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第1篇 压缩机设计与研究基础2

第1章 总论2

1．1 名词与术语2

1．1．1 压力与真空2

1．1．2 压缩机2

1．1．3 容积式压缩机2

1．1．4 工作腔与工作容积2

1．1．5 余隙容积3

1．1．6 排量3

1．1．7 容积流量3

1．1．8 标准容积流量4

1．1．9 理论容积流量4

1．1．10 排气压力4

1．1．11 排气温度与压缩终了温度4

1．1．12 压力比4

1．1．13 压力指示图与示功图5

1．1．15 比功率6

1．1．14 功与功率6

1．1．16 容积效率7

1．1．17 等温效率7

1．1．18 绝热效率7

1．2．2 按排气压力分类9

1．2．5 按结构特征与工作特征分类及命名9

1．2．4 按容积流量分类9

1．2．3 按压缩级数分类9

1．2．1 按工作原理分类9

1．2 压缩机分类与命名9

1．1．20 性能系数与能效比9

1．1．19 等温-绝热效率9

1．3 压缩机进、排气系统分类10

1．4 各种压缩机的特性比较11

1．4．1 热力性能与结构特点的比较11

1．4．2 鲍杰性能曲线比较11

1．5 各种压缩机适用范围11

1．6 压缩机的主要用途13

1．7 压缩机选用经济性评估13

1．8．1 动力与化工用压缩机型号编制方法14

1．8 容积式压缩机型号编制方法14

1．8．2 制冷压缩机与压缩机组型号编制方法15

参考文献17

第2章 气体性质18

2．1 气体分类18

2．1．1 单组分气体和混合气体18

2．1．2 理想气体和实际气体20

2．1．3 极性气体、非极性气体和量子气体20

2．2．2 理想气体状态方程21

2．2．3 实际气体状态方程21

2．1．4 制冷剂命名21

2．2．1 状态参数21

2．2 状态参数与状态方程21

2．2．4 对应态原理与通用压缩因子23

2．2．5 混合气体状态方程23

2．2．6 湿空气25

2．3．1 热力性质图26

2．3．2 比焓和比熵26

2．3 实际气体的热力性质26

2．3．3 比热容27

2．4 其他热物理性质28

2．4．1 粘度28

2．4．2 热导率29

2．4．3 溶解度30

2．5 化学性质31

2．5．1 闪点31

2．5．2 爆炸性31

2．5．3 腐蚀作用32

2．5．4 热稳定性33

2．5．5 毒性33

2．5．6 对生态环境的影响33

参考文献34

第3章 容积式压缩机热力过程分析36

3．1 压缩过程与膨胀过程36

3．1．1 定质量压缩与膨胀过程方程和过程功36

3．1．2 变质量压缩与膨胀过程热力学分析38

3．1．3 一般性热力计算中压缩与膨胀过程的处理38

3．3 实际循环40

3．2．3 理想循环的作用40

3．3．1 往复压缩机实际循环40

3．2 理想循环40

3．2．2 理想循环组成40

3．2．1 理想循环假设40

3．3．2 回转压缩机实际循环41

3．4 容积效率分析与计算42

3．4．1 已知压力指示图求容积效率43

3．4．2 已知容积流量求容积效率43

3．4．3 压缩机设计时的分析计算方法43

3．5．1 由指示图求指示功45

3．5 实际循环指示功计算45

3．4．4 容积效率取值参考范围45

3．5．2 由己知热力参数求指示功46

3．5．3 由热力性质图表的焓差求指示功47

3．5．4 由数学模拟循环计算指示功49

3．6 多级压缩机级数选择与各级压力比分配49

3．6．1 多级压缩理由49

3．6．2 级数选择50

3．6．3 各级压力比分配50

3．7．2 第i级工作容积计算52

3．7 各级工作容积的确定52

3．7．1 第I级工作容积计算52

3．7．3 多级往复压缩机各级泄漏系数计算53

3．8 功率计算54

3．8．1 指示功率54

3．8．2 轴功率54

3．8．3 机械效率54

3．8．4 驱动机功率55

3．8．5 电功率55

3．8．6 变工况运行压缩机的驱动机功率选配55

参考文献56

第4章 热力计算方法57

4．1 常规热力计算57

4．1．1 正常性热力计算57

4．1．2 复算性热力计算61

4．2 工作过程模拟计算66

4．2．1 工作过程模拟的数学模型66

4．2．2 工作过程数学模拟举例70

4．3 优化设计计算80

4．3．1 优化的基本概念80

4．3．2 压缩机优化设计例题81

参考文献84

第5章 有限元和边界元方法在压缩机中的应用85

5．1 概述85

5．2 有限元模型的建立85

5．2．1 物理直觉法（直接法）85

5．2．2 交分法85

5．2．3 加权残数法85

5．3 单元划分及位移模式86

5．3．1 单元划分86

5．3．2 位移模式的选择87

5．4 求解过程88

5．4．1 有限元法的处理过程88

5．4．2 伽辽金法建立有限元方程举例——热传导问题88

5．4．4 边界条件加入方法90

5．4．3 整体刚度矩阵的构成90

5．4．5 求解矩阵91

5．5 边界单元法94

5．5．1 边界单元法的特点94

5．5．2 边界单元法求解过程94

5．6 应用算例95

5．6．1 有限元方程的构造95

5．6．2 往复压缩机零件的强度分析示例96

参考文献101

5．6．3 管道内的流场分析101

第6章 压缩机可靠性工程102

6．1 概述102

6．1．1 可靠性定义102

6．1．2 可靠性工程102

6．1．3 维修性与广义可靠性102

6．1．4 失效与故障102

6．1．5 可靠性的尺度103

6．2．2 概率与概率分布106

6．2．1 随机事件与随机变量106

6．2 可靠性设计中的概率分布问题106

6．2．3 均值、标准差（均方差）及变差系数109

6．2．4 中位秩与平均秩109

6．3 应力和强度的分布与干涉及可靠度计算109

6．3．1 应力和强度的分布与干涉109

6．3．2 已知应力与强度分布的可靠度计算110

6．3．3 机械零件的疲劳强度分布110

6．4．1 零件的强度可靠性设计一般原则117

6．4 零件的强度可靠性设计117

6．4．2 零件的无限寿命可靠性设计119

6．4．3 零件的有限寿命可靠性设计与寿命预测119

