1495-乳化液泵的設計

1495-乳化液泵的設計,乳化,設計 本設計已經通過答辯，如果需要圖紙請聯(lián)系QQ 251133408 另專業(yè)團隊代做畢業(yè)設計，質量速度有保證。第一章 緒論1.1.選題的意義乳化液泵作為一種通用機械，在國民經濟各個領域中都得到了廣泛的應用。它是井下綜合采煤工作面支護設備的動力源泉，其工作狀態(tài)好壞與安全生產密切相關，要實現(xiàn)煤礦井下安全作業(yè)，提高采煤工作效率，防止出現(xiàn)重大設備安全事故，保障乳化液泵井下安全運行是十分必要的一個環(huán)節(jié)。乳化液泵是煤礦井下支護作業(yè)和安全生產的重要裝備與工具，其傳動方式簡單可靠，量大面廣，具有高效低耗、安全可靠、移動靈活輕便、操作簡單，無污染的特點，深受廣大煤礦工作者的歡迎 。這些產品填補了國內， 有 國 ，其 具有 全 產 ，國內領 。乳化液泵在其 行業(yè) 有廣泛的應用， 的量特 大。1.2乳化液泵的用途乳化液泵 是井下綜合采煤工作面支護設備的動力源泉，煤礦井下支護作業(yè) ?式單￠液￡支?￥? 液￡支§￥的 用currency1'“移式?液設備， 是支護作業(yè)???fi的fl可 –的工具。乳化液泵具有￠?currency1、重量輕、操作簡便、移動靈活、工作 ?可靠和高效、節(jié)·、安全的特點， 其是在 ??currency1的??”、?…‰、低煤 和?采面 `′，?是一?大'?液泵 無?ˉ?的產品，深受廣大煤礦工作者的歡迎。乳化液泵是要實現(xiàn)煤礦井下安全運行的十分必要的一個環(huán)節(jié)。˙¨乳化液泵具有 量??、￡力? 、運? ?、?ˇ高、— currency1、 低、 currency1、用?護方便 特點， 廣泛 用¨ ? 、工 、、工??… 。1.3設計的理論基礎研究的內容及方法乳化液泵在 行業(yè)中都有廣泛的應用，通a ￠力 、液￡傳動、機械 和 ￠機械 的 ? 設?有了一 的?o，在實?a?中到 ?的 和 泵的一些? ?工作 1?的 ? 乳化液泵的設?有了 的 ?， 用?o? a的 …行?o分??力 分?和 ? ， 通a 閱資料與分?? 相結合…行方案的設?，根據? 校 …行?時的fi改和設?fi訂，實現(xiàn)優(yōu)化設?，并·很直 的反映出乳化液泵的內 結構和工作 ?。隨著經濟的發(fā)展在很 生產 領域內，廣泛 用著 曲柄連桿機構為傳動方式的?塞泵。此種傳動方式，簡單可靠，量大面廣。從currency1'的實驗室?量泵到超a1 MW的大功率石 鉆井泵，? 田? 、￡裂、固井、輸 、輸液 工況往復泵，幾乎?被此種傳動方式 覆蓋，可謂獨領風騷、經久fl衰，。應該肯 ，往 傳統(tǒng)往復泵的?o研究和實驗研究，系統(tǒng) 整，揭示其運動規(guī)律與動力特性， 發(fā)展生產 將繼續(xù)發(fā)揮重要作用。但與任何其它事物的發(fā)展a?一樣，恰恰在 傳統(tǒng)往復泵工作機?研究逐步深入并取得?極成果的同時， 開始 到傳統(tǒng)的曲柄連桿機構 決 的運動與動力特性局限了其 身的應用范疇?發(fā)展。通a 分?可 領悟出一個??，即在曲柄連桿機構傳動的往復泵中，其 要發(fā)展三缸泵、四缸泵、五缸泵、六缸泵甚至七缸泵 缸泵，從動力 特性的 質 來判斷，都僅僅是為了盡可·減–疊加加速ˇ， 減currency1液 慣性損失， ?