柱塞泵的設(shè)計

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1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上 畢 業(yè) 設(shè) 計（論文） （說 明 書） 題 目：尿素車間直軸式柱塞泵的設(shè)計 姓 名： 尹玉飛 編 號： 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 年 月 日 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢 業(yè) 設(shè) 計 （論文） 任 務(wù) 書 姓名 尹玉飛 專業(yè) 煤炭深加工與利用 任 務(wù)

2、下 達(dá) 日 期 年 月 日 設(shè)計（論文）開始日期 年 月 日 設(shè)計（論文）完成日期 年 月 日 設(shè)計（論文）題目： A·編制設(shè)計

3、 B·設(shè)計專題（畢業(yè)論文） 指 導(dǎo) 教 師 信熙卿

4、 系（部）主 任 年 月 日  平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯委員會記錄 化工 系 煤炭深加工與利用 專業(yè)，學(xué)生 尹玉飛 于 年 月 日 進(jìn)行了畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯。 設(shè)計題目： 尿素車間直軸式柱塞泵的設(shè)計 專題（論文）題目：

5、 指導(dǎo)老師： 信熙卿 答辯委員會根據(jù)學(xué)生提交的畢業(yè)設(shè)計（論文）材料，根據(jù)學(xué)生答辯情況，經(jīng)答辯委員會討論評定，給予學(xué)生 畢業(yè)設(shè)計（論文）成績?yōu)? 。 答辯委員會 人，出席 人 答辯委員會主任（簽字）： 答辯委員會副主任（簽字）：

6、 答辯委員會委員： ， ， ， ， ， ，  平平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）評語第 頁 共 頁 學(xué)生姓名： 尹玉飛 專業(yè) 煤炭深加工與利用 年級 10級一班 畢業(yè)設(shè)計（論文）題目： 尿素車間直軸式柱塞泵的設(shè)計

7、 評 閱 人： 指導(dǎo)教師： （簽字） 年 月 日 成 績： 系（科）主任： （簽字） 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計（論文）及答辯評語：

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11、 專心---專注---專業(yè) 摘　要 直軸式軸向柱塞泵是液壓系統(tǒng)中的主要部件，它是靠柱塞在柱塞腔內(nèi)的往復(fù)運動，改變柱塞腔內(nèi)容積實現(xiàn)吸油和排油的，是容積式液壓

12、泵。對于直軸式軸向柱塞泵，柱塞、滑靴、配油盤、缸體是其重要部分。柱塞是其主要受力零件之一，滑靴是高壓柱塞泵常采用的形式之一，它能適應(yīng)高壓力高轉(zhuǎn)速的需要，配油盤與缸體直接影響泵的效率和壽命。由于配油盤與缸體、滑靴與柱塞這兩對高速運動副均采用了一靜壓支承，省去了大容量止推軸承，因此它具有結(jié)構(gòu)緊湊、零件少、工藝性好、成本低、體積小、重量輕、比徑向泵結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點。由于直軸式軸向柱塞泵容易實現(xiàn)無級變量、維修方便等優(yōu)點，因而直軸式軸向柱塞泵在技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)上占很大優(yōu)勢。 關(guān)鍵詞:直軸,柱塞泵,軸向 Abstract The inclined dish type and axial pump

13、with a pillar is a main part in liquid press system，The inclined dish type and axial pump with a pillar is a back and forth movement by pillar to fill the inside of the pillar cavity，in order to change the pillar fills the contents of cavity to realize the oil of inhaling with line up oily，Is a capa

14、city type liquid to press the pump .Fill to pillar to pump for the inclined dish type stalk the pillar fill, slip the boots and go together with the oil dish an is its importance part. The pillar fills is it suffer the one of the dint spare parts primarily. The slippery boots is one of the form that

15、 high pressure pillar fill the pump to often adopt. It can adapt to the high demand turning soon in high pressure dint, go together with the oil dish and the efficiency of the direct influence in a pump with life span. Because of going together with the oil dish fills ,pillar and a slippery boots th

16、ese two rightness of high speeds the sport the vice- all adopting a the static pressure accepts. The province went to the big capacity push the bearings, have the construction tightly packed, the spare parts is little, the craft is good, the cost is low, the physical volume is small, the weight is l

17、ight, comparing the path face to pump the construction simple etc. Because the inclined dish type stalk fills to pillar the pump to realizes to have no easily the class changes the deal, maintain convenience and so on. Key words：the inclined dish，pillar pump，axial pump 目錄

18、 緒論 隨著工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，液壓傳動也越來越廣，而作為液壓傳動系統(tǒng)心臟的液壓泵就顯得更加重要了。在容積式液壓泵中，只有柱塞泵是實現(xiàn)高壓﹑高速化﹑大流量的一種最理想的結(jié)構(gòu)，在相同功率情況下，徑向往塞泵的徑向尺寸大、徑向力也大，常用于大扭炬、低轉(zhuǎn)速工況，做為按壓馬達(dá)使用。而軸向柱塞泵結(jié)構(gòu)緊湊，徑向尺寸小，轉(zhuǎn)動慣量小，故轉(zhuǎn)速較高，另外，軸向柱塞泵易于變量，能用多種方式自動調(diào)節(jié)流量，流量大。由于上述特點，軸向柱塞泵被廣泛使用于工程機械、起重運輸、冶金、船舶等多種領(lǐng)域。航空上，普遍用于飛機液壓系統(tǒng)、操

19、縱系統(tǒng)及航空發(fā)動機燃油系統(tǒng)中。是飛機上所用的液壓泵中最主要的一種型式。 本設(shè)計對柱塞泵的結(jié)構(gòu)作了詳細(xì)的研究，在柱塞泵中有閥配流﹑軸配流﹑端面配流三種配流方式。這些配流方式被廣泛應(yīng)用于柱塞泵中，并對柱塞泵的高壓﹑高速化起到了不可估量的作用。可以說沒有這些這些配流方式，就沒有柱塞泵。但是，由于這些配流方式在柱塞泵中的單一使用，也給柱塞泵帶來了一定的不足。設(shè)計中對缸體的尺寸﹑結(jié)構(gòu)等也作了設(shè)計，對柱塞的回程結(jié)構(gòu)也有介紹。 柱塞式液壓泵是靠柱塞在柱塞腔內(nèi)的往復(fù)運動，改變柱塞腔容積實現(xiàn)吸油和排油的。是容積式液壓泵的一種。柱塞式液壓泵由于其主要零件柱塞和缸休均為圓柱形，加工方便配合精度高，密封性能好，工

