乳化液泵的设计

摘要 在当今的生产技术领域内，广泛应用着乳化液泵，它与乳化液箱组成乳化液泵站，是井下综合采煤工作面支护设备的动力源泉，是煤矿井下支护作业“外注式单体液压支柱”及“液压支架”的专用小型推移式注液设备。该泵具有体积小、重量轻、操作简便、移动灵活、工作平稳可靠和高效节能安全的特点，尤其空间狭小的坑道口，掘进头，低煤层等地段，更是一般大型泵站无法替代的产品。此次设计乳化液泵主要是因为它在煤矿工业上有主要的应用。 在此次设计中，首先采用了对比的方法进行总体方案的设计，确定泵的型式，选用曲轴连杆机构为传动方式的结构型式，将曲线运动转变为直线运动。总体方案确定以后通过液力计算对液力端型式进行选择，根据流体力学及流体机械对传动端的结构型式进行选择。选出电机的型号，考虑到给定的设计参数通过计算确定泵的主要结构尺寸及参数。再通过设计计算进行液力端主要部件液缸体的设计及校核，传动端的主要部件减速机构、曲轴、连杆的设计及校核，经过校核计算，最终设计合理。 关键词：柱塞 流量 往复泵 曲柄 连杆 Abstract In the nowadays field of the technique of the production,extensive use the pump of the emulsification,it integrate with the emulsification liquid make up of emulsification pumping station.It is the bottom of a well synthetical excavate coal working face timbering facility's power headspring,it is also the appropriative minitype process injecting liquid equipment which uses coal mine bottom of a well timbering work “ in the manner of qutside injecting monocase hydraulic pressure underpinning” and “hydraulic pressure bracket”.The pump have many traits eg: small volume、light weight、manipulate simple and convenient、moving agility 、work placidity and credibility、 high efficiency、 saving energy sources , safety and so on.Especially in narrowness roomage's sap ostium、 grub entrance、low coal seam region and so on,it is also the bigness pumping station cannot instead. In this about design the pump of the emulsification,the importance of the reason is that it has extensive use at the coal mine industry. oncoming design, in the first place, adopting the contrast method go along collectivity project design, confirm the pump' type, chooseing the crank connects pole orgnization's transmission fashion configuration style. Hadorwould the curve sport transform the beeline sport .After the collectivity project design, get across liquid mechanics calculate choosing fluid force end configuration style .Bases hydrodynamics and hydro- mechanism chooseing the transmission end configuration style.Vote in electromotor's type considering the giving design parameter overpass counting confirm the pump mostly configuration dimension and parameter,after the parameter making certain basis power electing electromotor's type.Afterwards passing reckon design for the fluid force end important part liquefy urnbody go along designing and validating ,transmission end's important parts eg: decelerate organization、crank and connects pole's designing and validating, come by the validate accounting ,at last testify the design is feasible. Key words:The pillar fills flux to and fro pump crank connects pole 目录 I摘要 IIAbstract 1第一章 绪论 11.1.