減currency1疊加排量波動ˇ， 改善吸入性·和排液工藝質量，即采用增加結構復雜性的手′來改善曲柄連桿傳動方式的動力特性與運動特性，這在機械設?中是常見的事 ，但其 出的? 是 大的。在傳統(tǒng)的曲柄連桿機構傳動的往復泵發(fā)展a?中，排量、￡力的波動 ?吸入系統(tǒng)慣性損失 吸性·的 重 ，始 著泵速的提高。 排出 ￡ 、吸入 ?吸入 ?泵的 用·在一 ?ˇ 這些 ，但fl是從根 決 ， ， ? 出現(xiàn)的 增? ??ˇ、合?￠低￡ 泵速、發(fā)展中速往復泵￥的 ??。這種 ￥的實質，實? §是 曲柄連桿機構往復泵 用范currency1的' ， §是“，在綜合??運行工況、 用? 、 fi 、 工業(yè) fl的? 下，曲柄連桿機構的往復泵 應在中速–?低的泵速下?··保其運動的可靠性。 果提高泵速，?必??加排出?減”裝?和吸入? ?設備。在這種 況下，˙¨提高泵速 …‰的減currency1往復泵￠??質量的優(yōu)點，將被? 設備復雜?ˇ的提高、質量的增加 ??fi成 的增加? 得一`′?。 §是“，? 在單ˉ的 ?設? 提高泵速、˙¨ ?來減currency1往復泵的￠?與質量， ?在 ??中， 效果在?料? ，?ˇ限了它的…一步發(fā)展。但任何事物的發(fā)展都—在 ，并 任何 生事物 ·在一 的領域內具有 應性， 來，有 下幾點 作為 ? 1 傳統(tǒng)的往復泵， 將繼續(xù)在生產 領域內發(fā)揮 大作用，一?`“，在中速和?低的泵速下，可靠性?ˇ?高， 增? ??ˇ、合?￠低泵速￥的 ?? 是切合實?和具有現(xiàn)實? 的。排量往復泵， 發(fā)展三缸單作用'式為 ， 果 ?增加缸?，其效果將與發(fā)展 排量泵的 a ?ˇ ， 果 無 ?`提高泵速， 將 單缸內的?化并 工況?化，?此，o傳動的 排量往復泵的 ?設?， 為 ˙¨ ??ˇ、合?提高￡ 泵速￥。排量往復泵 田? 泵、增￡? 泵、? 合物泵特應，具有現(xiàn)實的 開發(fā) ，并將 ? 泵 特 是 泵 有特 工藝要 的泵的發(fā)展 …作用。? 傳統(tǒng)往復泵與 排量往復泵，在相 ?的 ?′內必將? ?—，并? 特?、工況? 、工藝要 、經濟效 來 分其各 領的領域、各 其?、各得其 、互相補充、?同發(fā)展。第二章 總體方案的確定3２.１泵型的選擇及特點根據給 的設? ?和￡力高 應用特點，選用的泵'為往復泵，往復泵可 分為機動泵、手動泵、?塞泵、隔膜泵、?量泵、立式泵、臥式泵、 ?式泵、軸向 行式泵 ，這些泵??有著密切聯(lián)系[ ]。2.1.1機動泵及其共同特點用獨立的旋? 動機（ 電動機、柴 機、? 機 ）?動的泵，稱為機動泵。用電動機?動的泵又叫電動泵。機動泵通常˙液力?、傳動?、減速機， 動機?其? 設備（潤滑、冷卻系統(tǒng) ） 組成。機動泵的?同特點 ⑴.瞬時 量—動ˇ ? 量（泵的 量）Q 取決¨泵的 要結構 ?n（每分鐘往復次?）、S ?塞的行? 、D（?塞直徑）ˇ與泵的排出￡力幾乎無關， n、S、D為· 時，泵的 量是 的。?、?泵的排出￡力P是一個獨立 ?，fl是泵的固有特性，它取決¨排出 ?的特性ˇ與泵的結構 ?和 動機的功率無關。⑶.機動泵都 要有一個把 動旋?運動?化為?塞往復運動–隔膜周 性彈性變形的傳動?，故一?講，結構?復雜，運動? ?量? ，fi ?昂貴。表 -1 常見的幾種機動?塞泵的 ?