大流量柱塞泵设计(毕业论文+全套CAD图纸)(答辩通过)

充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 中 国 矿 业 大 学 本科生毕业设 计 姓 名： 菅晓娜 学 号 ： 21040235 学 院： 应用技术学院 专 业： 机械工程及自动化 设计题目： 大流量柱塞泵设计 专 题： 指导教师： 杨善国 职 称： 副教授 2008 年 06 月 徐州 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 中国矿业大学毕业设计任务书 学院 应用技术学院 专业年级 机自 04-1 学生姓名 菅晓娜 任 务 下 达 日期 ： 2 00 8 年 月 日 毕业设计日期： 2008 年 月 日至 2008 年 月 日 毕业设计题目：大流量柱塞泵设计 毕业设计专题题目： 毕业设计主要内容和要求： 设计一台大流量往复式柱塞泵 ,公称流量为 :500L/min,公称压力为 :31.5mpa (1).绘制相关设计图纸 3张左右 (零号 )； (2).按学校统一要求编写设计说明书 ,说明书正文 70页左右； (3).中英文摘要 400字左右； (4).英文翻译 3000字左右； (5).参考文献 20 篇左右 (其中外文文献 2篇 ). 院长签字： 指导教师签字： 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 中国矿业大学毕业设计指导教师评阅书 指导教师评语 （基础理论及基本技能的掌握； 独立解决实际问题的能力； 研究内容的 理论依据和技 术方法；取得的主要成果及创新点； 工作态度 及工作量；总体评价及建议成绩；存在问题； 是否同意答辩等）： 成 绩： 指导教师签字： 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 年 月 日 中国矿业大学毕业设计评阅教师评阅书 评阅教师评语 （ 选题的意义； 基础理论及基本技能的掌握；综合运用所学知识解决实际问题的能力；工作量的大小；取得的主要成果及创新点； 写作的规范程度；总体评价及建议成绩；存在问题； 是否同意答辩等 ）： 成 绩： 评阅教师签字： 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 年 月 日 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 中国矿业大学毕业设计评阅教师评阅书 评阅教师评语 （ 选题的意义； 基础理论及基本技能的掌握；综合运用所学知识解决实际问题的能力；工作量的大小；取得的主要成果及创新点；写作的规范程度；总体评价及建议成 绩；存在问题； 是否同意答辩等 ）： 成 绩： 评阅教师签字： 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 年 月 日 中国矿业大学毕业设计答辩及综合成绩 答 辩 情 况 提 出 问 题 回 答 问 题 正 确 基本 正确 有一般性错误 有原则性错误 没有 回答 答辩委员会评语及建议成绩： 答辩委员会主任签字： 年 月 日 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 学院领导小组综合评定成绩： 学院领导小组负责人： 年 月 日 摘 要 柱塞式往复泵的突出优点是 :可获得高的排压 ,且流量与压力无关 ,适应输送介质十分广泛 ,吸入性能好 ,效率高 ,泵的性能不随压力和输送介质粘度的变动而变动 .在当今世界能源紧 缺的形势下 ,往复泵作为节能产品 ,在石油开发、管道输煤、煤气化工、电站排渣、矿山开采等方面起着重要作用 ,而且在压力容器检测和实现现代化石油化工工业全面自动化方面也是不可缺少的品种 .近年来 ,其产量明显增长 ,证实了它在国民经济发展中的地位 . 柱塞泵主要用于国内上有关的国民经济部门 ,该技术在我国的煤炭工业上也发挥其重要作用 . 本说明书从以下几个方面介绍了五柱塞泵的设计 . 本泵设计时尽可能考虑实现“条例化、通用化、标准化”以利加工、制造、使用和维修 .首先搞清楚柱塞泵的分类及其发展历史再说明了柱塞泵的工作原理 . 然后选 择了电机、减速器等部件 ,最主要的是五曲轴及连杆液缸体等主要零部件的设计计算 ,最后是销、阀、箱体等的选择以及泵的保养、维修、安全使用等等 . 