1um悬浮油微粒需更细密分离器进行分离油气分离器分离效果决定终气含油量混合高压气体微型油滴滤芯作凝聚成油滴油滴油气分离器壁聚集底部回油流回机油池含油量满足求高压
空气排气口排出着时间增加油气分离器需定期检测定期保养
油气分离器分离筒油分芯回油组成
341分离桶设计
分离筒油气分离器载体外部壳体分离筒中含油气分离芯芯体端装压力表显示着壳体部压力端载保护阀出气孔防止整机压力高安全隐患壳体作油气混合气通油分芯油着筒壁回油流回机壳分离筒需承受定压力筒壁应3mm
图314油分筒三维建模
342油分芯设计
油分芯油气分离器部件油分芯决定整机输出空气质量油分芯制作材料微米级玻纤滤料质量直接影响输出空气重指标时间整体质量会影响整机成油分芯图315示
图315油分芯三维建模
343回油设计
回油作沉积分离器元件底部油带机低压侧回油橡胶滤网组成检修油气分离器时需进行清洗检修保证回油效率回油入口少高出分离器元件底部116
344油分座
油分座油气分离器入口混合气体进入油分芯油分座应起分离筒密封风作油分芯支撑作
36控制循环系统设计
空压机中定子转子壳体油分分离器等部件构成空压机体连接空压机部件连接起保证持续运转便空压机辅助系统空压机辅助系统分包含气路循环油路循环两部分
图316油分座三维建模
361气路循环设计
空压机开始工作时空气空气滤器滤进气组合阀进入定子吸气口空气进入基元着基元断缩气体压力断升高高温高压油气混合气排气口排出时高压气体满足气求接着导气进入油气分离器滤纯净高压空气压力阀进入储气罐压力阀作控制气体产出气体压力06Mpa时机壳高压气进储气罐机安装安全阀机部气压达16MPa时安全阀开防止压力值超限产生危险图317图318气路循环程：
图317气路循环示意图
1—气源2—空气滤清器3—进气组合阀4—安全阀5—量转换元件6—油气分离器7—压力阀8—储气筒
图316气路阀体连接示意图
362油路控制设计
压缩机运行时润滑油处循环状态润滑油整机中仅起冷润滑作起降噪密封作运行时油腔油池压力高高压润滑油进入吸气组合阀控制吸气组合阀行程动作时油液温度高88℃直接温控阀进入冷器果油液温度低88℃润滑油温控阀直接进入油滤器图23图24油路控制程
图316油路循环示意图
1—压力源2—温控阀3—冷器4—油滤
图316油阀连接示意图
37配件选型
371密封件选型
空压机工作中需防止泄露介质空气空压机油空压机部气压高气气压密封条件空压机定会产生泄露现象密封性坏定程度影响着空压机性空压机密封工作尤重
O形圈密封现较普遍密封方式突出特点价格低廉制造简单功O形圈材料尺寸应安装沟槽已实现标准化
次设计O形圈选择进行阐述
图317 O形圈外观图
O形圈发挥出良密封效果需进行正确选型O形圈选型首先材料进行选择次硬度选择O形圈橡胶硬度决定压缩率拉伸量
O形圈设计时候会加速损害导致丧失密封性实验表明永久失效设计合理导致位置发生变化者扭曲造成破损静密封中保证O形圈够更长寿命正确选型设计安装密封圈沟槽
1关材料
次设计中端盖壳体间O形圈进行详细选型处O形圈选详见处
处密封形式静密封方轴密封防止壳油液气体端盖壳体间缝隙径方泄露
空压机正常状态系统工作温度20℃120℃O形圈膨胀产生1530变形时密封效果会达状态该密封圈材料选HI7454代表丁腈橡胶材料耐高温润滑油适空压机端面密封
表33 O形圈材料表
物理性
I类材料
II类材料
HI6463
HI7454
HI8434
HI9423
HII6445
HII7435
HII8424
HII9423
硬度（IRHD）D度
60±5
70±5
80±5
88±4
60±5
70±5
80±5
88±4
拉伸强度Mpa
10
11
11
11
10
10
11
11
扯断伸长率
300
250
150
120
200
150
125
100
耐油性
1#标准油150℃×70h
101#标准油200℃×70h
体积变化
8～+6
8～+6
8～+6
8～+6
0～20
0～20
0～20
0～20
工作温度℃
25～125（短期150）
15～200（短期250）
注：节选机械设计手册
2关尺寸
O形圈径尺寸根安装位置进行确定处O形圈安装端盖壳体间壳体端端面外径128mm163mm密封圈安装中间保证密封性密封圈尺寸机械设计手册中选型选取径132±104mm密封圈安装位置壳体端面承受压力均衡线径选择普通气动O形圈选择尺寸265±005mm
余O形圈选型参见文
372紧固件选型
紧固件两机械零件紧密连接零件般标准件常紧固件：螺栓螺钉铆钉等次设计中根需求紧固件进行选型
选求：
1 类型选择
公称压力P≤25Mpa工作温度t≤350℃时根GBT 5780—2000GBT 30982
—2000规定选C级六角螺栓粗制六角螺母
1 紧固件承载力计算
选紧固件时首先考虑连接件受力情况连接中失效形式连接件承载力足种失效产生发生连接处次设计中零部件间连接属静连接强度足产生失效较少发生失效原属疲劳性质次设计中静连接保证紧固性两零件间发生松动松脱导致空压机气体油液泄露次说种失效形式次设计应该紧固件承载力进行计算进行选布置参等型号类型空压机根验进行选
次设计端盖外壳间连接空间较拆装方便选六角螺栓处螺栓受拉力作选标准螺栓处螺纹牙强度保证螺纹长度配合螺纹长度保证根验选取尺寸螺钉时机壳保证足够深度螺纹孔
2 螺栓防松
紧固连接中螺栓防松非常重螺栓拧紧螺钉支承面间摩擦力定防松作着整机震动作螺旋副间摩擦力会逐渐减久久螺栓会松弛导致连接失效发生泄漏产生果非常严重
防松基原理防止螺栓中连接件发生相转动基方法：摩擦防松机械防松破坏旋转副运动防松般情况摩擦防松较简单方便空压机外部螺钉连接摩擦防松较实
摩擦防松种方式：
（1） 顶螺母
（2） 弹簧垫圈
（3） 锁螺母
次设计中空压机整体体积较空间限顶螺母佳时控制整体成锁螺母考虑般采结构简单方便弹簧垫圈
弹簧垫圈螺钉压产生弹性反力支承面产生摩擦实现防松采种防松方式期维护时定期检查防止发生失效
38实验验证
设计该滑片式空压机已设计完成现空压机进行实验设计空压机进行水密性测试容积流量测试噪声测试设计实验：
381水密性实验
1水密性实验设计
试验目
验证空压机水密性否合格
试验设备
水密试验台
试验条件