20、作壓力高而得到廣泛的應(yīng)用。 柱塞式液壓泵種類繁多，前者柱塞平行于缸體軸線，沿軸向按柱塞運動形式可分為軸向柱塞式和徑向往塞式兩大類運動，后者柱塞垂直于配油軸，沿徑向運動。這兩類泵既可做為液壓泵用，也可做為液壓馬達(dá)用。 泵的內(nèi)在特性是指包括產(chǎn)品性能、零部件質(zhì)量、整機裝配質(zhì)量、外觀質(zhì)量等在內(nèi)的產(chǎn)品固有特性，或者簡稱之為品質(zhì)。在這一點上，是目前許多泵生產(chǎn)廠商所關(guān)注的也是努力在提高、改進(jìn)的方面。而實際上，我們可以發(fā)現(xiàn)，有許多的產(chǎn)品在工廠檢測符合發(fā)至使用單位運行后，往往達(dá)不到工廠出廠檢測的效果，發(fā)生諸如過載、噪聲增大，使用達(dá)不到要求或壽命降低等等方面的問題，而泵在實際當(dāng)中所處的運行點或運行特征，我

21、們稱之為泵的外在特性或系統(tǒng)特性。 第一章 柱塞泵的概述 1.1 柱塞泵的簡介及展望 往復(fù)式真空泵(又稱活塞式真空泵)是干式真空泵，它是依靠汽缸內(nèi)的活寒作往復(fù)運動來吸人和排出氣體的。往復(fù)式真空泵有臥式和立式兩類，但常用的是臥式活塞真空泵?；钊婵毡糜钟袉胃缀碗p缸之分，其排氣閥的結(jié)構(gòu)有滑閥式和自由閥式。 往復(fù)真空泵的特點是，不怕水蒸氣，牢固，操作容易等，但其極限真空度不太高。如滑閥式單級真空泵的極限真空度為1lTorr (1 Torr= 133. 321)滑閥式雙級真空泵的極限真空度，為0. 05- 0. 2Torr，自由閥式單級真空泵的極限真空度，為0.2Torr。往復(fù)式真空泵的抽

22、速范圍，為45-20000立方每小時。它主要用于從密閉容器中或反應(yīng)釜中抽除空氣或其他氣體，除非采取特殊措施，一般往復(fù)式真空泵不適用于抽除腐蝕性的氣體或帶有顆粒灰分的氣體，其被抽氣體的溫度，一般不超過35度。此外，在下列條件下使用真空泵時必須加裝附屬裝置，被抽氣體中含有灰塵時。在進(jìn)氣管前必須加裝過毽器，被抽氣體中含有大量的蒸汽時。在進(jìn)氣管前必須加裝冷凝器，被抽氣體中含有腐蝕性氣體時，在進(jìn)人真空泵之前必須加裝中和裝置，被抽氣體的溫度超過35℃時。要加裝冷卻裝置，被抽氣體中含有大量液體時。在進(jìn)氣管前必須加裝分離器，泵的啟動電流往往超過電機額定電流的數(shù)倍，所以必須配用相當(dāng)?shù)膯娱_關(guān)。 1.2 往復(fù)式

23、真空泵的結(jié)構(gòu)和作用原理 往復(fù)式真空泵的結(jié)構(gòu)及減壓原理往復(fù)式真空泵的結(jié)構(gòu)和作用原理，與往復(fù)式壓縮機基本相同。相同的是，它們都是將低壓氣體經(jīng)過壓縮而提高壓強。不同之處在于，前者是從容器中抽出稀薄氣體，并將其壓縮到一個大氣壓以上后再排出去，而后者，則是將常壓的氣體壓縮到更高的壓強后排出去。此外，它們在配氣機構(gòu)，即進(jìn)氣閥和排氣閥結(jié)構(gòu)方面也有區(qū)別。往復(fù)式壓縮機一般采用彈簧閥，而往復(fù)式真空泵中，則多采用滑閥式配氣機構(gòu)。往復(fù)式真空泵的壓縮比很高，例如要達(dá)到95%的真空度時，其極限壓力為5kPa，而排氣壓力為Il2kPa，則其壓縮比為22:1，所以，余隙中殘留氣體時，對真空泵的生產(chǎn)能力會產(chǎn)生非常大的影響。為

24、此，往復(fù)式真空泵必須在結(jié)構(gòu)七采取行之有效的降低余隙影響的裝置，這是往復(fù)式真空泵與往復(fù)式壓縮機在結(jié)構(gòu)上的很大不同。 往復(fù)式真空泵在電動機的驅(qū)功下，通過曲柄連桿機構(gòu)使汽缸活塞做往復(fù)運動，當(dāng)活塞在汽缸內(nèi)從左端向右端移動時，由于汽缸的左腔體積不斷增大，使汽缸內(nèi)氣體的密度不斷減小而形成抽氣過程，此時，容器中的氣體經(jīng)吸氣閥進(jìn)人泵體的左腔，當(dāng)活塞達(dá)到最右端時，汽缸內(nèi)便充滿了氣體，當(dāng)活塞從右端向左端運動時，吸氣閥關(guān)閉，左端汽缸內(nèi)的氣體逐漸被壓縮，當(dāng)左端汽缸內(nèi)的壓強達(dá)到或稍大于一個大氣壓時，排氣閥被打開，并將氣體排出機外大氣中，從而完成了一個工作循環(huán)。如此往復(fù)，直到被抽容器內(nèi)達(dá)到某一穩(wěn)定的平衡壓強為止。 往復(fù)