选题的意义 11.2乳化液泵的用途 11.3设计的理论基础研究的内容及方法 4第二章 总体方案的确定 4２.１泵型的选择及特点 42.1.1机动泵及其共同特点 52.1.2直接作用泵及其特点 72.1.5 隔膜泵及其特点 72.1.6卧式泵及其共同特点 72.1.7 立式泵及其共同特点 82.2液力端结构型式选择 82.3传动端结构型式选择 11第三章 泵的主要结构参数的选择与确定 113.1泵的主要尺寸参数的确定 123.1.2柱塞直径和行程的确定 153.2电动机的选择 153.2.1原动机功率的选择与确定 19第四章 主要零部件的设计 194.1液力端主要零部件的设计 214.2传动端主要零部件的设计 214.2.1机体的组成及设计 284.2.2曲轴设计 444.2.3连杆设计 524.2.4柱塞及其密封 56第五章 泵使用说明书 565.1结构说明 565.1.1箱体传动部件 575.1.2.泵的液压部分 575.1.3泵的维修和保养 60结论 61致谢 62参考文献 64附录1 68附录2 第一章 绪论 1.1.选题的意义 乳化液泵作为一种通用机械，在国民经济各个领域中都得到了广泛的应用。它是井下综合采煤工作面支护设备的动力源泉，其工作状态好坏与安全生产密切相关，要实现煤矿井下安全作业，提高采煤工作效率，防止出现重大设备安全事故，保障乳化液泵井下安全运行是十分必要的一个环节。乳化液泵是煤矿井下支护作业和安全生产的重要装备与工具，其传动方式简单可靠，量大面广，具有高效低耗、安全可靠、移动灵活轻便、操作简单，无污染的特点，深受广大煤矿工作者的欢迎 。这些产品填补了国内空白，拥有多项国家专利，其核心技术上具有完全自主知识产权，处国内领先水平。乳化液泵在其他行业也有广泛的应用，市场的需求量特别大。 1.2乳化液泵的用途 乳化液泵站是井下综合采煤工作面支护设备的动力源泉，是煤矿井下支护作业“ 外注式单体液压支柱”及“液压支架”的专用小型推移式注液设备，也是支护作业更换维修的不可缺少的工具。 乳化液泵具有体积小、重量轻、操作简便、移动灵活、工作平稳可靠和高效、节能、安全的特点，尤其是在空间狭小的坑道口、掘进头、低煤层和回采面等地段，更是一般大型注液泵站无法替代的产品，深受广大煤矿工作者的欢迎。乳化液泵是要实现煤矿井下安全运行的十分必要的一个环节。由于乳化液泵具有流量均匀、压力稳定、运转平稳、强度高、脉冲小、油温低、噪声小、使用维护方便等特点， 所以还广泛适用于管道清洗、工件清洗、玻璃清洗、工程掘进等。 1.3设计的理论基础研究的内容及方法 乳化液泵在许多行业中都有广泛的应用，通过对流体力学、液压传动、机械制图和流体机械等的学习对设计有了一定的理论基础，在实习过程中到车间的参观和对泵的一些零部件及工作原理的认识使我对乳化液泵的设计有了基本的思路，利用理论课学过的知识进行理论 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 热力学分析和对比计算，再通过查阅资料与分析计算相结合进行方案的设计，根据计算校核进行及时的修改和设计修订，实现优化设计，并能很直观的反映出乳化液泵的内部结构和工作原理。 随着经济的发展在很多生产技术领域内，广泛使用着以曲柄连杆机构为传动方式的柱塞泵。此种传动方式，简单可靠，量大面广。从小型的实验室计量泵到超过1 MW的大功率石油钻井泵，以及油田注水、压裂、固井、输油、输液等工况往复泵，几乎均被此种传动方式所覆盖，可谓独领风骚、经久不衰。应该肯定，以往对传统往复泵的理论研究和实验研究，系统完整，揭示其运动规律与动力特性，对发展生产技术将继续发挥重要作用。但与任何其它事物的发展过程一样，恰恰在对传统往复泵工作机理研究逐步深入并取得积极成果的同时，也开始认识到传统的曲柄连杆机构所决定的运动与动力特性局限了其自身的应用范畴及发展。 通过以上分析可以领悟出一个道理，即在曲柄连杆机构传动的往复泵中，其所以要发展三缸泵、四缸泵、五缸泵、六缸泵甚至七缸泵等多缸泵，从动力学特性的本质上来判断，都仅仅是为了尽可能减少叠加加速度，以减小液流惯性损失，以及减小叠加排量波动度，以改善吸入性能和排液工艺质量，即采用增加结构复杂性的手段来改善曲柄连杆传动方式的动力特性与运动特性，这在机械设计中是常见的事情，但其所付出的代价是巨大的。 在传统的曲柄连杆机构传动的往复泵发展过程中，排量、压力的波动以及吸入系统惯性损失对自吸性能的严重影响，始终制约着泵速的提高。虽然排出预压空气包、吸入缓冲器及吸入灌注泵的配套使用能在一定程度上缓解这些矛盾，但不是从根本上解决问题，所以，20世纪80年代初期出现的“适当增长冲程长度、合理降低额定泵速、发展中速往复泵”的技术路线。这种对策的实质，实际上就是对曲柄连杆机构往复泵适用范围的标定，也就是说，在综合考虑运行工况、使用条件、制造水平、基础工业水准的条件下，曲柄连杆机构的往复泵只适应在中速或较低的泵速下才能确保其运动的可靠性。如果提高泵速，则必须附加排出端减振装置和吸入端灌注设备。