单螺杆空气压缩机的设计

毕业设计论文单螺杆空气压缩机的设计摘要 空气压缩机具有结构简单、工作可靠和操作方便等一系列独特的优点，因此在空气动力学、制冷空调及各种工艺流程中获得了广泛的应用。可编程控制器（PLC）将传统的继电器控制技术、计算机控制技术和通信技术融为一体，专为工业控制而设计。本文介绍了空气压缩机PLC控制系统组成、保护功能、控制原理、系统通信、系统信号的采集，以及控制系统软件的设计思想。 单螺杆压缩机亦称蜗杆压缩机，采用高效带轮传动，带动主机转动进行空气压缩，通过喷油对主机内的压缩空气进行冷却，主机排出的空气和油混合气体经过粗、精两道分离，将压缩空气中的油分离出来，最后得到洁净的压缩空气。冷却器用于冷却压缩空气和油。因其在结构、力学及可靠性等方面的独特优势，广泛应用于船舶、机车、能源、国防、石油、化工、机械、食品、轻纺等行业，具有优良的可靠性能，振动小、噪声低、操作方便、易损件少、运行效率高是其最大的优点。关键词: 可编程控制器（PLC） 单螺杆空气压缩机 控制AbstractAir compressor has a simple structure, reliable and easy to operate and a series of unique advantages, so aerodynamics, refrigeration and air conditioning and a variety of process to obtain a wide range of applications. Programmable Logic Controller (PLC) to the traditional relay control technology, computer control technology and communication technology integration, specifically designed for industrial control. This article describes the composition of the air compressor PLC control system, protection, control theory, system communication, system signal acquisition and control system software design. Single-screw compressors also known as worm compressor, using high pulley drive, drive rotation to host the air compressed within the host by injection of compressed air for cooling, host the exhaust air and oil mixture through the coarse, fine 2 separation, the compressed air oil separation, and finally get clean air. Cooler for cooling compressed air and oil. Because of their structural, mechanical and reliability aspects of the unique advantages of widely used in ships, locomotives, energy, defense, petroleum, chemicals, machinery, food, textile and other industries, with high reliability, little vibration, low noise convenient operation, the vulnerability of small, high operating efficiency of its greatest strengths.Key words: single-screw air compressors, programmable logic controllers, controli目 录第1章 绪论11.1单螺杆压缩机的历史及现状11.2单螺杆空气压缩机在国内外概况与优缺点11.2.1 单螺杆空气压缩机在国内外的概况11.2.2 单螺杆空气压缩机的优点与缺点21.2.3 单螺杆空气压缩机的开发关键技术31.3 单螺杆空气压缩机的结构设计41.4 PLC的发展史6第2章 硬件设计112.1系统工作原理102.1.1系统流程及零件功能简介102.2 单螺杆空气压缩机的PLC控制系统的设计132.2.1 PLC的结构及基本配置132.2.2 可编程控制器的特点152.2.3可编程控制器的发展172.2.4可编程控制器的工作原理182.2.5控制系统PLC设计原则192.2.6 PLC的选型设计192.3 FX3U-64MT的意思及其编程元件212.4 BCD的工作原理26第3章 软件设计303.1软件流程图的软件设计303.2 软件流程图303.3 FX3U-64MT系列PLC编程语言及系统控制原理313.4 FX3U系列的基本逻辑指令363.5功能图编程语言393.6设计梯形图40第四章 维修与保养. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 464.1 空压机的压力调节器整定. . . . . . . . . . . . . . . . . . 