范currency1[ ]用途（介質） 化工用泵（化工介質） 液￡機（乳化液）泵' 臥式三聯(lián)（缸）單作用?塞泵臥式三聯(lián)（缸）單作用?塞泵Q（m3/h） 56~5.5 120~7.02P (10N/m2 ) 320~25 500~50n(spm) 260~24 800~110S(10 3? m) 220~65 280~20D(10 3? m) 115~45 160~16DS?? 5.2~5.1 6.5~7.030nsum ? (m/s)0.1~4.0 8.1~5.0DN (kw) 225~5.7 550~402.1.2直接作用泵及其特點液力??塞與動力?直接連接的泵，通稱為直接作用泵。動力?的工作介質可 是蒸?，￡˙ ￠（通常是 ）–有￡液￠（一?是 ）。其中最常用的是蒸?， 叫蒸?直接作用泵。直接作用泵通常˙液力?、動力缸， ?（ –液）機構?其它? 設備 組成。直接作用泵的?同特點 ⑴.瞬時 量—動?currency1， ? 量（泵的 量） 取決¨n、S、D.但在蒸?泵中，˙¨蒸?源的￡力是 的，?此 在蒸?…”截 時，…入?缸（動力缸）的蒸?量和蒸?￡力將同時發(fā)生變化，相應的?塞速ˇ和–n將發(fā)生變化，從ˇ泵的 量§fl· ；另一方面， 果泵的排出￡力增高時，˙¨?缸內蒸?￡力fl變， ?塞速ˇ（–n）§會 行￠低，泵的 量 隨?減currency1。故蒸?直接作用fl會a載。⑵.泵的排出￡力取決¨ ?特性，?此， ¨直接作用泵來講，泵的最大排出￡力取決¨它和動力?工作介質的￡差。這樣一來，安全閥§可設?工作介質一側，既可 保護動力源設備又操作 ?安全。⑶.直接作用泵無?具備˙旋?運動?化為?塞往復運動的傳動?，?此，§泵 身來講，結構?簡單，易損 –，fi ?低廉。但 ¨ 要 備動力源的直接作用泵，泵機組 是?為復雜的。⑷.直接作用實現(xiàn) 量調節(jié)??為方便， 要改變工作介質的量§可 達到泵的 量調節(jié)的?的。⑸.直接作用泵，特點是蒸?直接作用泵，?無產生火花的動力裝?，?此 用¨要 防火的 合。⑹.直接作用的'式?–， 有雙聯(lián)（缸）雙作用，雙聯(lián)（缸）單作用，單聯(lián)（缸）雙作用–單聯(lián)（缸）單作用幾種有限的'式。˙¨ 述特點，直接作用泵 用范currency1沒有機動泵那樣廣泛。?前，蒸?直接作用泵 要用¨輸送石 ?其副產品， 石蠟、瀝青 ； –液￠為工作介質的直接作用泵? 要用作產生高￡–超高￡的增￡泵[ ]。2.1.3手動泵及其特點用人力通a杠桿機構?動?塞做往復運動的泵，稱為手動泵。5手動泵的特點 ⑴.泵的 量和??ˇ?無 植，它取決¨人力在單位時?內的操作次?和操作???ˇ。⑵.泵的排出￡力取決¨排出 ?特性和排出?￡力。泵的￡排出￡力?與泵的結構?ˇ，液力?密封質量?人力大currency1有關。手動泵 要用¨ –動力–無?其 動力的 合。例 簡易 ￡試驗，簡易農藥噴霧、農村簡易深井提 ，食品工業(yè)提升液狀物 ?簡易消防用泵 。2.1.4柱塞泵及其特點在液力?往復運動副 ，運動 無密封元 的叫?塞。相應的泵稱為?塞泵.?塞泵的特點 ⑴.?塞泵的?塞形狀簡單，?塞直徑可 得很currency1，但fl a大?前 見到的?塞直徑范currency1大 在D= ～15 （1 3? m）,個 的達 . m。直徑acurrency1，會遇到加工工藝 的困難，直徑a大，特是臥式泵，??塞 重a大fi成 密封的偏磨， 密封的 用壽命。