校核计算2D12-902-20对称平衡式无油润滑压缩机

校核计算2D12-902-20对称平衡式无油润滑压缩机 摘 要 本文概述了活塞式压缩机设计计算的基本步骤,详细系统的介绍2D12-90/2-20对称平衡型无油润滑压缩机的热力计算和动力计算的基本原理及方法。

压缩机的热力计算是以热力学理论为基础,根据气体的压力、容积和温度之间存在的一定关系,结合压缩机具体的工作特性和使用要求进行的。其计算目的是要求得最有利的热力参数和适宜的主要结构尺寸。本次课程设计采用常规热力计算方法亦即设计性热力计算。

压缩机的动力计算是以往复压缩机的运动机构即曲柄-连杆机构为主要研究对象,分析曲柄-连杆机构的运动规律、受力情况以及对压缩机动力性能的影响。其主要内容是计算压缩机中的作用力,分析压缩机的动力平衡性能,确定压缩所需的飞轮矩,解决惯性力和惯性力矩的平衡问题。

关键词:压缩机;
热力计算;
动力计算 目 录 第1章压缩机的热力计算………………………………………………………………3 1.1初步确定压力比及各级名义压力…………………………………………….3 1.2初步计算各级排气温度……………………………………………………….3 1.3计算各级排气系数…………………………………………………………….4 1.4计算各级凝析系数及抽加气系数…………………………………………….6 1.5初步计算各级气缸行程积…………………………………………………….8 1.6确定活塞杆直径……………………………………………………………….8 1.7计算各级气缸直径…………………………………………………………...10 1.8计算气缸直径圆整后的实际行程容积、各级名义压力及压力比…………10 1.9按修正后的名义压力考虑压力损失后计算缸内实际压力………………...12 1.10根据实际压力比,计算各级实际排气温度………………………………..13 1.11计算缸内虽大实际气体力并核算活塞杆直径………………………….....14 1.12复算排气量……………………………………………………………….....15 1.13计算功率并选取电机……………………………………………………….16 1.14热力计算结果数据………………………………………………………….17 第2章压缩机的动力计算……………………………………………………………..19 2.1运动计算……………………………………………………………………...20 2.2气体力计算…………………………………………………………………...20 2.3往复惯性力计算……………………………………………………………...21 2.4往复摩擦力与旋转摩擦力计算……………………………………………...22 2.5综合活塞力计算及综合活塞力图的绘制…………………………………...23 2.6切向力的计算及切向力图的绘制…………………………………………...24 2.7作幅度面积向量图…………………………………………………………...25 2.8飞轮矩的计算…………………………………………………………….......26 2.9分析本压缩机动力平衡性能………………………………………………...26 第3章计算结果分析…………………………………………………………………..29 参考文献……………………………………………………………………………….30 附录…………………………………………………………………………………….31 第1章压缩机的热力计算 1.1初步确定压力比及各级名义压力 1.1.1按等压力比分配原则确定各级压力比 (1-1) 两级压缩总压力比 取 1.1.2各级名义进、排气压力如下 , (1-2) 表1-1各级名义进、排气压力(MPa)
级次 名义吸气压力P1 名义排气压力P2 Ⅰ 0.3 0.79 Ⅱ 0.79 2.1 1.2初步计算各级排气温度 按绝热过程考虑,各级排气温度可用下式求解:
(1-3)
介质是空气,k=1.4。

计算结果如表1-2示。计算结果表明排气温度T2<160℃,在允许使用范围内。

表1-2各级名义排气温度 级次 名义吸气温度 计算参数 名义排气温度 Ⅰ 40 313 2.646 1.4 1.320 140 413 Ⅱ 40 313 2.646 1.4 1.320 140 413 1.3计算各级排气系数 因为压缩机工作压力不高,介质为石油气,全部计算可按理想气体处理。由排气系数计算公式:
(1-4)
分别求各级的排气系数。

1.3.1计算容积系数 (1-5)
其中,多变膨胀指数m的计算按表1-3得:
表1-3按等熵指数确定气缸膨胀过程等端点指数 进气压力×105Pa 任意k值时 K=1.40时 1.5 m=1+0.5(k −1) 1.20 1.5~4.0 m=1+0.62(k −1) 1.25 4.0~10 m=1+0.75(k −1) 1.30 10~30 m=1+0.88(k −1) 1.35 >30 m=k 1.40 I 级多变膨胀指数mⅠ=1.25 II级多变膨胀指数mⅡ=1.30 则各级容积系数为:
1.3.2 压力系数的选择 考虑到用环状阀,气阀弹簧力中等,吸气管中压力波动不大,两级压力差也不大,可选取=0.97, =0.99(选择范围:Ⅰ级0.95~0.98;
多级0.98~1.0)
1.3.3 温度系数的选取 考虑到压缩比不大,气缸有较好的水冷却,气缸尺寸及转速中等,从图II-1-6 查得λT在0.935~0.975范围内,可选取λTⅠ=λTⅡ=0.96。

1.3.4 泄漏系数λ1的计算: (1-6) 由于无油润滑压缩机的取值范围在0.85-0.95,且介质为空气粘度低易泄漏以下相对泄漏值取上限,用相对漏损法计算:
(1)
考虑气阀成批生产,质量可靠,阀弹簧力中等,选取气阀相对泄(气阀不严密或延迟关闭的泄漏)。