注入03MPa压缩空气保持压力5min
试验方法
空压机总成浸入水槽中空压机冷水回路中注入03 MPa压缩空气保持压力5 min时观察否气泡出现
合格标准
试验程中气泡出现
参考标准
QCT 290782016
2实验数
实验次数
1
2
3
4
5
6
7
8
气泡
3实验结果
测试验空压水密性合格
382容积流量试验
1容积流量实验设计
试验目
测量空压机额定工况容积流量
试验设备
ASME喷嘴测量装置
试验条件
额定工况
试验方法
利ASME喷嘴测量装置测量空压机容积流量
1压差测量：
两套水柱压差计测量压差喷嘴游取压口取压
2温度测量：喷嘴游气体温度测点位喷嘴游距离喷嘴端面三倍径截面处两带套水银温度计测量温度计杆身应道绝热
3流量计算：
1）流量系数α膨胀系数ε积式计算：
式中：p1——喷嘴游气体压力Pa
Pb——试验处气压力Pa
C——喷嘴系数
2）通喷嘴气体质量流量计算
3）空压机吸气压力等试验处气压力时
合格标准
空压机额定工况实测容积流量应产品技术文件规定额定容积流量
参考标准
QCT 290782016
GBT 154871995
2实验数
实验次数
1
2
3
4
5
6
7
8
9
流量值
031
032
030
031
033
032
031
033
032
3实验结果
测试该空压机流量测试合格
383噪声试验
1实验设计
试验目
测量空压机噪声否合格
试验设备
声级计
试验方法
1测量环境：
开阔普通房间距传声器位置 l0m 没反射物规定方法确定环境修正值K
2需测定量：
A计权声功率级
3测量误差：
标准进行测量A 计权声功率级标准偏差2dB
4压缩机组安装：
应保证压缩机外围阀体路运行程中产生影响实验结果噪音测量前应安装消声装置
5压缩机组运转：
压缩机组额定工况连续运转达稳定状态进行噪声测定
6基准体：
确定测量表面传声器位置应取恰包络测压缩机组位反射面矩形六面体作基准体
7测量表面：
测量表面位反射面基准体相似矩形六面体表面面基准体应面行相距1 m表面积S式计算
式中 ab——分测量面长宽12单位米（m）
c——测量面高单位米（m）
8测量方法
基准体尺寸3m压缩机组应意测点测定背景噪声否应测点位置测定背景噪声
9测点位置
测点(传声器布置点)应位测量表面详见图
测点：测点914点位侧面中间距反射面高度h基准体高度半015m第5点顶面中心69点测量表面四顶角 测点测A计权声压级值差9 dB
10测量环境修正：环境中必反射物存时必须测量结果加修正环境修正值K标准声源法确定该方法确定环境修正值 K2dB
11结果计算
测量表面均声压级式计算：
声功率级LW 式计算：
合格标准
噪声值≤70dB
参考标准
QCT 290782016
GBT 49802003
2实验数
试验次数
1
2
3
4
5
6
7
8
9
声音等级dB
69
71
68
66
69
60
65
66
68
3实验结果
测试该空压机噪声等级测试合格
结
次毕业设计整设计程严谨数均设计程中实际产品计算机辅助设计进行计算建模该压缩机数模建立实际测绘微积分计算基础完成结果准确结构合理基元容积计算程中公式迭代程繁琐计算中公式编辑Excel中方便计算时提高计算准确性
设计程中运CATIA零部件进行建模够清晰部结构整体设计起良辅助作虚拟装配程中利CATIA软件精确找出设计合理部分够良避免干涉问题提高设计效率设计正确性
综次设计通精确计算实际建模正确完成次设计
文档香网(httpswwwxiangdangnet)户传
《香当网》用户分享的内容，不代表《香当网》观点或立场，请自行判断内容的真实性和可靠性！
该内容是文档的文本内容，更好的格式请下载文档
着环境问题日益加重环境保护已成重课题新源新源产品开发进程日益加快2017年汽车行业走新源时代新源汽车飞速发展现全国城市加新源公交车占重公交车相关机械产品需求加前发展前景汽车制动系统助力空压机提出较高求滑片机相较传统空压机优势较突出滑片式空压机整机体积较噪音低性高时寿命较长更适新源客车机械制造空调制冷汽车制动等需较领域前国部分空压机企业研究核心技术方面较世界领先企业定差距核心部件定转子滑片油气路设计校核便设计重中重文通滑片式压缩机理计算三维建模实验验证滑片式空压机进行全面介绍设计
关键词：空压机定子转子滑片油气分离
Abstract
Withthe growing environmental problem environmentalprotection has become an important subject new energy and new energy products increasingly to speed up the development processIn 2017 new energy vehicles in explosive growth more and more automobile enterprises on the path of the new energyMost cities in China now account for more than 50 of the total of new energy bus bus with relevant mechanical products demand also will increaseThe current prospects for development of automobile brake system power of the air compressor also put forward higher requirementsCompared with traditional air compressor sliding vane compressor in on its advantages are obviousSliding vane air compressor machine has small volume light weight low noise high reliability simple operation and therefore more suitable