在这种情况下，由于提高泵速所导致的减小往复泵体积及质量的优点，将被附属设备复杂程度的提高、质量的增加以及维修成本的增加抵销得一干二净。也就是说，企图在单纯的参数设计上提高泵速、缩短冲程来减小往复泵的体积与质量，主观愿望在情理之中，客观效果在意料之外，因而限制了它的进一步发展。 但任何事物的发展都存在矛盾，并且任何新生事物也只能在一定的领域内具有适应性，归纳起来，有以下几点认识作为引玉之砖： (1)传统的往复泵，仍将继续在生产技术领域内发挥巨大作用，一般地说，在中速和较低的泵速下，可靠性程度较高，“适当增长冲程长度、合理降低泵速”的技术路线仍是切合实际和具有现实意义的。 (2)恒排量往复泵，以发展三缸单作用型式为宜，如果盲目增加缸数，其效果将与发展恒排量泵的宗旨背道而驰，如果毫无顾忌地提高泵速，也将引起单缸内的汽化并使工况恶化，因此，凸轮传动的恒排量往复泵的参数设计，似宜为“适当缩短冲程长度、合理提高额定泵速”。 (3)恒排量往复泵对油田注水泵、增压注水泵、注聚合物泵特别适应，具有现实的技术开发价值，并将对驱油泵(特别是稠油泵)等有特殊工艺 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 的泵的发展起促进作用。 (4)传统往复泵与恒排量往复泵，在相当长的历史阶段内必将长期共存，并按技术特征、工况条件、工艺要求、经济效益来划分其各自占领的领域、各扬其长、各得其所、互相补充、共同发展。 第二章 总体方案的确定 ２.１泵型的选择及特点 根据给定的设计参数和压力高等应用特点，选用的泵型为往复泵，往复泵可以分为机动泵、手动泵、柱塞泵、隔膜泵、计量泵、立式泵、卧式泵、对置式泵、轴向平行式泵等，这些泵之间有着密切联系[22]。 2.1.1机动泵及其共同特点 用独立的旋转原动机（如电动机、柴油机、汽油机等）驱动的泵，称为机动泵。用电动机驱动的泵又叫电动泵。 机动泵通常由液力端、传动端、减速机，原动机及其附属设备（润滑、冷却系统等）所组成。 机动泵的共同特点： ⑴.瞬时流量脉动而平均流量（泵的流量） 只取决于泵的主要结构参数 （每分钟往复次数）、 (柱塞的行程)、 （柱塞直径）而与泵的排出压力几乎无关，当 、 、 为确定值时，泵的流量是基本恒定的。　 ⑵.泵的排出压力 是一个独立参数，不是泵的固有特性，它只取决于排出管路的特性而与泵的结构参数和原动机的功率无关。 ⑶.机动泵都需要有一个把原动旋转运动转化为柱塞往复运动或隔膜周期性弹性变形的传动端，故一般讲，结构较复杂，运动零部件数量较多，造价也较昂贵。 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 2-1 常见的几种机动柱塞泵的参数范围[22] 用途（介质） 化工用泵（化工介质） 液压机（乳化液） 泵型 卧式三联（缸）单作用柱塞泵 卧式三联（缸）单作用柱塞泵 （m /h） (10N/m ) (spm) (10 m) (10 m) (m/s) (kw) 2.1.2直接作用泵及其特点 液力端柱塞与动力端直接连接的泵，通称为直接作用泵。动力端的工作介质可以是蒸汽，压缩气体（通常是空气）或有压液体（一般是油）。其中最常用的是蒸汽，也叫蒸汽直接作用泵。 直接作用泵通常由液力端、动力缸，配汽（气或液）机构及其它附属设备所组成。 直接作用泵的共同特点： ⑴.瞬时流量脉动较小，平均流量（泵的流量）也只取决于 、 、 .但在蒸汽泵中，由于蒸汽源的压力是恒定的，因此当在蒸汽进口截流时，进入汽缸（动力缸）的蒸汽量和蒸汽压力将同时发生变化，相应的柱塞速度或 将发生变化，从而泵的流量就不能恒定；另一方面，如果泵的排出压力增高时，由于汽缸内蒸汽压力不变，所以柱塞速度（或 ）就会自行降低，泵的流量也随之减小。故蒸汽直接作用不会过载。 ⑵.泵的排出压力取决于管路特性，因此，对于直接作用泵来讲，泵的最大排出压力取决于它和动力端工作介质的压差。这样一来，安全阀就可设置工作介质一侧，既可以保护动力源设备又使操作上比较安全。 ⑶.直接作用泵无须具备由旋转运动转化为柱塞往复运动的传动端，因此，就泵本身来讲，结构较简单，易损件少，造价也较低廉。但对于需要自备动力源的直接作用泵，泵机组还是较为复杂的。 ⑷.直接作用实现流量调节则较为方便，只要改变工作介质的流量就可以达到泵的流量调节的目的。 ⑸.直接作用泵，特点是蒸汽直接作用泵，因无产生火花的动力装置，因此适用于要求防火的场合。 ⑹.直接作用的型式较少，只有双联（缸）双作用，双联（缸）单作用，单联（缸）双作用或单联（缸）单作用几种有限的型式。 由于上述特点，直接作用泵使用范围没有机动泵那样广泛。目前，蒸汽直接作用泵主要用于输送石油及其副产品，如石蜡、沥青等；以气或液体为工作介质的直接作用泵则主要用作产生高压或超高压的增压泵[22]。 2.1.3手动泵及其特点 用人力通过杠杆机构驱动柱塞做往复运动的泵，称为手动泵。 手动泵的特点： ⑴.泵的流量和均匀度均无定值，它取决于人力在单位时间内的操作次数和操作均匀程度。 ⑵.泵的排出压力取决于排出管路特性和排出端压力。泵的额定排出压力则与泵的结构强度，液力端密封质量及人力大小有关。 手动泵主要用于缺少动力或无须其他动力的场合。例如：简易水压试验，简易农药喷雾、农村简易深井提水，食品工业提升液状物以及简易消防用泵等。 2.1.4柱塞泵及其特点 在液力端往复运动副上，运动件上无密封元件的叫柱塞。相应的泵称为柱塞泵. 柱塞泵的特点： ⑴.柱塞泵的柱塞形状简单，柱塞直径可制得很小，但不宜过大目前所见到的柱塞直径范围大多在 =3 ～150（10 m）,个别的达0.2m。