6．4．4 等幅变应力作用下零件的疲劳寿命与可靠度120

6．4．5 疲劳强度可靠性设计与安全系数的关系120

6．4．6 螺栓或螺纹紧固连接可靠性设计120

6．4．7 承受轴向交变载荷紧固螺栓连接的可靠性设计124

6．4．8 压缩（拉伸）弹簧可靠性设计126

6．4．9 滚动轴承的疲劳寿命与可靠度130

6．5．1 摩损典型过程与寿命曲线132

6．5 摩擦零件可靠性设计132

6．5．2 给定寿命时零件耐磨性的可靠度计算133

6．5．3 给定可靠度时零件耐磨寿命的计算134

6．6 压缩机与系统的可靠性设计135

6．6．1 压缩机与系统可靠性的基本概念135

6．6．2 可靠性设计与传统设计方法的区别136

6．6．3 压缩机可靠性设计内容136

6．6．4 可靠性水平等级与可靠性经济指标136

6．6．5 可靠性预测137

6．6．6 可靠性分配140

6．6．7 系统可靠性最优化142

6．7 可修复产品的可靠性设计146

6．7．1 维修性的意义146

6．7．2 维修的分类与尺度147

6．7．3 维修性设计147

6．7．4 按有效度最大原则确定最佳预防维修间隔期149

6．7．5 按总费用最小原则确定最佳维修间隔期150

6．7．6 可修复系统可靠度计算150

6．8．1 可靠性试验种类152

6．8 可靠性试验152

6．8．2 寿命试验设计153

6．8．3 寿命试验数据的处理与评估154

6．8．4加速寿命试验156

参考文献156

第2篇 一般往复压缩机158

第7章 往复压缩机结构型式、结构参数与结构实例158

7．1 概述158

7．2．6 按压缩级数分类161

7．3．1 方案设计161

7．3 往复压缩机的结构型式和结构参数161

7．2．9 按气缸润滑状况分类161

7．2．8 按有、无十字头分类161

7．2．7 按气缸数分类161

7．2．10 按安装方式分类161

7．2．5 按冷却方式分类161

7．2．4 按重数分类161

7．2．3 按结构型式分类161

7．2．2 按列数分类161

7．2．1 按气缸容积的作用方式分类161

7．2 往复压缩机结构分类161

7．3．2 往复压缩机的结构型式162

7．3．3 往复压缩机的主要结构参数164

7．3．4压缩机方案设计中影响结构设计的其他要素167

7．3．5 往复压缩机方案示例171

7．3．6 往复压缩机的系列化方法174

7．4 往复压缩机典型结构实例175

7．4．1 风冷式压缩机175

7．4．2 水冷式压缩机178

7．4．3 气缸自然冷却压缩机220

7．4．4 对置式超高压压缩机223

7．4．5 制冷往复压缩机226

参考文献230

第8章 往复压缩机动力计算231

8．1 压缩机中的主要作用力231

8．1．1 曲柄连杆机构的几何关系与运动关系231

8．1．2 作用力计算233

8．1．3 作用力分析236

8．2 飞轮矩计算239

8．2．1 确定飞轮矩239

8．2．2 压缩机方案对飞轮矩的影响241

8．3 惯性力及惯性力矩的平衡243

8．3．1 单列压缩机243

8．3．2 多列压缩机244

参考文献257

9．1．1 气缸分类258

9．1 概述258

第9章 气缸组件258

9．1．2 气缸组件259

9．2 气冷式气缸设计计算259

9．2．1 风冷式气缸结构设计259

9．2．2 工质自然冷却的气缸结构260

9．2．3 气阀在单作用气缸上的布置260

9．3 水冷式气缸设计261

9．3．1 无十字头单作用或级差式气缸设计261

9．3．2 低压双作用气缸设计262

9．3．3 中压气缸设计266

9．3．4 高压气缸设计267

9．4 超高压气缸设计268

9．4．1 超高压缸体设计268

9．4．2 超高压缸盖设计269

9．5 阀室与通道设计269

9．5．1 低压缸阀室与通道设计269

9．5．2 高压缸阀室与通道设计270

9．6．1 气缸套结构272

9．6 气缸套与工作镜面272

9．6．2 工作镜面274

9．6．3 气缸套材料275

9．7 气缸主要尺寸确定与强度校核275

9．7．1 气缸主要尺寸确定275

9．7．2 厚壁气缸与缸套强度校核276

9．7．3 气缸材料279

9．8 气缸的连接与密封279

9．8．1 气缸连接螺栓279

9．8．2 密封垫与密封接口设计281

9．9 压阀罩与阀孔盖板282

9．9．1 压阀罩结构282

9．9．2 阀孔盖板282

9．10 注油接管与其他接管283

9．10．1 注油接管283

9．10．2 工作腔压力指示接管284

9．10．3 工作腔放液接管284

9．12 气缸结构示例285

9．11 气缸支撑285

参考文献289

第10章 活塞组件290

10．1 概述290

10．2 筒形活塞设计计算290

10．2．1 筒形活塞结构设计290

10．2．2 筒形活塞尺寸确定和强度校核293

10．2．3 活塞销设计计算及其定位294

10．3 盘形与鼓形活塞设计296

10．3．1 盘形与鼓形活塞结构设计296

10．3．2 盘形与鼓形活塞主要尺寸的确定和强度校核299

10．4．1 级差活塞结构设计300

10．4 级差活塞设计300

10．4．2 级差活塞高、低压级调心问题301

10．5 柱塞结构设计302

10．6 活塞和柱塞的材料303

10．7 活塞结构示例303

参考文献307

11．1．1 动密封部位与密封介质308

11．1．2 动密封原理308

11．1 概述308

第11章 活塞环、刮油环与填料308

11．2 活塞环设计312

11．2．1 活塞环结构312

11．2．2 活塞环材料314

11．2．3 活塞环计算318

11．2．4 活塞环泄漏数学模型320

11．3 刮油环322

11．4．1 结构型式323

11．4 填料323

11．4．3 填料函（填料盒）结构324

11．4．2 填料的材料324

参考文献327

第12章 气阀组件328

12．1 概述328

12．2 气阀的基本组成与工作原理328

12．2．1 气阀的基本组成328

12．2．2 气阀工作原理329

12．3．2 按气阀职能分类330

12．3．3 按气流与启闭元件的方向分类330

12．3 气阀结构型式分类330

12．3．1 按启闭元件形状分类330