for the new energy bus industrial production trams military industry machinery manufacturing refrigeration and air conditioning auto brake and so on need and smaller areasThe current our country enterprise has research to this most of the air compressor but in core technology is the world＇s leading enterprises have a certain gapThe core parts of rotor vane oil and gas road design is the key of the designThis article through to the theoretical calculation of the sliding vane compressor 3 d modeling experimental
verificationFrom the aspects of sliding vane compressor are introduced and design
Key words air compressorThe statorThe rotorSliding vaneOil and gas separation
1引言
11空气压缩机发展现状
空压机种利机械气体压力提升机械装置1829年英国诞生第台带中间冷装置两级复式空气压缩机开始空压机发展历程空压机广泛应领域中早期空压机类型单设计水机械加工水限空压机存耗转速高噪音排气温度高总体效率低等问题着设计技术工业水断体高空压机种类逐渐增整体性越越空压机市场逐渐开发展速度越越快应领域越越全面市场引领种类型空压机取令喜成果国应重领域空压机前进步伐快相较国家优秀企业段路走中型压缩机方面国制造企业普遍存规模产品性性稳定性高外观品质较差等问题
十五国开始力提倡工业转型节环保十二五期间节空压机列入节机电产品目录类型空压机仅仅性达标显然已满足户需求需升级标准提出更高求例：外观优化噪声降低提高性等等现新源产品皆空气压缩机已仅应型工业重领域微型型空气压缩机应越越广着商业工具生活工业汽车领域断发展型空压机需求断增空压机研发选型应更加具体专业水应更高
12空气压缩机分类特点
空压机原理分容积型空压机速度型空压机
容积型空压机：通改变容积增气体密度提升气体压力容积型空压机活塞式空气压缩机螺杆式空气压缩机滑片式空气压缩机
速度型空压机：通高速旋转提升气体动旋转程中动转化提升气体压力速度型空压机离心式空气压缩机轴流式空气压缩机喷射式空气压缩机
国市场常空气压缩机种：活塞式空气压缩机螺杆式空气压缩机滑片式空气压缩机离心式空气压缩机现种常空压机进行详细
活塞式空气压缩机
活塞式空压机工作原理通活塞气缸复直线运动产生高压气体改型空压机提供压力范围广适较宽量范围该空压机原理简单较常见
特点：高速缸环境适性热效率高结构复杂零件易损检修频率高整体震动偏运行稳性差
二 螺杆式空气压缩机
螺杆空压机工作原理通阴阳两转子相互咬合咬合程中两者间腔体积逐渐减产生高压气体
特点机器整体体积较总重量轻压缩机零件总数少直接采购机器易损件少运行性高操作维护简单整机运转稳排气温度低较高压运行噪音较需做隔音处理
三 滑片式空气压缩机
滑片空压机工作原理转子甩出滑片定子壁间压缩室着旋转压缩室逐渐减间气体压力断升高产生高压气体排气口进入气缸
特点：性高长时间连续运行寿命长易损件少预计寿命达十万时噪音低供气稳定质量较节约源期维护费低
四 离心式空气压缩机
离心式空气压缩机原理叶轮带动气体做高速旋转气体动增加气体通叶轮流速压力提高连续生产出压缩空气
特点：转速高气量机械磨损连续工作时间长振动运行稳基础求低气量30~100范围级调节易级压缩节流易实现动化噪声频率较高冷水消耗操作时会产生喘振稳定工况区较窄总体效率相较低
结：着机械行业进步产品性求产品外观性稳定性产品否环保等逐渐关注传统空气压缩机正慢慢隐退新兴滑片式压缩机体积稳定性噪声易维护节环保等特点逐渐走入视野中更适空压机体积性噪声特殊求领域滑片式空压机空调军工机械制造轨电车工业生产新源汽车等领域中广泛应国市场螺杆式空压机市场已非常成熟滑片式空压机占市场份额极提倡环保环境滑片式空压机发展空间
影响素
具体影响
零部件数目
零部件尤运动部件数目越少性越高
运动速度
运动速度越低性越高
运动形式
运动形式越简单性越高
工作应力
应力形式越简单受力越简单性越高
加工装配求
零件数少装配简单装配求较低性越高
表11
表参考基准文压缩机进行见滑片式压缩机结构简单维修成低运行速度相较低构件受力相简单压缩机整体性较高
时基公司产品开发需公司现产品基础滑片式压缩机进行详细设计
2滑片式空压机介绍
21工作原理
图21
空气空气滤芯1进气组合阀2吸入压缩机（进气组合阀调节吸气压力）空气定子转子3滑片4组成断变容积腔压缩（转子开干滑槽滑片安装滑槽滑动转子相定子呈偏心放置定子气缸转子旋转时滑片受离心力槽中滑出气缸壁通润滑油膜紧密接触形成断变容积腔）空气压力断增输出油气混合物首先迷宫8进行分离初级分离油液壁流回油腔5未满足求混合气导气进入油气分离器9进行进步分离分离满足求气体预定压力值排气口排出腔油温达温控阀预定温度温控阀开油液进入冷系统进行冷6冷油液油滤7回油腔5
22模块
滑片压缩机分三模块：动力模块机模块油气分离模块
动力模块：台电动机输出转矩整机运行提供动力电动机功率转速整机排量保证条件
机模块：机部分空压机心脏产生高压气体核心部分低压空气空滤装置吸气口进入机滑片转子定子间形成逐渐变腔体压缩形成高压气体
该模块定子转子滑片端盖油腔外壳组成
油气分离模块部分气体输出处理部分气体加压会气缸润滑油混合起样产生油气混合气会油腔外壳进行第次机械分离满足输出求油气混合气会油气分离器油气体分离满足输出含油量
23功应
功：整机气设备提供纯净稳定高压气体产气程中该机控制吸气气压控制排气气压油气分离高温冷载保护等功