(2)
活塞均为双作用,无油润滑,缸径中等,压力不高。选活塞环相对泄漏值 , (双作用气缸活塞环的泄漏)。

(3)
因无油润滑,压力不高,选取填料相对泄漏值 VpⅠ=0.0016,VpⅡ=0.0024(经验范围)。

由于填料为外泄漏,需要在第I级内补足,所以第Ⅰ级相对泄漏中也包含第Ⅱ级填料的外泄漏量在内,泄漏系数的计算列入表1-4。

表1-4 泄漏系数的计算 泄漏部位 相对泄露值 Ⅰ级 Ⅱ级 气阀 0.04 0.04 活塞环 0.014 0.015 填料 0.0016 0.0024 总相对泄露 0.058 0.0574 泄露系数 0.945 0.946 1.3.5 各级排气系数计算结果列入表1-5 表1-5 各级排气系数计算结果 级数 Ⅰ 0.8822 0.97 0.96 0.945 0.7763 Ⅱ 0.8664 0.99 0.96 0.946 0.7790 1.4 计算各级凝析系数及抽加气系数 1.4.1 计算各级凝析系数 1.4.1.1计算在级间冷却器中有无水分凝析出来 查表1-6得水在40℃和40℃时的饱和蒸汽压 kPa(40℃)
表1-6 饱和水蒸汽的压力与密度 温度t℃ 饱和蒸汽压kPa 密度 kg/m3 温度t℃ 饱和蒸汽压kPa 密度 kg/m3 0 0.611 0.00485 31 4.491 0.03205 1 0.656 0.00519 32 4.753 0.03381 2 0.705 0.00556 33 5.029 0.03565 3 0.757 0.00595 34 5.318 0.03758 4 0.813 0.00636 35 5.622 0.03960 5 0.872 0.00680 36 5.940 0.04172 6 0.935 0.00726 37 6.274 0.04393 7 1.000 0.00775 38 6.624 0.04623 8 1.069 0.00827 39 6.991 0.04864 9 1.147 0.00882 40 7.375 0.05115 10 1.227 0.00940 41 7.777 0.05376 11 1.312 0.01001 42 8.198 0.05649 12 1.401 0.01066 43 8.638 0.05935 13 1.497 0.01134 44 9.100 0.06234 14 1.598 0.01206 45 9.582 0.06545 15 1.704 0.01282 46 10.085 0.06868 16 1.817 0.01363 47 10.612 0.07205 17 1.937 0.01447 48 11.162 0.07557 18 2.062 0.01536 49 11.736 0.07923 19 2.196 0.01630 50 12.335 0.08300 20 2.337 0.01729 51 12.961 0.08696 21 2.485 0.01833 52 13.613 0.09107 22 2.642 0.01942 53 14.293 0.09535 23 2.808 0.02057 54 15.002 0.09980 24 2.982 0.02177 55 15.741 0.1044 25 3.167 0.02304 56 16.510 0.1092 26 3.360 0.02437 57 17.312 0.1142 27 3.564 0.02576 58 18.146 0.1193 28 3.779 0.02722 59 19.021 0.1247 29 4.004 0.02875 60 19.917 0.1302 30 4.241 0.03036 而Ⅰ级进气的相对湿度由已知可得 则kPa 所以在级间冷却器中必然有水分凝析出来,这时.0。

(2)
计算各级凝析系数 (1-7) =0.9846 1.4.2 抽加气系数μ0 因级间无抽气,无加气,故 1.5 初步计算各级气缸行程容积 (1-8) m3 (1-9) =0.0864m3 1.6 确定活塞杆直径 为了计算双作用气缸缸径,必须首先确定活塞杆直径,但活塞杆直径要根据最大气体力来确定,而气体力又需根据活塞面积(气缸直径)来计算,他们是互相制约的。因此需先估算压缩机中可能出现的最大气体力,按附表2 中的数据初步确定活塞杆的直径。再根据相关公式确定气缸直径和最大气体力,然后校核活塞杆直径是否满足要求。

1.6.1 计算任一级活塞总的工作面积 ,(Z—同一级汽缸数)
(1-10)
有:
==0.82821m2 =8282.1cm2 ==0.30857m2=3085.7cm2 1.6.2 暂选活塞杆直径 根据双作用活塞面积和两侧压差估算出该空气压缩机的最大气体力约为21 吨左右,由《过程流体机械课程设计指导书》附表2,暂选活塞杆直径d=90mm。

活塞杆面积 1.6.3 非贯穿活塞杆双作用活塞面积的计算 盖侧活塞工作面积 (1-11)
轴侧活塞工作面积 (1-12)
Ⅰ级:
Ⅱ级:
1.6.4 计算活塞上所受气体力 (1)第一列(第Ⅰ级)
外止点:
(1-13)
=0.3×106×4109.2×10-4-0.79×106×4172.9×10-4 =-206383.1N 内止点:
(1-14)
=0.79×106×4109.2×10-4-0.3×106×4172.9×10-4 =199439.8N (2)第二列(第Ⅱ级)
外止点:
(1-15)
=0.79×106×1511.0×10-4-2.1×106×1574.7×10-4 =-211318N 内止点:
(1-16)
=2.1×106×1511.0×10-4-0.79×106×1574.7×10-4 =192908.7N 由以上计算可知,第二列的气体力最大,为-211318N约合22吨。由《过程流体机械课程设计指导书》附表2 可知,选取活塞杆直径d=110mm 1.7 计算各级汽缸直径 1.7.1 计算非贯穿活塞杆双作用气缸直径 根据 DK = (1-17) 有:
DI = ==0.730m DII== =0.450m 1.7.2 确定各级气缸直径 根据查表II-1-6,将计算缸径圆整为公称直径:
DI = 730mm ; DII = 450mm 1.8 计算气缸直径圆整后的实际行程容积、各级名义压力及压力比 1.8.1 计算各级实际行程容积Vh' 非贯穿活塞杆直径双作用气缸行程容积:
Vhk'= (2Dk2 - d2)·S·Z (1-18) VhI'= (2DI2 - d2)·S·Z = (2×0.732 -0.112)×0.28×1=0.2316m3 VhII'= (2DII2 - d2)·S·Z = (2×0.452-0.112)×0.28×1=0.0864m3 1.8.2 各级名义压力及压力比 因各级实际行程容积Vhk'与计算行程容积Vhk不同,各级名义压力及压力比必然变化。各级进、排气压力修正系数βk及βk+1分别为:
(1)各级进气压力修正系数:βk = · (1-19) βI = ·=1 βII = ·=·=0.9987 (2)各级排气压力修正系数:βk+1 = · (1-20) βI+1 = ·=·=0.9987 βII+1 = ·==1 (3)修正后各级名义压力及压力比 Plk'= βk ·P1k (1-21) P2k'=βk+1 ·P2k (1-22) '= (1-23) 计算结果列入表1-7中。

表1-7气缸直径圆整后的实际行程容积、各级名义压力及压力比 级 次 I II 计算行程容积 Vhk m3 0.2319 0.0864 实际行程容积 Vhk' m3 0.2316 0.0864 修正系数 βk= · 1 0.9987 βk+1=· 0.9987 1 名义吸气压力 MPa Plk 0.3 0.79 Plk'= βk ·P1k 0.3 0.789 名义排气压力 MPa P2k 0.79 2.1 P2k'=βk+1 ·P2k 0.789 2.1 修正后名义压力比 '= 2.63 2.66 1.9 按修正后的名义压力考虑压力损失后计算缸内实际压力 根据修正后名义压力,并由图1查得相对压力损失如下:
当P1I'=0.3MPa时s1=0.036 ;

当P2I'=0.789MPa时d1=0.061 ;

当P1II'=0.789MPa时s2=0.028;

当P2II'=2.1MPa时d2=0.045 由Cm 值不相同,在下面公式加以修正:
'= ×2 × (1-24) 其中:'——修正的相对压力损失值;

