高压往复泵泵阀设计研究

1、文章编号 :100320794(2006 0920020203高压往复泵泵阀设计研究桂 艳(淮海工业学院 , 江苏 连云港 222005摘 要 :泵阀是往复泵的重要零部件 , 对往复泵的使用性能有着重要影响 , 由于泵阀具有工作过程复杂 , 结构复杂等特点 , 其设计一直被认为是难点 。 在对泵阀设计理论进行研究的基础上 , 从 结构参数设计到强度校核 , 对往复泵泵阀设计进行了分析研究 , 为正确设计往复泵泵阀奠定理论基 础 。关键词 :往复泵 ; 泵阀 ; 参数设计 ; 强度校核 中图号 :TH3文献标识码 :ADesign and Study about V alve GUI (Huai

2、hai of T Abstract :Thevalve of pum of p ,it has im portant in fluence on the of use com plexity in use and structure , s o its design has been to be On the of study about the existed reciprocating pum p design theory ,ana 2lyzed and about valve of reciprocating pum p from structural parameters to st

3、rength check. This study established the foundation in theory for the correct design about the valve of reciprocating pum p. K ey w ords :reciprocatingpum p ; pum p valve ; parametric design ; strength check0 前言往复泵由于其吸入介质广泛 , 吸入性好和效率 高等特点 , 被广泛应用于煤气化工 、 石油开发和矿山 开采等行业 , 其特殊的应用场合对其性能也有着较 图 7为启动和额定运行时的

4、张力曲线 。 分析可 知 , 在承载段和回程段沿输送带运行方向 , 张力逐步 增大 , 在头部位置达到最大 , 符合水平或向上倾斜输 送机的张力特点 , 与文献中给出的关于此例的张力 曲线一致 。图 7 张力曲线 Fig . 7 T ension curves通过以上实例验证 , 表明本文开发的大型带式 输送机通用设计系统完全能够实现 CE M A 标准进行 输送机设计的目标 , 能够应用于实际工程的设计 。 4 结语大运量、 高带速和长距离带式输送机的应用符 合现代化工业需要 , 对大型输送机设计技术提出了 更高要求 , 应用先进的设计分析技术和系统软件 , 是 设计安全 、 稳定 、 高效

5、和节能的输送机的需要 。本文将 C AD 技术应用于带式输送机设计 , 开发 了完整的带式输送机设计系统 。 系统采用面向对象 的组件技术 , 建立可视化动态图形组件 , 将设计功能 和部件设计选型全部模块化 , 实现了可视化动态侧 形建模 、 计算校核 、 模型验证等功能 。参考文献 :1MA Alspaugh. Latest Developments in Belt C onvey or T echnologyJ.w w w. overlandconvey or. com. 2004.2CEM A (US A :Belt C onvey ors for Bulk M aterials. 5

6、th EditionM.C BIPublishing New Y ork US A , 2002.3DIN22101:Belt C onvey ors for Bulk M aterials M.G erman S tandards Organization , 2002.4北京起重运输机械研究所 , 武汉丰凡科技开发有限责任公司 . DT (A 型带式输送机设计手册 M.北京 :冶金工业出版社 ,2003. 5宋伟刚 , 邓永胜 . 现代带式输送机的设计方法 J.物流技术与应 用 ,2000(4 :37-41.作者简介 :何青 (1962- , 江苏扬中人 , 教授 , 华北电力大学动 力工

7、程专业 , 主要从事动态设计 , 状态监测 , 故障诊断等方面研究工 作 ,T el E -mail :heq . cn.收稿日期 :200620620602 第 27卷第 9期 2006年 9月 煤 矿 机 械 C oal Mine Machinery V ol 127N o 19Sep 12006高的要求 。 泵阀是高压往复泵的重要组成部件 , 也 是往复泵中最重要的易损件之一 , 它的设计好坏直 接影响泵的工作性能和使用寿命 。因此 , 正确分析 和设计往复泵泵阀 , 是保证泵高效 、 安全可靠工作和 延长泵阀使用周期的重要条件之一 。1

8、基本设计理论 1. 1 泵阀主要设计参数泵阀类型一般有平板阀和锥形阀 , 其中平板阀 由于结构相对简单 、 加工方便 、 成本低 , 而被多数往 复泵采用 。 此处采用平板阀 , 整个泵阀包括吸入阀 和排出阀 , 主要由阀座 、 阀板 、 阀导向杆 、 弹簧等零件 组成 , 图 1和图 2分别为阀座和阀板模型 , 图 3 所示 为泵阀总装配三维模型 , 为了看清内部结构 , 模型部 分作了透明处理 。图 1 阀座三维模型Fig . 1 Three -dimensional model of valve seating图 2 阀板三维模型Fig . 2 Three -dimensional mo

9、del of valve plate图 3 阀门总装配三维模型Fig . 3 T hree -dim ensional model o f general assemb ly o f valve(1 阀座孔径 d K根据阀座孔最大流速初步确定阀座孔径 d K =0. 02v K max(1通过单作用泵一个阀 (吸入阀或排出阀 的理论平均流量 Q tf =60000000Z f(2式中Z f 各缸 (工作腔 中 , 吸入阀或排出阀的数目 ;A 柱塞截面积 ,m 2; S 柱塞行程 ,m ;n 柱塞每分钟往复次数 , 次 min ; v K max 阀座孔最大瞬时流速 ,m s 。 v K max