12．3．4 按进、排气阀整体结构分类331

12．4 气阀通流截面、流量系数与推力系数332

12．4．1 气阀通流截面332

12．4．2 流量系数及有效通流截面333

12．5 气阀工作过程的数学模拟335

12．5．1 环状与网状阀工作过程的数学模拟335

12．4．3 推力系数335

12．5．2 舌簧阀数学模拟337

12．6 气阀特性参数的选择与简易评估340

12．6．1 阀隙马赫数与压力损失340

12．6．2 阀片全开时的弹簧力与气体推力比341

12．6．3 气阀升程343

12．6．4 阀片运动的简易评判345

12．6．5 气阀主要特性参数的计算举例346

12．6．6 气阀设计与选用步骤347

12．7．2 阀座348

12．7 环状阀与网状阀结构设计348

12．7．1 总体设计348

12．7．3 升程限制器351

12．7．4 阀片351

12．7．5 气阀弹簧352

12．7．6 气阀螺栓355

12．8 簧片阀设计355

12．8．1 簧片设计355

12．8．3 升程限制器356

12．8．2 簧片阀座356

12．9 气阀结构示例358

12．9．1 环状阀358

12．9．2 网状阀359

12．9．3 碟状阀360

12．9．4 菌状阀361

12．9．5 自弹条片阀361

12．9．6 槽状阀362

12．9．7 组合阀362

12．9．8 直流阀366

参考文献367

第13章 活塞杆与十字头组件369

13．1 概述369

13．2 活塞杆与十字头连接方式369

13．2．1 对活塞杆与十字头连接的要求369

13．2．2 活塞杆与十字头连接方式369

13．2．3 活塞杆通过十字头导油冷却结构371

13．3．1 活塞杆结构372

13．3 活塞杆设计372

13．3．2 活塞杆材料、主要尺寸及强度校核373

13．4 十字头体设计计算377

13．4．1 十字头体结构设计377

13．4．2 十字头体主要尺寸确定、强度计算及材料380

13．5．2 十字头销定位385

13．5．3 十字头销尺寸材料与强度计算385

13．6 十字头组件结构示例385

13．5．1 十字头销结构385

13．5 十字头销及其定位385

参考文献387

第14章 连杆组件388

14．1概述388

14．2 连杆结构设计388

14．2．1 连杆结构分类388

14．2．2 杆身结构389

14．2．3 小头结构390

14．2．4 大头结构390

14．3 连杆材料与强度校核392

14．2．5 连杆在机器中的定位392

14．4 小头衬套397

14．5 大头瓦398

14．6 连杆螺栓398

14．7 连杆结构示例399

参考文献402

第15章 曲轴组件403

15．1 概述403

15．2 曲轴结构与尺寸确定403

15．2．1 曲轴结构型式403

15．2．2 曲轴结构设计要点406

15．2．3主要尺寸的确定408

15．3 曲轴材料408

15．4 曲轴强度409

15．5 曲轴的扭振414

参考文献417

16．2．1 对置式机身设计418

16．2 机身设计418

第16章 机身与中体组件418

16．1 概述418

16．2．2 一般卧式机身设计420

16．2．3 立式机身设计421

16．2．4 角度式机身设计421

16．2．5 制冷压缩机机身设计422

16．3 中体与中间接筒设计424

16．3．1 中体与中间接筒组合方式424

16．3．2 卧式整体式中体结构424

16．3．4 中间接筒425

16．3．3 插入式滑道425

16．3．5 挡油板与刮油圈426

16．4 机身材料、主要尺寸确定与强度校核429

16．4．1 机身材料429

16．4．2 主要尺寸确定429

16．4．3 机身强度校核430

16．4．4 中体材料与强度校核432

16．5 轴承设计计算433

16．5．1 滚动轴承选择与应用433

16．5．2 滑动轴承设计计算436

16．5．3 薄壁轴瓦设计计算437

16．5．4 厚壁轴瓦设计计算446

16．6 机身密封与防爆447

16．6．1 一般压缩机轴封结构447

16．6．2 主轴伸出端气体密封448

16．6．3 附爆措施451

16．7 机身结构示例451

参考文献452

17．1．1 飞轮结构和材料453

17．1．2 飞轮设计计算453

第17章 飞轮、盘车机构及传动结构453

17．1 飞轮设计计算453

17．2 盘车机构457

17．2．1 盘车机构的结构型式457

17．2．2 盘车装置的计算461

17．3 联接机构462

17．3．1 带轮传动462

17．3．2 联轴器471

参考文献479

17．3．3 离合器479

第3篇 特殊往复压缩机482

第18章 滑管与滑块压缩机482

18．1 概述482

18．1．1 曲柄连杆机构的两个特例——曲柄双滑块和导管机构482

18．1．2 工作原理与基本结构482

18．2．1 运动分析485

18．2．2 受力分析485

18．2 受力分析与动力特性485

18．1．3 优缺点及适用场合485

18．2．3 动力特性486

18．3 磨损特性分析487

18．3．1 线性磨损量计算487

18．3．2 工作压力487

18．3．3 摩擦路径488

18．3．4 磨损特性分析488

18．4．2 十字滑块机构489

18．4．1 曲柄导管机构489

18．4 关键零部件分析489

18．4．3 气缸-活塞组件490

18．4．4 气阀492

18．5 典型结构示例492

18．5．1 氮气压缩机492

18．5．2 天然气压缩机493

18．5．3 多用途压缩机495

参考文献496

第19章 斜盘与斜轴压缩机497

19．1 概述497

19．1．1 斜盘压缩机497

19．1．2 斜轴压缩机498

19．2 工作容积和动力特性498

19．2．1 斜盘压缩机工作容积和动力特性498

19．2．2 摆盘压缩机工作容积和动力特性503

19．2．3 斜轴压缩机工作容积和动力特性510

19．3 气缸数的奇偶性对压缩机流量脉动性的影响511

19．4．1 旋转斜盘压缩机结构示例512

19．4 结构示例512

19．4．2 摆动斜盘压缩机结构示例515