应：滑片式空压机工业生产新源客车空调制冷制动辅助等领域
3滑片式空压机设计
基分析
电机车载空气压缩机负载较功率压缩机启停次数较应选异步电动机启动转矩较选笼式转子初步选380V异步笼式电动机
功率计算：
机械设计手册第五版空压机功率计算公式：
式中：
p0—系统元件高圧力单位Mpa
△P—系统总压力损失单位MPa次设计取02
qb—气动系统提供流量单位m³min
K—修正系数考虑漏损性素13~15次设计取14
p1—吸入空气绝压力单位MPa
κ—等熵指数κ14
n—中间冷器数次设计取1
qc—空压机吸入流量qcK•qb单位m³min
pc—输出空气绝压力Pc P0+△P单位MPa
PNη （32）
P—电机功率单位Kw
—压缩机总效率型压缩机效般≥65处取68
联立式31式32：
P299Kw
综述：
选择Y型三相异步电动机型号YP2100L24（参数见表）该电机结构简单制造方便性良性启动转矩
表31 电机技术数
电动机型号
额定功率kw
满载转数（ rmin）
堵转转矩
额定转矩（倍）
转矩
额定转矩（倍）
YP2100L24
3
1420
22
22
33体设计
331定子设计
设计求：
输出流量032m3min
输出气压1MPa
电机功率3kw
电机转速1410rmin
1气缸半径计算
滑片式空压机总排量整机输出流量转子定子中旋转周基元产生高压气体总
两叶片气缸壁形成工作容积：
式中：
R—气缸半径单位m
e—定转子偏心距单位m
B—定子轴长度单位m
β—相邻滑片夹角β2πz
z—滑片数
总容积：
Vz×V04πReB （34）
公式容积流量：
QqtηvVnηv2πBeDnηv （35）
式中：
Q—容积流量单位m3min
D—气缸直径单位m
n—电机转速单位rmin
ηv—容积效率次设计取η095
λBR （36）
式中：
λ—滑片相长度值越理降低滑片机泄漏量摩擦功率越利数值变情况增加λ值气缸横截面积尺寸减滑片机泄漏发生端面间隙气缸横截面积减意味着端面间隙长度减泄漏降低外横截面积尺寸减滑片顶端滑动速度减滑片机摩擦功率损失减然λ会滑片机结构显合理时会滑片弯曲变形量增滑片机整体性降λ取值适宜范围般适宜取值λ15~60次设计λ取275
εeR
式中：
ε—相偏心距值越提高滑片空压机面积利系数利ε会恶化压缩机受力情况滑片机寿命性降低ε适宜取值范围ε009~018次设计ε取011
代入： R3975mm
圆整： R395mm
2基元容积计算
图32 气缸型线示意图
图32滑片式空压机截面示意图图中圆O气缸型线气缸径半径R圆O1转子圆圆心半径r转子圆心圆心偏心距eO1极点O1X1极轴建立极坐标系意角φ应矢径ρ
根关系式：
ρO1A+AB （39）
O1Aecosφ （310）
ABOB2OA2R2e2sin2φ （311）
式39310311联立：
ρecosφ+R1ε2sin2φ （312）
图33基元容积示意图
图33矢径ρ极轴O1X1气缸型线围封闭图形基元容积：
S0φds0φ12（ρ2r2）dφ （313）
312代入313中：
S12R2ε2εφ+12ε2sin2φ+εsinφ1e2sin2φ+sin1(εsinφ) （314）
旋转意φ角时滑片气缸壁形成容积：
VBSφβφ （315）
式314代入式315压缩腔意转角容积表达式：
Ve12BβR2r2+12bR212ε2sin2φsin2φβ+εsinφ1ε2sin2φεsinφβ1ε2sin2φβ+sin1εsinφsin1εsinφβ （316）
已知φβ2时基元容积：
Vemax12bβR2r2+12bR2ε2sinβ+2εsinβ21ε2sin2β2+2sin1εsinβ2
（317）
3吸排气口设计
设计前整体吸排气压力变化进行分析基元吸气程中产生阻力忽略认定吸气压力气压力Ps01MPa基元排气程似认基元排气压力Pi压缩机终输出压力Pd间变化线性空压机气缸整体容积较认膨胀压缩程时间限
基元压缩程变方程计算方程：
PφVφmPsVemaxm （318）
式中m—变压缩指数1
推导意转角φ时基元气体压强：
PφPsVemaxmVφm
吸排气口起始位置终止位置分设位置ABCD应转子圆心中心位置角设φAφBφCφD定子圆心中心导出角度设δAδBδCδD
首先确定排气口开始位置A应转角φA压缩机输出气压Pd推出排气口排气压力Pi代入变方程求时基元容积Vφ式316推算出时应转角φa
已知空压机求输出压力Pd1MPa排气口空终输出压力损失值
Pi∆P+Pd
压缩机排气口孔处压力
PiPd+ΔP12MPa
式316式318联立代入已知条件
Vφ mPsVemaxmPi482055mm3 （319）
结果代入式316数值迭代计算出转角：
φa332
排气口结束位置B应基元排气口脱离瞬间容积量
φbβ2
吸气口开始位置C受高压气体影响基元排气完毕基元压力降低吸气压力时应立接通吸气口
φcβ
吸气口结束位置D应吸气程结束时基元容积保持
φdβ2
单工作腔滑片压缩机吸排气口位置角便加工应单工作腔滑片压缩机边缘位置角φaφbφcφd分换算成气缸中心O中心角度δaδbδcδd
计算圆整：
δaφa+sin1εsinφa18935º≈189° （320）
δbφb+φaπsin1εsinφb+φaπ3251º≈33°
δcφb+φc+φaπsin1εsinφb+φC+φaπ9717º
δdφd+sin1εsinφd049628422º≈28°
4气缸轴长度设计
防止滑片端盖间隙产生非必须磨损气缸轴长度值略滑片轴长度气缸轴长度应范围计算：
根式36计算圆整滑片长度：
bλR108625mm≈110mm
根验终气缸轴长度值
b1102mm （320）
5尺寸设计
定子气缸部分容进行设计：气缸材料加工方式选择定子整体轴径设计喷油孔设计吸气口进气口设计气缸详细尺寸根设计类型产品尺寸设计验进行设计
次设计中定子材料采铸造碳钢牌号ZG310570材料强度切削性良塑性韧性较低硬度耐磨性较适较负荷零件形状较复杂机件适铸造气缸
气缸结构尺寸参类型空压机进行设计确认详细尺寸设计：
定子采铸造碳钢牌号ZG310570材料强度切削性良塑性较低耐磨性硬度较适较负荷零件形状较复杂机件选压缩机气缸（定子）