10、 一般按经验选取 。 流速过大 , 阻力损失大 , 影响泵的吸入性能 ; 流速选取过小 , 泵阀尺寸过大 , 。 v K max =13m s 内 1 d , 应控制在 d K 15。(按式 (3 经验式初定 , 而后再进行强度校核=(74d K (3 (3 阀板直径 d f当阀座孔径 d K , 密封宽度 b 已确定 , 阀板直径 d f =d K +2b (4(4 阀板重量 G f G f =785000d 2f f(5式中 f 阀板的比重 ,N m 3。 (5 允许关闭速度 u f 的确定由于泵阀是处于经常启闭下工作 , 频率很高。因此泵阀不仅要满足静压强度校核而且特别要注意到关闭速度

11、。 因此 , 弹簧阀设计的重要控制条件之 一 , 就是控制允许的关闭速度 , 即 u f K A j m f(6式中A j 阀板与阀密封接触面面积 , 对盘形阀 A j =d z b ;d z 密封面平均直径 , d z =2(d f+d K ; m f 泵阀质量 ,kg ;K 阿道尔夫试验系数 ,kg 1/2m s ,K =010126010135, 平均取 K =010130。 (6 阀板最大升程 h max h max =u (7因为 =30 10, 所以 h max 011u n12文章编号 :100320794(2006 0920022203梯齿形扁平接链环优化设计与疲劳寿命的研究杨

12、新乐 1, 李惟慷 1, 刘清富 2(1. 辽宁工程技术大学 机械工程学院 , 辽宁 阜新 123000; 2. 胜利油田 , 山东 东营 257000摘 要 :在对梯齿形接链环进行理论分析后 , 利用 ANSY S 优化模块对接链环齿形结构进行了 优化 , 并对优化前 、 后接链环的齿形进行了疲劳寿命的计算 , 由此得出优化后的接链环结构是合理 的 , 为进一步研究 、 制造高强度矿用接链环提供了可靠的理论依据 。关键词 :接链环 ; 疲劳 ; 有限元 ; 优化中图号 :T D406文献标识码 :ADesign of Optimization and R esearch of F atigu

13、e forLadder of Tooth Shape YANG Xin -le 1, LI k Q -fu2(1. Mechanical Engineering C ollege of Liaoning T ; 2. Oil Field , D ongying 257000,China Abstract :After unites , utilized ANSY S s oftware to opti 2mize the , fatigue life to the tooth shape of them. Then a conclu 2sion is it is of optimization

14、. Provided reliable theory basis for deeply researching and manu 2facturing quality connector unites.K ey w ords :connectorunites ; fatigue ; finite element ; optimization0 引言接链环广泛应用于矿业、 船舶业等机械设备的 运动受力部件 圆环链的连接 , 以实现整链的传输 功能 , 尤其是在矿业生产中 , 占有重要的地位 。 随着 矿用圆环链质量的不断提高 , 对作为联接元件的接链环也有很高的强度 、 韧性 、 耐磨性和抗腐性

15、能要求 。 但由于设计制造 、 使用维护以及工作面特殊的 工作条件等方面的影响 , 接链环的破断在牵引链破 损中占有较大的比例 , 因此接链环的质量日益受到 广泛重视 。1. 2 泵阀强度校核(1 阀板与阀座密封面比压校核略去阀板在关闭时的弹簧力 F 0和介质中重量 (1-f G f , 则锥形阀的比压 p y =2500d z pb p y (8式中 b 阀板与阀座密封面宽度 ,m ; p 泵的排压 p 2与吸入压力 p 1之差 , p=p 2-p 1。 当 p 2较大时 ,p p 2; p y 材料的允许比压 , 不锈钢 , 高强度钢的p y 值分别为 5×107Pa 和 18&

16、#215;107Pa 。(2 阀板弯曲强度校核阀板按静压作用校核弯曲强度 。对于锥形阀 , 可简化成周边自由支承的 、 受均布载荷 p 的平板 , 产生在阀板中心的最大弯曲应力 =3100d 2z p 2 (9式中 阀板材料许用弯曲应力 ,Pa 。 2 结语根据上述方法设计往复泵泵阀 , 据无锡某高压泵阀厂现场运行实验表明 , 阀启闭迅速 、 磨损均匀 、 密封性能好 , 完全满足生产要求 , 进一步完善了高压 往复泵的设计理论 。在此理论基础上 , 可结合计算 机辅助设计技术 , 进行往复泵泵阀的参数化设计 , 提 高设计效率和水平 。参考文献 :1赵胜 , 赵振东 , 叶长根 , 等 . 往复泵设计 M.北京 :机械工业出版社 ,1983.2赵洪激 . 往复泵泵阀参数的计算 J.油气田地面工程 ,1995,14(3 :46-47.3马安昌 , 董星 , 等 . 双流量立