Cm ——实际的活塞平均线速度,m/s; 由附表查的Cm =4.0m/s 、'——空气及所用气体的密度。

图1相对压力损失 故:s1'=0.036×2 =0.0470 d1'=0.061×2 =0.0797 s2'=0.028×2 =0.0366 d2' =0.045×2=0.0588 缸内实际压力:
PS= P1'(1–s) Pd = P2'(1+d) (1-25) 由修正后的相对压力损失s'、d',及计算各级气缸内实际压力,结果见表1-8。

表1-8考虑压力损失后的缸内实际压力及压力比 级次 修正后名义压力 (MPa)
相对压力损失 (修正后)
1–s' 1+d' 缸内实际压力 (MPa)
实际压力比 P1' P2' s' d' PS Pd '= I 0.3 0.789 0.047 0.080 0.953 1.080 0.286 0.852 2.98 II 0.789 2.1 0.037 0.059 0.963 1.059 0.760 2.224 2.93 1.10 根据实际压力比,计算各级实际排气温度 T2=T1 ' (1-26) 按k=1.4和m=1.25况计算,结果见表1-9。从中可以看出,按k=1.4计算出的排气温度未超过160℃的允许范围,但实际测出的排气温度接近多变压缩m的结果,认为在允许的范围内。

表1-9据实际压力比求的各级实际排气温度 级次 吸气温度 实际压 力比 k=1.4 m I 40 313 2.98 1.367 427 154 1.244 389 116 II 40 313 2.93 1.359 425 152 1.240 388 115 1.11 计算缸内最大实际气体力并核算活塞杆直径 气缸直径的圆整,活塞杆直径的选取及各级吸排气压力的修正都直接影响到气体力,需重新计算如下:
1.11.1 第I列(第I级)
(1)活塞面积 盖侧:==×=4183.3×=0.41833 轴侧:=-=0.41833-0.009499=4119.6×=0.408831 (2)压力 =0.286=2.86×105Pa =0.852=8.52×105Pa (3)气体力 外止点:
=- =2.86××4088.31×-8.52××4183.3× =-239491.5N 内止点:
=- =8.52××4088.31×-2.86××4183.3× =228681.6N 1.11.2 第II列(第II级)
(1)活塞面积 盖侧:==×=1589.6×=0.15896 轴侧:=-=0.15896-0.009499=1156×=0.14946 (2)压力 =0.760=7.60× =2.224=22.24× (3)气体力 外止点:
=- N 内止点:
N 由以上计算表明,最大气体力在第二列外止点(-239937.4N),约为24吨,没有超过活塞杆的允许值,可用。

1.12复算排气量 气缸直径圆整后,压力比发生变化,引起容积系数相应的变化。

如其它系数不变,则排气系数为:
(1-27) (1-28) 经上述修正后的排气量为:
=87.67m3/min<90m3/min 计算结果与题目要求接近,说明所选用的气缸是合适的。

1.13 计算功率并选取电机 1.13.1 计算各级指示功率 (1-29) kw kw 1.13.2 整机总指示功率 Ni=NiⅠ+NiⅡ (1-30) kW 1.13.3 轴功率Nz 因本机为无油润滑中型压缩机,取机械效率,则:
(1-31) kw 1.13.4 所需电机功率 因本机是电动机转子直接装在曲轴端,取传动效率 (1-32)
kW 实际本机选用TZK-140/29-12型同步电动机,功率为450kW是不够的,说明以上计算不可用。

1.14 热力计算结果数据 1.14.1 各级名义、实际压力及压力比 见表1-10 表1-10 各级名义、实际压力及压力比 级别 修正后 实际压力 实际压力比 名义压力 名义压力比 Ⅰ 0.3 0.789 2.62 0.286 0.852 2.98 Ⅱ 0.789 2.1 2.67 0.760 2.224 2.93 1.14.2 各级实际排气温度 或 或 1.14.3 气缸直径 DI=730mm,DII =450mm 1.14.4 气缸行程容积 V′hI=0.2316m3,V′hII=0.0864m3 1.14.5 实际排气量 V′d=87.67m3/min 1.14.6 活塞上最大气体力 Pmax=PII外=-239937.4N 1.14.7 电动机功率 Ne =1600kW 1.14.8 活塞杆直径 d =110mm 第2 章压缩机的动力计算 动力计算部分需要使用热力计算部分所得数据,现将计算已知数据汇总见表2-1 表2-1动力计算已知数据表 级次 Ⅰ Ⅱ 活塞面积 0.41729 0.15747 0.41092 0.1511 压力(MPa)
吸入 0.3 0.789 0.286 0.760 排出 0.789 2.1 0.852 2.224 温度 吸入 40 40 313 313 排出 116 115 389 388 相对余隙容积 0.1 0.12 行程(mm)
280 280 余隙容积折合行程程(cm)
2.8 3.36 指示功率(kW)
608.3 583.0 轴功率(kW)
1191.3 机械效率 0.94 转速(r/min)
500 连杆长(mm)
700 2.1 运动计算 2.1.1 作x-,c-,a-运动曲线图: r=s/2 (2-1) λ=r/l (2-2) (2-3) (2-4) (2-5) 2.1.2 位移 盖侧:
(2-6) 轴侧:
(2-7) 速度:
(2-8) 加速度:
(2-9) 每隔10°按上述计算Xg,Xz,c,a,将结果列入附表1,其中是第Ⅰ列及第Ⅱ 本列的曲柄转角,两者结果都一样,故共用一个表。

2.1.3 由附表1中值描点连线做出曲线图如附图1 2.2 气体力计算 用列表计算法作各级气缸指示图及气体力展开图。

2.2.1 各过程压力:
膨胀过程 (2-10) 进气过程 (2-11) 压缩过程 (2-12) 排气过程 (2-13)
本机属于中型压缩机,取m =m′=1.4,xi是活塞位移,是运动计算中各点的位移值。因本机为双作用活塞,盖侧气体力与轴侧气体力应分别列表计算。

2.2.2 气体力:
盖侧:
(2-14) 轴侧:
(2-15) 对双作用活塞盖侧与轴侧气体力应分别计算,然后将同一转角时两侧气体力合成。

气体力符号规定:轴侧气缸的气体力使连杆受拉伸,气体力为正值;
盖侧气缸的气体力使连杆受压缩,为负值。

2.2.3 将计算结果列入表中:
Ⅰ级盖侧气体力列入附表2,Ⅰ级轴侧气体力列入附表3,Ⅱ级盖侧气体力列入附表4,Ⅱ级轴侧气体力列入附表5,合成气体力列入附表6。

2.2.4 作各级气缸指示图 用活塞行程为横坐标,以气体力为纵坐标,将表中的数据在坐标轴上描点连线即成,Ⅰ级气缸指示图如附图2,Ⅱ级气缸指示图如附图3。

2.2.5 作气体力展开图 以曲轴转角α 为横坐标,以气体力为纵坐标,将指示图展开。轴侧气体力为证,绘制在横坐标上,盖侧气体力为负,绘制在坐标轴下,并将合成气体力绘制出,Ⅰ级气缸气体力展开图如附图4,Ⅱ级气缸气体力展开图如附图5。