⑵.˙¨結構的 ?，?塞泵大 成單作用的，幾乎fl 成雙作用泵。⑶.??塞密封（填料箱）在結構 易¨變形，在材料選擇 ?靈活，故?塞泵 用的排出￡力范currency1?廣泛， 成高￡泵。2.1.5 隔膜泵及其特點泵的液力?借助¨隔膜（膜片、波紋 ）來組成工作腔，隔膜周 彈性變形來?ˉ?塞的往復運動的泵，稱為隔膜泵。隔膜泵的特點 ⑴.在泵的液力? 隔膜的靜密封?ˉ了?塞的動密封，?此可作到輸送介質絕 fl 漏。?此，隔膜泵 ¨輸送易燃、易爆、劇毒、?臭 ?具有放射性 人￠有害的介質， 用¨輸送ˉˇ高、 昂貴的物料。 ¨? 、易揮發(fā)、易結 ?磨 性很?的 液，有時 采用隔膜泵， 改善?塞密封的工作?， ?其 用壽命。⑵.為了保 隔膜的?ˇ和 用壽命，隔膜的彈性變形 ˇ通常很currency1，故 隔膜泵來講，隔膜工作腔的行? ?fl可·很大，?其徑向 §會很大。另 ，隔膜泵的每分鐘的往復次? ?低。⑶.˙¨結構 的 ?，隔膜泵的 ??大，ˇ 在泵的吸入a?中 要￡ 隔膜變形的 力，故隔膜泵吸入性·?差， ?效率 ?低。⑷.隔膜泵，特 是液力隔膜泵在結構 要 ?塞泵復雜， 用、?護的 要 ?高。2.1.6臥式泵及其共同特點液缸–?塞中 ?為 ?的泵，?稱為臥式泵。往復泵 為臥式泵，其?同特點 下 ⑴.便¨操作者 泵的運? 況， 、裝、 用、?fi?為方便。⑵.機組在高ˇ方向 時，fl 要很高的 ；但在?、 方向 ?大時, `面???大。⑶.?為?塞做 往復運動，密封 在工作時? 受?塞 重， 易產生偏磨， 其 ?塞?重、 很?時，這種現(xiàn) ?為 。⑷.臥式泵的機械慣性力 分力?大，ˇ泵的 受 分力的·力又?差，故臥式泵 的?ˇ和 ˇ要 ?高。2.1.7 立式泵及其共同特點液缸–?塞中 ?是 直 ?的泵，稱為立式泵。立式泵的?同特點 ⑴.高ˇ方向 ?大， 高，但?、 方向 currency1，、 `面?–。⑵.運?時，?塞密封fl 受?塞 重，fl易產生偏磨。⑶.機械慣性力 分力currency1， 直分力大，ˇ泵 有??的受 直分力的·力，故 要 fl高。⑷.一?講，立式泵的吸排閥、吸排 ? ?困難， 裝、?護 fl 方便，特 是 液力??¨下側時? 。但 把液力??¨ 側時，?有 改善。通a 幾種'式泵的特點的 ， 結合乳化液泵 身的結構特點?其用途，此次設?選用三聯(lián)單作用機動臥式?塞泵。2.2液力端結構型式選擇在往復泵 把?塞從滑? ￠開一直到泵的…出” 的 ，稱為液力?，液力?是介質a 分，通常˙液缸￠，活塞和缸–?塞?其密封（填料箱）、吸入閥和排出閥組 、缸蓋和閥7箱蓋 ?吸入和排出￡合 （–￡液 ） 組成，液力?結構'式的選擇應與泵'??￠結構'式時，應￥?下述 ? ⑴.a 性好， 力 力損失currency1，為此，液 通?應力 ¨ˇ直，盡 §currency1'“和?劇的斷面變化。⑵.液 通?應 ¨ ￠排出，fl? 有?fi，fi成 ￠fl ，通常，吸入閥應?¨液缸￠下 ，排出閥應?¨液缸￠– 。⑶.吸入閥和排出閥應 直 ?， ¨閥??常· 和密封，特 況下 可 ??和 ?。⑷. ?應盡可·currency1， 其是 高￡¨行?泵– 泵輸送? 量大，易揮發(fā)性介質時，?應力 減currency1 ?。⑸.易損 壽命?，??方便。⑹. fi工藝性好fl同的泵有fl同的液力?，甚至相同的泵' 有fl同的液力?，?此液力?結構'式很難統(tǒng)一 分，?