关键词 :柱塞泵 ；五柱塞 ；煤炭 ；分类 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 ABSTRACT Reciprocating pump the plunger prominent advantages are: the row will be high pressure, and the flow has nothing to do with the pressure to adapt to a wide range transmission medium, inhalation good performance, high efficiency, not with the performance of pump pressure and transmission medium viscosity change in the movement . In todays world energy shortage situation,reciprocating pump as energy-saving products, in the development of oil, coal handling pipes, gas chemical industry, power plants slag discharge, such as mining plays an important role, and pressure vessels in the detection and modernization Petrochemical Comprehensive industrial automation is also indispensable varieties. In recent years, significant growth in its production, confirmed in the position of national economic development. Piston pump used on the domestic economic sector, the technology in Chinas coal industry has also played an important role. The statement from the following areas on a five-piston pump design. The pump designed to achieve as much as possible to consider the, universal, standardized to facilitate the processing, manufacture, use and maintenance. Piston pump first make clear the historical development of the Classification and again that the principle of the piston pump. Then select the motor, reducer, and other components, most notably the five-cylinder crankshaft and connecting rod, and other major parts of the design basis, the sale is final, valves, tank and pump, and so the choice of the maintenance, repair, security, use And so on. 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 Keyword: Piston pump ； five plunger ； coal ； Category 目 录 一 概述 .错误 !未定义书签。 1.1 往复泵的发展概况 .错误 !未定义书签。 1.2 往复泵的原理及特点 . 1 1.2.1 往复泵的原理 . 2 1.2.2 往复泵的特点 . 