2MCL457离心压缩机结构设计说明书.doc
《2MCL457离心压缩机结构设计说明书.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2MCL457离心压缩机结构设计说明书.doc(76页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、2MCL457离心压缩机结构设计东 北 大 学2011年6月Design of 2MCL457 centrifugal compressorNortheastern UniversityJune 2011毕业设计(论文)任务书毕业设计(论文)题目:2MCL457离心压缩机结构设计设计(论文)的基本内容:一、设计工作图一套:总计折合4张0#图。其中包括:1、2MCL457离心压缩机总装配图1张0#;2、上壳体零件图1张0#;3、下壳体零件图1张0#;4、其他零部件图,折合共计一张0#。二、设计文件一套:其中包括:设计说明书、设计计算、专题部分、参考文献列表、外文翻译(原文、译文)。 毕业设计(论
2、文)专题部分:题目:单轴多级离心压缩机转子的制造与质量控制研究基本内容:一、叶轮的加工方案及质量控制。二、主轴的加工。三、转子动平衡方案的选择。学生接受毕业设计(论文)题目日期 指导教师签字: 年 月 日- V -东北大学机械学院本科生毕业论文 摘要2MCL457离心压缩机结构设计摘 要压缩机是用以提高各种气体压力的一种通用机械,是机械工业中量大面广的产品之一。在国民经济许多部门中得到十分广泛的应用,几乎遍及工业、农业、交通运输、医疗卫生、国防、科研乃至人民生活的许多领域,尤其是在化工、合成、煤炭、石油、建筑施工、海洋工程等方面,更是必不可少的动力设备。离心式压缩机主要应用于石油化工等领域,并
3、且是石化装置中最关键最核心的设备之一,设备的可靠运行对整个石化装置的意义非常重大。本课题主要是针对目前国内石化行业对离心式压缩机的需求,完成2MCL457型离心式压缩机的结构设计,并在压缩机的结构、效率等方面做一些优化和完善的工作,特别是对转子的制造和质量控制方面进行探究,以提高压缩机的性能水平和设计水平。首先,对压缩机结构方案进行验证、选择,其中要进行压缩机结构型式的选择。然后,完成技术选择和压力比的分配,进而确定压缩机的叶轮的主要参数。从而确定压缩机整体的主要技术参数,再根据所得参数,计算出所需功率及电机轴功,选配电机。根据给定的设计目标和相关标准要求,参考相关文献和资料进行设计计算,确定
4、2MCL离心压缩机的基本参数,进而进行结构设计和强度校核。在此基础上,完成产品的工程图纸,并完最终成产品设计。其中,重点是对提高转子的制造质量进行探究,并在设计中予以关注。关键词:空气压缩机;离心式;2MCL型;结构设计东北大学机械学院本科生毕业论文 AbstractDesign of 2MCL457 centrifugal compressorAbstractCompressor is used to increase the pressure of various gases as general machinery; the machinery industry is one of wi
5、dely used products. Compressor in the national economy in many sectors are very widely used, almost every industry, agriculture, transportation, health care, national defense, scientific research and even in many areas of peoples lives. Especially in the chemical, synthetic, coal, petroleum, constru
6、ction, marine engineering, power equipment is essential. centrifugal compressor is mainly used in petrochemical industry, petrochemical plant and is the most critical one of the core equipment, equipment installation and reliable operation of the entire petrochemical very significant.The design shou
7、ld first conduct a literature search, access to relevant information and compressor references to verify the program on the compressor structure, options, including the 2MCL457 centrifugal compressor structure type selection and the choice of sports organizations. Especially in order to improve the
8、performance level of the compressor and the design lever, experts explore the manufacture quality of the rotor.First, designers should select and validate the compressor structure program, which to conduct the selection of structure type compressor. Then, the technical choices and the distribution o
9、f pressure ratio determine the main parameters of the compressor impeller. designers calculate the required power and matching motor, then select the motor shaft power, according to the main technical parameters of the compressor as a whole and the basis of the parameters.According to a given design
10、 goals and related standards, reference documents and information related to the design calculations to determine 2MCL457 centrifugal compressor basic parameters for the structural design and strength check. On this basis, the completion of engineering drawings, and eventually into a complete produc
11、t design. Also, focusing on the manufacture quality of the rotor.Key words: Air compressor; centrifugal type; 2MCL-type; structural design东北大学机械学院本科生毕业论文 目录目 录毕业设计(论文)任务书I摘 要IIAbstractIII第1章 绪论11.1 压缩机简介11.1.1 压缩机的分类11.1.2 压缩机的用途31.2 国内外发展现状41.2.1大流量离心压缩机研究现状41.2.2小流量离心压缩机研究现状71.2.3 压缩机的新发展71.3 本课题研
12、究的意义与内容9第2章 工作原理与结构设计112.1 离心压缩机的工作原理112.1.1 离心压缩机的主要特点112.2 压缩机的结构设计及方案选择122.2.1离心式压缩机的主要结构12第3章 主要技术参数的设计与计算143.1 级数选择和各级压力比的分配143.1.1 级数的选择143.1.2流量系数的选择143.1.3理论能量头的计算143.1.4轮阻损失与漏气损失系数比的选取153.1.5总能量头的计算153.1.6多变效率pol的选取163.1.7各级压力比的选择163.2 叶轮主要参数的确定173.3 工作气体各个参数的确定以及电动机的选择173.3.1 各级出口压力的计算173.