泵的吸入閥、排出閥的 ?'式、液 通?特性和結構特性可分為 直通式、直?式、?”式。 ¨臥式三聯(lián)單作用?塞泵的液力?選用直通式。2.3傳動端結構型式選擇往復泵 傳?動力的 叫傳動?， ¨機動泵，傳動?是…從滑? 一直到 軸（曲軸）‰出?（動力輸入?）為止的 ， 果是泵內減速的，?傳動? 減速機構， 果是泵 減速的，?傳動?fl 減速機構，減速機獨立， 果是直聯(lián)泵?傳動?沒有減速機構， 無減速機。 直接作用泵，傳動?即…動力缸（?缸、 缸） 。機動泵的傳動? 要˙機￠、曲軸連桿、曲柄、滑??潤滑冷卻 ?助設備 組成[11]。傳動?結構'式選擇 應和泵'??￠結構'式選擇同時…行，在選擇和設?傳動?時應￥? 下 ? ⑴.傳動? 要? 必? `泵最大?塞力下是?ˇ和ˇ的要 。⑵.傳動?內各運動副，必?是潤滑可靠， ` ￡和′??，潤滑 升 限 在設?要 內，必要時應有冷卻設備。⑶.在結構和 要 ? 的范currency1內，應力 減currency1連桿 )( l?? 這樣fl僅可減currency1滑? 的 ￡，ˇ 可減–慣性 ‰的 ，從ˇ可改善泵閥工作? 和泵的吸入性·。⑷.要合?的選擇液缸中 ?的??，曲柄?ˉ?，力 機械的慣性力和慣性力?得到 ˙，減輕 的 力載¨。⑸.傳動?， 其是立式泵傳動?，應??重 的? 性。傳動?– 應設有運?時排 ， 時封 的排 裝?，? 應設有排放潤滑 的 ?。⑹. 、裝、 fi方便，大'泵的傳動? 應??到傳動?各? 的 ?方式和?ˇ。—.易損 ?運動副應工作可靠，壽命?，???方便。.加工、 fi工藝性好。-1 乳化液泵?￠結構 91 機￠ 連桿 滑?? 曲軸 5 減速機構 缸 組 ?塞 第三章 泵的主要結構參數的選擇與確定3.1泵的主要尺寸參數的確定3.1.1給定設計參數工作介質 乳化液 （? -5 乳 的中性 液）排出￡力 ′= 5M′ 排量 = m 往復泵?塞個? = 個泵的排出￡力￡ 僅取決¨結構?ˇ、液力?密封 質量? 動機的￡ 功率ˇ與 量無關。˙ 式[ ] vvvKSnEDKASnEQtQ ???? )1(240)1(602?????vvm nZDKZUD ????240)1(832???1 9? m3 式中 Q 泵的實? 量,1 9? m3 tQ 泵的?o 量,1 9? m3 v? 泵的 ?效率24DA???塞截面?，m2D ?塞直徑，mS ?塞行??ˇ，mn 曲軸??（ ?m）–?塞的每分鐘往復次? ?mZ 泵的聯(lián)?（?塞?）K 系? AArK ??1（Ar ?塞桿截面?，m2）=2)(1DDr?（ rD ?塞桿直徑，m）30snUm ? ?塞的 ?速ˇ，m DS???徑 ˙ 式可 ， 量Q與n、s、D、 rD、Z 結構 ?有關，果在?￠設?時 選 了泵'和?￠結構'式，那aZ、K即為 ，?此，決 的 要結構 ?§是n、s、D和 rD，¨?塞泵? 有n、s、D三個 要結構 ?[ ]。3.1.2柱塞直徑和行程的確定1.柱塞平均速度 mU 的選擇mU 的大currency1直接 泵各運動副?、 的 和磨損，特 是 ?塞?其密封這一 運動副的 為 。 mU fl應選擇a大， mU a大 和磨損 重，特 是 ?塞?其密封一? 重磨損，??§將增加， 量下￠，排出￡力 fl·達到￡ 。 mUfl·選擇acurrency1，要o得一 的Q ， mU 一經· ，D即為·果 mU 選擇acurrency1，D §必??大，這樣一來。fl僅 液力?