19．4．3 斜轴压缩机结构示例520

参考文献521

20．2 摇摆曲柄驱动的摆动活塞压缩机523

20．2．1 摇摆曲柄机构运动和动力特性分析523

20．1 概述523

第20章 摆动活塞压缩机523

20．2．2 摆动式压缩机工作腔计算525

20．2．3 作用力分析526

20．2．4 典型结构527

20．3 摇摆滑杆驱动摆动活塞压缩机527

20．3．1 几何关系527

20．3．1 动力学分析528

参考文献531

21．2 金属膜片隔膜压缩机532

21．2．1工作原理532

21．1 概述532

第21章 隔膜压缩机532

21．2．2液压系统设计及结构533

21．2．3 膜腔与液压缸的压力指示图分析534

21．2．4 膜腔及膜片设计535

21．2．5 典型结构示例538

21．3 非金属膜片隔膜压缩机543

21．3．1 工作原理及特点543

21．3．2 膜腔和菌状小头的设计544

21．3．3 盖板和小头设计545

21．3．4 膜片材料545

21．3．5 作用力近似计算545

21．3．6 典型结构示例546

参考文献547

第22章 电磁与气液力驱动往复压缩机548

22．1 电磁驱动往复压缩机548

22．1．1 概述548

22．1．2 电动式压缩机工作原理549

22．1．3 电动式压缩机线性近似设计552

22．1．4 电磁式压缩机558

22．1．5 结构实例563

22．2 自由活塞压缩机564

22．2．1 工作原理与特点564

22．2．2 自由活塞压缩机结构方案565

22．2．3 发动机和压缩机工作容积计算565

22．2．4 活塞运动方程567

22．2．5 调节特性567

22．2．6 自由活塞压缩机结构示例567

22．3．3 冲次控制器570

22．3．4 结构示例570

22．3 气力增压器570

22．3．2 动力活塞控制替续器570

22．3．1 气力增压器基本结构与工作原理570

22．4 液力驱动增压压缩机571

22．4．1 往复泵供液驱动压缩机572

22．4．2 回转泵液力驱动压缩机572

参考文献574

23．1．1 基本结构和工作原理576

23．1 概述576

第23章 双螺杆压缩机576

第4篇 回转式压缩机576

23．1．2 螺杆压缩机特点577

23．1．3 分类及适用范围578

23．1．4 发展历程及发展方向579

23．2 转子型线579

23．2．1 转子型线设计原则579

23．2．2 型线方程和啮合线方程581

23．2．3 典型型线及其啮合线583

23．3 几何特性592

23．3．1 转子螺旋齿面及其法线方程592

23．3．2 齿间面积和面积利用系数594

23．3．3 齿间容积及基变化过程595

23．3．4 扭角系数及内容积比597

23．3．5 吸气孔口598

23．3．6 排气孔口601

23．4．1 工作过程分析602

23．4．2 内压力比及压力分布图602

23．4 工作过程602

23．4．3 容积流量及容积效率603

23．4．4 轴功率及绝热效率605

23．4．5 排气温度607

23．4．6 喷油量计算608

23．5 受力分析608

23．5．1 油向力计算608

23．6．1 转子加工方法及其发展609

23．6 转子加工及刀具设计609

23．5．3 径向力的计算609

23．5．2 扭矩的计算609

23．6．2 刀具设计原理610

23．6．3 实际刀具的设计611

23．7 螺杆压缩机主要设计参数确定611

23．7．1 主要设计参数及其选取原则611

23．7．2 螺杆压缩机设计计算概述613

23．7．3 SCCAD软件简介613

23．8 主要零部件设计和选型615

23．8．1 机体615

23．8．2 转子616

23．8．3 轴承617

23．8．4 轴封619

23．8．5 同步齿轮621

23．8．6 容积流量调节滑阀621

23．8．7 内容积比调节滑阀624

23．9 主机结构设计625

23．9．1 螺杆空气压缩机625

23．9．2 螺杆制冷压缩机626

23．9．3 螺杆工艺压缩机629

23．10 机组系统设计630

23．10．1 无油螺杆压缩机机组系统设计630

23．10．2 喷油螺杆压缩机机组系统设计631

23．10．3 经济器制冷循环系统632

23．10．4 驱动方式633

23．10．5 润滑油及油气分离634

23．10．6 容积流量调节638

23．10．7 消声及减振641

23．10．8 监控系统642

参考文献644

第24章 单螺杆压缩机645

24．1 概述645

24．1．1 基本结构和工作原理645

24．1．2 单螺杆压缩机的特点646

24．1．3 发展动向647

24．2 啮合副型线648

24．2．1 对啮合副型线的基本要求648

24．2．2 啮合副型线分析649

24．2．3 啮合副型线的数学模型651

24．3 主要几何参数653

24．3．1 螺杆头数和星轮齿数653

24．3．2 中心矩653

24．3．3 啮合角654

24．3．4 星轮齿宽654

24．3．5 螺杆轴向尺寸654

24．3．6 封闭角α″655

24．3．7 封闭螺旋线和排气孔口655

24．4 容积流量计算和气量调节656

24．4．1 容积流量计算656

24．3．8 喷液参数656

24．4．2 气量调节657

24．5 动力分析660

24．5．1 螺杆受力分析660

24．5．2 星轮受力分析660

24．5．3 算例661

24．6 结构示例及主要零部件662

24．6．1 总体结构示例662

24．6．2 主要零部件665

参考文献668

第25章 滚动活塞与摆动转子压缩机669

25．1 滚动活塞压缩机概述669

25．1．1 工作原理669

25．1．2 特点670

25．1．3 主要型式和适用范围670

25．2 滚动活塞压缩机的工作容积与热力计算670

25．2．1 气腔的容积与压力670

25．2．2 容积效率与输气量671

25．2．3 功率与效率672

25．3 滚动活塞压缩机动力计算673

25．3．1 运动与受力分析673

25．3．2 阻力矩676

25．3．3 惯性力的平衡676

25．4 滚动活塞压缩机结构参数与结构设计677