2.3 往复惯性力计算 2.3.1 往复运动质量的计算 连杆质量 ml=86.025kg 取小头折算质量 m′l=0.3 ml==0.3×86.025=25.81kg Ⅰ级活塞组件及十字头组件质量 Ⅱ级活塞组件及十字头组件质量 于是得到各级集中在十字头销的往复运动质量为:
msⅠ=mpⅠ+ m′lⅠ=277.79+25.81=303.60kg msⅡ=mpⅡ+ m′lⅡ=251.72+25.81=277.53kg 2.3.2 活塞加速度 加速度值由运动计算已知。

2.3.3 计算各级往复惯性力 (2-16)
计算结果列入附表7中。关于惯性力的符号规定:使连杆(或活塞杆)受拉伸的力作为正值,使连杆(或活塞杆)受压缩的力为负,这一规定恰好和惯性力与加速度方向相反的规定一致。

2.4 摩擦力的计算 压缩机总是存在着往复摩擦力和旋转运动摩擦力,其两者的计算分别如下:
2.4.1 往复摩擦力的计算Rs 往复摩擦力Rs可以看作是活塞环与气缸壁、活塞杆与填料函、十字头滑板与滑道等所有往复运动摩擦力的总和。一般往复摩擦力所消耗的功率Nm占总的机械摩擦功率的60~70%,即:即:
(2-17) 式中 (2-18) 其中—指示功率;
—压缩机机械效率 取往复摩擦力为总摩擦力的70%,则有 Ⅰ级往复摩擦力 =5824.1N Ⅱ级往复摩擦力 =5581.9N 关于往复摩擦力的符号规定:
(1)的方向始终与活塞的运动方向相反,仍以使活塞杆受拉为正,受压为负;

(2)在整个向轴行程中()往复摩擦力使活塞杆受拉,始终为正值;
而在整个向盖行程中()往复摩擦力使活塞杆受压,始终为负值。

2.4.2旋转摩擦力Rr的计算 旋转摩擦力Rr包括:曲柄销与连杆大头瓦、十字头销与连杆小头瓦以及主轴与主轴承的摩擦力。一般旋转摩擦力小号的功率约占摩擦功率的40~30%,其计算式为:
(2-19) 取旋转摩擦力为总摩擦力的30%,则 =3113.6N Rr就是旋转运动产生的被折算成作用于曲柄销上阻止曲轴旋转的摩擦力。规定摩擦力的方向为:凡与压缩机转向相反的为正值,相同的为负值。

2.5综合活塞力计算及综合活塞力图的绘制 当压缩机正常工作时,其气体力、往复惯性力及往复摩擦力都同时存在,都是沿着汽缸中心线方向,这些力的代数和就称为压缩机列的综合活塞力。

2.5.1将气体力、往复惯性力及往复摩擦力合成得到就是得到综合活塞力 (2-20) 上式中各种力都是曲柄转角的函数,所以综合活塞力是随着曲柄转角而变化的,其正负号规定同前。

计算结果列入附表8、附表9中 2.5.2列的综合活塞力图的绘制 做综合活塞力图时需要注意:①进行叠加的各种力的比例尺应取得一致,横坐标长度()都相等;
②力的正负值均按照使连杆受拉为正,受压为负值处理;
③各种力的叠加均为在相同转角下的瞬时力的代数和。

将每列的气体力、往复惯性力及往复摩擦力相迭加,绘在同一比例尺的图上,从而得到列的综合活塞力图,横坐标为曲轴转角,纵坐标为活塞力。其图标见附图6附图7。

显然,当压缩机空负荷运行时,气体力为零,此时综合活塞力就是往复惯性力和往复摩擦力之代数和;
当满负荷而突然停车时,惯性力和摩擦力为零,此时综合活塞力就是气体力。最大气体力也就是压缩机名牌上标志的活塞力值。

对活塞杆、十字头销进行强度及稳定性计算时,应取气体力、往复惯性力及综合活塞力中的最大值作为计算载荷。

2.6切向力的计算及切向力图的绘制 活塞两面受到气体力。综合活塞力通过活塞杆作用到十字头销,在十字头销分解为两个分力:一个分力传递给连杆,沿连杆中心线方向,称为连杆力;
另一个分力通过十字头滑板垂直作用到滑道上称为侧向力N。连杆力作用到曲柄销上,又分解为两个分力,一个分力是垂直与曲柄方向的切向力T,另一个分力是沿着曲柄方向的法向力Z。

2.6.1切向力的计算 设连杆力与切向力之间的夹角,切向力为:
(2-21) 将代入上式得切向力的计算公式为:
(2-22) 切向力符号规定:切向力与曲轴转向相反时,规定为正值,反之为负值。

计算结果列入附表8、附表9。

2.6.2总切向力的计算 将Ⅰ、Ⅱ列切向力和旋转摩擦力合成就得出总切向力,合成时要注意列的相位差,Ⅱ列按旋转方向超前180°,即Ⅱ列180°时的切向力与Ⅰ列0°时的切向力叠加,Ⅱ列190°时的切向力与Ⅰ列10°时的切向力叠加,依此类推,合成结果列入附表10。

2.6.3作切向力图 (1)横坐标为曲柄转角,比例尺为,换算为长度比例尺 (2-23) 0.0488m/cm (2)纵坐标为切向力,比例尺mT=2kN/cm (3)根据切向力的计算表作切向图,如附图8. 2.6.4平均切向力的计算 (1)由列表计算的切向力求平均切向力 (2-24) =164.4kN (2)由热力计算所得到的轴功率计算平均切向力为 (2-25) kN (3)
计算作图误差 (2-26) 以上说明,当m=1.4时,误差没有超过,在允许范围内。

(4)将平均切向力水平线画在切向图上。

2.7作幅度面积向量图 2.7.1求曲线包围面积 用求机仪(或其他方法)求得平均切向力与总切向力曲线所包围的面积 F1=-119.68cm2;
F2=226.18cm2;
F3=-256.19cm2;