徑向 增加，ˇ ??塞力是和 2D 成? 的，傳動?受力 隨? 增，從ˇ會 泵的?￠ 和重量增大。⑴.選取 mU 的一? ?和方?可 ?泵的有效功率 eN 來選取，一?講， eN 大， mU 大，反?? 取?currency1 ，?為 eN 大，?塞力 ¨增大，為了減currency1活塞力，–加大s，–提高n，其結果都 mU 增大。⑵.活塞 ?速ˇ mU 的· [ ]mU 的大currency1 要與 合成單聯(lián)單作用泵的有效功率 ezN 有關mU =4.0eztNK m 式中 mU ?塞 ?速ˇ，m tK 統(tǒng)?系? tK （ .1 ～ . ）ezN 合成單聯(lián)但作用泵的有效功率， 11 )1(612)1(612)( 12?????KZPQKZQPPNez（ -1） 式中 泵的 量， m 選取 mU 時 QQt ?2P 泵的排出￡力，1 5? m21P 泵的吸入￡力，1 5? m2， 2P 1P– 1P為?！晔拢炅?2P- 1P ? 2PZ 泵的聯(lián)?K 系? AAK r??1， ¨單作用泵1?AAr= 雙作用泵，1?AAr, 10 ??K （K取 . ）˙ 式（ -1）25.15)10(3612 8035)1(612 ??? ???? KZPQNez892.025.153.04.04.0 ????eztm NKU m 2.曲軸轉數n和柱塞行程長度s的選擇mU 選 ，?塞的直徑可 出˙ 式 30nsUm ? 表 - 常見泵'的n 范currency1?? [ ]， 一?的臥式三聯(lián)單作用機動泵n范currency1現(xiàn)有產品（1 ～ ?m）取 min535rn?.05.0535892.03030 ????? nUS m通a 整取行? 044.0?S m¨機動泵 8(?L ～1 ）? ? 44.010 ??? SL m3.柱塞直徑的確定˙經驗 式[ ] QZSSn ????? ?1 （ -）式中 n 曲軸的?? m S ?塞的行??ˇm 1S ?塞的面?m2 Z 聯(lián)? ? ?效率 Q 泵的 量 m ¨ ?效率 v? 的選擇 輸送常 時 v? = . ～ .? ，輸送石 產品、? 、液化? 介質時， v? = . ～ . 。 乳化液泵取 v? = .?˙ 式（ - ）31 102586.19.03044.0min535min80 ???????? rLnSZQS?21 4DS??出?塞直徑 04.0?D m4.程徑比 DS??1.104.0044.0 ??? DS?5.吸入和 內徑 21dd 的選擇這?個 的選取 要取決¨吸入、排出 內介質的 速 1v和2v 。 1v、 2v a大； 力 力損失a大，消耗·量 ，泵的吸入性·差，ˇ 易產生液缸內 化和? ?泵的a 量現(xiàn) ； 1v、2v acurrency1， ?和液力? ?大。在往復泵中，通常要限 1v、2v ， 其 1v 限 ?重要，一?取 范currency1是 11 ?v ～ m ，5.12 ?v .5 m 為了 fi方便常常采用相同的 1v、 2v ，即取21 dd ? ， 0.221 ??vv m 29214.3 804442121 ???????vQvQdd??式中 1d 吸入 內徑 m 2d 排出 內徑 mQ 泵的 量m3 1v 吸入 內介質的 ? 速m 13 2v 排出 介質的 ? 速m 3.2 動機的選擇3.2.1 動機 的選擇與確定1. 動機的選擇7.36PQNe ? 