25．4．1 结构参数677

25．4．2 结构尺寸678

25．4．3 主要零件结构679

25．4．4 主要零件材料681

25．4．5 附件结构设计682

25．5 滚动活塞压缩机典型结构683

25．5．1 全封闭滚动活塞压缩机683

25．5．2 开启式滚动活塞压缩机686

25．6 摆动转子压缩机688

25．6．1 概述688

25．6．2 工作容积689

25．6．3 动力学分析689

25．7．1 概述690

25．7 转缸滚动活塞压缩机690

25．6．4 结构参数690

25．6．5 结构示例690

25．7．2 工作腔容积及阻力矩691

参考文献692

第26章 滑片压缩机693

26．1 概述693

26．1．1 单工作腔滑片压缩机693

26．1．2 双工作腔滑片压缩机694

26．1．3 贯穿滑片压缩机694

26．2 气缸型线695

26．2．1 单工作腔滑片压缩机的气缸型线695

26．2．2 双工作腔滑片压缩机的气缸型线695

26．2．3 贯穿滑片压缩机气缸型线696

26．3 基元容积和工作容积696

26．3．1 几何关系696

26．3．2 基元容积与工作容积698

26．4．1 内压缩与吸、排气孔口700

26．4 结构设计与结构参数700

26．3．3 容积效率700

26．4．2 结构参数与结构尺寸701

26．4．3 滑片材料703

26．4．4 特殊结构704

26．5 功率与效率705

26．5．1 指示功率705

26．6．1 运动的速度与加速度706

26．6 作用力、转矩与强度校核706

26．5．3 排气温度706

26．5．2 绝热效率706

26．6．2 滑片受力分析707

26．6．3 转子受力分析709

26．6．4 阻力矩710

26．6．5 强度计算710

26．7 典型结构示例711

26．7．1 滑片空气压缩机711

26．7．2 汽车空调用滑片压缩机712

26．7．4 旋片真空泵714

26．7．3 滑片压缩—膨胀机714

参考文献715

第27章 液环压缩机716

27．1 概述716

27．2 基本结构与工作原理716

27．3 液环工作特性717

27．3．1 液环各径向剖面平均流速717

27．3．2 液环内表面曲率半径718

27．4 圆周速度和极限压力718

27．4．1 圆周速度718

27．4．2 极限压力718

27．6 进、排气孔口位置719

27．7．1 容积流量719

27．7 流量、功率及效率719

27．6．2 排气孔口位置719

27．6．1 进气孔口位置719

27．5．3 叶片数选择719

27．5．2 基本尺寸确定719

27．5．1 结构参数719

27．5 结构参数与基本尺寸确定719

27．5．4 间隙选择719

27．7．2 功率与效率720

27．8 工作液体的选择720

27．8．1 对工作液体的要求720

27．8．2 不同气体常用的工作液体720

27．9．1 液环压缩机系统721

27．9 液环压缩机系统与结构示例721

27．9．2 结构示例722

参考文献727

第28章 涡旋压缩机728

28．1 概述728

28．2 基本结构与工作原理728

28．2．1 公转型涡旋压缩机728

28．2．2 自转型涡旋压缩机729

28．3 涡旋压缩机的特点与适用范围729

28．3．1 与往复机械的比较729

28．3．3 涡旋压缩机的缺点730

28．3．2 与其他回转机械的比较730

28．3．4 适用范围731

28．4 涡圈型线几何理论731

28．4．1 涡圈型线类型731

28．4．2 圆渐开线涡圈的几何设计理论732

28．5 渐开线型线涡旋压缩机结构参数737

28．5．1 结构参数737

28．5．3 涡圈始端经过修正的结构参数设计738

28．5．2 涡圈始端未经修正的结构参数设计738

28．5．4 算例739

28．6 排气孔设计740

28．6．1 排气孔设计原则740

28．6．2 排气孔形状设计计算740

28．7 涡盘防自转与其相位保持机构742

28．7．1 公转型防自转机构742

28．7．2 自转型同步机构的设计745

28．8 涡盘柔性补偿机构745

28．8．1 径向柔性补偿机构745

28．8．2 轴向柔性补偿机构746

28．9 热力计算747

28．9．1 简化的热力计算748

28．9．2 工作过程的数学模型简介748

28．10 动力计算751

28．10．1 涡旋压缩机中的作用力751

28．10．2 切向气体力751

28．10．3 径向气体力752

28．10．4 公转阻力矩及自转力矩752

28．10．5 轴向力及轴向密封力752

28．10．6 旋转惯性力、惯性力矩及其平衡754

28．11 结构示例758

28．11．1 全封闭结构涡旋压缩机758

28．11．2 开启式涡旋压缩机764

28．11．3 涡旋式真空泵765

28．12 动、静涡盘结构设计768

28．12．1 动涡盘设计768

28．12．2 静涡盘设计768

28．12．3 涡圈精度768

28．12．4 涡盘的强度与热变形769

28．12．5 涡盘材料770

参考文献772

第29章 三角转子及其他摆线压缩机774

29．1 概述774

29．1．1 三角转子压缩机的工作原理和特点774

29．1．2 二角转子压缩机的工作原理和特点775

29．2 几何原理与热力计算776

29．2．1 三角转子压缩机776

29．2．2 二角转子压缩机781

29．2．3 四角转子压缩机786

29．3 密封系统788

29．3．1 转子顶端的运动分析788

29．3．2 密封片的受力分析788

29．3．3 密封的结构与材料789

29．4 作用力与力矩790

29．4．1 转子轴承的载荷790

29．4．2 力矩790

29．4．3 惯性力的平衡790

29．5．2 偏心轴系792

29．5 结构及主要工作系统792

29．5．1 三角转子组792

29．5．3 气缸体和端盖793

29．5．4 相位齿轮793

29．5．5 进气与排气794

29．5．6 冷却和润滑794

29．6 典型结构示例794

29．6．1 汽车空调用三角转子压缩机794