13、3.2 出口温度的计算183.3.3 各级进口流量及出口流量的计算183.3.4 等熵指数的kv2选取193.3.5 叶轮出口相对宽度的计算193.3.6 电机的选择203.4 主轴的校核20第4章 单轴多级离心压缩机转子的制造与质量控制研究(专题)224.1 转子的简介及组成224.2 叶轮的加工方案及质量控制224.2.1缺陷的类型和分析224.2.2缺陷处理方法的探讨234.2.3补焊处理244.3主轴的加工254.3.1主轴的特点254.3.2主轴的材料264.3.3主轴的加工264.3转子动平衡方案的选择264.3.1高、低速动平衡方案的确定274.3.2动平衡精度的确定28第5章
14、环保及经济性分析30第6章 结论31参考文献32致 谢34附 录35东北大学机械学院本科生毕业论文 第1章 绪论第1章 绪论1.1 压缩机简介压缩机是用以提高各种气体压力的一种通用机械,是机械工业中量大面广的产品之一。在国民经济许多部门中的道十分广泛的应用,几乎遍及工业、农业、交通运输、医疗卫生、国防、科研乃至人民生活的许多领域,尤其是在化工、合成、煤炭、石油、建筑施工、海洋工程等方面,更是必不可少的动力设备,并且是关键设备。因此,压缩机、泵、风机和电动机等四大类产品的设计制造水平,以及他们的运行经济性和可靠性,已被认为是衡量一个国家机械工业发展状况和水平的标志之一。1.1.1 压缩机的分类为
15、了研究和应用的方便,一般将压缩机按照以下五种方式进行分类。(一) 按工作原理分类(1) 容积式压缩机直接对一可变容积中的气体进行压缩,使该部分气体容积缩小、压力提高。其特点是压缩机具有容积可周期变化的工作腔。(2) 动力式压缩机它首先使气体流动速度提高,即增加气体分子的动能;然后使气流速度有序降低,使动能转化为压力能,与此同时气体容积也相应减小,其特点是压缩机具有驱使气体获得流动速度的叶轮。动力式压缩机在我国个别文献中称为速度式压缩机。(二) 按排气压力分类(1) 通风机 约15kPa(2) 鼓风机 小于0.3MPa(3) 低压压缩机 0.31.0MPa(4) 中压压缩 1.010MPa(5)
16、 高压压缩机 10100MPa(6) 超高压压缩机 100MPa按排气压力分类时,压缩机进气压力为大气压力或小于0.2MPa,对于进气压力高于0.2MPa的压缩机,特称为“增压压缩机”。化工厂中常用的循环气压缩机(循环泵)即为增压压缩机的一种。(三) 按压缩级数分类(1) 单级压缩机:气体仅通过一次工作腔或叶轮压缩。(2) 两级压缩机:气体顺次通过两次工作腔或叶轮压缩。(3) 多级压缩机:气体顺次通过多次工作腔或叶轮压缩,相应通过次数 便是对应级数。在容积式压缩机中,每经过次工作腔压缩后,气体便进入冷却器中进行一次冷却;而在动力式压缩机中,往往经过两次或两次以上叶轮压缩后,才进入冷却器进行冷却
17、。并把每进行一次冷却的数个压缩级合称为一个段。在日本把容积式压缩机的级称为“段”,我国个别地区、个别文献受此影响。也把级称为“段”。(四) 按容积流量分类(1) 微型压缩机 小于1m3/min(2) 小型压缩机 110m3/min(3) 中型压缩机 10100m3/min(4) 大型压缩机 10m3/min(五) 按离心压缩机的结构分类(1) 水平剖分型:其汽缸沿水平中分面剖分成上下两部分。该类型结构的特点是拆装较方便,但不适于高压气体或小相对分子量的气体,其使用压力一般不超过45MPa。主要用于各种化工装置的空气压缩机,氨、丙烷、丙烯等冷冻压缩机,合成尿素气体压缩机的低压段,以及用来输送煤气
18、等。(2) 垂直剖分型:又称筒形。该机型采用筒形机壳,垂直剖分,用螺栓将端盖与圆筒形机壳连接在一起(端盖与机壳间有时也采用剪切环连接)。主要用于合成氨、合成尿素、合成甲醇的合成气压缩机以及其他石油化工循环机等。其使用压力可达45MPa左右,最高排气压力可达70MPa。(3) 等温型:在汽缸内部设置级间冷却器,使每级气体压缩后立即降温,再导入下一级中保持基本等温压缩。等温型压缩机结构较紧凑,且能在低功耗、高效率条件下进行压缩,按用途和输送介质的性质可以分为空气压缩机、二氧化碳压缩机、合成气压缩机、裂解气压缩机、氨冻冷机、乙烯压缩机及丙烯压缩机等。1.1.2 压缩机的用途压缩机在国民经济中的应用可
