毕业设计开题报告(例).doc

本科毕业设计开题报告课题名称 DH45型离心压缩机结构设计 学 号 姓 名 专 业 过程装备与控制工程 指导教师 评阅教师 开题时间 2011 年 3 月 30 日东北大学机械工程与自动化学院一、立论依据1 本课题的目的和意义毕业设计是培养学生综合运用本学科的基本理论、专业知识和基本技能，提高分析与解决实际问题的能力，完成工程师的基本训练和初步培养目标的一个重要教学环节。因此，毕业设计(论文)的选题要按照所学专业培养目标确定，要围绕本专业、学科选择有一定理论与实用价值、且具有运用课程知识、能力训练的题目。所以，我选择了“DH45型离心压缩机结构设计”作为我的毕业设计题目。离心式压缩机在国民经济各部门中占有重要的地位，在许多企业中历来都有“心脏”设备之称。特别是在冶金、石油、化工、动力及军事领域等各工业部门获得了广泛应用。例如在冶金工业中，冶铁炼钢都需要把一定量的空气送给高炉燃烧，以提高高炉内的温度，尤其炼钢过程中，需用高压氧气压缩机；在石油及天然气的储运工作中，离不开管道、储罐或压缩机，管道是输送工具，储罐是储存设备，而压缩机等是连接管道和储罐的输送动力；化工行业中，化肥的生产也是离不开压缩机的，压缩机可以提高氮和氢混合气的压力，然后把混合气送入合成塔合成氨。离心式压缩机是依靠叶轮对气体作功使气体的压力和速度增加，而后又在扩压器中将速度能转变为压力能，气体沿径向流过叶轮的一种压缩机。离心式压缩机的主要结构有：转动部分：由主轴、叶轮、平衡盘、推力盘、联轴器、轴套等零件组成，称为转子。 固定部分：由机壳、隔板、密封和轴承等部件组成，称为定子。 辅助系统：包括密封油系统、润滑油系统等。由于其零部件比较多，因此对其设计提出了较高的要求，通过设计这些零部件也能很好的对所学过的知识、技能进行巩固，增强了自己的研究、设计和能力，并进一步加深对离心式压缩机工作原理的理解。和往复式压缩机相比离心式压缩机有如下优点：结构紧凑、重量轻，排气量范围大；易损件少，运转可靠、寿命长；排气不受润滑油污染，供气品质高；大排量时效率高、且有利于节能。 但其也有一些不足之处如：单级压力比不高，高压力比所需的级数比活塞式的多；由于转速高，流通截面积较大，故不能适用于太小的流量。离心式压缩机作为一种高速旋转的机器，对材料、制造与装配均有较高的要求，进而导致其造价比较高，但在生产应用中它所创造的价值也是十分可观的。基于上述分析可知，由于离心式压缩机在应用中的重要性及其自身结构的复杂性，所以设计出工作可靠、高效率、节能的离心式压缩机就显得很有实际意义。二、文献综述1 国内外研究现状、发展动态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、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。目前离心压缩机的发展趋势简述如下：(1) 创造新的机型。(2) 离心压缩机内部流动规律的研究与应用。 (3) 高速转子动力学的研究与应用。高速转子的平衡、高速转子的弯曲振动和扭转振动、高速转子的支承与抑振、高速转子的轴端密封和高速转子的使用寿命预估等。(4) 新型制造工艺技术的发展。(5) 离心压缩机的自动控制。为使离心压缩机安全运行、调控到最佳运行工况或按产品生产过程需要改变运行工况等，均需要不断完善自动控制系统。(6) 离心压缩机的故障诊断。为使离心压缩机安全运行，变定期停机大修为预防性维修，采用在线监测实时故障诊断系统，遇到紧急情况及时报警、监控或联锁停机。 (7) 实现国产化和参与国际市场竞争。许多大型的复杂离心压缩机均已由从国外引进过渡到实现国产化，并随着一些大型工程装备的出口，向国外销售，参与国际市场的竞争。所阅文献的查阅范围及手段所阅文献的查阅范围：中国学术期刊网站、东北大学超星书库、国外期刊网站、东北大学图书馆，本科生教材，前人的科技文献，研究生论文。所阅文献的查阅手段：借阅、上网、收集、复印检索词：压缩机、离心式、结构设计参考文献1 苏B.里斯. 离心压缩机械M.北京：机械工业出版社，1986.3.2 熊欲均. 机械工程手册（第二版）.北京：机械工业出版社，1997.3 黄钟岳,王晓放. 透平式压缩机M.北京：化学工业出版社，2004.8.4 朱报祯,郭涛 . 