25、式機械真空泵主要由氣體壓縮部分和機械傳動部分組成。機械傳動部分主要是曲柄連桿機構(gòu)，它由曲軸、十字頭、連桿、活塞桿、曲軸箱等組成，連桿將曲軸的軸頸與十字頭連接起來?；钊麠U的一端旋入十字頭的螺孔中。而另一端則裝在活塞的錐孔并用螺母加以固定，當(dāng)電動機通過V帶帶動曲軸旋轉(zhuǎn)時，通過曲柄連桿機構(gòu)將曲軸的旋轉(zhuǎn)運動變成活塞在汽缸中的往夏運動。氣體壓縮部分，主要由汽缸、氣閥、活塞等組成。氣閥的結(jié)構(gòu)有移動式閥和固定式閥兩種。移動氣閥采用條形閥片，而固定閥有條形閥片和環(huán)形閥片。 移動閥的汽缸側(cè)面，設(shè)有一個與汽缸鑄為一體的方形氣室。氣室的上面為進(jìn)氣口，而下面為排氣目。氣閥裝在氣室內(nèi)部，而進(jìn)、排氣則由同一閥來完成。在

26、閥的氣梢上。有條形閥片與螺旋彈簧共同組成的止回閥。整個氣閥借板片彈簧的彈力緊貼在閥座上，而相連的氣閥桿則伸出氣室，并通過曲軸端部附加的偏心機構(gòu)使氣閥桿推動氣閥在閥座上往復(fù)運動。從而協(xié)調(diào)氣閥的啟閉和控制進(jìn)、排氣的時間，完成整個配氣的動作。 環(huán)形閥片的固定閥為圓盤形。它裝在汽缸上、下側(cè)的氣室內(nèi)部，上氣室內(nèi)裝有兩個進(jìn)氣閥。而下氣室內(nèi)裝有兩個排氣閥，氣閥均由螺釘緊固在各自氣室的閥座上。環(huán)形閥片通過螺旋彈簧的彈力，使其與閥座緊密貼合，并形成止回閥。條形閥片的固定閥，其氣閥是用兩個螺釘壓緊在閥座上。 汽缸內(nèi)的活塞裝有活塞環(huán)，以保證活塞兩側(cè)容積的密封性。隨著活塞在汽缸內(nèi)的往復(fù)運動。氣閥的閥片將有規(guī)律地交

27、替啟閉，從而完成真空泵的工作過程。汽缸設(shè)有夾套，通過循環(huán)流動的冷卻水將氣體壓縮而產(chǎn)生的熱最及摩擦產(chǎn)生的熱量帶走。 1.3 往復(fù)式機械真空泵的維修及故障處理 往復(fù)式機械真空泵的檢修與往復(fù)式壓縮機大同小異。這里從略，往復(fù)式真空泵是一種干式真空泵，所以操作時必須采取有效措施，以防所抽吸氣體，帶有液體，否則可能會造成嚴(yán)重的設(shè)備事故。往復(fù)式真空泵開車后，應(yīng)逐漸關(guān)閉三通閥門，使泵的進(jìn)氣管與被抽容器逐漸接通，當(dāng)泵達(dá)到極限真空時，檢查電機電流負(fù)荷應(yīng)穩(wěn)定。泵在正常運轉(zhuǎn)中，各部位都應(yīng)得到必要的良好潤滑，冷卻水的進(jìn)出口溫差約為50C，最高水溫不超過400C。泵停車時，應(yīng)先關(guān)閉進(jìn)氣閥門，切斷電源，關(guān)閉油杯針閥，停

28、車10min后關(guān)閉冷卻水，當(dāng)室溫低于0℃時，必須放凈冷卻水，以免凍壞汽缸。 要經(jīng)常檢查V帶的松緊程度和冷卻水是否有滲漏，如有異常應(yīng)及時處理。檢查軸承、偏心圈、十字頭等部位，如有過熱或嚴(yán)重磨損等，應(yīng)及時進(jìn)行檢修。檢查活塞桿、氣閥桿的密封圈如有泄漏應(yīng)及時更換。 曲軸箱內(nèi)的潤滑油，冬天應(yīng)川40號機械油，夏天應(yīng)用60號機械油，油杯內(nèi)的潤滑油。冬天用13號低壓壓縮機油，夏天用19號高壓壓縮機油，曲軸箱內(nèi)的潤滑油應(yīng)達(dá)到油窗上指示的刻度，油杯應(yīng)調(diào)整好針閥，使?jié)櫥鸵坏我坏蔚刈⑷似字小Ｔ诒妹窟\轉(zhuǎn)1000- 1500h之后，應(yīng)更換曲軸箱中的潤滑油，但第一次使用100h后，曲軸箱中的潤滑油應(yīng)更換新油。運轉(zhuǎn)10

29、00—1500小時后，應(yīng)將泵拆開清洗檢查。檢A汽缸內(nèi)壁與活塞環(huán)、十字頭與滑軌、偏心輪一與偏心圈、軸頸與軸承等各摩擦部位，若發(fā)現(xiàn)有磨損等缺陷應(yīng)立即修復(fù)。泵在運行2500h后應(yīng)進(jìn)行大修，經(jīng)解體清洗、檢修后重新裝配。 第二章 柱塞泵的主要零件和零件分析 2.1 柱塞分析與設(shè)計 柱塞是柱塞泵主要受力零件之一。單個柱塞隨缸體旋轉(zhuǎn)一周時，半周吸油﹑一周排油。柱塞在吸油過程與在排油過程中的受力情況是不一樣的。下面主要討論柱塞在排油過程中的受力分析，而柱塞在吸油過程中的受力情況在回程盤設(shè)計中討論。圖2-1是帶有滑靴的柱塞受力分析簡圖。 圖2-1柱塞受力分析 作用在柱塞上的力有： 1、

30、柱塞底部的液壓力 柱塞位于排油區(qū)時，作用于柱塞底部的軸向液壓力為 （2-1） 式中 —泵最大工作壓力。 2、柱塞慣性力 柱塞相對缸體往復(fù)直線運動時，有直線加速度a，則柱塞軸向慣性力為 （2-2） 式中﹑為柱塞和滑靴的總質(zhì)量。 慣性力方向與加速度a的方向相反，隨缸體旋轉(zhuǎn)角a按余弦規(guī)律變化。當(dāng)和時，慣性力最大值為 （2-3） 3、離心反力 柱塞隨缸體繞主軸作等速圓周運動，有向心加速度，產(chǎn)生的離心反力通過柱塞質(zhì)量重心并垂直軸線，是徑向力，其值為