29．6．2 摆线真空泵795

29．6．3 摆线液压泵和马达795

参考文献796

第30章 其他回转压缩机797

30．1 螺旋叶片压缩机797

30．1．1 工作原理及特性797

30．1．2 基本几何理论798

30．1．3 螺旋叶片型线选择及设计800

30．1．4 螺旋叶片压缩机的结构示例802

30．2．1 工作原理及特性803

30．2 罗茨鼓风机803

30．2．2 结构型式、传动及密封804

30．2．3 转子常用型线805

30．2．4 热力参数及热力特性807

30．2．5 设计及选型808

30．2．6 典型结构及其工作特点810

30．2．7 主要零部件选材、热处理及表面粗糙要求810

30．3 单齿转子压缩机812

30．3．1 工作原理及特点812

30．3．2 单齿转子型线设计813

30．3．3 单齿转子压缩机的热力性能815

30．3．4 几何参数和结构设计816

参考文献818

第5篇 压缩机辅助设备与驱动机器822

第31章 压缩机容积流量调节与调节设备822

31．1 概述822

31．1．1 调节必要性与要求822

31．1．2 调节原理与调节方式822

31．2．2 多机的分机停转823

31．2 作用于驱动机或驱动机构的调节823

31．2．1 单机停转调节823

31．2．3 驱动机停转调节和离合器脱开调节824

31．2．4 变转速调节824

31．3 作用于气体管路的调节原理和调节机构824

31．3．1 进气节流调节824

31．3．2 截断进气口调节824

31．3．3 进气与排气连通调节825

31．4．1 全行程压开进气阀826

31．4作用于气阀的调节原理和调节机构826

31．4．2 部分行程压开进气阀829

31．5 连通补助余隙容积调节容积流量830

31．5．1 连通固定补助余隙容积830

31．5．2 连通可变补助余隙容积831

31．5．3 部分行程连通补助余隙容积831

31．5．4 补助余隙容积计算832

31．6 调节系统和调节器832

31．6．1 调节系统832

31．6．2 调节器835

参考文献836

第32章 压缩机润滑与润滑设备837

32．1 概述837

32．1．1 摩擦与润滑的基本概念837

32．1．2 压缩机中主要摩擦副的润滑状态837

32．1．3 润滑剂在压缩机中的作用840

32．2 润滑设备840

32．2．1 飞溅润滑及溅油机构840

32．2．2 旋转离心泵油机构840

32．2．3 气缸的压力润滑与注油器841

32．2．4 传动机构的压力润滑与液压泵844

32．2．5 滤油器846

32．3 润滑系统与润滑油量849

32．3．1 气缸注油润滑系统849

32．3．2 传动机构压力润滑系统849

32．3．3 回转压缩机喷油润滑系统850

32．3．4 润滑油量的确定851

32．4 空气压缩机油及其应用技术852

32．4．1 空气压缩机油的分类及质量指标852

32．4．2 空气压缩机油的性能评定855

32．4．3 空气压缩机油的应用技术857

32．5 气体压缩机油和制冷机油的应用技术861

32．5．1 气体压缩机用油861

32．5．2 冷冻机油863

参考文献866

33．1．1 压缩机装置中的冷却部位868

33．1．2 对冷却系统与设备的要求868

33．1．3 关于热交换器的基本概念868

33．1 概述868

第33章 压缩机冷却与冷却设备868

33．2 冷却系统统计869

33．2．1 冷却介质选择869

33．2．2 风冷式冷却系统869

33．2．3 水冷式冷却系统870

33．3 管式冷却器结构设计871

33．3．1 壳管式冷却器871

33．3．2 套管式冷却器876

33．3．3 蛇管（绕管）式冷却器876

33．3．5 传热元件877

33．3．4 元件式冷却器877

33．4．1 整体结构881

33．4 板式冷却器881

33．4．2 板片形式与材料882

33．4．3 人字波纹板式换热器883

33．5 风冷冷却器883

33．6 冷却器计算885

33．6．1 计算步骤885

33．6．2 计算公式885

33．7．2 冷却塔结构889

33．7 冷却塔889

33．7．1 冷却塔热负荷889

33．8 冷却水质及水处理891

33．8．1 对冷却水质的要求891

33．8．2 冷却水处理891

33．8．3 水垢及其清洗891

33．9 油冷却器892

33．9．1 壳管式油冷却器892

参考文献894

33．9．2 板式油冷却器894

34．1 管道设计计算896

34．1．1 管径和管壁厚度896

第34章 气体管道设计896

34．1．2 压力损失计算897

34．1．3 热膨胀计算900

34．2 管道的热补偿及补偿装置901

34．2．1 自动补偿901

34．2．2 补偿器补偿902

34．3．2 闸板阀906

34．3．3 截止阀906

34．3 管道阀门906

34．3．1 旋塞阀906

34．3．4 节流阀907

34．3．5 止回阀907

34．3．6 减压阀907

34．3．7 安全阀908

34．4．1 气柱固有频率及共振管长909

34．4 管道中的气流脉动909

34．4．2 气流脉动压力计算912

34．4．3 气流脉动的消减方法918

34．5 气体管道的机械振动925

34．5．1 管道机械振动系统结构固有频率计算926

34．5．2 管道机械振动的振幅和动应力计算方法933

34．5．3 管道振动的许用振幅933

34．5．4 消振方法933

参考文献935

35．1．1 压缩空气品质的要求936

第35章 气体净化与净化设备936

35．1 概述936

35．1．2 压缩空气中所含的污染物的来源和混入的主要途径937

35．2 气体干燥938

35．2．1 干燥常用的方法及特点938

35．2．2 吸附干燥939

35．2．3 冷冻干燥941

35．3 气体净化942

35．3．1 净化的方法942

35．3．2 净化设备943

35．4 气体净化工艺流程945

35．4．1 压缩空气干燥工艺选择原则945

35．4．2 压缩空气过滤工艺945

35．5 典型设备947

35．5．1 过滤分离设备947

35．5．2 干燥分离设备948

参考文献949