F4=266.68cm2;
F5=-76.66cm2 2.7.2作幅度面积向量图 将平均切向力下方的面积定为向上作向量,平均切向力上方的定为向下做向量,把所有这些向量依次首尾相接平行做出(最末一个向量的终点与第一个向量的始点在同一水平线),得到向量图上最高点与最低点的差值190.02cm2,如附图9。比例尺:
2.8 飞轮矩的计算 2.8.1 压缩机一转中的能量最大变化量L (2-27) 0.0488m/cm×2kN/cm×190.02cm2=18550N·m 2.8.2 旋转不均匀度的选取 本压缩机与电机是电动机转子直接装在曲轴端传动,采用弹性联轴器,由教材 2.8.3 飞轮矩的计算 (2-28) =2700kg·m2 2.9 分析本压缩机动力平衡性能 校核的卧式压缩机采用两列二级二缸双作用无油润滑对称平衡置于曲轴侧,曲拐错角的压缩机(如图2)
图2 对动式压缩机 气缸反向平行,故中心线的夹角为,得:
即由于对列的运动件作对称于主轴的运动,当第一列曲轴曲柄转角为α时,第二列曲柄转角也同样是α(相对于本列的外止点而言)。

列的运动方向相反,所以从整个机器看,两列的往复惯性力的方向是相反的,惯性力为:
只有相对列的运动件质量相等即:
所有惯性力都相互抵消,只是由于相对两列的气缸中心线不在一条中心线上,存在列间距,因此才产生未平衡的惯性力矩:
两列对动式式压缩机由于气缸分置在曲轴两侧,列间距较小,所以不大,它对机器振动的影响也就很小。旋转惯性力仍可用平衡质量加以平衡。

如果采用四列或四列以上对动式压缩机,可以设法使两对对动曲拐之间相互错开合适的角度,已达到不仅惯性力完全平衡,同时惯性力矩也得以平衡。这便是对动压缩机的最大优点,所以对动式也可以称为平衡式压缩机。这种类型的压缩机转速可以提高,从而减轻机器质量以及压缩机基础,在大型机中得到广泛应用。

第3章计算结果分析 根据本课程设计对压缩机所需完成功能和介质要求,通过理论计算与给定的参数进行比较,对压缩机的热力性能和动力性能进行了综合的分析,校核了所需压缩机的结构参数和性能参数,例如确定了压缩机的排气温度、排气压力、各级压力比、功率等热力参数,活塞行程、气缸直径等尺寸参数,其中电动机功率有很大差异,活塞杆直径取110mm,与任务书中有出入,在上下圆整的四个方案中选中此数据的原因是要保证后面的修正系数在0~1的范围内,使其热力计算更为精确。

通过本次对压缩机的机构设计的学习,使我对压缩机的各个性能参数有了进一步的了解。通过对压缩机的热力计算,了解了介质温度升高对压缩机的影响,也学习了关于压缩机的冷却机制;
通过对压缩机的功力计算,了解了压缩机振动产生的主要原因和如何尽可能的减少振动,加深了我对飞轮结构设计重要性的了解。在压缩机结构设计的各个性能参数的选取过程中,加深了我对外界环境变化和介质状态的变化对压缩机性能的影响情况的了解。通过反复校核验证,加深了我对性能参数选择对结构性能的影响。