直径过小，会遇到加工工艺上的困难，直径过大，特别是卧式泵，因柱塞自重过大造成对密封的偏磨，影响密封的使用寿命。 ⑵.由于结构的原因，柱塞泵大多制成单作用的，几乎不制成双作用泵。 ⑶.因柱塞密封（填料箱）在结构上易于变形，在材料选择上也比较灵活，故柱塞泵适用的排出压力范围较广泛，且宜制成高压泵。 2.1.5 隔膜泵及其特点 泵的液力端借助于隔膜（膜片、波纹管等）来组成工作腔，以隔膜周期弹性变形来代替柱塞的往复运动的泵，称为隔膜泵。 隔膜泵的特点： ⑴.在泵的液力端以隔膜的静密封代替了柱塞的动密封，因此可作到输送介质绝对不外漏。因此，隔膜泵适于输送易燃、易爆、剧毒、恶臭以及具有放射性等对人体有害的介质，也用于输送纯度高、价格昂贵的物料。对于强腐蚀、易挥发、易结晶以及磨砺性很强的悬浮液，有时也采用隔膜泵，以改善柱塞密封的工作条件，延长其使用寿命。 ⑵.为了保证隔膜的强度和使用寿命，隔膜的弹性变形挠度通常很小，故对隔膜泵来讲，隔膜工作腔的行程容积不可能很大，否则其径向尺寸就会很大。另外，隔膜泵的每分钟的往复次数也较低。 ⑶.由于结构上的原因，隔膜泵的余隙容积较大，而且在泵的吸入过程中需要额外克服隔膜变形的阻力，故隔膜泵吸入性能较差，容积效率也较低。 ⑷.隔膜泵，特别是液力隔膜泵在结构上要比柱塞泵复杂，使用、维护的技术要求也较高。 2.1.6卧式泵及其共同特点 液缸或柱塞中心线为水平布置的泵，均称为卧式泵。 往复泵多为卧式泵，其共同特点如下： ⑴.便于操作者观察泵的运转情况，拆、装、使用、维修较为方便。 ⑵.机组在高度方向尺寸时，不需要很高的厂房；但在长、宽方向尺寸较大时,占地面积则较大。 ⑶.因为柱塞做水平往复运动，密封件在工作时须承受柱塞自重，容易产生偏磨，尤其当柱塞较重、悬臂很长时，这种现象更为明显。 ⑷.卧式泵的机械惯性力水平分力较大，而泵的基础承受水平分力的能力又较差，故卧式泵对基础的强度和刚度要求较高。 2.1.7 立式泵及其共同特点 液缸或柱塞中心线是垂直布置的泵，称为立式泵。 立式泵的共同特点： ⑴.高度方向尺寸较大，厂房高，但长、宽方向尺寸小，、占地面积少。 ⑵.运转时，柱塞密封不承受柱塞自重，不易产生偏磨。 ⑶.机械惯性力水平分力小，垂直分力大，而泵基础有较强的承受垂直分力的能力，故对基础要求不高。 ⑷.一般讲，立式泵的吸排阀、吸排管布置上较困难，拆装、维护也不太方便，特别是当液力端置于下侧时更明显。但当把液力端置于上侧时，则有所改善。 通过对以上几种型式泵的特点的对比，再结合乳化液泵本身的结构特点及其用途，此次设计选用三联单作用机动卧式柱塞泵。 2.2液力端结构型式选择 在往复泵上把柱塞从滑块处脱开一直到泵的进出口处的部件，称为液力端，液力端是介质过流部分，通常由液缸体，活塞和缸套或柱塞及其密封（填料箱）、吸入阀和排出阀组件、缸盖和阀箱盖以及吸入和排出集合管（或集液器）等所组成，液力端结构型式的选择应与泵型及总体结构型式时，应遵循下述基本原则： ⑴.过流性好，水力阻力损失小，为此，液流通道应力求短而直，尽管避免拐弯和急剧的断面变化。 ⑵.液流通道应利于气体排出，不允许有死区，造成气体滞留，通常，吸入阀应置于液缸体下部，排出阀应置于液缸体顶部。 ⑶.吸入阀和排出阀应垂直布置，以利于阀板正常启闭和密封，特殊情况下也可以倾斜和水平布置。 ⑷.余隙容积应尽可能小，尤其是对高压短行程泵或当泵输送含气量大，易挥发性介质时，更应力求减小余隙容积。 ⑸.易损件寿命长，更换方便。 ⑹.制造工艺性好 不同的泵有不同的液力端，甚至相同的泵型也有不同的液力端，因此液力端结构型式很难统一划分，按泵的吸入阀、排出阀的布置型式、液流通道特性和结构特性可分为：直通式、直角式、阶梯式。对于卧式三联单作用柱塞泵的液力端选用直通式。 2.3传动端结构型式选择 往复泵上传递动力的部件叫传动端，对于机动泵，传动端是指从滑块起一直到主轴（曲轴）伸出端（动力输入端）为止的部件，如果是泵内减速的，则传动端包括减速机构，如果是泵外减速的，则传动端不包括减速机构，减速机独立，如果是直联泵则传动端没有减速机构，也无减速机。对直接作用泵，传动端即指动力缸（汽缸、气缸）等部件。机动泵的传动端主要由机体、曲轴连杆、曲柄、滑块及润滑冷却等辅助设备所组成[11]。传动端结构型式选择也应和泵型及总体结构型式选择同时进行，在选择和设计传动端时应遵循以下基本原则： 图2-1 乳化液泵总体结构图 1 机体 2 连杆 3 滑块 4 曲轴 5 减速机构 6 缸套组件 7 柱塞 ⑴.传动端所属主要零部件必须满足泵最大柱塞力下的强度和刚度的要求。 ⑵.传动端内各运动副，必须是润滑可靠，满足比压和Pv允许值，润滑油温升也限制在设计要求以内，必要时应有冷却设备。 ⑶.在结构和尺寸要求允许的范围内，应力求减小连杆比这样不仅可减小滑块处的比压，而且可减少惯性水头的影响，从而可改善泵阀工作条件和泵的吸入性能。 ⑷.要合理的选择液缸中心线的夹角，曲柄间错角，力求使机械的惯性力和惯性力矩得到平衡，减轻对基础的挠力载荷。 ⑸.传动端，尤其是立式泵传动端，应考虑重心的稳定性。传动端顶部应设有运转时排气，停车时封闭的排气装置，底部应设有排放润滑油的油脂。 ⑹.拆、装、检修方便，大型泵的传动端还应考虑到传动端各零部件的起吊方式和措施。 ⑺.易损件及运动副应工作可靠，寿命长，更换较方便。 ⑻.加工、制造工艺性好。 第三章 泵的主要结构参数的选择与确定 3.1泵的主要尺寸参数的确定 3.1.1给定设计参数 工作介质：乳化液油（含3﹪-5﹪乳油的中性溶液） 排出压力：P=35MPa 排量：Q=80L∕min 往复泵柱塞个数：Z=3个 泵的排出压力额定值仅取决于结构强度、液力端密封对对质量及原动机的额定功率而与流量无关。 