2 1.3 往复泵的分类 . 4 1.4往复泵的应用与发展 . 6 二 方案论证 . 9 2.1 大流量柱塞泵 . 9 2.1.1 柱塞泵的基本原理 . 9 2.1.2 柱塞泵的分类 .错误 !未定义书签。 2.1.3 方案确定 . 18 三 主要参数的设计 . 22 3.1 泵内主要参数的计算 . 22 3.2 原动机的选择 . 23 3.3 运动与动力参数计算 . 24 四 齿轮传动设计 . 26 4.1 齿轮的设计 . 26 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 4.1.1 按照齿面接触疲劳强度计算 . 26 4.1.2 齿轮的基本几何参数 . 32 4.2 齿轮轴的结构设计及强度计算 . 33 4.2.1 齿轮轴的结构设计 . 34 4.2.2 齿轮轴的强度校核 . 35 4.2.3 齿轮轴轴承寿命计算 . 40 五 传动端结构设计 . 41 5.1曲轴连杆机构的运动分析 . 41 5.2 曲轴的结构设计 . 42 5.2.1 主要尺寸的初步确定 . 45 5.2.2 曲轴的静强度校核 . 47 5.3 主轴承寿命计算 . 67 5.4 连 杆的结构设计 . 68 5.4.1 确定连杆的主要尺寸 . 69 5.4.2 连杆的强度及稳定性校核 . 74 5.4.3 连杆大头轴瓦的计算 . 82 5.5 十字头的结构设计 . 84 5.5.1 确定十头字 主要尺寸 . 85 5.5.2 十字头强度校核 . 86 六 液力端结构设计 . 89 6.1 液缸体的设计计算 . 89 6.2 柱塞的结构尺寸 . 89 6.3 泵阀 (吸、排液阀 )的设计计算 . 90 七 机体的结构设计 . 94 7.1 机体主要尺寸的确定 . 95 结论 . 97 参考文献 . 98 翻译部分 . 100 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 英文原文 . 100 中文译文 . 107 致谢 . 112 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 买文档送全套图纸 扣扣 414951605 一 概述 1.1 往复泵的发展概况 往复泵是工业泵中不可缺少的一类产品 .它的突出优点是 :可获得高的排压 ,且流量与压力无关 ,适应输送介质十分广泛 ,吸入性能好 ,效率高 ,泵的性能不随压力和输送介质粘度的变动而变动 .在当今世界能源紧缺的形势下 ,往复泵作为节能产品 ,在石油开发、管道输煤、煤气化工、电站 排渣、矿山开采等方面起着重要作用 ,而且在压力容器检测和实现现代化石油化工工业全面自动化方面也是不可缺少的品种 .近年来 ,其产量明显增长 ,证实了它在国民经济发展中的地位 . 1.2 往复泵的原理及 特点 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 1-泵缸 2-活塞 3-活塞杆 图 1-1 往复泵装置简图 1.2.1 往复泵的原理 (一 )主要部件：泵缸、活塞，活塞杆及吸人阀、排出阀。 (二 )工作原理：活塞自左向右移动时，泵缸内形成负压，则贮槽内液体经吸入阀进入泵缸内。当活塞自右向左移动时，缸内液体受挤压，压力增大，由排出阀排出。 活塞往复一次，各吸入和排 出一次液体，称为一个工作循环；这种泵称为单动泵。 活塞往返一次，各吸入和排出两次液体，称为双动泵。 活塞由一端移至另一端，称为一个冲程。 (三 )往复泵的流量和压头 : 往复泵的流量与压头无关，与泵缸尺寸、活塞冲程及往复次数有关。 单动泵的理论流量为 : QT=Asn 往复泵的实际流量比理论流量小，且随着压头的增高而减小，这是因为漏失所致。 往复泵的压头与泵的流量及泵的几何尺寸无关，而由泵的机械强度、充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 原动机的功率等因素决定。 (四 )往复泵的安装高度和流量调节 : 往复泵启动时不需灌入液体，因往复泵有自吸能力 ，但其吸上真空高度亦随泵安装地区的大气压力、液体的性质和温度而变化，故往复泵的安装高度也有一定限制。 往复泵的流量不能用排出管路上的阀门来调节，而应采用旁路管或改变活塞的往复次数、改变活塞的冲程来实现。往复泵启动前必须将排出管路中的阀门打开。 