31、 （2-4） 4、斜盤反力 斜盤反力通過柱塞球頭中心垂直于斜盤平面，可以分解為軸向力P及徑向力 即 （2-5） 軸向力P與作用于柱塞底部的液壓力及其它軸向力相平衡。而徑向力T則對主軸形成負(fù)載扭矩，使柱塞受到彎矩作用，產(chǎn)生接觸應(yīng)力，并使缸體產(chǎn)生傾倒力矩。 5、柱塞與柱塞腔壁之間的接觸應(yīng)力和 該力是接觸應(yīng)力和產(chǎn)生的合力?？紤]到柱塞與柱塞腔的徑向間隙遠(yuǎn)小于柱塞直徑及柱塞腔內(nèi)的接觸長度。因此，由垂直于柱塞腔的徑向力T和離心力引起的接觸應(yīng)力和可以看成是連續(xù)直線分布的應(yīng)力。 6、摩擦力和 柱塞與柱塞腔壁之間的摩擦力為

32、 （2-6） 式中 為摩擦系數(shù)，常取=0.05～0.12，這里取0.1。 分析柱塞受力，應(yīng)取柱塞在柱塞腔中具有最小接觸長度，即柱塞處于上死點時的位置。此時，N﹑和可以通過如下方程組求得 （2-7） 式中 —柱塞最小接觸長度，根據(jù)經(jīng)驗=，這里取==44mm； —柱塞名義長度，根據(jù)經(jīng)驗=，這里取==189mm； —柱塞重心至球心距離，=- 以上雖有三個方程，但其中也是未知數(shù)，需要增加

33、一個方程才能求解。 根據(jù)相似原理有 （2-8） 又有 所以 將式代入求解接觸長度。為簡化計算，力矩方程中離心力相對很小可以忽略，得 （2-9） 將式代入可得 （2-10） 將以上兩式代入可得 （2-11）

34、 式中為結(jié)構(gòu)參數(shù)，且 （2-12） 2.2 柱塞結(jié)構(gòu)形式的選擇 軸向柱塞泵均采用圓柱形柱塞。根據(jù)柱塞頭部結(jié)構(gòu)，可有以下三種形式： 1、點接觸式柱塞 如圖（a）所示，這種柱塞頭部為一球面，與斜盤為點接觸，其零件簡單，加工方便。但由于接觸應(yīng)力大，柱塞頭部容易磨損﹑剝落和邊緣掉塊，不能承受過高的工作壓力，壽命較低。這種點接觸式柱塞在早期泵中可見，現(xiàn)在很少有應(yīng)用。 2、線接觸式柱塞 如圖（b）所示，柱塞頭部安裝有擺動頭，擺動頭下部可繞柱塞球窩中心擺動。擺動頭上部是球面或平面與斜盤或面接觸，以降低接觸應(yīng)力，提高泵工作

35、壓。擺動頭與斜盤的接觸面之間靠殼體腔的油液潤滑，相當(dāng)于普通滑動軸承，其值必須限制在規(guī)定的范圍內(nèi)。 3、帶滑靴的柱塞 如圖（c）所示，柱塞頭部同樣裝有一個擺動頭，稱滑靴，可以繞柱塞球頭中心擺動?；ヅc斜盤間為面接觸，接觸應(yīng)力小，能承受較高的工作壓力。高壓油液還可以通過柱塞中心孔及滑靴中心孔，沿滑靴平面泄漏，保持與斜盤之間有一層油膜潤滑，從而減少了摩擦和磨損，使壽命大大提高。目前大多采用這種軸向柱塞泵。 圖2-2柱塞現(xiàn)場拆卸圖 圖2-3柱塞結(jié)構(gòu)型式 可見，柱塞大多做成空心結(jié)構(gòu)，以減輕柱塞重量，減小柱塞運動時的慣性力。采用空心結(jié)構(gòu)還可以利用柱塞底部高壓油液使柱塞局部

36、擴張變形補償柱塞與柱塞腔之間的間隙，取得良好的密封效果?？招闹麅?nèi)還可以安放回程彈簧，使柱塞在吸油區(qū)復(fù)位。但空心結(jié)構(gòu)無疑增加了柱塞在吸排油過程中的剩余無效容積。在高壓泵中，由于液體可壓縮性能的影響，無效容積會降低泵容積效率，增加泵的壓力脈動，影響調(diào)節(jié)過程的動態(tài)品質(zhì)。 綜上，本設(shè)計選用圖（c）所示的型式。 2.3 柱塞結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計 2.3.1 柱塞直徑及柱塞分布塞直徑 柱塞直徑﹑柱塞分布直徑和柱塞數(shù)Z都是互相關(guān)聯(lián)的。根據(jù)統(tǒng)計資料，在缸體上各柱塞孔直徑所占的弧長約為分布圓周長的75%，即

37、 由此可得 式中為結(jié)構(gòu)參數(shù)。隨柱塞數(shù)Z而定。對于軸向柱塞泵，其值如表5-1所示。 表2-1柱塞結(jié)構(gòu)參數(shù) Z 7 9 11 m 3.1 3.9 4.5 當(dāng)泵的理論流量和轉(zhuǎn)速根據(jù)使用工況條件選定之后，根據(jù)流 量公式得柱塞直徑為 （2-11） 式中 γ—斜盤最大傾角，取γ=20° 由上式計算出的數(shù)值要圓整化，并應(yīng)按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)選取標(biāo)準(zhǔn)直徑,應(yīng)選取22mm. 柱塞直徑確定后，應(yīng)從滿足流量的要求而確定柱塞分布圓直徑，即 （2-12） 2.3.2

38、柱塞名義長度 由于柱塞圓球中心作用有很大的徑向力T，為使柱塞不致被卡死以及保持有足夠的密封長度，應(yīng)保證有最小留孔長度，一般?。? 這里取 。 因此，柱塞名義長度應(yīng)滿足： 式中 —柱塞最大行程； —柱塞最小外伸長度，一般取。 根據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)，柱塞名義長度常取： 這里取。 2.3.3 柱塞球頭直徑 按經(jīng)驗常取，如圖2-2所示。