由公式[22] 10 m /s 式中 ──泵的实际流量,10 m /s； ──泵的理论流量,10 m /s； ──泵的容积效率； ──柱塞截面积，m ； ──柱塞直径，m； ──柱塞行程长度，m； ──曲轴转数（rpm）或柱塞的每分钟往复次数spm； ──泵的联数（柱塞数）； ──系数 （—柱塞杆截面积，m ） =（—柱塞杆直径，m）； ──柱塞的平均速度，m∕s； ──程径比。 此处省略 NNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNN字。 如需要完整说明书和CAD图纸等.请联系  扣扣 二五一一三三四零八 另提供全套机械 设计地址。  和箱体内壁紧密接触而密封，虽然也有相应的填料压盖及压紧填料装置，但是这种压紧不同于压紧式密封，它只起到当密封圈磨损后的一种补偿作用。 自封式密封又分为V型、U型、Y型等不同型式，采用V型密封。 ①.V型密封填料箱结构形式 V型密封由密封圈，顶圈和底圈所组成，最简单的V型密封圈由柱塞导向套，V型密封、填料压盖及其压紧螺母组成，V型圈开口向着液压方向安装。 ②.V型密封的设计及特点 Ⅰ.V型密封，通常由顶圈（压环），V型圈和底圈（支撑环）所组成。 V型圈自由状态的张角多为90°，底圈和顶圈角度一般应与V型张角一致，但是为了增大接触面，减少摩擦，有的底圈的张角要大于90°，如105°，作为标准产品可参照 。 V型圈大多用合成橡胶或多层涂胶织物压制而成（或称为夹布橡胶制V型圈），夹布及涂胶应根据输送介质和使用条件选择合适 的材料。 图4-13 最简单的V型密封填料箱 织物或夹布可用棉布，尼龙布和石棉布等，它所在V型圈中起补强作用，前两者强度好，耐磨，但不耐高温，通常只有120℃以下，石棉布强度虽差，但耐高温（可在450℃以下） Ⅱ. V型密封圈，可以若干个重叠使用，压力越高，圈数越多，圈数越多，摩擦力越大。试验表明，当圈数多于4个时，摩擦力增加明显，一般用3个即可，但往复泵压力是脉动的，故应依压力选择不同圈数。 第五章 泵使用说明书 乳化液泵与乳化液箱组成乳化液泵站，建立此泵站主要是为了工作需要便于在井下使用。为综合机械采煤液压支架或普采面单体液压支柱和液压放顶支柱提供动力源，也可用于地面及其它液压设备。乳化液泵站由两台泵一台箱组成，一台使用，一台备用，如工作需要，也可两太泵同时使用，在使用过程中，认真进行维护和保养，才能保证泵站的正常运行。 乳化液泵为卧式三柱塞往复泵，选用三相交流卧式四级防爆电动机，经一级圆柱直齿轮减速，带动三曲拐曲轴旋转，再经连杆、滑块带动柱塞作往复运动，这样，使工作液体在高压腔中，经吸排液阀吸入和排出，从而使电能转化成液压能，输出高压液体，供支架、单体液压支柱工作。 在泵头排液腔的一端装有调整好的高压安全阀，另一端装有先导作用式自动卸载阀。 5.1结构说明 5.1.1箱体传动部件 箱体传动部件是由箱体、一级减速齿轮、曲轴、连杆滑块组件等组成。 箱体为整体式结构，分曲轴箱腔和进液腔两部分。在曲轴箱腔三个滑道孔上方设盛油池，以备滑道及连杆小头处的润滑，曲轴箱腔底部没有放油孔。进液腔在箱体的前端，有通液孔与阀组件进液口相连，吸液接头与进液腔相连。 曲轴选用优质合金钢制造，三曲拐互成夹角120度，曲拐表面经高频淬火处理，有良好的耐磨性。曲轴两端装有球轴承。 连杆用优质碳素钢锻制，大头为剖分式结构，瓦盖用连杆螺栓与连杆体对合联接，小头制成球形，通过球座与球面对开档块与滑块相连接，连杆大头内装有ChSnSb11-6锡基合金标准瓦，该瓦有良好的抗咬性和减磨性，且不需要刮削。 滑块与连杆采用球形连接，与柱塞用焊接的方式。 齿轮及齿轮轴均采用40Cr材料制成，齿形为斜齿，齿面经高频淬火处理。 箱体传动部件各运动件采用“飞溅润滑”方式润滑。 5.1.2.泵的液压部分 泵的液压部分由阀组件、缸套组件、柱塞、自动卸载阀、安全阀和蓄能器等组成。 阀组件：阀体用45号钢锻制，用螺栓与箱体联结。为便于拆装，阀体内的吸排液阀芯、阀座均采用整体式结构，用压盖压紧。 缸套组件：缸套用40Cr材料制成，用螺钉与阀体联结。缸套内的柱塞密封采用V型布橡胶密封圈，缸套内的压紧弹簧可对柱塞密封圈的磨损进行自动补偿。 柱塞用45号钢制造，柱塞表面经镀铬处理，具有很高的硬度和良好的耐磨性。 安全阀采用调整碟形弹簧对阀芯的压紧力方式来调节安全阀的开启压力，以满足泵在调定压力下正常使用。安全阀的开启压力一般调定为泵额定压力的110%。 5.1.3泵的维修和保养 1.日常维护 ⑴.检查各重要连接位置是否有松动[9]。 ⑵.检查各部位的密封是否可靠。 ⑶.柱塞腔的滴油腔应每班加油，并注意泵内的油位，及时补油。 ⑷.注意液箱的液位及积垢情况，应及时充液和消除污垢，不使泵吸空和阻塞。 ⑸.如遇反常声响，异常的温度，剧烈的抖动，应立即停泵检查。 ⑹.在正常使用时，泵的上盖不应打开，防止煤尘进入泵内，柱塞腔盖板应盖好，防止杂物进去。 2.使用维修注意事项 ⑴.在按装关键螺栓时（吸排液压盖螺栓，大阀体与泵体的联接螺栓，齿轮箱与泵体联接螺栓）应有足够的力矩，最好在满载一段时间后再紧一次。 ⑵.使用中需调整柱塞密封压缩量时，不要一次将螺母压得过紧，因为过紧会使密封与柱塞的磨擦加剧。 ⑶.柱塞密封损坏时，最好用装配的缸套组件整体便换，因为在井下环境不好，散件更换不能保证装配质量。 ⑷.在装缸套密封时，腔内应层层抹上黄油，以利于润滑。 ⑸.紧连杆螺栓时，应使用公斤扳手，力矩为10—15公斤米，且用铁丝保险。 ⑹.在升井维修时，应重新将蓄能器充气（氮气），并检验是否漏气。 