定子轴尺寸中需转子轴配合部分尺寸转子轴尺寸致（轴尺寸见转子设计）具体尺寸转子尺寸设计定子两端面需两端端盖配合密封作根验两端留出约3mm凹槽缸体外径确定机油腔外壳关（详细尺寸见油腔外壳设计）定子配合油腔外壳部进行初步油气分离时起径定位作定子外端设两挡油板结构挡油板结构起挡油作时增强缸体轴强度两挡油板定子轴分成三部分外径尺寸端面径尺寸保持致挡油板厚度根类空压机尺寸定425mm
定子高压气体出口设置阀杆（连接空压机机油气分离器通道）相出气口直径12mm
根尺寸设计CATIA三维建模图35：
332转子设计
1转子轴设计
图36 转子直径示意图
图36示关系转子直径表达式：
d02（Re）
式（37）计算定转子偏心距：
eεR4345mm
圆整： e43mm（321）
转子直径：
d0704mm
圆整：
d070mm
2转子轴长度
转子轴长度滑片轴长度致：
b转b110mm
333滑片设计
1滑片材料数量
文设计滑片式空气压缩机功率三种润滑方式中喷油润滑更适压缩机型压缩机中考虑成性均衡性选择合金铸铁作滑片材料
2滑片数选择
滑片数量z气缸截面利系数着较影响滑片数量增加滑片利系数增滑片数z增加某值时获截面利系数称佳滑片数时滑片厚度截面利系数定影响根验选取滑片数z7常见机型滑片数选取见表31 常滑片材料表
3滑片结构设计
（1）滑片厚度
根公式：
σωR
式中ω—滑片厚度
σ—相滑片厚度取值影响整机面积利系数工艺强度求σ优取值区间σ002~016设计中取σ01
计算滑片厚度：
（2）滑片倾角压力角
图37滑片倾角关系示意图空压机运转时滑片外端始终气缸壁接触设滑片中心线气缸型线交点BOX1交点E转子外圆交点A转子中心O1B连线O1BBE夹角θ1滑片倾角θ1滑片位置变化
图37滑片倾角关系示意图
变化般O1ABE夹角θ滑片槽倾斜角称滑片倾角
θ转子转动方倾斜角度正负称滑片前倾倾相条件滑片伸出长度滑片倾角成正衡滑片伸出长度滑片抗弯力运动稳性考虑滑片受力分析滑片倾角应10°~10°(机械设计手册知)考虑素滑片滑片槽加工工艺滑片倾角优角度0°θ0°
滑片气缸型线接触点处法线滑片中心线夹角称滑片压力角α图示关系
（1） 滑片径高度
防止出现滑片卡死出现滑片端部摩擦异常等情况滑片径高度h应滑片伸出滑片槽达值时槽剩余滑片高度值安全范围
滑片高度
h3~5e21mm
滑片槽深度应保证滑片全部入槽时05~1mm余量
h¹05~1+h22mm
（4）滑片端部圆弧半径
滑片端部圆弧半径取值决定滑片气缸壁接触时震动否合理范围取值直接影响滑片磨损程度
滑片放置滑片槽时端部圆弧佳半径：
roptR1+2(eω)
ropt1254mm
334油腔外壳设计
油腔外壳设计需容进行设计：油腔外壳材料径尺寸外径尺寸壳体轴尺寸部油分机构壳体厚度O型圈开槽注油孔油视镜孔排油孔阀杆孔温度传感器油滤器孔温控阀孔接口
次设计油腔外壳选灰铸铁牌号HT250
材料具良铸造性良减震性良耐磨性良切削加工性较低缺口敏感性定耐腐蚀性适气密性定求需定抗胀性韧性铸件选油腔外壳铸造材料
油腔外壳两端两端盖端盖端需装入定转子部件端盖端伸出转子轴冷系统电机相连壳体端盖端径尺寸保证定子够利装入壳体部时壳体径定子外径尺寸间定间隙定子够利装入壳体量减轻定子壳体部震动次建模较时参考类型空压机实体转子端盖端端口径R164±05mm端盖端端口径R261mm壳体两端端面保证端盖间密封两端端面求精车表面粗糙度Ra16Ra08连接端盖外壳两端端端面均布六螺纹孔半径6mm（具体分布状况见图38）
油腔外壳外径轴尺寸需满足设计求中尺寸求时保证初级油分结构效性保证足够体积承担储存空压机润滑油空压机外径确定R64mm
外壳轴尺寸应定子轴尺寸稍保证定子壳体部定位端盖外壳装配时保证密封求效轴长度轴长度定位143mm
壳体功承担着初级油气分离作次设计中初级油气分离机构采迷宫式油气分离迷宫式油气分离原理油气混合气流动路线设置干挡板强制改变油气混合气流动路线时定流动速度混合气中油滴会惯性撞击挡板油滴断聚集起着油腔壁回流
3mm
油腔外壳壁厚根GB150中简单压力容器设计求保证壳体刚度强度壳体壁厚5mm壳体端盖端保证连接牢固厚度9mm端盖端底
部温控阀油滤孔时定子轴尺寸起定位作部分轴尺寸29mm结构较端盖端复杂端端盖连接端部预留回油孔（连接油腔部油滤器）孔半径3mm
次空压机注油孔设计决定外壳装载空压机油油量注油孔水高度水面角度孔径决定注油量注油速度注油孔高度设计空压机中轴线中轴线中心距18mm保证加油动作便利性注油孔面水面角度30°注油孔孔径决定加油速度时兼顾加油速度密封考虑参类型压缩机注油孔半径设计8mm采螺纹加密封垫圈密封
油视镜作实时观察油腔剩余油量油量接低警戒线时候油视
镜方便维护空压机延长压缩机寿命油视镜尺寸标准型号供选择根供应商提供油视镜型号选择油视镜尺寸D28mmd20mm油视镜孔半径10mm
油腔外壳排油孔位置应处正机低点需保证壳体油液利排放干净油堵带螺纹螺纹孔连接排油孔半径设计8mm
阀杆孔处压缩机顶部油气分离器通阀杆机相连接阀杆孔阀杆通入机起阀杆定位作该孔螺纹孔直径16mm保证牢固度顶部设35mm×45mm×55mm凸台
空压机附带温度检测传感器传感器机壳连接机壳连接检测孔根选取传感器接口确定温度传感器检测孔直径16mm
机壳底端装温控阀油滤器两零件嵌入机壳进行安装尺寸标准选型获温控阀连接机冷系统油温超88℃时温控阀开启机壳油液温控阀进入冷系统温控阀孔直径设计16mm连接方式螺纹紧固连接（详细结构见图）空中需开孔联通接口部温控阀入口端需
开冷系统路相联通孔油滤器孔直径温控阀孔直径相16mm时孔需开空压机部相通回油孔端开收回冷油液回油孔
336性计算结构校核
1容积流量排气压力
设计计算结构参数计算验证整机实际容积流量排气压力
式（35）容积流量：
QV2πbeDnηv0315m3min
式（317）算基元容积：
式（320）δa189º时φa3318代入式（316）：
式（319）计算排气口排气压力：
实际排气压力：
2功率计算
（1）指示功率计算
指示功率压缩腔压缩气体消耗功率：
式（326）
计算空压机指示功率：
（2）轴功率计算
轴功率空压机轴输入功率
式
式中ηm—空压机机械效率