39、 圖2-4柱塞尺寸圖 這里取 為使柱塞在排油結(jié)束時圓柱面能完全進(jìn)入柱塞腔，應(yīng)使柱塞球頭中心至圓柱面保持一定的距離，一般取，這里取。 2.3.4 柱塞均壓槽 高壓柱塞泵中往往在柱塞表面開有環(huán)行均壓槽，起均衡側(cè)向力﹑改善潤滑條件和存儲贓物的作用。均壓槽的尺寸常?。荷頷=0.3～0.7mm；間距t=2～10mm。 這里取。 2.3.5 柱塞摩擦副比壓﹑比功驗算 對于柱塞與缸體這一對摩擦副，過大的接觸應(yīng)力不僅會增加摩擦副之間的磨損，而且有可能壓傷柱塞或缸體。其比壓應(yīng)控制在摩擦副材料允許的范圍內(nèi)。取柱塞伸出最長時的最大接觸應(yīng)力作為計算比壓值，則

40、 （2-13） 柱塞相對缸體的最大運動速度應(yīng)在摩擦副材料允許范圍內(nèi)，即 （2-14） 由此可得柱塞缸體摩擦副最大比功為 （2-15） 上式中的許用比壓﹑許用速度﹑許用比功的值，視摩擦副材料而定，可參考表2-2。 表2-2材料性能 材料牌號 許用比壓 Mpa 許用滑動速度 m/s 許用比功 Mpa.m/s ZQAL9-4

41、 30 8 60 ZQSn10-1 15 3 20 球墨鑄鐵 10 5 18 柱塞與缸體這一對摩擦副，不宜選用熱變形相差很大的材料，這對于油溫高的泵更重要。同時在鋼表面噴鍍適當(dāng)厚度的軟金屬來減少摩擦阻力，不選用銅材料還可以避免高溫時油液對銅材料的腐蝕作用。 2.4 缸體設(shè)計 下面通過計算確定缸體主要結(jié)構(gòu)尺寸 圖2-5缸體現(xiàn)場拆卸圖 2.4.1 通油孔分布圓和面積 圖2-6柱塞腔通油孔尺寸 為減小油液流動損失，通常取通油孔分布圓半徑與配油窗口分布圓半徑相等。即

42、 式中﹑為配油盤配油窗口內(nèi)﹑外半徑。 通油孔面積近似計算如下（如上圖所示） 式中 —通油孔長度，； —通油孔寬度，； 2.4.2 缸體內(nèi)﹑外直徑的確定 為保證缸體在溫度變化和受力狀態(tài)下，各方向的變形量一致，應(yīng)盡量使各處壁厚一致（如圖2-7），即。壁厚初值可由結(jié)構(gòu)尺寸確定。然后進(jìn)行強度和剛度驗算。 圖2-7缸體結(jié)構(gòu)尺寸 缸體強度可按厚壁筒驗算 （2-16） 式中 —筒外徑，且=100mm。 —缸體材料許用應(yīng)力，對ZQAL9—4：=600～800 缸體剛度也按厚

43、壁筒校驗，其變形量為 = （2-17） 式中 E—缸體材料彈性系數(shù)； —材料波桑系數(shù)，對剛質(zhì)材料=0.23～0.30，青銅=0.32～0.35； —允許變形量，一般剛質(zhì)缸體取，青銅則??； 符合要求。 2.4.3 缸體高度 從圖2-7中可確定缸體高度H為 式中 —柱塞最短留孔長度； —柱塞最大行程； —為便于研磨加工，留有的退刀槽長度，盡量取短； —缸體厚度，一般=（0.4～0.6），這里取0.5=11。 2.5 直軸式軸向柱塞泵主要性能參數(shù)

44、 給定設(shè)計參數(shù) 最大工作壓力 額定流量 =100L/min 最大流量 額定轉(zhuǎn)速 n=1500r/min 最大轉(zhuǎn)速 2.5.1 排量﹑流量與容積效率 軸向柱塞泵排量是指缸體旋轉(zhuǎn)一周，全部柱塞腔所排出油液的容積，即 ≈0.84(L) 不計容積損失時，泵的理論流量為 =0.84×1500 =1260(L) 式中 —柱塞橫截面積； —柱塞外徑； —柱塞最大行程； Z—柱塞數(shù)； —傳動軸轉(zhuǎn)速。 泵的理

45、論排量q為 （ml/r） 為了避免氣蝕現(xiàn)象，在計算理論排量時應(yīng)按下式作校核計算： = ㏒q×Ｎ 式中是常數(shù)，對進(jìn)口無預(yù)壓力的油泵=5400；對進(jìn)口壓力為5kgf/cm的油泵=9100，這里取=9100故符合要求 2.5.2 功率與效率 不計各種損失時，泵的理論功率 ＝㏑g＝0.34 泵實際的輸入功率為 ＝458 泵實際的輸出功率為 =357 定義泵的總效率為輸出功率與輸入功率之比，即 =／=0.86 上式表明，泵總效率為容積效率與機械效率之積。對于軸向柱塞泵，總效率一般為=0.85～0.9,上式滿

46、足要求。 排量是液壓泵的主要性能參數(shù)之一，是泵幾何參數(shù)的特征量。相同結(jié)構(gòu)型式的系列泵中，排量越大，作功能力也越大。因此，對液壓元件型號命名的標(biāo)準(zhǔn)中明確規(guī)定用排量作為主參數(shù)來區(qū)別同一系列不同規(guī)格型號的產(chǎn)品。 從泵的排量公式中可以看出，柱塞直徑﹑分布圓直徑﹑柱塞數(shù)Z都是泵的固定結(jié)構(gòu)參數(shù)，并且當(dāng)原動機確定之后傳動軸轉(zhuǎn)速也是不變的量。要想改變泵輸出流量的方向和大小，可以通過改變斜盤傾斜角來實現(xiàn)。對于直軸式軸向柱塞泵，斜 最大傾斜角～，該設(shè)計是通軸泵，受機構(gòu)限制，取下限，即。 泵實際輸出流量為 =- Q =100-3=97（ml/min） 式中為柱塞泵泄漏流量。 軸向柱塞泵的泄漏流量主要由