表5-1 泵的主要故障及排除方法[9] 序号 故障名称 产生原因 排除方法 1 初次起动后无压力 无流量或流量很小压力 表指针不动 1.吸液口阀门没打开 2.吸排液阀有故障 3.泵内有空气 4.压力表开关没打开 1. 打开吸液口阀门 2. 检查吸排液阀 3. 排除泵内空气 4. 打开压力表开关 2 柱塞密封处泄漏严重 1.压紧弹簧断裂 2.密封圈磨损严重 3.柱塞严重划伤 1.更换弹簧 2.更换密封圈 3.更换柱塞 3 泵流量下降或冲击严重 1.吸排液阀损坏 2.吸排液阀弹簧断裂 3.泵内空气未排尽 1.更换新阀 2.更换弹簧 3.放尽空气 4 泵的润滑油漏损严重 1.骨架油封损坏 2.箱体其它漏油 3.加油过多 1.更换骨架油封 2.处理漏油处 3.放油至合适位置 5 泵运转声音不正常 运动机构有撞击声 1.滑块压紧螺母松动 2.运动机件松动 3.齿轮损坏 1.拧紧划块背紧螺母 2.调整松动零件 3.换齿轮、齿轮轴 6 泵箱体温升过快或温度过高 1.润滑油不足或太脏 2.润滑油过多 1.洗油池，更换新油 2.调整油的位置 7 泵压力上不去 1.支架系统或管路漏液 2.卸载阀内部密封件损坏 3.先导阀下部节流孔堵塞 1、检查各处密封情况，更换密封件 2、检查主阀与先导阀的密封带情况 3、清除污物，更换密封垫 8 自动卸载阀不卸载 1、先导阀上部节流孔堵塞 2、先导阀滑套有蹩卡 1.清除堵塞物 2.拆装检查先导阀 结论 乳化液泵与乳化液箱组成乳化液泵站。乳化液泵站在煤矿开采过程中有着广泛的应用，是井下综合采煤工作面支护设备的动力源泉，煤矿井下支护作业“外注式单体液压支柱”及“液压支架”的专用小型推移式注液设备，也是支护作业更换维修的不可缺少的工具。乳化液泵具有体积小、重量轻、操作简便、移动灵活、工作平稳可靠和高效、节能、安全的特点，尤其是在空间狭小的坑道口、掘进头、低煤层和回采面等地段，更是一般大型注液泵站无法替代的产品，深受广大煤矿工作者的欢迎。由于乳化液泵具有流量均匀、压力稳定、运转平稳、强度高、脉冲小、油温低、噪声小、使用维护方便等特点， 所以还广泛适用于管道清洗、工件清洗、玻璃清洗、工程掘进等。针对煤矿的需要和以上的突出优点，我对乳化液泵进行了设计。 本文主要介绍了乳化液泵的设计过程,首先是总体方案的确定，通过对机动泵、直接作用泵、手动泵、活塞泵和柱塞泵、卧式泵及立式泵等几种型式的往复泵的对比，选出泵的型式。选用曲轴连杆机构为传动方式的结构型式，将曲线运动转变为直线运动。总体方案确定以后通过液力计算对液力端型式进行选择，根据流体力学及流体机械对传动端的结构型式进行选择。再通过设计计算进行液力端主要部件液缸体的设计及校核，传动端的主要部件减速机构、曲轴、连杆的设计及校核，经过校核计算，最终设计合理。此次设计的主要优点是尺寸设计合理，看起来较美观。乳化液泵的滑块机构采用的是镀膜材料，可以延长滑块的使用寿命，减少安全隐患。通过设计，乳化液泵在煤矿开采过程中及其他一些领域内满足应用，较好的适应环境，设计合理。 致谢 本 论文 政研论文下载论文大学下载论文大学下载关于长拳的论文浙大论文封面下载 是在指导老师韩老师的指导下完成的，指导老师广博的学识、严谨的治学态度、高度的事业心和责任感给了我很大的影响，使我受益匪浅并使我能积极主动的去完成设计。在大学生活的四年当中，许多老师在学习、生活中都给了我亲人般的关怀和帮助，使我在学习、生活、为人处事等方面均有了很大提高。在此向所有的老师表示由衷的感谢和深深的敬意。 能够顺利完成这次毕业设计，也离不开老师精心的指导，为了让我明白每一个环节，老师不厌其烦的给我讲解，许多的同学也给予了我很大的帮助和支持，我向他们表示衷心的感谢。 再次感谢所有关心、支持和帮助我的老师和朋友们。 参考文献 [1]. 郭卫,王云平. 乳化液泵曲轴应力的有限元分析. 机床与液压，2004（06） [2] 石惠天. 乳化液泵微机在线状态监测的实验研究. 煤矿机械.，1997（03） [3] 胡启智,王艳,施锦华,张美玲. 温度压力测试系统的研制. 煤矿机械，2004（11） [4] 马丽. 乳化液泵容积效率的试验研究. 煤矿机电，1997（05） [5] 马海风,宋胜伟,胡金平. QRB125—N系列乳化液泵的研制. 煤炭技术，2003（04） [6] 王云平,郭卫. PRB250/31.5乳化液泵曲轴结构的有限元——优化分析.机床与液压.2004（08） [7] 朱松青,周辉. 乳化液泵节能控制的一种方法. 煤矿机电，2001（06） [8] 魏季良. 一种乳化液泵用二级压力控制液控阀. 液压与气动 2001（10） [9] 郭卫,孙战彬,樊小晶,王云平. 乳化液泵的工况故障诊断系统. 重型机械 2003（10） [10] 张天然. PRB型乳化液泵卸载阀的改进 .煤矿机械 1998（07） [11] 曹春玲,李海宁,. 乳化液泵滑块的特点及结构改进. .煤矿机械 2006（02） [12] 周前,杨师斌. 乳化液泵发热问题的研究. .煤矿机械 2002（12） [13]周雷,金光熹,王春六,陆太谦. 无连杆往复压缩机滑块的摩擦热学研究.压缩机技术 1993，（07） [14] 唐建华. 乳化液泵箱体两垂直孔垂直度的检测. 煤矿机电 1996，（05） [15] 李桂三，吴庆国. 斜面摩擦与自锁新探. 