在今后的学习做事中,要学会运用严谨的科学知识,以认真的做事态度处理每一个问题。

参考文献 [1] 姜培正.过程流体机械[M].北京:化学工业出版社,2001 [2] 张颖,丛蕊.过程流体机械习题及课程设计指导书[M].大庆:大庆石油学院自编教材,2008 [3] 高慎琴.化工机器[M].北京:化学工业出版社,1992 [4]《活塞式压缩机设计》编写组.活塞式压缩机设计[M].北京:机械工业出版社,1991 附 录 附表1 活塞位移、速度、加速度计算表 曲柄转角α(°)
活塞位移/mm 活塞速度c(m/s) 活塞加速度α(m/s2)
曲柄转角α(°)
xg xz 0 0.00 280.00 0.00 460.06 360 10 2.55 277.45 1.52 449.61 350 20 10.08 269.92 2.98 419.00 340 30 22.27 257.73 4.30 370.35 330 40 38.56 241.44 5.43 307.00 320 50 58.27 221.73 6.33 233.12 310 60 80.58 199.42 6.98 153.35 300 70 104.59 175.41 7.36 72.39 290 80 129.40 150.60 7.47 -5.48 280 90 154.14 125.86 7.33 -76.68 270 100 178.02 101.98 6.96 -138.63 260 110 200.36 79.64 6.41 -189.86 250 120 220.58 59.42 5.71 -230.03 240 130 238.25 41.75 4.89 -259.75 230 140 253.05 26.95 3.99 -280.37 220 150 264.75 15.25 3.03 -293.68 210 160 273.20 6.80 2.03 -301.52 200 170 278.30 1.70 1.02 -305.50 190 180 280.00 0.00 0.00 -306.70 180 190 278.30 1.70 -1.02 -305.50 170 200 273.20 6.80 -2.03 -301.52 160 210 264.75 15.25 -3.03 -293.68 150 220 253.05 26.95 -3.99 -280.37 140 230 238.25 41.75 -4.89 -259.75 130 240 220.58 59.42 -5.71 -230.03 120 250 200.36 79.64 -6.41 -189.86 110 260 178.02 101.98 -6.96 -138.63 100 270 154.14 125.86 -7.33 -76.68 90 280 129.40 150.60 -7.47 -5.48 80 290 104.59 175.41 -7.36 72.39 70 300 80.58 199.42 -6.98 153.35 60 310 58.27 221.73 -6.33 233.12 50 320 38.56 241.44 -5.43 307.00 40 330 22.27 257.73 -4.30 370.35 30 340 10.08 269.92 -2.98 419.00 20 350 2.55 277.45 -1.52 449.61 10 360 0.00 280.00 0.00 460.06 0 附表2 Ⅰ级气缸盖侧气体力计算表 曲柄转角α(°)
活塞位移 膨胀过程 进气过程 压缩过程 排气过程 气体力/kN xg=k1r pi=pd(S0/(xg+S0))m pi=ps pi=ps(S+S0/(xg+S0))m pi=pd pi=-piFgⅠ 0 0.00 0.852 -355.531 10 2.55 0.754 -314.702 20 10.08 0.554 -231.143 30 22.27 0.376 -156.72 40 38.56 0.253 -105.774 50 58.27 0.286 -119.345 60 80.58 0.286 -119.345 70 104.59 0.286 -119.345 80 129.40 0.286 -119.345 90 154.14 0.286 -119.345 100 178.02 0.286 -119.345 110 200.36 0.286 -119.345 120 220.58 0.286 -119.345 130 238.25 0.286 -119.345 140 253.05 0.286 -119.345 150 264.75 0.286 -119.345 160 273.20 0.286 -119.345 170 278.30 0.286 -119.345 180 280.00 0.286 0.286 -119.345 190 278.30 0.290 -121.149 200 273.20 0.297 -124.129 210 264.75 0.310 -129.349 220 253.05 0.329 -137.231 230 238.25 0.356 -148.454 240 220.58 0.393 -164.076 250 200.36 0.445 -185.738 260 178.02 0.518 -216.025 270 154.14 0.621 -259.113 280 129.40 0.772 -321.982 290 104.59 0.852 -355.531 300 80.58 0.852 -355.531 310 58.27 0.852 -355.531 320 38.56 0.852 -355.531 330 22.27 0.852 -355.531 340 10.08 0.852 -355.531 350 2.55 0.852 -355.531 360 0.00 0.852 -355.531 附表3 Ⅰ级气缸轴侧气体力计算表 曲柄转角α(°)
活塞位移 膨胀过程 进气过程 压缩过程 排气过程 气体力/Kn xz=S-xg pi=pd(S0/(xz+S0))m pi=ps pi=ps(S+S0/(xz+S0))m pi=pd pi=piFzⅠ 0 280.00 0.286 117.52 10 277.45 0.289 118.90 20 269.92 0.300 123.13 30 257.73 0.318 130.54 40 241.44 0.345 141.73 50 221.73 0.384 157.63 60 199.42 0.437 179.69 70 175.41 0.511 210.08 80 150.60 0.613 252.04 90 125.86 0.756 310.55 100 101.98 0.852 350.10 110 79.64 0.852 350.10 120 59.42 0.852 350.10 130 41.75 0.852 350.10 140 26.95 0.852 350.10 150 15.25 0.852 350.10 160 6.80 0.852 350.10 170 1.70 0.852 350.10 180 0.00 0.852 350.10 190 1.70 0.784 322.30 200 6.80 0.628 258.19 210 15.25 0.464 190.49 220 26.95 0.332 136.24 230 41.75 0.286 117.52 240 59.42 0.286 117.52 250 79.64 0.286 117.52 260 101.98 0.286 117.52 270 125.86 0.286 117.52 280 150.60 0.286 117.52 290 175.41 0.286 117.52 300 199.42 0.286 117.52 310 221.73 0.286 117.52 320 241.44 0.286 117.52 330 257.73 0.286 117.52 340 269.92 0.286 117.52 350 277.45 0.286 117.52 360 280.00 0.286 117.52 附表4 Ⅱ级气缸盖侧气体力计算表 曲柄转角α(°)
活塞位移 膨胀过程 进气过程 压缩过程 排气过程 气体力/Kn xg=k1r pi=pd(S0/(xg+S0))m pi=ps pi=ps(S+S0/(xg+S0))m pi=pd pi=-piFgⅡ 0 0.00 2.2240 -350.21 10 2.55 2.0076 -316.13 20 10.08 1.5402 -242.54 30 22.27 1.0915 -171.87 40 38.56 0.76 -119.68 50 58.27 0.76 -119.68 60 80.58 0.76 -119.68 70 104.59 0.76 -119.68 80 129.40 0.76 -119.68 90 154.14 0.76 -119.68 100 178.02 0.76 -119.68 110 200.36 0.76 -119.68 120 220.58 0.76 -119.68 130 238.25 0.76 -119.68 140 253.05 0.76 -119.68 150 264.75 0.76 -119.68 160 273.20 0.76 -119.68 170 278.30 0.76 -119.68 180 280.00 0.76 0.7600 -119.68 190 278.30 0.7658 -120.59 200 273.20 0.7837 -123.41 210 264.75 0.8149 -128.33 220 253.05 0.8619 -135.72 230 238.25 0.9283 -146.17 240 220.58 1.0199 -160.60 250 200.36 1.1454 -180.36 260 178.02 1.3181 -207.56 270 154.14 1.5587 -245.44 280 129.40 1.8996 -299.14 290 104.59 2.224 -350.21 300 80.58 2.224 -350.21 310 58.27 2.224 -350.21 320 38.56 2.224 -350.21 330 22.27 2.224 -350.21 340 10.08 2.224 -350.21 350 2.55 