往复泵的活塞由连杆曲轴与原动机相连。原动机可用电机，亦可用蒸汽机。往复泵适用于高压头、小流量、高粘度液体的输送，但不宜于输送腐蚀性液体。有时由蒸汽机直接带动，输送易燃、易爆的液体。 1.2.2 往复泵的特点 在离心式和容积式两大类泵中 ,往复泵属于容积式泵 .亦即它也 是借助工作腔里的容积周期性变化来达到输送液体的目的的 ；原动机的机械能经泵直接转化为输送液体的压力能 ；泵的流量只取决于工作腔容积变化值及其在单位时间内的变化次数 (频率 ),而 (在理论上 )与排出压力无关 . 往复泵和其它类型容积式泵的区别 ,仅在于它实现工作腔容积变化的方式和结构特点上 ；往复泵是借助于活塞 (柱塞 )在液缸工作腔内的往复运动(或通过隔膜、波纹管等挠性元件在工作腔内的周期性弹性变形 )来使工作腔容积产生周期性变化的 .在结构上 ,往复泵的工作腔是借助密封装置与外界隔开 ,通过泵阀 (吸入阀和排出阀 )与管路沟通或闭合 . 往复泵这一实现工作容积变化的方式和结构特点 ,构成了这类类型泵性能参数和总体结构的一系列特点 .这些特点也正是这类类型泵借以生存、竞争和发展的依据 : 1. 瞬时流量是脉动的 这是因为在往复泵中 ,液体介质的吸入和排出过程 (即容积变化过程 )是交替进行的 ,而且活塞 (柱塞 )在位移过程中 ,其速度又在不断地变化之中 .在只有一个工作腔 (单缸泵 )的泵中 ,泵的瞬时流量不仅随时间而变化 ,而且是不连续的 ；在具有多个工作腔 (多缸泵 )的泵中 ,如果工作腔的工作相位安排适当 ,则可减小排出集液管路中瞬时流量的脉动幅度 ,乃至可达到在实用上可认为是稳 定流的地步 .当然 ,此时相应的泵的结构也就变得复杂了 .也正因为如此 ,往复泵的工作腔不宜设置过多 .因此往复泵瞬时流量的脉动性也就充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 不可避免 ,只不过因不同泵型其脉动程度有大有少而已 . 2. 平均流量 (即泵的流量 )是恒定的 由前述往复泵实现工作腔容积变化的方式和结构特点可知 ,当泵的设计合理、制造质量又好时 ,泵的流量只取决于工作腔容积的变化值及其频率 .具体地讲 :泵的流量只取决于泵的主要结构参数 n(每分钟往复次数 )、S(活塞或柱塞行程 )、 D(活塞或柱塞直径 )、 Z(工作腔或活塞数目 ),而 (在理论上 )与排出压力无关 ,且与输送介 质 (液体 )的温度、粘度等物理、化学性质有关 (实际上 ,由于介质性质和排出压力不同 ,密封或泵阀处的泄漏量也有所不同 ,因此也可以说有一点关系 ).当泵的每分钟往复次数一定时 ,泵的流量也是恒定的 . 由于受活塞 (柱塞 )密封技术以及泵阀、液缸体等设计技术及材料强度等方面的限制、往复泵的工作腔容积一般不宜太大 (特别是高压时 ),工作腔数目不宜太多、每分钟往复次数也不宜太高 .因此 ,泵的流量也就不可能很大 . 3. 泵的压力取决于管路特性 离心式泵流量和扬程是由泵本身所限定的 ,而且两者是密切相关的 .往复泵则不同 ,它的排出压力不能由泵本身 限定 ,而是取决于泵装置的管路特性 ,并且与流量无关 .换句话说 ,不论泵装置的管路有多大的水力阻力 ,原则上泵都可以按其主要结构参数所决定的恒定流量予以排出 .也就是说 ,如果认为输送液体是不可压缩 (因液体压缩率很小 ,通常可这样认为 ,但在高压或超高压下、液体的压缩性也不容忽视 )的 ,那么 ,在理论上可认为往复泵的排出压力将不受任何限制 ,即可根据泵装置的管路特性 ,建立泵的任何所需的排出压力 . 当然 ,在往复泵实际出厂时 ,都有一个泵的排出压力的规定 ,这不是说该泵的排出压力不会再升高 ,而只是说 ,由于受到配带原动机的额定功率 (或者其 它动力源参数 )和该泵本身的结构强度 (包括液力端和传动端所有承压、受力的零部件 )的限制 ,不允许高出这一排出压力下使用而已 . 由这一特点导致往复泵在启动和操作过程中与离心泵有着重大区别 : 在泵的排出管路上必须设置安全阀 ,以保证泵的排出压力不高于它的额定值 ； 在泵启动前 ,必须把管路上的排出阀门全部打开 ,且不允许排出管路堵塞 ,否则就有可能造成设备或人身伤亡事故 ； 往复泵允许降压使用 ,此时不会产生超载 ,也没有机件损伤的可能 ,充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 只不过没有充分发挥原设计的功能而已 . 