机械设计手册知ηm085~09次设计取ηm085
计算轴功率：
Psh221Kw
3终温度计算
压缩终温度指工作腔完成压缩程气体温度般情况压缩终温度高排气温度
式
式中n—压缩膨胀指数空气压缩程热量传出时1
P2—压缩终压力
T2—压缩终压力
P1—吸气压力次设计取气压力P101MPa
T1—吸气口空气温度单位华氏温度次设计取T129315K
式（325）计算知：
转角φa3318时基元压缩空气温度：
T237628K
换算：
T2941º
337受力分析强度计算
1受力分析
（1）滑片受力分析
图311示滑片受力分析图压缩机中滑片受受力受压缩气体润滑油压力滑片槽气缸壁约束力摩擦力身惯力
Fn滑片受气缸壁约束力未知方OB直线方指圆心
Ft 滑片受气缸壁摩擦力方垂直OB连线转子旋转方相反表达式
R1 滑片约束力未知方滑片中心线垂直
Rt1转子滑片槽外端开口处滑片间摩擦力方滑片中心线滑片滑片槽中运动方相反
R2滑片槽部滑片底端约束力未知方滑片垂直
Rt2转子滑片槽滑片底端摩擦力方滑片中心线方滑片滑片槽中运动方相反
Rt2f2R2
Fe滑片受离心力作点滑片质心G方OG外
FemRGω2
式中m—滑片重量
ω—角速度
Fk科氏惯性力作点滑片质心G方垂直滑片科氏加速度相反
Fkmak
Fr滑片相运动惯性力作点滑片质心G方滑片中心线方相运动加速度方相反
Fp气体膨胀产生作滑片伸出端气体力作点滑片伸出部分中点方垂直滑片
式中L—滑片伸出长度表达式：
倾角0ºθ0时滑片受外力：
Fb滑片槽部高压气体油液滑片作力作点滑片质心G方滑片中心线外
FbPbωb （338）
式中ω—滑片厚度
根达朗伯原理：
Fx0Fy0MG0
（2）转子受力分析
图312示转子受力分析图第n基元转子弧面作力：
机械手册知Fg+X轴分力：
Fg+Y轴分力：
2强度计算
（1）滑片强度计算
①滑片弯曲强度
滑片受垂直力发生弯曲形变作滑片力受惯性力摩擦力FnFp相者相较计算结果影响简化分析次设计忽略计式（340）求出：
图313示滑片简化悬臂梁长度L影响弯曲变形力垂直滑片表32列出滑片吸气开始压缩空气压缩程结束开始排气瞬时基元位置角基元气体压强应位置滑片弯曲应力关系较表中数知φ13464时该基元前滑片受弯矩
表32 基元位置基元气压关系表
φ
04488
13464
224
3142
P（MPa）
01
0135
0319
1021
σω（MPa）
0374
0675
0151
000128
表知φ13464时基元压力：
Pφ0135MPa （345）
φ242时基元空气压力：
Pb0319MPa （346）
Fpmax≈Lb（PbPφ） （347）
计算知滑片外缘AA危险截面作截面弯矩：
MωFpmaxL2FnsinαL （348）
L（336）Fn（344）Fpmax（347）代入式（348）中：
MωPbPφL2PbωtanαLb （349）
滑片受弯曲应力极值：
σωMωW（350）
式中W—抗弯截面系数矩形截面：
WBω26 （351）
Mω（348）W（351）代入式σω（350）滑片受弯曲应力极值：
σωmaxPbPφL2PbωtanαLbbω26 （352）
计算时滑片伸出长度：
Lρr5234mm （353）
式（323）知时滑片压力角：
α0107 （354）
式（346）（353）（354）相应计算结果带入式（352）滑片弯曲应力
σωmax0675MPa （355）
滑片整体滑入槽中时受弯曲应力σωmin0滑片承受交变弯曲应力应力幅值σωmax
设计手册知强度安全系数：
nB2σωmaxζσ1+σωmaxσb（356）
式中σb—材料拉伸强度
σ1—材料称循环持久极限
ζ—滑片表面加工质量表面系数里取ζ08
次设计中滑片材料锰抗磨球墨铸铁MQTMn6机械设计技术手册知材料性指标：
拉伸强度σb510MPaσ1（0406）σb取σ105σb
带入式（356）材料强度安全系数：
nB28266
σσbnB18MPa
σωmax≤σ
计算结果：滑片弯曲强度校验合格
②滑片切应力
滑片剪切应力：
τFPmaxFnsinαωb （357）
式（344）式（347）相关计算结果带入式（357）滑片剪切应力：
τ021MPa
根验公式：
τ（0810）σb
次设计取
τ08σb408MPa
τ≤τ
计算结果：滑片切应力计算合格
4接触应力
技术手册两轴线行圆柱体相接触受压时接触应力：
σHFπHρ11μ12E1+1μ22E2 （358）
式中F—圆柱体间接触力里FFn
H—接触长度Hb
ρ—两接触物体量曲率半径次设计ρR*roptR*ropt
μ1E1μ2E2两种材料泊松弹性模量
中锰抗磨球墨铸铁MQTMn6E1140154GPa次设计取E1150GPaμ103
定子材料HT250E2113157GPa里取E2120GPaμ2023027次设计取μ2025
计算接触应力：
σH4003MPa
材料手册知球墨铸铁许接触应力σH1500MPa灰铸铁许接触应力σH1300MPaσH＜σH1
计算结果：滑片接触应力校验合格
（2） 转子强度计算
图314转子弯曲强度示意图
1转子弯曲强度
转子轴危险截面两滑片槽间实体根部处承受弯矩产生弯曲变形核算处简化悬臂梁计算
转子轴滑片槽根部圆半径：
r＇rhc （359）
式中hc—滑片槽径深度
根部截面宽度
le2r＇sinπz （360）
FP作滑片槽时作滑片槽力：
R12hL2（hL）FPmax （361）
转子滑片槽根部截面中心承受弯矩：
MmaxR1hc272N·m （362）
弯曲应力：
σmax6Mmaxble2116MPa（363）
转子材料42CrMo调制处理
设计手册知抗拉强度σb900MPa屈服强度σs650MPa 安全系数S4σs1625MPa
σmax＜σs
计算结果：转子弯曲应力校验合格
338尺寸链校核
1 转子定子壁间隙
图315转子定子壁间隙示意图
图315转子定子壁间隙示意图装配防止转子气缸壁存干涉转子定子壁间应存间隙A04偏心距定合理范围
核算：
图316转子定子壁间隙尺寸链示意图
图中A1定子壁半径A2偏心距A3转子半径A04转子定子壁间隙中
A1增环
A13950+0025mm