2.224 -350.21 360 0.00 2.224 -350.21 附表5 Ⅱ级气缸轴侧气体力计算表 曲柄转角α(°) 活塞位移 膨胀过程 进气过程 压缩过程 排气过程 气体力/kN xz=S-xg pi=pd(S0/(xz+S0))m pi=ps pi=ps(S+S0/(xz+S0))m pi=pd pi=piFzⅡ 0 280.0 0.7600 114.84 10 277.4 0.7687 116.16 20 269.9 0.7956 120.21 30 257.7 0.8425 127.31 40 241.4 0.9133 137.99 50 221.7 1.0135 153.13 60 199.4 1.1518 174.04 70 175.4 1.3412 202.66 80 150.6 1.6008 241.88 90 125.8 1.9590 296.01 100 101.9 2.224 336.05 110 79.6 2.224 336.05 120 59.4 2.224 336.05 130 41.7 2.224 336.05 140 26.9 2.224 336.05 150 15.2 2.224 336.05 160 6.80 2.224 336.05 170 1.70 2.224 336.05 180 0.00 2.2240 2.224 336.05 190 1.70 2.0751 313.55 200 6.80 1.7180 259.59 210 15.25 1.3171 199.02 220 26.95 0.9752 147.35 230 41.75 0.76 114.84 240 59.42 0.76 114.84 250 79.64 0.76 114.84 260 101.9 0.76 114.84 270 125.8 0.76 114.84 280 150.6 0.76 114.84 290 175.4 0.76 114.84 300 199.4 0.76 114.84 310 221.7 0.76 114.84 320 241.4 0.76 114.84 330 257.7 0.76 114.84 340 269.9 0.76 114.84 350 277.4 0.76 114.84 360 280.00 0.76 114.84 附表6 气体力合成计算表 曲柄转角α(°) Ⅰ级 Ⅱ级 盖侧pg 轴侧pz 合成P 盖侧pg 轴侧pz 合成P 0 -355.53 117.52 -238.01 -350.2133 114.836 -235.38 10 -314.70 118.89 -195.80 -316.1328 116.15574 -199.98 20 -231.14 123.12 -108.01 -242.5354 120.21193 -122.32 30 -156.71 130.54 -26.18 -171.8736 127.30788 -44.57 40 -105.77 141.72 35.95 -119.6772 137.99251 18.32 50 -119.34 157.63 38.29 -119.6772 153.13399 33.46 60 -119.34 179.69 60.35 -119.6772 174.04195 54.36 70 -119.34 210.07 90.73 -119.6772 202.66206 82.98 80 -119.34 252.03 132.69 -119.6772 241.88208 122.20 90 -119.34 310.54 191.20 -119.6772 296.00771 176.33 100 -119.34 350.10 230.76 -119.6772 336.0464 216.37 110 -119.34 350.10 230.76 -119.6772 336.0464 216.37 120 -119.34 350.10 230.76 -119.6772 336.0464 216.37 130 -119.34 350.10 230.76 -119.6772 336.0464 216.37 140 -119.34 350.10 230.76 -119.6772 336.0464 216.37 150 -119.34 350.10 230.76 -119.6772 336.0464 216.37 160 -119.34 350.10 230.76 -119.6772 336.0464 216.37 170 -119.34 350.10 230.76 -119.6772 336.0464 216.37 180 -119.34 350.10 230.76 -119.6772 336.0464 216.37 190 -121.14 322.30 201.15 -120.5939 313.55217 192.96 200 -124.12 258.19 134.07 -123.4091 259.5905 136.18 210 -129.34 190.48 61.14 -128.3266 199.01834 70.69 220 -137.23 136.24 -0.99 -135.7172 147.35418 11.64 230 -148.45 117.52 -30.93 -146.1728 114.836 -31.34 240 -164.07 117.52 -46.55 -160.598 114.836 -45.76 250 -185.73 117.52 -68.22 -180.3638 114.836 -65.53 260 -216.02 117.52 -98.50 -207.5631 114.836 -92.73 270 -259.11 117.52 -141.59 -245.4421 114.836 -130.61 280 -321.98 117.52 -204.46 -299.1369 114.836 -184.30 290 -317.14 117.52 -199.62 -350.2133 114.836 -235.38 300 -317.14 117.52 -199.62 -350.2133 114.836 -235.38 310 -317.14 117.52 -199.62 -350.2133 114.836 -235.38 320 -317.14 117.52 -199.62 -350.2133 114.836 -235.38 330 -317.14 117.52 -199.62 -350.2133 114.836 -235.38 340 -317.14 117.52 -199.62 -350.2133 114.836 -235.38 350 -317.14 117.52 -199.62 -350.2133 114.836 -235.38 360 -317.14 117.52 -199.62 -350.2133 114.836 -235.38 附表7 往复惯性力计算表 曲柄转角α(°) 活塞加速度 Ⅰ级往复惯性力 Ⅱ级往复惯性力 曲柄转角 a(m/s2) IⅠ=msⅠ·a(kN) IⅡ=msⅡ·a(kN) α(°)
0 460.06 139.67 127.68 360 10 449.61 136.50 124.78 350 20 419.00 127.21 116.28 340 30 370.35 112.44 102.78 330 40 307.00 93.21 85.20 320 50 233.12 70.77 64.70 310 60 153.35 46.56 42.56 300 70 72.39 21.98 20.09 290 80 -5.48 -1.66 -1.52 280 90 -76.68 -23.28 -21.28 270 100 -138.63 -42.09 -38.47 260 110 -189.86 -57.64 -52.69 250 120 -230.03 -69.84 -63.84 240 130 -259.75 -78.86 -72.09 230 140 -280.37 -85.12 -77.81 220 150 -293.68 -89.16 -81.50 210 160 -301.52 -91.54 -83.68 200 170 -305.50 -92.75 -84.79 190 180 -306.70 -93.12 -85.12 180 190 -305.50 -92.75 -84.79 170 200 -301.52 -91.54 -83.68 160 210 -293.68 -89.16 -81.50 150 220 -280.37 -85.12 -77.81 140 230 -259.75 -78.86 -72.09 130 240 -230.03 -69.84 -63.84 120 250 -189.86 -57.64 -52.69 110 260 -138.63 -42.09 -38.47 100 270 -76.68 -23.28 -21.28 90 280 -5.48 -1.66 -1.52 80 290 72.39 21.98 20.09 70 300 153.35 46.56 42.56 60 310 233.12 70.77 64.70 50 320 307.00 93.21 85.20 40 330 370.35 112.44 102.78 30 340 419.00 127.21 116.28 20 350 449.61 136.50 124.78 10 360 460.06 139.67 127.68 0 附表8 Ⅰ级气缸切向力计算表 曲柄转角α(°) 气体力 往复惯性力 往复摩擦力 活塞力 sin(α+β) 切向力 pⅠ(kN)
IⅠ(kN) RSⅠ(kN)
P∑Ⅰ(kN)