4.对输送的介质 (液体 )有较强 的适应性 往复泵原则上可以输送任何介质 ,几乎不受介质的物理性能或化学性能的限制 .当然 ,在实际应用中 ,有时也会遇到不能适应的情况 .但是 ,当遇到这种情况时 ,多半是因为液力端的材料和制造工艺以及密封技术一时不能解决的缘故 .其它类型泵就不能做到这一点 . 4. 有良好的自吸性能 往复泵不仅有良好的吸入性能 ,而且还有良好的自吸性能 .因此 ,对多数往复泵 (除高速泵 )来说 ,在启动前通常不需灌泵 . 由上述往复泵的主要特点可以看出往复泵的主要适用范围 .即往复泵主要适用于高压 (超高压 )、小流量 ,要求泵的流量恒定或定量 (计量 )或成比例地输 送各种不同的介质 (液体 ),或者要求吸入性能或者要求有自吸性能的场合 . 1.3 往复泵的分类 往复泵 (相对离心泵来讲 )的特点决定了它的“能用性”越来越差 ,而专业配套性越来越强 .于是就出现了这样的情况 虽然它的产量少 ,但泵型和品种却繁多 ,以至于已经无法按照某一统一原则来进行分类了 .这里所讲的分类 ,只能是按照这类型泵各方面特点进行比较 ,并兼顾到目前已经习惯了的称呼 ,予以相对的分类和命名 : (一 ) 按泵的液力端特点分 1. 按与输送介质接触的工作构件可分为 :活塞泵、柱塞泵和隔膜 (包括油隔离 )泵 ； 2. 按泵的工作原理或流量的脉动 特性可分为 :单作用泵、双作用泵、差动泵、单缸泵、双缸泵、三缸泵、多缸泵等 ； 3. 按泵的活塞 (柱塞 )数目可分为 :单联泵、双联泵、三联泵、多联泵等 ； 4. 按活塞 (柱塞 )中心线所处的位置可分为 :卧式泵、立式泵、角度式 (Y形、 V形等 )泵 ,对置式泵和轴向平行式 (无曲柄 )泵等 ； (二 ) 按传动端的结构特点分 根据传动端把原动机的旋转运动转化为活塞 (柱塞 )的往复运动的方式特点可分为 :曲柄 (曲柄连杆机构 )泵、凸轮 (凸轮轴机构 )泵和无曲柄 (无曲柄机构 )泵等 ； 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 (三 ) 按泵的驱动方式或配带的原动机分 机动 (以电动机或旋转式内燃机驱动的 )泵、直动 (以蒸汽、气体或液体直接驱动的 )泵和手机 (人为驱动 )泵 . (四 ) 按泵的排出压力 (2P)分 根据泵排出压力高与低可分为 :低压泵 (2P 1mpa)、中压泵 (2P 110mpa)、高压泵 (2P 10 100mpa)、超高压泵 (2P 100mpa)； (五 ) 按泵的每分钟 往复次数 (n)分 按每分钟往复次数高与低分为 :低速泵 (n 80spm)、高速泵 (n 550spm).介于两者之间的 ,对一般性往复泵来讲 ,通常是正常选择范围 (当然各类型往复泵 ,其正常范围也有所不同 ),因此 ,没有划分 . (六 ) 按泵输送介质某一突出特性分 根据泵设计时主要适用的介质可分为 :热油泵、酸泵、碱泵、盐泵、液氨泵、甲铵 (氨基甲酸铵 )泵、泥浆泵、重水泵、清水泵、高温泵、低温泵、超低温泵、高粘液泵、低粘液泵等 . (七 ) 按泵的用途分 根据泵主要的使用部门或主要用途可分为 :工业泵、农业用泵 、陆用泵、船用泵、化工用泵、原子能用泵、电站用泵、石油矿场用泵、液压机用泵、压裂泵、固用泵、农药喷雾用泵、注水泵、清砂泵、清渣泵、除锈泵、试压泵、消防泵、计量泵、平流泵等 . 由上述分类可知 ,往复泵的品种十分繁杂 ,而且从分类命名中也很难找出它们之间相互联系 ,有些称呼也不能确切地反映泵的特点 .在实际采用上述称呼时 (特别是设计和生产部门 ),往往为了较为确切地反映该泵的结构特点和性能特点 ,常常就要冠以一连串的组合式称呼 ,例如 :卧式三联 (缸 )单作用机动柱塞泵、卧式双缸双作用蒸汽直接作用活塞泵、立式五缸单作用机动 柱塞泵等等 .这种组合方式是多种多样的 .见表 1-1 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 1.4 往复泵的应用与发展 综合前述可知 ,往复泵是一类产品品种多、批量少 ,而通用化程度较低、专业配套性很强的产品 .它常常是随着某一生产工艺的需要而产生 ,又随着这一生产工艺的重大改革或取消而更新或淘汰 .当这种生产工艺长期稳定时 ,也有基本上适应这一工艺需要的定型产品 .从上述分类可知 ,往复泵的应用仍然十分广泛 .