Введение.

Сжатые газы широко применяют в разнообразных областях промышленности и техники: в металлургической и химической промышленности, при дальнем газоснабжением, в энергетике, атомной технике и др. Машины для сжатия газов называются компрессорными.

Развитие новейшей техники в химической, газовой, холодильной и других отраслях промышленности требует создания разнообразных конструкций компрессоров для сжатия газов, паров и газовых смесей, отличных по своим физическим свойствам от воздуха.

При проектировании новых компрессорных машин, предназначенных для сжатия паров и газов, нельзя полностью основываться на расчетных и опытных характеристиках воздушных машин.

Независимо от свойств, сжимаемых газов, все компрессоры могут быть разделены на машины с высоким, средним и низким отношением давлений. Все поршневые компрессоры имеют специальные устройства для охлаждения газа в процессе сжатия.

Все компрессоры, независимо от принципа их действия и типа, относятся к рабочим машинам, циклы которых обратные циклам расширительных машин.

При проектировании компрессорных машин решение термодинамических и газодинамических задач неразрывно связано с расчетами на прочность деталей и узлов при учете возможных вибраций. Кроме того, для тех или иных условий работы машины выбирают способы регулирования или программного и автоматического управления и проектируют соответствующие системы управления и регулирования. Также существенно определить возможные их эксплуатационные характеристики, построение которых для новых машин обычно основывается как на общетеоретических положениях, так и на опыте испытаний аналогичных типов ранее изготовленных машин.

В современных условиях проектирование поршневых компрессорных машин состоит из нескольких этапов, среди которых укажем основные:

1. Анализ технического задания на проектирование, выбор схемы компрессора, типа и параметров базы, числа ступеней сжатия, условий смазки и охлаждения, способа изменения производительности компрессора.

2. Предварительный термодинамический и конструктивный расчет ряда возможных вариантов исполнения компрессора с определением характерных размеров ступеней, производительности и потребляемой мощности. Выбор типа, количества и способа размещения органов газораспределения в пределах ступеней компрессора. Определение требуемой теплообменной поверхности промежуточных холодильников и их компоновка на проектируемой компрессорной установке. Выполнение необходимых прочностных расчетов. Выбор основного варианта компрессора.

3. Поверочный расчет компрессора с использованием существующих прикладных программ расчета, ориентированных на применение ПК.

В ходе поверочного расчета определяются фактические мертвые пространства и промежуточные давления и температуры газа по ступеням, обосновываются диаметры патрубков полостей всасывания и нагнетания и соотношения их объёмов с рабочими объёмами цилиндров соответствующих ступеней, корректируются параметры выбранных уплотнительных устройств. Производится оптимизация геометрических параметров всасывающих и нагнетательных клапанов, в результате которой достигаются минимальные скорости соударения движущихся клапанных пластин с неподвижным седлом и минимальные углы запаздывания закрытия клапанов, что в совокупности способствует повышению надежности и эффективности работы проектируемого компрессора.

В ходе поверочного расчета можно оценить правильность принятых конструктивных решений, а при необходимости внести соответствующие конструктивные изменения. Наряду с этим, появляется возможность изучить особенности протекающих рабочих процессов, обусловленные взаимосвязью конструктивных параметров, режимом работы компрессора, условиями охлаждения и другими факторами.

В настоящем дипломном проекте основное внимание уделено проектированию дожимающего поршневого компрессора, его уравновешиванию, выполнению прочностных расчетов, а так же сравнению габаритных чертежей прототипа и новой разработки.