19、以分为以下四个方面。(一) 动力用压缩机利用压缩空气作为动力风源,具有安全、经济、效率高的特点。因此,在机械、矿山、建筑等工业中广泛利用压缩空气来驱动各种风动工具。交通运输中利用压缩空气制动车辆、启动门窗。另外在大型发动机的起动、高压空气爆破采煤,鱼雷发射,潜艇沉浮等均需用到不同压力的压缩空气,在这些部门中,空气压缩机成为必不可少的设备。(二) 化工工艺用压缩机在化学工业中,将气体压缩至高压,有利于化学反应。列如,化肥生产中的合成氨和尿素的合成都需要在高压下进行不同阶段需要不同压力的压缩机。因而,各种气体压缩机是化学工业极为重要的关键设备之一。(三) 制冷和气体分离用压缩机气体经压缩后送入冷凝
20、器,使之变成液体,若再膨胀至低压,液体经蒸发而吸热,可达到制冷目的。若液化的气体为混合气体,这可根据其各组份的不同气化温度,而将其分离出来,得到各种纯度的气体,因此,压缩机是制冷装置和气体分离设备中的主机。(四) 气体输送用压缩机在石油、化工生产中,常利用管道输送气体,则需用压缩机增压,以克服流动过程中的管道阻力。这种压缩机的压力,视其管道长短而定。当利用有限的容积输送较多的气体时,可利用压缩机将气体压力提高后,以较小的体积注入瓶中,达到装瓶输送气体的目的。容积式压缩机的种类很多,适用的范围各不相同。据我国机械工业部的统计,到1990年,社会对各类容积式压缩机的需求量(按吨位计)为:活塞式压缩
21、机86%,螺杆式75%,滑片式3.5%,隔膜式及其它型式为3%。三机一泵(压缩机、鼓风机、通风机和泵)是流体机械的重要组成部分,它们被用来将机械能转变为流体的压力能、动能,其电力消耗占全国发电总量的三分之一,是许多基础工业和能源工业的心脏设备。从这里可以看到,活塞式压缩机的需求量最多,其在社会建设中的重要意义也就不言而喻。1.2 国内外发展现状随着气体动力学研究的进展,离心式压缩机的效率不断得到提高;新材料的问世,轴承、密封技术及机械加工技术的进步,解决了离心式压缩机向高压力、宽流量范围发展过程中的一系列问题,使离心式压缩机的应用范围大为拓展。离心式压缩机已成功地应用到汽车、直升机用燃气轮机、
22、柴油机的增压器、空调、化工、石油等领域,并在许多领域中和容积式压缩机展开了竞争,取得了很好的成绩。起先离心式压缩机只是在低中压方面在大型企业中取代活塞式压缩机,发展到今天,在高压领域内和在大型企业中已取代了活塞式压缩机。随着高压离心式压缩机的有关关键技术(如高压密封、小流量叶轮的制作和防喘振措施等方面)的进展,世界许多厂家所提供的离心式压缩机性能也不断提高。目前,离心式压缩机的国际发展方向是压缩机容量不断增大、新型气体密封、磁力轴承和无润滑联轴器相继出现;高压和小流量压缩机产品不断涌现;三元流动理论研究进一步深入,不仅应用到叶轮设计,还发展到叶片扩压器静止元件设计中,机组效率得到提高;采用噪音
23、防护技术,改善操作环境等。 多年来,我国压缩机制造业在引进国外技术,消化吸收和自主开发基础上,攻克不少难关,取得重大突破。但是,我国离心压缩机在高技术、高参数、高质量和特殊产品上还不能满足国内需要,50%左右产品需要进口。另外,在技术水平、质量、成套性上和国外还有差距。随着石化生产规模不断扩大,我国离心压缩机在大型化方面将面临新的课题。1.2.1大流量离心压缩机研究现状德国宇航院(DFVLR) Krain 博士基于准三维气动设计方法,通过计算机辅助设计完成了离心压缩机后向三元叶轮的设计,并应用激光测试技术对该叶轮内部流场进行了非常详细地测量。迄今为止,Krain 叶轮仍然是许多研究人员校验自己
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- MCL457 离心 压缩机 结构设计 说明书
链接地址:https://www.31doc.com/p-2724794.html