36．1．1 噪声学的基本概念950

36．1 噪声的计量与控制标准950

第36章 压缩机噪声与降噪设备950

36．1．2 声波在大气中的传播与声功率级的测量952

36．1．3 噪声控制标准953

36．2 压缩机噪声源954

36．2．1 概述954

36．2．2 气缸内气体压力及其频谱955

36．2．3 曲柄连杆机构的惯性激振力956

36．2．4 切向力及其频谱956

36．2．6 气阀噪声957

36．2．5 活塞（或十字头）敲击激振957

36．2．7 阀室与进、排气管系中的噪声958

36．2．8 进气噪声及其声辐射特性958

36．2．9 压缩机结构表面辐射的噪声959

36．2．10 风扇噪声961

36．2．11 带传动的噪声961

36．2．12 电动机噪声962

36．2．13 齿轮噪声962

36．3．1 机械性噪声的控制963

36．3 压缩机噪声的控制963

36．3．2 空气动力性噪声的控制966

36．4 吸声、隔声与隔声罩设计967

36．4．1 吸声967

36．4．2 隔声与隔声罩设计968

36．5 消声器及其设计971

36．5．1 基本概念971

36．5．2 阻性消声器971

36．5．3 抗性消声器972

参考文献976

36．5．4 阻抗复合型消声器976

第37章 压缩机驱动机器977

37．1 概述977

37．1．1 驱动机种类977

37．1．2 驱动机选择原则977

37．1．3 一般固定式压缩机用驱动机特性977

37．2 电动机驱动978

37．2．1 电动机基本结构与工作原理978

37．2．2 同步与异步转速及转差率979

37．2．3 异步电动机机械特性979

37．2．4 功率因素（cos？）980

37．2．5 电动机效率981

37．2．6 电动机变转速途径981

37．2．7 电动机温升与绝缘等级及寿命982

37．2．8 三相交流异步电动机983

37．2．9 单相交流异步电动机985

37．2．10 交流同步电动机986

37．2．11 直流电动机988

37．2．12 电动机的选择990

37．2．13 电动机使用不同交流电频率问题995

37．2．14 电压不足条件下工作问题995

37．2．15 不同工作环境的影响问题996

37．3 内燃机驱动996

37．3．1 内燃机种类996

37．3．2 内燃机热力特性997

37．3．4 内燃机的选择998

37．3．5 内燃机驱动方式998

37．3．3 内燃机功率标定与修正998

37．4 涡轮机1005

37．4．1 概述1005

37．4．2 工业汽轮机参数与性能1005

37．4．3 汽轮机调节系统1006

37．5 能量回收设备1007

37．5．1 回转式结构气体能量回收设备1008

37．5．2 离心式结构液体能量回收设备1008

参考文献1008

38．1．2 压力测量1009

38．1．1 温度测量1009

第38章 压缩机测量及其自动控制系统1009

38．1 压缩机测量技术1009

38．1．3 流量测量1010

38．1．4 液位测量1011

38．1．5 转速测量1011

38．1．6 功率测量1012

38．1．7 振动测量1012

38．1．8 噪声测量1013

38．1．9 指示图的录取1013

38．2 自动控制原理1014

38．2．1 概述1014

38．2．2 自动调节系统的调节品质1015

38．2．3 调节对象的特性1016

38．2．4 调节器的构成原理1016

38．2．5 组装式电子综合控制装置1019

38．2．6 可编程序调节器1019

38．3 典型压缩机机电一体化系统1020

38．2．7 控制系统的设计步骤1020

38．3．1 压缩机控制系统1021

38．3．2 催化重整氢增压机控制系统1022

38．3．3 3LE-10/8型无油润滑空气压缩机自动控制装置1026

38．3．4 LGK系列螺杆压缩机智能控制装置1027

38．3．5 往复压缩机状态监测与诊断系统1030

参考文献1032

39．1．2 受迫振动与振幅放大系数1033

39．1．1 自由振动与振幅1033

39．1 减振设计基本概念1033

第39章 压缩机基础与隔振设计1033

39．1．3 相对振幅与隔振系数1034

39．2 基础设计1034

39．2．1 设计要点1034

39．2．2 设计计算1035

39．2．3 设计举例1041

39．3 基础隔振设计1043

39．3．1 隔振器1043

39．3．2 隔振基础的质量、隔振系数、隔振器刚度、布置和阻尼1051

39．3．3 隔振基础体系的自振频率和位移计算、隔振基础的振幅核算1052

39．3．4 压缩机基础隔振设计1053

参考文献1058

第6篇 往复压缩机的使用1060

第40章 压缩机的安装1060

40．1 安装一般要求1060

40．2 基础准备1061

40．2．1 压缩机基础的要求1061

40．2．3 垫铁1062

40．2．2 基础施工1062

40．3 机身安装1063

40．3．1 无基础压缩机的安装1063

40．3．2 有基础不解体压缩机的安装1063

40．3．3 解体压缩机的安装1065

40．3．4 压缩机的无垫铁安装1066

40．4 其他零部件安装1066

40．4．1 主轴、轴承的安装1066

40．4．2 气缸的安装1068

40．4．4 填料函的安装1072

40．4．3 连杆与十字头的安装1072

40．4．5 活塞的安装1073

40．4．6 气阀的安装1074

40．4．7 驱动机安装1075

40．5 附属设备与管路安装1076

40．5．1 附属设备安装1076

40．5．2 管路安装1077

40．6．1 润滑油系统和冷却水系统试运行1078

40．6 试运行1078

40．6．2 压缩机空载试运行1080

40．6．3 压缩机负载试运行1081

40．7 安装验收1083

第41章 压缩机运行操作1088

41．1 压缩机的起动1088

41．1．1 试运行起动1088

41．1．2 正常起动1088

41．2 压缩机的运行1089

41．3．2 例行停机1091

41．3 压缩机的停机1091

41．3．1 载荷调节停机1091

41．3．3 修理停机1092