下面将列举若干实际应用领域来补充说明这一情况 .例如 : 用于化肥生产配套用的有铜液泵、碱液泵和氨基甲酸铵 (甲铵 )泵和液氨泵等 ； 用于高压聚乙烯装 置配套用的超高压催化剂注射泵等 ； 用于 11.5 万 t/a、 30 万 t/a 乙稀、 3万 t/a 乙醛、 5 万 t/a 丙烯腈、 2.5万 t/a 芳烃、 6 万 t/a 乙二醇、 4.2 万 t/a 丁二烯等装置上的各种药液注射计量泵以及用于各种研究院所中间试验装置上的各种计量泵等 ； 用于提供造船或机械制造大型锻压设备上配套用的液压机用泵 ； 用于输送石油及其副产品和电站锅炉给水备用配套的各种蒸汽走动泵 ； 用于陆上石油钻井或海上石油开发配套用的钻井泥浆泵、压裂泵、固井泵和注水泵等 ； 用于铸造、轧钢方面的水力清砂、除锈泵 ； 用于长距离管道输送煤粉、冶金矿尾矿的油隔离泵 ,用于矿井排水的无曲柄泵以及用于加固井壁、防止地下水害的注浆、堵水用泵等 ； 用于船舶的舱底泵 ； 用于农药喷雾机配套用的农用泵 ； 用于水压试验或容器爆破试验以及水力切割配套的高压泵和超高压泵 ； 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 用于城市污水清洗车配套的清洗泵 ,用于消防的消防泵 ； 用于电站或船台等污水处理的各种计量泵 . 总之 ,往复泵无论是在工业或农业、陆上和海上、国防与民用、科研与生产等各个部门 ,仍然是作为一种不可缺少的品种被广泛地采用着 .总括各类往复泵 ,它的排出压力可由常压一直到 1500mpa,其流量范围由 100 3m /h600 3m /h,输送介质的温度由 -200 450 ,粘度由 0.1cp 250000cp.被输送的介质 ,由一般常温清水直至具有强腐蚀、易挥发、易结晶、易燃、易爆、剧毒、恶臭、磨砺性强、比重大、粘度高、有放射性或其它贵重液体等 . 从今后发展的角度来看 ,尽管往复泵原来占据的位置有不少已被其它类型泵所取代 ,其产量也很少 ,但这并不意味着往复泵有全部被取代的趋 势 .实际情况是 :在各类型泵的生存与竞争中 ,则是更加突出地发挥了它们各自的特长 ,显示其本身的优越性 ,从而更好地为国民经济、为建设社会主义中国而服务 .由此可知 ,要想求得往复泵的生存与更进一步的发展 ,从根本意义上讲 ,就是要扬长避短 ,充分发挥往复泵本身的优势 .这就是说 : 第一 ,要充分发挥往复泵配套性强、适应介质广泛的优势 . 对于其它任何一类泵来讲 ,它所适应的介质都要受到 .例如 ,离心泵就不能适应粘度很高的液体 ；转子泵则通常不能适应于化工介质 .而目前随着石油化工、化学化工、医药卫生等部门生产技术的发展 ,使得 输送介质的名目繁多、形状各异 .有些介质对其它类型泵来讲 ,就不能适应 ,但对往复泵来讲 ,因为它原则上不受介质的物理和化学性能的限制 ,可见 ,往复泵是大有用武之地的 . 第二 ,要充分发挥往复泵在流量比较小而排出压力又很高的情况下 ,它的整机效率高、运转经济性好的优势 . 上述两点 ,往往不被使用部门所重视 .他们往往是过分地注意了往复泵体积较大、结构较复杂、瞬时流量又脉动这些缺点 ,而忽视了这类泵的特长 ,因此常常习惯于选用其它类型泵 .他们不了解这些泵正是因为对某些介质不能适应或者在压力高、流量小的范围内不可能有较高 的效率这一弱点 ,以至有这样的情况发生 历经数年 ,几经周折 ,最后又不得不回到往复泵这一选型上来 .由此可见 ,在当前世界性能能源危机、强调以节能原则采用省能机械的现实面前 ,对于使用部门来讲 ,如何正确地认识种类型泵的特点 ,如何正确地选型 ,是面临的新课题 ；对于从事往复泵研究、设计和生产的部门来讲 ,如何正确地宣传往复泵的特点 ,如何努力地发展新品种以满足用户的需要 ,要面临的新任务 . 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 特别是当排出压力很高 (高压或超高压 )而流量又很小时 ,其它类型泵已经不仅是效率很低的问题 ,而是根本不能适用 .因此 ,往复泵主要是在高压或超高压、流量小或比较小的范围内发展新品种 .在这一领域内 ,往复泵是独占优势的 . 第三 ,要充分发挥往复泵的流量恒定而且与排出压力无关的优势 . 往复泵这一特长是它成为计量泵选型的基础 ,而计量泵这一新品种是随着现代工业朝着自动化操作 ,远距离自动控制这一发展形势而出现的 .