464.2 空气滤清器. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 464.3 冷却器及安全阀. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46. 4.3.1 冷却器. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 4.3.2 安全阀. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 464.4 数显温度计实验及电机过载继电器. . . . . . . . . . . . . . 47 4.4.1 数显温度计实验. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .47 4.4.2 电机过载继电器. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .47结论47参考文献48致谢49附录. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .50第1章 绪论1.1单螺杆压缩机的历史及现状     1960年法国辛麦恩(B.Zimmern)提出了单螺杆压缩机的构想，并获得专利权，1962年试制出第一台样机，70年代初期由法国标致汽车公司正式生产投放市场。70年代末期，荷兰、英国和日本等国家先后开发生产制冷、空调用单螺杆压缩机，其形式有开启式和半封闭式两种。80年代末又推进技术，发展制造出石油、化工、矿山等行业用的压缩各种气体(包括空气、易燃易爆及有毒气体)的单螺杆压缩机。目前世界上已有英、法、美、日、荷兰等国家的厂商可以生产出不同规格单螺杆压缩机。 1.2单螺杆空气压缩机在国内外概况与优缺点1.2.1 单螺杆空气压缩机在国内外的概况1、国外概况 目前只有日、美、英、法和荷兰等国家在引进法国奥费尔公司技术的基础上生产单螺杆压缩机。单螺杆冷冻机英国（Hall）公司将剖分式机体改成整体式，提高了整机的刚性与精度，设置进气线减少了油液的粘性剪切损失并提高了进气效率。所以生产的喷油单螺杆冷冻机其性能全面优于双螺杆冷冻机，但水平低于日本。日本大金公司生产的单螺杆冷冻机比该公司原生产的双螺杆冷冻机，满载时效率提高了25%，部分负载时效率提高了40%。八十年代，日本三菱公司创造了自己的高精度加工和装配技术，所生产的无油单螺杆冷冻机由于减少了油液的粘性剪切损失，比喷气单螺杆冷冻机节能5%,现在的水平又有了进一步的提高。大型无油单螺杆冷冻机的性能全面达到或超过了最节能但价格昂贵的透平式冷冻机，成为当代最好的冷冻机，也是冷冻机的发展方向，因而市场前景良好，目前仅日本能生产。由于其成本远低于透平式而售价却较高，所以单螺杆冷冻机附加值很高，经济效益和社会效益很好。2、国内概况 北一通是国内最早研制单螺杆压缩机的厂家，76年研制出样机，当时齿合副的寿命仅数十小时。该厂由于长期未能突破各项关键技术，曾经与美国CP公司达成引进单螺杆压缩机全套技术的协议，但后来美国单方面中止了合同。北一通仅得到产品样机与不齐全的图纸（缺最关键的螺杆与星轮图纸）。之后该厂又多方努力寻找引进，迄今毫无结果。温岭化工机械厂和苏北冷冻机厂先后与西安交大合作研制的单螺杆压缩机均由于长期未能解决啮合副的加工技术而放弃了研制工作。武汉空气压缩机厂和西安交大合作染指的压喷油单螺杆空气压缩机，为86年国家科委重点项目，此外七零四所舰船用喷水单螺杆空气压缩机系国防科工委重点项目，研制情况不明。国内其他单位得到北一通退休职工转让技术所生产的样机，其水平在北一通一下。关键技术单螺杆压缩机生产中最大的困难，即关键技术在于螺杆。星轮的参数设计及其优化，两啮合面得齿廓精度（加工精度和装备精度）。只要解决了这两个问题，就能大批量生产各种用途的单螺杆压缩机。（近年的情况加上）1.2.2 单螺杆空压机的优点与缺点1、单螺杆空压机的优点有：结构好单螺杆空气压缩机的量星轮在螺杆两侧的对称位置，使单螺杆空气压缩机不仅没有不平衡惯性力，而且使用在螺杆上的轴向力和径向力也互相抵消，这是单螺杆压缩机设计先进最显著的特征。效率高单螺杆压缩机在理论上不存在余隙容积，螺杆转速在3000r/min左右时，动力润滑性能优异，这就决定了但罗噶压缩机油很高的工作效率。噪音低单螺杆压缩机的齿合副由于星轮采用高分子材料，惦记与螺杆直联而无中间传动齿轮，同时箱板粘贴有吸音材料，因而运行噪音极小。振动小单螺杆压缩机有优越的动力平衡系统，有效的遏制振动源，使机器运行极为平衡，对基础无特殊要求。费用小单螺杆空压机的易损件极少，加之监控系统信息化，智能化水平高，全天无值守运行。由于力平衡性能好，主轴可工作5万小时甚至更长寿命，无故障运行时间长，运行费用比其他各类压缩机的运行费用都少。2、单螺杆空压机的缺点有：运动部件较多单螺杆空压机有三个螺旋轴，而且螺杆和行星齿轮的刚性相差较大，运动中易变形不均匀，因而相互啮合精度难以保证，所以溶剂效率较低。耐磨性较差目前市场上销售的单螺杆压缩机中行星齿轮均采用非金属材料，耐磨性较差，在告诉工作过程中由于磨损较大，造成内泄漏增大，因而工作一段时间后流量有较大衰减，一般在3000至4000小时的运转后流量平均衰减510%。所以单螺杆空压机在工业应用中的经济型极差。加上变形的不均匀引起的啮合精度难以保证还会造成整机设备的机械稳定性降低，因而故障率高，维修率高进一步限制了它的使用范围。行星齿轮的材料不改善行星齿轮作为单螺