41．3．4 故障停机1092

41．3．5 紧急停机1092

41．4 压缩机的维护保养1092

41．4．1 压缩机的维护1092

41．4．2 压缩机的保养1092

42．2 气路、油路及水路故障1095

42．2．1 气路故障1095

42．1 失效、故障及事故的概念1095

第42章 压缩机故障与事故分析及排除1095

42．2．2 油路故障1096

42．2．3 水路故障1097

42．3 机械故障及气阀、活塞环、填料函和联轴器的故障1097

42．3．1 机械故障1097

42．3．2 气阀故障1098

42．3．5 联轴器故障1099

42．3．4 填料函故障1099

42．3．3 活塞环故障1099

42．4 电动机故障1100

42．5 主要零件破坏事故1100

42．6 故障诊断1101

42．6．1 故障诊断内容1101

42．6．2 故障诊断的分配1102

42．6．3 压缩机运行中的定期诊断1102

42．6．4 故障分析1103

43．2 机身修理1105

第43章 压缩机的维修1105

43．1 压维机的预知维修1105

43．3 曲轴修理1106

43．4 十字头与活塞修理1107

43．4．1 十字头修理1107

43．4．2 活塞修理1107

43．5 气缸修理1108

43．6 冷却器与气缸的除垢1109

无锡压缩机股份有限公司1112

一、主机生产厂家简介1112

第7篇 压缩机与设备生产信息1112

浙江余姚捷华压缩机有限公司1114

美国寿力亚洲公司1116

四川华西通用机器公司1120

北京金环压缩机厂1121

鞍山无油空压机有限公司1122

北京第一通用机械厂1123

西安压缩机厂1124

山东潍坊生建集团1126

南京压缩机股份有限公司1127

柳州空压机集团有限责任公司柳州压缩机总厂1128

柳州空压机集团有限责任公司柳州第二空气压缩机总厂1129

湖南省常德通用压缩机有限公司1130

天津市气体压缩机厂1131

重庆气体压缩机厂1132

南京华冠压缩机有限公司1133

蚌埠压缩机总厂1134

宁波天元压缩机有限公司1135

上海压缩机有限公司1136

沈阳气体压缩机股份有限公司1137

长春市空气压缩机厂1138

烟台蓝星压缩机有限责任公司1139

湘潭压缩机有限公司1140

武汉市空气压缩机厂1141

江西气体压缩机有限公司1142

上海大隆机器厂1143

西安八达压缩机有限公司1144

湖北压缩机有限公司1145

咸阳压缩机厂1145

广州空气压缩机厂1146

二、国内可供应用与出让的压缩机计算软件信息1146

三、辅助设备生产厂家简介1147

北京市计算中心MUCC北科信息处理公司BIPC1147

贺尔碧格（上海）有限公司1148

中美合资南京华冠寒克空气净化有限公司1149

盐城市阜山阀门有限公司1150

温州市荣德气阀有限公司1151

西安超滤净化工程有限公司、西安联合超滤净化设备有限公司1152

沈阳气体压缩机股份有限公司塑料元件分厂1153

附录1156

附录A 附表1156

表A-1 国内主要城市海拔高度和大气压力1156

表A-2 单位换算表1158

表A-3 常用物质的物性和热力学数据1162

表A-4 几种常见气体在水中的溶解度1170

表A-5 常见易燃、易爆、有毒物质主要安全技术数据1171

表A-6 某些固体材料的重要热物理性质1173

表A-7 一些气体与液体对金属和非金属腐蚀性1174

表A-8 标准正态分布表1185

表A-9 负指数分布数据表1188

表A-10 泊松（Poisson）分布表1196

表A-11 中位秩表1197

表A-12 一些金属材料的力学性能1198

表A-13 常用弹簧与波纹管材料及性能1199

表A-14 国内、外常用钢铁材料牌号对照参考表1200

表A-15 摩擦副材料性能1203

表A-16 轴端密封常用摩擦副材料组合的[P，v]值1205

表A-18 弹簧力与气体力之比μ值的计算表1207

表A-19 往复压缩机行程、转角计算因子gi（θ）值1209

表A-20 国内外压缩机油牌号对照1213

表A-21 国产冷冻机油主要性能规格（GB/T 16630—1996）1214

表A-22 法国埃尔夫公司用于HFC134a的合成油1215

表A-23 易燃、易爆气体分区、分级及分组指标1216

表A-24 中、美、日有关爆炸的指标与区域划分标准1217

表A-25 管壁等效粗糙度K值（参考）1218

附录B 附图1219

图B-1 通用压缩因子Z值1219

图B-2 按Pr、Tr确定△Cp，m1221

图B-3 按Pr，Tr确定△Cm1221

图B-4 湿空气物性图1222

图B-6 压力对气体热导率的影响1225

图B-5 气体对比态热导率1225

图B-7 常压下气体粘度共线图1228

图B-8 无机气体在石油中的溶解度1229

图B-9 硫化氢含量对钢的应力腐蚀图1230

图B-10 氨的压-焓图1231

图B-11 R134a的压-焓图1232

图B-12 丙烷（R290）的压-焓图1233

图B-13 异丁烷（R600a）的压-焓图1234

图B-14 二氧化碳的压-焓图1235

图B-15 乙烯的压-焓图1236

附录C 部分往复压缩机标准1237

一、往复活塞空气压缩机基本参数（GB7787—1987）1237

二、一般用固定式往复活塞空气压缩机技术条件（GB/T13279—1991）1238

三、一般用往复活塞空气压缩机主要零部件技术条件（JB/T7240—1994）1241

四、往复活塞压缩机金属平面三、六、瓣密封圈尺寸（ZB J72 005．3—1987）1246

五、往复活塞压缩机金属平面径向切口刮油圈尺寸（ZB J72 005．4—1987）1248

六、往复活塞压缩机金属平面密封圈和刮油圈用拉伸弹簧（ZB J72 005．5—1987）1250

七、往复活塞压缩机金属平面密封圈和刮油圈技术条件（ZB J72 006—1987）1251

八、往复活塞压缩机连杆小头村套（JB/T 2236—1991）1251

九、往复活塞压缩机 薄壁轴瓦（ZBJ72 008—1987）1254

十、往复活塞压缩机气阀安装尺寸（ZBJ72 012—1987）1261

十一、容积式压缩机流量测量方法（GB/T 15487—1995）1264

表A-17 密封材料特性11206