机械工程师 1994，（05） [16] Ochonski W.Studies on Radial Pressure Distribution and Friction Forces in Soft-Packed Stuffing-box Seal.Proceedings of the JSLE International Tribology Conference,Tokyo Japan,1985 [17] Herbich and Vallcatince. Characteristics of a model dredge pump. Lehigh University Report No 33 for USA Army Engineers, Sep.1961 [18]大连理工大学工程画教研室.机械制图.第五版 2003.8 [19]甘永立.几何量公差与检测.第五版.2001.4 [20]任金泉.机械设计课程设计.西安交通大学出版社，2002.12 [21]濮良贵 纪名刚 .机械设计.第七版. [22]韩建勇.往复泵.第一版.2000.10 [23]GuyH.J.Osselaere,Loppem-EedelgemDanielm.Danhieux,Gent,both of Belgium.Axial Piston Pumps,2000,5 [24] Zangeneh M, Coto A, Harada H. On the Design Criteria for Suppression of Secondary Flows in Centrifugal and Mixed Flow Impellers. ASME Journal of Turbomachinery, 1998,120:723~735 附录1 轴向活塞泵 轴向活塞泵是一种典型的同轴的泵，它的汽缸和传动轴是平行的（如图4—13），它的往复运动被一个平板形凸轮带动，也叫摆动盘，倾斜盘，或旋转斜盘。这个盘位于一个平面穿过主动轴和汽缸筒的同一轴线所以不能旋转。在定量泵中，凸轮盘必须要严格的安装在合适的位置上结果它与汽缸筒的中心线以垂线方向倾斜25度的角度交叉。变量传输的轴向柱塞泵的设计是有意图的所以凸轮盘与汽缸筒中心线的正交处角度的变化范围在0º到20º或25º到一或两侧。每个活塞杆的末端被用来与凸轮盘相接触因为汽缸体和活塞的装配同传动轴一起旋转。这引起了活塞在汽缸内的互换。活塞的长度是与角度成比例的这个角度是凸轮盘的位置与汽缸筒中心线垂直方向的角度。 一个变化的轴向柱塞泵是一个倾向轴的类型如图4-14。这种型式的泵没有倾斜的凸轮盘类似于同轴的泵。取而代之，汽缸体轴不同于传动轴。连杆的末端保留在圆盘上面的孔内这样与传动轴一起旋转。气缸体随传动端一起旋转在传动轴与汽缸体活塞杆的通用交叉点的带动下。为了去改变泵的排量，气缸体和阀盘被连接好并且整个装置是摇动的在一对装备枢轴的周围放在泵房上。 轴向活塞泵的动作是由万向接头或链接促成的。图4-15是一系列的图那些是举例说明在泵的操作过程中怎样使用万向接头。 首先摇杆臂被安装在水平杆上（看图4-15.图片A）臂被一个销钉连接在杆状物上所以能来回的摇动，就象图B所示。接下来，一个环放在杆状物的周围来保护摇杆臂，所以环可以左右来回转如图C所示。这样可以提供你可能需要的在同一时间不同位面变化比例时的两个旋转运动。摇杆臂能在一弧形内来回摇摆并且环能同时在另一弧形内前后的摇摆，在平面内以一个恰当的角度这个平面使摇杆臂旋转。 下一个在总装中增加一个倾斜的平面。这个倾斜的平面放在杆状物轴心倾斜的位置上，象图4-15中图D 描述的那样。摇杆臂在这时倾斜的位置与倾斜盘是同一位置，所以基本上是与倾斜盘上平行的。这个环也是平行的，它与倾斜盘相接触。环的位置与摇杆臂是有关联的而且是无法改变的，从图4-15C可知。 从4-15E中可知，杆体装完以后，仍然在一水平位置，使其直角转弯旋转。摇杆臂仍然和倾斜盘在同一位置上而且正交于杆状物的轴线。环可以在摇杆销上旋转，与摇杆臂相比它能改变自己的位置，但是他必须要保持平行，并且要与倾斜盘相接触。 图4-15F 所示杆状物在另一个直角拐弯处被旋转。这些零部件处于同一位置如图D所示，但是同摇杆臂的末端一起翻转。环仍然承担着反向的倾斜盘。 当杆继续旋转时，伴随各自相互关联的变化和环总是对盘施加压力使摇杆臂和环转变它们的支点。 图4-45G 所示有一个附加轮子的装置，这个轮子是竖直放置并固定在轴上，所以它和轴一起旋转。另外，两杆A 和B ，松散的连接在倾斜的环上并伸出穿过两个直的洞相互对立的安装在轮子上。因为杆是旋转的，固定的轮一直垂直的转向杆。倾斜的环一直随杆一起旋转而且一直保持倾斜的状态，之后始终保持着与倾斜盘的接触。提到的图G，沿着杆A从倾斜环到固定轮的距离比沿着杆B的距离要重要的多。 随着使总装的旋转，然而，沿着杆A 的距离随着把它的尖端放在倾斜环上并向固定轮附近移动而减小，沿着杆B 时会增加。这些变换会继续直到旋转一半以后，在此刻杆的初始位置被翻转。当另一半旋转后，两个杆将再次回到其初始位置。当总装旋转时，杆将在固定轮子的孔内来回的移动。这就是轴向活塞泵的工作方式。为了使泵持续工作，活塞安放在杆的末端，超出固定轮的一侧插入汽缸内。杆必须与活塞和轮子被球窝接头相连。由于旋转装配，每个活塞在它的缸体内来回运动。吸入和排出的路线已经 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 好，所以当活塞头和缸体之间的空间逐渐增大时液体进入汽缸内，当活塞向反向移动时汽缸的另一部分在旋转。 泵的主要部分包括传动轴，活塞，汽缸体，阀和冲洗金属板等。它们是二对端在阀体上，这些端口直接对着汽缸体。液体被活塞的往复运动使其从一端吸入从另一端口排出。 同轴的变量的轴向柱塞泵—当传动轴旋转时，它的活塞和汽缸体也一起旋转。