27PQ′?式中 P 泵的全￡力 Q 泵的實? 量 m 可 ?下 式? 75.45450612 ??? PQPQNe式中 P 泵的全￡力 1 5? m2 Q 泵的實? 量 m 2.泵的軸 入 ?eNN ?-式中 ? 泵的效率，電動泵的效率范currency1 6.0?? ～ .? 取 9.0??˙ 式（ - ）83.509.0 75.45 ??? ?eNN3. 動機的 'ddedNN??? ??? -? 式中 d? 泵的傳動裝?效率 'd? 動機的效率 取'd? = .??˙¨泵的效率? 了泵的傳動機構的 損失， ，泵的傳動裝?效率 與泵的減速機構的機械損失有關。 采用 傳動時， 94.0?d? ～ .??（ 式）；采用 帶傳動時 d? = .? ～ .? ，三? 帶傳動時 d? = .? ～ .??˙ 式（ -?）'ddedNN??? ??? 6.5499.094.09.075.45 ???? 3.2.2 動機的選擇-1 Y 5 M ?'電動表 -1[ ] 動機功率儲備系? cK泵的'號電動機的功率KW機動泵 2? 6? 10? 20? > 儲備系? cK1.5 1. 5 1.15 1.1 51.596.541.1' ????? dcd NKN通a 整 取 55' ?dN 表 - Y系 電動機 ?據可 [ ]，選取Y 5 M ?'電動機P=55 5.102?I A 1480?n m 6.92?? 功率?? . 15第 章 主要 的設計4.1液力端主要 的設計?塞泵液力?通常˙液缸￠和缸蓋，吸入和排出閥箱、閥蓋、缸 ?塞和填料箱 ?…出”?蘭 。液缸￠是?塞泵中 要 受液￡的? ?一，˙¨它的形狀復雜、壁 fl?，內有十字–T'交孔、應力￡中大，ˇ 是與輸送介質接觸，并 受內￡交變載¨，?此，它的設?合?性， 其壽命有?大的 。特 是輸送高 、高￡、? 性介質時，應?? 下幾點 ⑴.要選取合 的材料和? ?方式，既要有?高的?ˇ…'和抗 ·力，又要特 ??到材料 應力￡中的敏感性。⑵.在結構設? 要 形狀簡單，壁厚??，內 ?孔相交應盡可·減–，實踐 ；在同 ? 下，T'交孔要 十字'交孔的液缸￠壽命?一些。⑶. 果加工工藝? ，在內 ?交孔應予… ，并 加工表面做?化 ?， 減弱應力￡中的 。⑷. 果在?￠和液力? 設?時§·??到把液缸￠內的高ˇ應力￡中 位和高ˇ變載¨fi分開來，將會有效`提高液缸的 用壽命。 ?-1a直通式 ?的液缸￠ ?-1b 直 ?的液缸￠液缸￠的結構'式 要是 從 泵的?￠結構'式和液力?結構選'，液缸￠的結構特點可?泵的?分為單作用液缸￠和雙作用液缸￠。 ¨單作用?塞泵 合¨整￠式液缸￠，此形式的泵的 個工作腔在同一個?￠ ，這種液缸￠鋼性好，工作?距currency1，機加工量–，但工 ?大。整￠式?塞泵液缸￠除特 ' ，大 是˙若`個 直相交 ?面 ?孔 組成的一個 工作腔￠。下 是典'的液缸￠剖視 。 （a）是吸入閥和排出閥組直通式?的液缸￠; b 是吸入閥和排出閥互相 直 ?的液缸￠.4.1.1液 體 的確定及 度 1.液 體 的確定假 液缸￠為一 半徑為 2r ，內 半徑為 1r的 厚壁 筒 壁厚?相 ?。?12 rr 5.1? ）時，?可˙薄壁筒 式· 壁厚 ? ? CPPD ??? ???11 2? m （?-1） 一?取C= . ~ . 1 2? m ¨球墨鑄鐵? ?? = ~ 1 5? m2式中 ? 壁厚，1 2? m ?焊接系?，無焊接?