A2A3减环
A2430017+0017mm
A33500150mm
A04封闭环
根公式[5]： A0i1mAiim+1n1Ai（364）
式中A0—封闭环基尺寸
Ai—增环基尺寸
Ai—减环基尺寸
m—增环环数
n—包括封闭环总环数
A04395433502mm
根公式[5]
ESA0i1mESAiim+1n1EIAi （365）
EIA0i1mEIAiim+1n1ESAi （366）
式中ESAiESAi—尺寸AiAi偏差
EIAiEIAi—尺寸AiAi偏差
ESA04+002500170015+0057mm
EIA040+001700017mm
A04020017+0057mm
A04极值0257mm极值0183mm
结：转子定子壁间隙设计合理
2滑片轴长度端盖间隙
图317滑片轴长度端盖间隙示意图
图317示装配滑片端盖间关系示意图述A01进行核算：
图318滑片轴长度端盖间隙尺寸链示意图
图318尺寸链示意图图中A1滑片轴长度A2定子轴长度A3端盖膜片厚度A4端盖膜片厚度A01滑片端盖间轴间隙
中A2A3A4增环
A211020+005mm
A3005001+001mm
A401001+001mm
A1减环
A1110008002mm
A01封闭环
式364知：
A011102+005+01110035mm
式365366知：
ESA01+005++001++001008+015mm
EIA010+001+0010020mm
A010350+015mm
A01极值05mm极值035mm滑片端盖会发生干涉轴间隙设计合理
3滑片滑片槽间间隙
319滑片滑片槽间隙示意图
图319示装配滑片滑片槽宽度示意图保证整机常规运行情况滑片槽滑动滑片槽间间隙合理范围会滑片槽产生较转动A02必须保证合理范围A02核算：
图320滑片滑片槽尺寸链示意图
图320尺寸链示意图图中A1滑片槽宽度A2滑片厚度A02滑片滑片槽间隙中
A1增环
A14+002+005mm
A2减环
A240045004mm
A02封闭环
式364知：
A02440mm
式365366知：
ESA02+0050045+0095mm
EIA02+002004+006mm
A02极值0095mm极值006mm滑片滑片槽滑动间隙设计合理
34油气分离器设计
空气空压机压缩形成高压气体压缩程中压力断升高空气压缩机油液定混合样油气混合气够达台气求需油气分离装置混合气体进行油气分离分离程中初混合气油腔外壳迷宫级分离较油滴留油腔直径1um悬浮油微粒需更细密分离器进行分离油气分离器分离效果决定终气含油量混合高压气体微型油滴滤芯作凝聚成油滴油滴油气分离器壁聚集底部回油流回机油池含油量满足求高压
空气排气口排出着时间增加油气分离器需定期检测定期保养
油气分离器分离筒油分芯回油组成
341分离桶设计
分离筒油气分离器载体外部壳体分离筒中含油气分离芯芯体端装压力表显示着壳体部压力端载保护阀出气孔防止整机压力高安全隐患壳体作油气混合气通油分芯油着筒壁回油流回机壳分离筒需承受定压力筒壁应3mm
图314油分筒三维建模
342油分芯设计
油分芯油气分离器部件油分芯决定整机输出空气质量油分芯制作材料微米级玻纤滤料质量直接影响输出空气重指标时间整体质量会影响整机成油分芯图315示
图315油分芯三维建模
343回油设计
回油作沉积分离器元件底部油带机低压侧回油橡胶滤网组成检修油气分离器时需进行清洗检修保证回油效率回油入口少高出分离器元件底部116
344油分座
油分座油气分离器入口混合气体进入油分芯油分座应起分离筒密封风作油分芯支撑作
36控制循环系统设计
空压机中定子转子壳体油分分离器等部件构成空压机体连接空压机部件连接起保证持续运转便空压机辅助系统空压机辅助系统分包含气路循环油路循环两部分
图316油分座三维建模
361气路循环设计
空压机开始工作时空气空气滤器滤进气组合阀进入定子吸气口空气进入基元着基元断缩气体压力断升高高温高压油气混合气排气口排出时高压气体满足气求接着导气进入油气分离器滤纯净高压空气压力阀进入储气罐压力阀作控制气体产出气体压力06Mpa时机壳高压气进储气罐机安装安全阀机部气压达16MPa时安全阀开防止压力值超限产生危险图317图318气路循环程：
图317气路循环示意图
1—气源2—空气滤清器3—进气组合阀4—安全阀5—量转换元件6—油气分离器7—压力阀8—储气筒
图316气路阀体连接示意图
362油路控制设计
压缩机运行时润滑油处循环状态润滑油整机中仅起冷润滑作起降噪密封作运行时油腔油池压力高高压润滑油进入吸气组合阀控制吸气组合阀行程动作时油液温度高88℃直接温控阀进入冷器果油液温度低88℃润滑油温控阀直接进入油滤器图23图24油路控制程
图316油路循环示意图
1—压力源2—温控阀3—冷器4—油滤
图316油阀连接示意图
37配件选型
371密封件选型
空压机工作中需防止泄露介质空气空压机油空压机部气压高气气压密封条件空压机定会产生泄露现象密封性坏定程度影响着空压机性空压机密封工作尤重
O形圈密封现较普遍密封方式突出特点价格低廉制造简单功O形圈材料尺寸应安装沟槽已实现标准化
次设计O形圈选择进行阐述
图317 O形圈外观图
O形圈发挥出良密封效果需进行正确选型O形圈选型首先材料进行选择次硬度选择O形圈橡胶硬度决定压缩率拉伸量
O形圈设计时候会加速损害导致丧失密封性实验表明永久失效设计合理导致位置发生变化者扭曲造成破损静密封中保证O形圈够更长寿命正确选型设计安装密封圈沟槽
1关材料
次设计中端盖壳体间O形圈进行详细选型处O形圈选详见处
处密封形式静密封方轴密封防止壳油液气体端盖壳体间缝隙径方泄露
空压机正常状态系统工作温度20℃120℃O形圈膨胀产生1530变形时密封效果会达状态该密封圈材料选HI7454代表丁腈橡胶材料耐高温润滑油适空压机端面密封
表33 O形圈材料表
物理性
I类材料
II类材料
HI6463
HI7454
HI8434
HI9423
HII6445
HII7435
HII8424
HII9423
硬度（IRHD）D度
60±5
70±5
80±5
88±4
60±5
70±5
80±5
88±4
拉伸强度Mpa
10
11