由于计量泵这一新品种的出现 ,使得原来生产工艺由手工进行物料配比这一环节 ,被计量泵所代替 ,使物料配比实现了远距离自动控制下的连续操作 ,并使物料配比更加准确无误 ,从而为提高产品质量、降低成本、改善劳动条件、提高全员生产率、全面实现工艺流程的自 动化创造了条件 .计量泵虽然只是从五十年代才兴起的新品种 ,但是至今已经不仅是在石油、化工合成装置上被广泛采用 ,而且在水处理装置、研究院所的中间试验装置以及化学分析仪器、医药、食品加工和矿井注浆堵水方面也已被广泛采用 . 当然 ,要求往复泵的不断发展 ,不仅要注意到充分发挥它的特长或优势 ,而且还要不断地克服它的缺点 .为此 ,就必须加强技术基础的研究、不断地提高产品质量、注意采用新技术、新材料、新工艺 ,以及在保证产品好用、耐用的同时 ,要力求结构简单、操作方便、体积小、重量轻和外形美观 . 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 二 方案论证 2.1 大流量柱塞泵 本次设计泵为卧式乳化液大流量柱塞泵，其中包括曲轴、曲柄、柱塞等，该泵设置有五个柱塞，与五个柱塞相对应地设置有五个相互独立的吸排液阀，各吸排液阀相互独立地分别与泵的壳体相连，且各阀的出液口相互串通后再与泵的出液口相通。因此，即使得该泵的流量得以大幅度提高，在设计上又使各零件的加工制造简单，制造方便 . 2.1.1 柱塞泵的基本原理 如图 1-2 所示的单柱塞泵同偏心轮 1、柱塞 2、弹簧 3、缸体 4、和单向阀 5、 6 等组成 ,柱塞与缸体孔之间形成密闭容积 .当原动机带动偏心轮顺时针方向旋转时 ,柱塞在弹簧力的作用下向下运动 ,柱塞与缸体孔组成的密闭容积增大同 ,形成真空 ,油箱中的油液在大气压下的作用下经单向阀 5进入其内 (此时单向阀 6关闭 ).这一过程称为吸油 ,在偏心轮的几何中心转到最下点 1o ，容积增大到极限时终止 .吸油过程终了 ,偏心轮继续旋转 ,柱塞随偏心轮向上运动 ,柱塞与缸体孔组成的密闭容积减少 ,油液受挤压经单向阀 6排出(单向阀 5 关闭 ),这一过程称为排油 ,到偏心轮的几何中心转到最上点 1o .容积减少至极限时终止 .偏心轮连续旋转 ,柱塞上下往复运动 ,泵在 半个周期内吸油、半个周期内压油 .如图 1-2所示原理图 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 图 1-2 单柱塞泵的工作原理 柱塞泵是依靠柱塞的往复运动 ,改变柱塞缸内的容积进行吸入和排出液体的泵 ,是容积式泵的一种 ,柱塞泵比较其他容积式泵 齿轮泵、叶片泵、螺杆泵有以下优点 : 1.参数高 :常用压力达 20 40mpa,超高压泵可达 70mpa 以上 ；常用泵的排量为每转为几 ml 至 500ml,大排量泵每转可达数千 ml；常用泵的驱动功率在 200KW 以下 ,大功率泵可达 500KW 以上 . 2.效率高 :容积效率可达 95%以上 ,总效率可达 90%以上 . 3.寿命较长 :泵 内轴承的设计寿命一般为 2000 5000h,泵的使用寿命可达 10000h 以上 . 4.变量方便 ,型式较多 :利用变量柱塞泵 ,实现液压系统的功率调节和无级变速 ,是液压传动特别是高压液压传动系统的最重要的优点之一 . 5.可以使用不同的工作介质 :例如 ,既可以使用矿物油 ；也可以使用乳化液或其他人工合成介质 ,这对适应某此液压设备的抗燃要求和节省能源具有重要意义 . 6.单位功率的重量轻 . 但柱塞泵也有如下缺点 : 1.结构较复杂 ,零件数较多 . 2.制造工艺要求较高 ,成本较贵 . 3.除阀式柱塞泵以外 ,一般对介质的清洁度比较敏感 ,因此对使用和维护水平要求较高 . 虽然柱塞泵有以上的缺点 ,但随着泵设计制造水平的提高 ,液压系统趋向于高压 ,要求更多地使用功率调节和无级变速以及工作介质的发展和污染控制技术的不断完善 ,柱塞泵的应用正在愈来愈广泛 . 2.1.2 柱塞泵的分类 柱塞泵按其柱塞放置的位置分为轴向柱塞泵和径向柱塞泵 ,柱塞沿径向放置称为径向柱塞泵 .柱塞沿轴向放置称为轴向柱塞泵 .如果其吸、压油是通过两个单向阀的开启或关闭实现的 ,就称为阀式配流柱塞泵 .除阀式配流外 ,还有配流轴配流和配流盘配流两种。 