离心压缩机M.西安：西安交通大学出版社，1989.8.5 姜培正.过程流体机械.北京：化学工业出版社教材出版中心，1991.6 杨策,施新.径流式叶轮机械理论及设计M.北京：国防工业出版社，2004.10 .7 Hartmut Krain, Review of Centrifugal Compressors Application and DevelopmentJ. ASME Journal of Turbomachinery,2005, 112:24-34 .8 Wu Chung-Hua: A General Theroy of Three-Dimensional Flow in Subsonic and Supersonic Turbomachines of Axial-,Radial-,and Mixed-Flow TypesR, Trans. ASME, Nov.1952.9 Krain H. A CAD Method for Centrifugal Compressor Impellers.Transaction of ASME J.Journal of Engineering for Gas Turbines and Power,1984,106(2):150-157.10 徐忠.离心式压缩机原理（修定本）.北京：机械工业出版社，1991.11 姜培正.叶轮机械.西安：西安交通大学出版社，1991.12 王尚锦.离心压缩机三元流动理论及应用M.西安：西安交通大学出版社，1991.6.13 席光,王晓锋,王尚锦.离心压缩机叶轮的响应面优化设计：实例及讨论J.工程热物理学报，2004（3）：53-55.14 成大先等. 机械设计手册 .第二卷 .北京:化学工业出版社，1993.15 沈阳鼓风机厂概况、离心压缩机系列产品简介等，沈阳鼓风机厂，1999.16 夏清，陈常贵.化工原理(修订版).天津：天津大学出版社，2005.1.三、研究内容1课题的构想与思路离心式压缩机结构紧凑、重量轻，排气量范围大；易损件少，运转可靠、寿命长；排气不受润滑油污染，供气品质高；大排量时效率高、且有利于节能。须对其结构进行优化设计进一步提高其使用的性价比。本课题的主要思路是根据已有的DH45型离心式压缩机画出其主体装置图，再画出与之相配套的零件，从而形成压缩机的整体。根据给出的参数画出满足要求的压缩机，并对所得尺寸和相关参数进行校核验算，最后完成一个完整离心式压缩机。2主要设计内容（1）根据要求设计出离心式压缩机的相关参数，以及离心式压缩机的总体结构布局，结构尺寸和零件的正确选择装配。（2）进行离心式压缩机的工程图设计，并对其进行校核。（3）专题研究：多轴压缩机的机械结构布局优化研究。（4）完成课题的总结和论文的撰写。3拟解决的关键技术（1）用SolidWorks画出 DH45型离心压缩机主体装置图。4 总体设计方案(1) 由于压缩机的抽速比较大，故采用卧式。(2) 电动机转速为2000r/min。(3) 叶轮为半开三元流后弯式叶片。(4) 压缩机机壳采用全铸式，水平剖分结构。(5) 电机和转子之间选用套筒联轴器。(6)因为转速较高，故采用滑动轴承。 下图为DH型离心式压缩机的总体结构： 四、工作计划序号阶段及内容工作量估计（时数）起止日期阶段成果形式1拟定设计方案，收集资料1周(7天)3.43.10确定论文选题2设计方案论证2周（14天）3.113.24开题报告3总体设计计算阶段1周（7天）3.243.31相关参数的确定4设计工作与图纸绘制7周（45天）4.15.15电子版图纸5专题研究2周（13天）5.165.29专题部分的分析与计算6传动件的计算与校核1周（5天）5.306.03计算校核过程的文档7撰写毕业设计说明书2周（12天）6.046.15设计说明书合计工作量：一， 图纸一套，总计不少于四张零号图，其中包括：（1） DH45型离心压缩机主体装置图（1-2张0#）（2） 齿轮传动箱体图（1张0#）（3） 高压侧转子图（1张0#）（4） 气体冷却器装配图（1张0#）（5） 主传动齿轮轴加工图（1张0#）（6） 其他工作图（1张0#）二， 设计说明书一份三， 外文翻译一篇五、评审意见指导教师对本课题的评价指导教师签名 年 月 日评阅教师对本课题的评价 评阅教师签名 年 月 日