cosβ TⅠ(kN) 0 -238.008 139.67 5.82 -92.51 0.000 0.00 10 -195.8032 136.50 5.82 -53.48 0.208 -11.12 20 -108.0141 127.21 5.82 25.02 0.406 10.17 30 -26.17912 112.44 5.82 92.08 0.587 54.06 40 35.953065 93.21 5.82 134.98 0.742 100.17 50 38.287352 70.77 5.82 114.89 0.866 99.46 60 60.349266 46.56 5.82 112.73 0.954 107.54 70 90.730346 21.98 5.82 118.53 1.005 119.14 80 132.6925 -1.66 5.82 136.85 1.020 139.55 90 191.20371 -23.28 5.82 173.75 1.000 173.75 100 230.7589 -42.09 5.82 194.50 0.950 184.76 110 230.7589 -57.64 5.82 178.94 0.874 156.44 120 230.7589 -69.84 5.82 166.75 0.778 129.74 130 230.7589 -78.86 5.82 157.72 0.666 105.11 140 230.7589 -85.12 5.82 151.46 0.543 82.32 150 230.7589 -89.16 5.82 147.42 0.413 60.88 160 230.7589 -91.54 5.82 145.04 0.278 40.26 170 230.7589 -92.75 5.82 143.83 0.139 20.05 180 230.7589 -93.12 5.82 143.47 0.000 0.00 190 201.15428 -92.75 5.82 114.23 -0.139 -15.93 200 134.06595 -91.54 -5.82 36.70 -0.278 -10.19 210 61.139879 -89.16 -5.82 -33.85 -0.413 13.98 220 -0.987693 -85.12 -5.82 -91.93 -0.543 49.96 230 -30.93123 -78.86 -5.82 -115.61 -0.666 77.04 240 -46.55312 -69.84 -5.82 -122.21 -0.778 95.09 250 -68.21512 -57.64 -5.82 -131.68 -0.874 115.12 260 -98.50173 -42.09 -5.82 -146.41 -0.950 139.08 270 -141.5895 -23.28 -5.82 -170.69 -1.000 170.69 280 -204.4584 -1.66 -5.82 -211.95 -1.020 216.12 290 -199.6173 21.98 -5.82 -183.46 -1.005 184.41 300 -199.6173 46.56 -5.82 -158.88 -0.954 151.57 310 -199.6173 70.77 -5.82 -134.67 -0.866 116.58 320 -199.6173 93.21 -5.82 -112.24 -0.742 83.29 330 -199.6173 112.44 -5.82 -93.00 -0.587 54.60 340 -199.6173 127.21 -5.82 -78.23 -0.406 31.80 350 -199.6173 136.50 -5.82 -68.94 -0.208 14.33 360 -199.6173 139.67 -5.82 -65.77 0.000 0.00 附表9 Ⅱ级气缸切向力计算表 曲柄转角α(°) 气体力 往复惯性力 往复摩擦力 活塞力 sin(α+β) 切向力 pⅡ(kN)
IⅡ(kN) RSⅡ(kN)
P∑Ⅱ(kN)
cosβ TⅡ(kN) 0 -235.38 127.68 5.58 -102.12 0.00 0.00 10 -199.98 124.78 5.58 -69.62 0.21 -14.47 20 -122.32 116.28 5.58 -0.46 0.41 -0.19 30 -44.57 102.78 5.58 63.80 0.59 37.45 40 18.32 85.20 5.58 109.10 0.74 80.96 50 33.46 64.70 5.58 103.74 0.87 89.80 60 54.36 42.56 5.58 102.51 0.95 97.79 70 82.98 20.09 5.58 108.66 1.01 109.21 80 122.20 -1.52 5.58 126.27 1.02 128.75 90 176.33 -21.28 5.58 160.63 1.00 160.63 100 216.37 -38.47 5.58 183.48 0.95 174.29 110 216.37 -52.69 5.58 169.26 0.87 147.97 120 216.37 -63.84 5.58 158.11 0.78 123.03 130 216.37 -72.09 5.58 149.86 0.67 99.87 140 216.37 -77.81 5.58 144.14 0.54 78.34 150 216.37 -81.50 5.58 140.45 0.41 58.00 160 216.37 -83.68 5.58 138.27 0.28 38.38 170 216.37 -84.79 5.58 137.16 0.14 19.12 180 216.37 -85.12 5.58 136.83 0.00 0.00 190 192.96 -84.79 5.58 113.75 -0.14 -15.86 200 136.18 -83.68 5.58 58.08 -0.28 -16.12 210 70.69 -81.50 5.58 -5.23 -0.41 2.16 220 11.64 -77.81 5.58 -60.59 -0.54 32.93 230 -31.34 -72.09 5.58 -97.84 -0.67 65.20 240 -45.76 -63.84 5.58 -104.02 -0.78 80.94 250 -65.53 -52.69 5.58 -112.64 -0.87 98.47 260 -92.73 -38.47 5.58 -125.62 -0.95 119.33 270 -130.61 -21.28 5.58 -146.30 -1.00 146.30 280 -184.30 -1.52 5.58 -180.24 -1.02 183.79 290 -235.38 20.09 5.58 -209.71 -1.01 210.78 300 -235.38 42.56 5.58 -187.24 -0.95 178.61 310 -235.38 64.70 5.58 -165.10 -0.87 142.93 320 -235.38 85.20 5.58 -144.59 -0.74 107.30 330 -235.38 102.78 5.58 -127.01 -0.59 74.56 340 -235.38 116.28 5.58 -113.51 -0.41 46.14 350 -235.38 124.78 5.58 -105.02 -0.21 21.83 360 -235.38 127.68 5.58 -102.12 0.00 0.00 附表10 总切向力计算表 曲柄转角α(°) Ⅰ级切向力 Ⅱ级切向力 旋转摩擦力 总切向力 平均切向力 TⅠ(kN)
TⅡ(kN) Rr(kN)
T(kN)
Tm(kN) 0 0.00 0.00 3.10 3.10 164.40 10 -11.12 -14.47 3.10 -22.49 164.40 20 10.17 -0.19 3.10 13.08 164.40 30 54.06 37.45 3.10 94.61 164.40 40 100.17 80.96 3.10 184.23 164.40 50 99.46 89.80 3.10 192.36 164.40 60 107.54 97.79 3.10 208.43 164.40 70 119.14 109.21 3.10 231.45 164.40 80 139.55 128.75 3.10 271.40 164.40 90 173.75 160.63 3.10 337.48 164.40 100 184.76 174.29 3.10 362.15 164.40 110 156.44 147.97 3.10 307.51 164.40 120 129.74 123.03 3.10 255.87 164.40 130 105.11 99.87 3.10 208.07 164.40 140 82.32 78.34 3.10 163.75 164.40 150 60.88 58.00 3.10 121.98 164.40 160 40.26 38.38 3.10 81.74 164.40 170 20.05 19.12 3.10 42.28 164.40 180 0.00 0.00 3.10 3.10 164.40 190 -15.93 -15.86 3.10 -28.69 164.40 200 -10.19 -16.12 3.10 -23.21 164.40 210 13.98 2.16 3.10 19.24 164.40 220 49.96 32.93 3.10 85.99 164.40 230 77.04 65.20 3.10 145.34 164.40 240 95.09 80.94 3.10 179.13 164.40 250 115.12 98.47 3.10 216.70 164.40 260 139.08 119.33 3.10 261.51 164.40 270 170.69 146.30 3.10 320.10 164.40 280 216.12 183.79 3.10 403.01 164.40 290 184.41 210.78 3.10 398.29 164.40 300 151.57 178.61 3.10 333.28 164.40 310 116.58 142.93 3.10 262.61 164.40 320 83.29 107.30 3.10 193.69 164.40 330 54.60 74.56 3.10 132.26 164.40 340 31.80 46.14 3.10 81.03 164.40 350 14.33 21.83 3.10 39.26 164.40 360 0.00 0.00 3.10 3.10 164.40 附图1 x −α 、c −α 、a −α 曲线图附图2 Ⅰ级气缸指示图 附图3 Ⅱ级气缸指示图 附图4 Ⅰ级气缸气体力展开图 附图5 Ⅱ级气缸气体力展开图 附图6 第Ⅰ列综合活塞力 附图7 第Ⅱ列综合活塞力 切向力图比例尺:ml=0.0488m/cm, mT=2kN/cm 幅度面积向量:比例尺:1cm = 2cm2 附图8 切向力图及幅度面积向量图 附图9 幅度面积向量图