47、缸體底面與配油盤之間﹑滑靴與斜盤平面之間及柱塞與柱 腔之間的油液泄漏產(chǎn)生的。此外，泵吸油不足﹑柱塞腔底部無效容積也造成容積損失。 泵容積效率定義為實際輸出流量與理論流量之比，即 = 軸向柱塞泵容積效率一般為=0.94～0.98，故符合要求。  第三章 柱塞泵的工藝及實施 晉開化工有限責(zé)任公司二分公司尿素車間使用的是直軸式柱塞泵，一套尿素生產(chǎn)工藝需要六臺柱塞泵，其中甲銨泵三臺，氨泵三臺，這六臺柱塞泵都是高壓泵，每種泵都有兩臺使用一臺備用。生產(chǎn)期間需要保證運行泵的正常使用，一切性能符合運行時的要求，備用泵所有性能也需要符合正常時的要求，保證一旦運行泵一臺

48、出現(xiàn)問題時可以及時備用?，F(xiàn)在分別介紹一下甲銨泵和氨泵的生產(chǎn)工藝及工藝實施。 3.1 氨泵設(shè)計 柱塞泵是尿素車間最重要的泵，其中氨泵是最重要的泵之一。在尿素的生產(chǎn)中，液氨由合成車間經(jīng)過管道輸送到尿素車間，經(jīng)過進(jìn)口過濾罐、液氨緩沖罐、進(jìn)口緩沖罐及各個閥門由管道送入到氨泵中，氨泵的作用就是將液氨輸送到高壓甲胺冷凝器中，這其中需要很大的壓力，所以氨泵的進(jìn)口壓力為2.2MPa左右，出口壓力為15MPa左右（15MPa即為150公斤）。在這么大的壓力下，管道的設(shè)計需要加固，氨泵的泵殼及零件都需要承受住高壓和腐蝕的考驗。氨泵在尿素車間占有舉足輕重的地位，不僅由于氨泵中流動的液體是液氨，液氨濃度到達(dá)很小的

49、時候就會對人體造成生命危險，而且液氨也是生成尿素的重要物質(zhì)，液氨系統(tǒng)的正常對整個尿素的生產(chǎn)具有非常大的關(guān)聯(lián)。 3.1.1 高壓氨泵工作過程保護系統(tǒng) 氨泵在運行過程中，備個軸承摩擦?xí)a(chǎn)生熱量。這種熱量要靠潤滑油帶走，被加熱的油在冷卻器內(nèi)冷卻后又可循環(huán)使用。如果各軸承潤滑不好，油膜層沒有形成，則軸承之間的摩擦就有可能變成都件直接摩擦，使軸承損壞，影響氧泵的正常運行。因此，氨泵必須設(shè)有保護系統(tǒng)，以保證氨泵在斷油時設(shè)備不受損壞。一般規(guī)定曲軸箱正常運行時，潤滑油壓為0.5?0.35兆粕。當(dāng)壓力降至0.4?0.2時，即發(fā)出聲光報警信號，以引起操作人員注士，找出油壓降低的原因，立即調(diào)整油壓。壓力繼續(xù)降至

50、0.14?0.16兆帕，氨泵自動停止運行。 齒輪箱也設(shè)有油壓低保護裝置。潤滑油的正常運行壓力為0.2?0.25兆帕，當(dāng)此值降至0.07?0.1兆帕?xí)r，即發(fā)出聲光報警信號；如繼續(xù)降至0.05兆帕，聯(lián)鎖動作，氨泵自動停止運行。 曲軸箱、齒輪箱、變矩器的油溫報警值分別100和110。 高壓氨泵的柱塞填料函內(nèi)通常都加入密封油，其作用是潤滑柱塞表面，以延長填料的使用壽命。此外，密封油還起到帶走泄漏出來少量氨的作用。日常操作中，填料函內(nèi)用的 一定密封量是通過注油泵來迗到的，不可中斷，注油泵附屬的貯油箱要保持一定的油位。為防業(yè)柱塞用油槽液位過低而缺油，設(shè)有油槽低液位報警裝置。 3.1.2 高壓氨泵的

51、正常操作 高壓氨泵是柱塞泵。操作時要注意以下各點： 1、注意填料的正確使用。高壓氮泵的填料箱內(nèi)采用主副二段填料密封，要調(diào)整好填料的松緊度，同時要保證有足夠的密封油量。液氨從主填料泄漏時，可以由密封油帶走。密封油還可以起到潤滑柱塞表面的作用。操作時，供給密封油所用的注油器及注油管線要好用，如管路被臟物堵塞，填料得不到密封油，填料箱會因摩擦而發(fā)熱，使填料溫度上升，就要影響填料的使用壽命。密封油液位也要經(jīng)常檢查，應(yīng)保持在油位計的1/2?1/3之間；油消耗掉以后，油位下降，要及時補充油位。有經(jīng)驗的操作人員，通過用手觸摸填料箱外壁，可以判斷填料箱在運行中是否正常。 減速箱用潤滑油的壓力和溫度，應(yīng)在

52、指標(biāo)以內(nèi)。如潤滑油壓力下降，就要及時找出原因進(jìn)行調(diào)整。其原因可能是齒輪油泵油伍調(diào)整螺母因機座振動而松動，回油過多，此時可用板手將調(diào)整螺母把緊。油溫過高，可開大油冷卻器冷卻水量。 2、油過濾器被臟物堵塞，可進(jìn)行清除。油泵輸出管路有泄漏，應(yīng)堵住漏處。 3、液力變矩器的運行要控制好。首先要檢查器內(nèi)油位是否正常。油量不足，變矩器輸出端的轉(zhuǎn)速就要V降，因此油位下降時必須及時補充，一般應(yīng)控制在油位計的1/2以上。油溫對變矩器運行關(guān)系甚大，一般保持在70?901之間。溫度過低，粘度大，影響變矩器正常工作，池溫過高， 會使油產(chǎn)生泡沫和變質(zhì)。油溫可通過加入油冷卻器的冷卻水調(diào)節(jié)。如果高壓氮泵投入運行以后，油冷