旋转斜盘倾斜放置当活塞杆，活塞，缸体，和旋转斜盘一起旋转时引起活塞在液缸体中的来回移动。（活塞杆、气缸体、旋转斜盘的组合有时会涉及到由于旋转式组合或者装配）由于活塞在气缸体内的互换，液体从一端吸入从另一端排出。 如图4-13所示，活塞A在其底部。当活塞A旋转到活塞B的位置时，它将在它的气缸内继续向上移动，在整个行程过程中强迫液体从废液排出口排出，当其他的旋转回到其原始位置时，活塞的行程在汽缸内是向下的，这种情况在汽缸内引起了一个低压区域。汽缸的进口处和储层两者间在压力上的差异致使液体从进口端流入汽缸。因为每个活塞都在连续的执行一样的操作，所以液体在不断的被吸入腔膛穿过入口然后被释放从腔膛进入系统。这一动作提供了一个稳定的没有规律的流动的液体。 知道旋转斜盘的倾斜或角度能确定活塞在汽缸内往复移动的距离，因此，可以控制泵的排量。 当旋转斜盘在杆的垂直位置时，泵的活塞不能进行互换旋转，因此不可能有抽吸动作的发生。当旋转斜盘倾斜到远离直角的位置时，活塞开始互换液体可以来回的抽取。 自从这种类型的各种各样的泵被角度式的摆动箱体所替换后，必须要采取一些措施去控制这种角度式的替换。各种各样的方法被采用去控制这种动作—手动的，电动的，气动的或水力的。 另一种典型的轴向活塞泵，有时提到作为一种同轴的泵，通常被提到作为一种能量泵，这种泵是可用的不论是在定排量的还变排量型式的。 两个主要的功能均能被这种定量型式的泵的内在部分所体现出来。这些功能是指机械驱动和流动的置换。 这个机械的驱动机构如图4-16所示。在这种型式的泵中，活塞和滑块不能旋转。活塞运动导动由每个活塞杆旋转期间凸轮的旋转取代每个活塞全部的凸轮传动所引起。活塞的末端附加一个通过一个自由中心支点和变化无常的凸轮表面接触的一个摇晃的盘支撑。当旋转导动凸轮高的一侧压低一侧的摇晃盘时，另一侧的摇晃盘将被压缩到同等的数量，活塞也跟着一起移动。两个爬行盘被用来减少凸轮旋转时的磨损。 一个流体排水量的示意图如图4-17所示。流动被活塞的轴向运动所取代。当活塞在各自的液缸体内径移动时，压力打开止回阀，一些液体在压力的作用下流过去。组合的后部压力和止回阀的弹簧压力的强度要接近。当阀的位置接近他的最主要位置时，低压范围内柱塞返回汽缸内引起流体流动是水进入汽缸的结果。 柱塞变量泵的内部特性如插图4-18。泵的操作类似于定量的往复泵，然而，泵能提供自动的调节输出量变化的额外功能。 这个功能受水压系统压力的制约。例如：我们采用一个定量泵3000psi，提供流量为3000psi的系统。因为系统压力接近，假定2850psi,泵开始卸载（系统的流量较小时）和完全卸载（零流量）在3000psi。 压力调节和流动被内在的自动调节流量运输的系统需求所控制。 旁路系统用来提供自身的润滑油，特别是当泵在快速运转时 ，旁路活塞孔的响声是每次活塞恰好到达最前端所传播的声响与旁路通道的声响相结合。这种泵有少量的来自旁路通道的液体返回储料器并且提供一个流量可持续变化的一种泵。次泵通道的设计是有意图的，它可以阻止使用冲压油箱过程中较大的背压。 附录2 II _1245600488.unknown _1245600504.unknown _1245600512.unknown _1245600518.dwg _1245600523.unknown _1245600525.unknown _1245600527.unknown _1245601843.unknown _1245601845.dwg _1245600528.unknown _1245600526.unknown _1245600524.unknown _1245600521.unknown _1245600522.unknown _1245600520.unknown _1245600515.unknown _1245600516.unknown _1245600513.unknown _1245600508.unknown _1245600510.unknown _1245600511.unknown _1245600509.unknown _1245600506.unknown _1245600507.unknown _1245600505.unknown _1245600496.unknown _1245600500.unknown _1245600502.unknown _1245600503.unknown _1245600501.unknown _1245600498.unknown _1245600499.unknown _1245600497.unknown _1245600492.unknown _1245600494.unknown _1245600495.unknown _1245600493.unknown _1245600490.unknown _1245600491.unknown _1245600489.unknown _1245600479.unknown _1245600483.unknown _1245600485.unknown _1245600487.unknown _1245600484.unknown _1245600481.unknown _1245600482.unknown _1245600480.unknown _1245600475.unknown _1245600477.unknown _1245600478.unknown _1245600476.unknown _1245600473.unknown _1245600474.unknown _1245600471.unknown