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 图 1-3 轴向柱塞泵结构图 配流轴配流 结构比较复杂，对介质粘度、温度敏感，对污染敏感性一般，效率也比较低，磨损后间隙不能补偿，需要更换主要零件，装配、拆卸比较麻烦而且体积和重量很大，制造时要求精度很高，成本也较高 配流盘配流结构简单，对介质粘度、温度敏感性一般，也可使用乳化液工作，对污染敏感，通常要求油液的过滤精度为 1025um，制造精度要求非常高 阀配流柱塞泵是发展最早的液压泵之一，由于它最容易获得高压力，因此目前所有的超高压泵者是阀式泵阀式柱塞泵制造工艺比较简单，维修也比较方便，抗污染能力强，在较恶劣的条件下工作，也有较长的寿命 这种配流方式对介质粘度、温度和污染不敏感可使用乳化液作工作介质而且它的工作效率也比较高，结构也较简单，所以本次设计采用阀式配流。 下面介绍几种典型的柱塞泵的结构和工作原理 . 一 、配流轴式径向柱塞泵 图 l-4 配流轴式径向柱塞泵结构图 (一 )工作原理 如图 1-5所示 ,七个柱塞 7径向均匀放置在缸体 3的柱塞孔内 ,因定子 8充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 与缸体之间存在一定偏心 ,因此当传动轴 1带动缸体逆时针方向旋转时 :位于上半圆的柱塞受定子内圆的约束而向里缩 ,柱塞底部的密闭容积减小 ,油液受挤压经配流轴 4 的压油窗口排出 ；位于 下半圆的柱塞因压环 5 的强制作用而外伸 ,柱塞底部密闭容积增大 ,形成局部真空 ,油箱的油液在大气压的作用下经配流轴的吸油窗口吸入 .配流轴上的吸 、压油窗口由中间隔墙分开 . 图 1-5 配流轴式径向柱塞泵 1传动轴 2离合器 3缸体 (转子 ) 4配流轴 5压环 6滑履 7柱塞 8定子 9、 10控制活塞 虽然 ,单个柱塞在压油区的行程等于定子的两倍偏心 ,因此泵的排量 : 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 ezdV 2 2 （ 1.1） 式中 d 柱塞直 径 ； e 定子与缸体 (转子 )之间的偏心距 z 柱塞数 . (二 )结构特点 1.配流轴上吸、压油窗口的两端与吸压油窗口对应的方向开有平衡油槽 ,用于平衡配流轴上的液压径向力 ,保证配流轴与缸体之间的径向间隙均匀 .这不仅减少了滑动表面的磨损 ,又减小了间隙泄漏 ,提高了容积效率 . 2.柱塞头部增加了滑履 6,滑履与定子内圆的接触为面接触 ,而且接触面实现了静压平衡 ,接触面的比压很小 . 3.可以实现多泵同轴串联 ,液压装置结构紧凑 . 4.改变定子相对于缸体的偏心距 e 可以改变排量 .其变量方式灵活 ,可以具有多种变量形式 . 二、斜盘式轴向柱塞泵 1-6 斜盘式轴向柱塞泵结构图 (一 )工作原理 如图 1-7所示 ,柱塞 7沿轴向均布在缸体 6的柱塞孔内 ,安装在传动轴 9中空部分的弹簧 8 一方面通过压盘 3将柱塞头部的滑履 5压向与轴成一倾角 的斜盘 2,一方面将缸体压向配流盘 10,柱塞底部容积为密闭容积 .当原动机通过传动轴带动缸体旋转时 ,因斜盘的约束反力的作用 ,位于最远点 (上止点 )的柱塞在缸体柱塞孔内向里运动 ,柱塞底部的密闭容积减小 ,油液经配流盘的压油窗口排出 ；位于最近点 (下止点 )的柱塞因弹簧力的作用向 外伸 ,柱塞底部容积增大 ,油箱的油液经配流盘的吸油窗口吸入 .原动机连续不断旋转 ,泵连续不断地吸油和压油 . 如果记柱塞直径为 d,缸体柱塞孔分布圆直径为 D,柱塞数为 Z,斜盘倾角为 ,则斜盘式轴向柱塞泵的排量 : aDZdV tan4 2 (1.2) 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 (a)半轴式 (b)通轴式 图 1-7 斜盘式轴向柱塞泵结构图 1-变量机构 2-斜盘体 3-压盘 4-缸体外大轴承 5-滑履 6-缸体 7-柱塞 8-弹簧 9-传动轴 10-配流盘 11-斜盘耐磨板 12-轴销 13-变量活塞 14-丝杆 15-手轮 虽然 ,改变斜盘的倾角 可以改变泵的排量 .斜盘式轴向柱塞泵的变量方式可以有多种形式 ,图 1-7(a)为手动变量泵 .当旋转手轮 15 带动丝杆 14旋转时 ,因导向平键的作用 ,变量活塞 13将上下移动并通过轴销 12使斜盘绕充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 41