53、卻器內(nèi)忘記通入冷卻水，油溫急劇升高，嚴(yán)重時從加油孔處冒出煙霧使油變質(zhì)。 4、監(jiān)視輸出流量。高壓氨泵在正常運行時，泵的轉(zhuǎn)速與流量有對應(yīng)關(guān)系。如發(fā)生轉(zhuǎn)速不變，流量下降，其原因通常是單向閥發(fā)生故障或01緊閥板的彈簧斷裂。單向閥由閥板和閥座組成。由于閥蝕或撞擊作用，使閥板和閥座的密封面發(fā)生凹痕，關(guān)閉不嚴(yán)，這樣就發(fā)生了液氨從不嚴(yán)密處倒回。有經(jīng)驗的操作人員，可以從單向閥的聲響，判斷運行是否正常。如杲單向閥發(fā)生故障，流量下降太多，只能開備用泵，檢修有故障的泵。 5、檢查存無雜音。機組在運轉(zhuǎn)時，如果出現(xiàn)異常聲響，首先要仔細(xì)檢查是哪一部分產(chǎn)生的，有針對性的進(jìn)行處評：常見雜音的原因有單向閥的閥板損壞，閥板的壓

54、緊彈簧斷裂，曲軸箱的軸瓦磨損過大或柱塞連接側(cè)桿螺母松動等。 3.1.3 氨泵開停 高壓氨泵在啟動前，應(yīng)首先檢查引氨管線。如在管道低處枳存有水，當(dāng)引液氨時，水就與氨反應(yīng)產(chǎn)生熱量。如引氧不當(dāng)，容易產(chǎn)生氣擊。因此引液氨必須確認(rèn)進(jìn)氣管及設(shè)備無積水。有的工廠在開泵前用氮氣進(jìn)行吹掃，方法是由髙點接氮氣管，由低點導(dǎo)淋排放，氮氣壓力為6兆帕，可將管內(nèi)積水排除，同時還可檢査管路有無泄漏。用合成氨裝置機系統(tǒng)來的氣氨〈壓力為0.5?0.7兆帕〉充至系統(tǒng)內(nèi)，仔細(xì)檢査設(shè)備封頭、法蘭、安全閥等連接處。 髙壓氨泵在開車前還應(yīng)做好以下準(zhǔn)備工作：分別給曲軸箱、減速箱、液力變矩器加入符合設(shè)備制造廠規(guī)定牌號的合格油。當(dāng)機組運

55、行后，由于部分油進(jìn)入油管、油冷卻器以及濾油器，使油位下降時，因此應(yīng)及時補充油，保持油位達(dá)到正常高度。 1、潤滑裝置中的保護裝置應(yīng)進(jìn)行檢查其方法是啟動油泵后，調(diào)節(jié)油壓至正常范圍，然后將油泵油壓逐步齊降，觀察報警值或自動停車值是否在規(guī)定指標(biāo)。如有偏差，應(yīng)及時與儀表人員將給定值調(diào)整，再做試驗檢査。備用氨泵的潤滑油系統(tǒng)在備用期間停止運行。油冷卻器按照油溫調(diào)整冷卻水量。液力變矩器附設(shè)的油冷卻器應(yīng)在啟動高壓氨泵后開冷卻水閥。 2、氮管線升壓。稍開泵出口至氨水槽的氨徘放管線，9?40方的液氨逐步充滿管線。泵引入管路上的液氨預(yù)熱器應(yīng)根據(jù)液氨溫度決定是否投用。啟動泵以前，泵進(jìn)口液氨壓力應(yīng)在10兆帕。 3、

56、用專用板手將柱塞填料箱的壓蓋螺栓松開約1/3轉(zhuǎn)。如果不松，由于柱塞和填料之間過大的摩擦熱會使填料損壞。在泵啟動以后，要及時將松開的填料壓緊。 4、準(zhǔn)備好液力變矩器。液力變矩器上的氣動膜調(diào)節(jié)閥是用壓縮空氣帶動的，啟動泵以前，其空氣壓力應(yīng)控制住0.2兆帕〈在此壓力下，液力變矩器中的調(diào)節(jié)葉片處于關(guān)閉位置，輸出端保持低負(fù)荷〉。泵啟動后，逐步提高空氣壓力，轉(zhuǎn)速逐漸升髙。 5、填料箱內(nèi)加入密封油。注油器是由泵動力帶動的。啟動泵以前，必須用手搖注油器，將油注入填料箱。注：油器出口油壓為0.3?0.5兆帕。以上準(zhǔn)備工作完畢以后，啟動氨泵。開車后，流量增加很快，此時氨泵轉(zhuǎn)速需根據(jù)管線的壓力〈2兆帕以上〉進(jìn)行

57、調(diào)節(jié)。高壓氨泵停泵前，首先要將轉(zhuǎn)速降下來，調(diào)制好氨管壓力。在停泵過程中，最主要是防止氨管超壓，可避免安全閥起跳，壓力也不能降得過低，否則也會超速。一般情況下，當(dāng)泵進(jìn)口壓力降至1.5兆帕?xí)r停泵較好。停泵后，還必須將氨管線內(nèi)積存的液氨通過泵出口排放閥通入氨水槽回收氨，還要將液氨加熱器內(nèi)的熱源〈蒸汽或蒸汽冷凝液〉切斷，并將積存在器內(nèi)的蒸汽或冷凝液排空。這樣是為了防止液氨管線超壓。 3.2 甲銨泵設(shè)計 甲銨泵是尿素車間重要的大泵之一，它連接這低壓系統(tǒng)和高壓系統(tǒng)，甲銨泵的主要運送物料就是甲銨液，它主要來自低壓甲銨冷凝器冷凝后的溶液，通過甲銨泵送到高壓冷凝器重新吸收，構(gòu)成整個循環(huán)，甲銨泵就是循環(huán)的關(guān)鍵

58、，所有在尿素車間整個造粒系統(tǒng)中，甲銨泵占有舉足輕重的地位，甲銨泵的開車和停車和氨泵相似，但是甲銨泵管道中的甲銨液容易結(jié)晶，所以在每次停車時都需要置換甲銨泵。 3.2.1 高壓甲銨泵原始開車步驟 1、聯(lián)系中控給定變頻30%。 2、打開密封水上、回水閥門并確認(rèn)暢通。 3、油泵盤車后啟動油泵調(diào)節(jié)油壓0.25-0.45MPa。 4、關(guān)進(jìn)口導(dǎo)淋，打開出口導(dǎo)淋，打開泵進(jìn)口加SC閥預(yù)熱泵體。 5、打開出口壓力表根部閥，打開付線閥確認(rèn)暢通后關(guān)出口角閥 和倒淋。 6、盤車3-5轉(zhuǎn)，打開進(jìn)口兩道閥。 7、啟動風(fēng)機和主機電機，甲銨泵打循環(huán)。 8、用付線加壓至中控要求的壓力，開出口閥，關(guān)付線第一道