11
11
10
10
11
11
扯断伸长率
300
250
150
120
200
150
125
100
耐油性
1#标准油150℃×70h
101#标准油200℃×70h
体积变化
8～+6
8～+6
8～+6
8～+6
0～20
0～20
0～20
0～20
工作温度℃
25～125（短期150）
15～200（短期250）
注：节选机械设计手册
2关尺寸
O形圈径尺寸根安装位置进行确定处O形圈安装端盖壳体间壳体端端面外径128mm163mm密封圈安装中间保证密封性密封圈尺寸机械设计手册中选型选取径132±104mm密封圈安装位置壳体端面承受压力均衡线径选择普通气动O形圈选择尺寸265±005mm
余O形圈选型参见文
372紧固件选型
紧固件两机械零件紧密连接零件般标准件常紧固件：螺栓螺钉铆钉等次设计中根需求紧固件进行选型
选求：
1 类型选择
公称压力P≤25Mpa工作温度t≤350℃时根GBT 5780—2000GBT 30982
—2000规定选C级六角螺栓粗制六角螺母
1 紧固件承载力计算
选紧固件时首先考虑连接件受力情况连接中失效形式连接件承载力足种失效产生发生连接处次设计中零部件间连接属静连接强度足产生失效较少发生失效原属疲劳性质次设计中静连接保证紧固性两零件间发生松动松脱导致空压机气体油液泄露次说种失效形式次设计应该紧固件承载力进行计算进行选布置参等型号类型空压机根验进行选
次设计端盖外壳间连接空间较拆装方便选六角螺栓处螺栓受拉力作选标准螺栓处螺纹牙强度保证螺纹长度配合螺纹长度保证根验选取尺寸螺钉时机壳保证足够深度螺纹孔
2 螺栓防松
紧固连接中螺栓防松非常重螺栓拧紧螺钉支承面间摩擦力定防松作着整机震动作螺旋副间摩擦力会逐渐减久久螺栓会松弛导致连接失效发生泄漏产生果非常严重
防松基原理防止螺栓中连接件发生相转动基方法：摩擦防松机械防松破坏旋转副运动防松般情况摩擦防松较简单方便空压机外部螺钉连接摩擦防松较实
摩擦防松种方式：
（1） 顶螺母
（2） 弹簧垫圈
（3） 锁螺母
次设计中空压机整体体积较空间限顶螺母佳时控制整体成锁螺母考虑般采结构简单方便弹簧垫圈
弹簧垫圈螺钉压产生弹性反力支承面产生摩擦实现防松采种防松方式期维护时定期检查防止发生失效
38实验验证
设计该滑片式空压机已设计完成现空压机进行实验设计空压机进行水密性测试容积流量测试噪声测试设计实验：
381水密性实验
1水密性实验设计
试验目
验证空压机水密性否合格
试验设备
水密试验台
试验条件
注入03MPa压缩空气保持压力5min
试验方法
空压机总成浸入水槽中空压机冷水回路中注入03 MPa压缩空气保持压力5 min时观察否气泡出现
合格标准
试验程中气泡出现
参考标准
QCT 290782016
2实验数
实验次数
1
2
3
4
5
6
7
8
气泡
3实验结果
测试验空压水密性合格
382容积流量试验
1容积流量实验设计
试验目
测量空压机额定工况容积流量
试验设备
ASME喷嘴测量装置
试验条件
额定工况
试验方法
利ASME喷嘴测量装置测量空压机容积流量
1压差测量：
两套水柱压差计测量压差喷嘴游取压口取压
2温度测量：喷嘴游气体温度测点位喷嘴游距离喷嘴端面三倍径截面处两带套水银温度计测量温度计杆身应道绝热
3流量计算：
1）流量系数α膨胀系数ε积式计算：
式中：p1——喷嘴游气体压力Pa
Pb——试验处气压力Pa
C——喷嘴系数
2）通喷嘴气体质量流量计算
3）空压机吸气压力等试验处气压力时
合格标准
空压机额定工况实测容积流量应产品技术文件规定额定容积流量
参考标准
QCT 290782016
GBT 154871995
2实验数
实验次数
1
2
3
4
5
6
7
8
9
流量值
031
032
030
031
033
032
031
033
032
3实验结果
测试该空压机流量测试合格
383噪声试验
1实验设计
试验目
测量空压机噪声否合格
试验设备
声级计
试验方法
1测量环境：
开阔普通房间距传声器位置 l0m 没反射物规定方法确定环境修正值K
2需测定量：
A计权声功率级
3测量误差：
标准进行测量A 计权声功率级标准偏差2dB
4压缩机组安装：
应保证压缩机外围阀体路运行程中产生影响实验结果噪音测量前应安装消声装置
5压缩机组运转：
压缩机组额定工况连续运转达稳定状态进行噪声测定
6基准体：
确定测量表面传声器位置应取恰包络测压缩机组位反射面矩形六面体作基准体
7测量表面：
测量表面位反射面基准体相似矩形六面体表面面基准体应面行相距1 m表面积S式计算
式中 ab——分测量面长宽12单位米（m）
c——测量面高单位米（m）
8测量方法
基准体尺寸3m压缩机组应意测点测定背景噪声否应测点位置测定背景噪声
9测点位置
测点(传声器布置点)应位测量表面详见图
测点：测点914点位侧面中间距反射面高度h基准体高度半015m第5点顶面中心69点测量表面四顶角 测点测A计权声压级值差9 dB
10测量环境修正：环境中必反射物存时必须测量结果加修正环境修正值K标准声源法确定该方法确定环境修正值 K2dB
11结果计算
测量表面均声压级式计算：
声功率级LW 式计算：
合格标准
噪声值≤70dB
参考标准
QCT 290782016
GBT 49802003
2实验数
试验次数
1
2
3
4
5
6
7
8
9
声音等级dB
69
71
68
66
69
60
65
66
68
3实验结果
测试该空压机噪声等级测试合格
结
次毕业设计整设计程严谨数均设计程中实际产品计算机辅助设计进行计算建模该压缩机数模建立实际测绘微积分计算基础完成结果准确结构合理基元容积计算程中公式迭代程繁琐计算中公式编辑Excel中方便计算时提高计算准确性
设计程中运CATIA零部件进行建模够清晰部结构整体设计起良辅助作虚拟装配程中利CATIA软件精确找出设计合理部分够良避免干涉问题提高设计效率设计正确性
综次设计通精确计算实际建模正确完成次设计
文档香网(httpswwwxiangdangnet)户传
《香当网》用户分享的内容，不代表《香当网》观点或立场，请自行判断内容的真实性和可靠性！
该内容是文档的文本内容，更好的格式请下载文档