59、閥 送甲銨液入系統(tǒng)。 9、檢查電流、出口壓力是否波動和超壓，泵體是否有異響。 3.2.2 甲銨泵停車置換步驟 1、用蒸汽加熱付線及出口導(dǎo)淋，確保副線暢通。 2、聯(lián)系中控降甲銨泵變頻30%。 3、關(guān)泵出口第二道閥，稍開付線閥控制出口壓力高于系統(tǒng)壓力。 4、出口第二道閥全關(guān)后，全開付線閥打循環(huán)卸壓。 5、停主機電機后停風(fēng)機和循環(huán)油泵。 6、關(guān)泵進(jìn)口閥，付線閥，關(guān)密封水上、回水閥。 7、打開出口導(dǎo)淋排放泵體內(nèi)的甲銨液，打開泵進(jìn)口加SC閥置換泵體，盤車3-5轉(zhuǎn)，出口導(dǎo)淋無氨味后，關(guān)出口導(dǎo)淋，打開出口閥間導(dǎo)淋排放，聯(lián)系檢修。 總結(jié) 液壓泵是向液壓系統(tǒng)提供一定流量和壓力的油液的動

60、力元件,它是每個液壓系統(tǒng)中不可缺少的核心元件合理的選擇液壓泵對于液壓系統(tǒng)的能耗﹑提高系統(tǒng)的效率﹑降低噪聲﹑改善工作性能和保證系統(tǒng)的可靠工作都十分重要。 選擇液壓泵的原則是：根據(jù)主機工況﹑功率大小和系統(tǒng)對工作性能的要求，首先確定液壓泵的類型，然后按系統(tǒng)所要求的壓力﹑流量大小確定其規(guī)格型號。 一般來說由于各類液壓泵各自突出的特點，其結(jié)構(gòu)﹑功用和運轉(zhuǎn)方式各不相同，因此應(yīng)根據(jù)不同的使用場合選擇合適的液壓泵。一般在機床液壓系統(tǒng)中，往往選用雙作用葉片泵和限壓式變量葉片泵。而在筑路機械﹑港口機械以及小型工程機械中，往往選擇抗污染能力比較強的齒輪泵。在負(fù)載大﹑功率大的場合往往選擇柱塞泵。 正如科學(xué)技術(shù)的

61、發(fā)展一樣，現(xiàn)階段科技領(lǐng)域中交叉學(xué)科、邊緣學(xué)科越來越豐富，跨學(xué)科的共同研究是十分普遍的事情，作為泵產(chǎn)品的技術(shù)發(fā)展亦是如此。以屏蔽式泵為例，取消泵的軸封問題，必須從電機結(jié)構(gòu)開始，單局限于泵本身是沒有辦法實現(xiàn)的，解決泵的噪聲問題，除解決泵的流態(tài)和振動外，同時需要解決電機風(fēng)葉的噪聲和電磁場的噪聲，提高潛水泵的可靠性，必須在潛水電機內(nèi)加設(shè)諸如泄漏保護、過載保護等措施，提高泵的運行效率，須借助于控制技術(shù)的運用等等。這些無一不說明要發(fā)展泵技術(shù)水平，必須從配套的電機、控制技術(shù)等方面同時著手，綜合考慮，最大限度地提升機電一體化綜合水平。 參考文獻(xiàn) [1]隗金文．王慧．液壓傳動[M]．北京：東北大學(xué)出版社．

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63、業(yè)出版社，1999 [10] 李永堂，付建華．白墅潔．張文杰．鍛壓設(shè)備理論與控制[M]．第一版．北京：國防工業(yè)出版社，2005. [11]路勇祥．團結(jié)奮斗、開拓創(chuàng)新，建設(shè)制造業(yè)強國[z]．制造業(yè)未來與中國，2002．12：15~18 [12]聞德生．斜盤型開路式軸向柱塞泵北京．機械工業(yè)出版社．1993．9 致 謝 經(jīng)過幾周的奮戰(zhàn)我的畢業(yè)設(shè)計終于完成了。在沒有做畢業(yè)設(shè)計以前覺得畢業(yè)設(shè)計只是對這幾年來所學(xué)知識的單純總結(jié)，但是通過這次做畢業(yè)設(shè)計發(fā)現(xiàn)自己的看法有點太片面。畢業(yè)設(shè)計不僅是對前面所學(xué)知識的一種檢驗，而且也是對自己能力的一種提高。通過這次畢業(yè)設(shè)計使我明白了自己原來知識還比較欠缺

64、。通過這次畢業(yè)設(shè)計，我才明白學(xué)習(xí)是一個長期積累的過程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己知識和綜合素質(zhì)。 在這次畢業(yè)設(shè)計中也使我們的同學(xué)關(guān)系更進(jìn)一步了，同學(xué)之間互相幫助，有什么不懂的大家在一起商量，聽聽不同的看法對我們更好的理解知識，所以在這里非常感謝幫助我的同學(xué)。不管學(xué)會的還是學(xué)不會的的確覺得困難比較多，真是萬事開頭難，不知道如何入手。最后終于做完了有種如釋重負(fù)的感覺。此外，還得出一個結(jié)論：知識必須通過應(yīng)用才能實現(xiàn)其價值！有些東西以為學(xué)會了，但真正到用的時候才發(fā)現(xiàn)是兩回事，所以我認(rèn)為只有到真正會用的時候才是真的學(xué)會了。 在此要感謝我的指導(dǎo)老師信熙卿老師對我悉心的指導(dǎo)，感謝老師給我的幫助。在設(shè)計過程中，我通過查閱大量有關(guān)資料，與同學(xué)交流經(jīng)驗和自學(xué)，并向老師請教等方式，使自己學(xué)到了不少知識，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個設(shè)計中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨立工作的能力，樹立了對自己工作能力的信心，相信會對今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動手的能力，使我充分體會到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時的喜悅。雖然這個設(shè)計做的也不太好，但是在設(shè)計過程中所學(xué)到的東西是這次畢業(yè)設(shè)計的最大收獲和財富，使我終身受益。