=1P 缸內最大工作￡力，1 3? ′a1D 液缸￠內徑，1 2? m17 C ??鑄fi偏 ? 的裕量˙ 式（?-1）? ? ?015.01 ???? CPPD???m2. 度 ¨薄壁筒（ 5.112 ?rr ）? ?????)(2)(1CCDP????1 5? m2 （?-）?為液缸￠一?fl焊接支 ， ?=1˙ 式（?- ）? ?? ??? ???? ??? 5.1921)003.00245.0(2 003.0015.0(04.035符合要 。?- 缸 組 4.2傳動端主要 的設計4.2.1機體的 及設計機動往復泵傳動? 要˙機￠、曲軸、連桿、滑? 要?組成。機￠是傳動? 要? ?一，通常˙機身、機蓋、軸 蓋要? 構成。1.機體的主要作用⑴.作為傳動機構和曲柄連桿機構的支 、 位?運動…向用；⑵. 受–傳?泵的作用力和力?；⑶.作為液力?的支 作用并用天安裝某些?助設備。泵的機￠，?其毛坯的形式可分為鑄fi機￠和焊接機￠?種。一?講，鑄fi機￠具￠有?高的 ˇ和抗震·力，? 性好，易¨o得 的?ˇ，生產周 ¨，成 ?低，?ˇ在?塞泵中廣為應用。但鑄fi機￠壁厚?厚，整個機￠很笨重，通常 用¨固 安裝。焊接機￠ 采用低碳鋼組焊ˇ成，重要?輕，便¨移動。但此種機￠ 性?差， fi周 ?，成 高。通常 用¨要 往常移動的泵。.機體的結構設計機￠結構設?的一? ?⑴.應有`夠的?ˇ和 ˇ，在此前提下，力 重量輕⑵.結構 力 簡單， 形力 美 。鑄fi和機加工工藝性·應良好。在結構設? 要有便¨ fi、加工的 fl面， ·?好的保 各加工表面的幾何形狀、 精ˇ和形狀位?分差。fl必要的加工表面應力 減currency1，簡化工表，˙¨生產周 ，￠低成⑶.便¨曲柄機構和傳動機構的 裝，調整和 fi，便¨機￠內 的 和潤滑 的排放和? ⑷.機￠? 應有`夠的 重面?，盡可·的￠低重 ，保 其 載·力和泵運?時的? 性。3. 速機構的設計˙¨從電動機軸輸出的?速a高，采用泵內減速，即一級 減速。1. 傳動 的? 表 - Y系 電動機 ?據可 [ ]，選取Y 5 M ?'電動機 55?P AI 5.102? 1480?n m 6.92?? 功率?? . 56.2535 88.014801????? nni ?A式中 n 電動機??， m ? 電機效率1n 曲軸的??， m 19 ?- 減速機構⑵.選 精ˇ 級、材料? ?①.此機 為一?工作機 ，速ˇfl高，故選用 級精ˇ②.選currency1 材料為? C 調質 硬ˇ為280HB?，大 材料為?5鋼（調質）硬ˇ為240HB?③.選currency1 ? 241 ?Z ，大 ? 44.6112 ??iZZ ，取622 ?Z⑶.? 面接觸?ˇ設?23 1 )()1(32.2HEdtItZuuTkd????（?-） ①.試選載¨系? 2.1?tK②.? currency1 傳?的??21 1054.395501480559550 ??????TPT?.m③. 表1 - 選取 系? 1?d? [ 1]④. 表[ 1]1 - 得材料的彈性 系? az MPZ 8.189?⑤. 1 - 1d? 面的硬ˇ 得currency1 的接觸疲勞極限6002lim ?H? M′a，大 的接觸疲勞?ˇ極限 5502lim ?H?M′a[ 1]⑥.? 應力?環(huán)次? ˙表1 -1 得[ 1]911 1039.6)1530082(114806060 ?????????? hjLnN992 105.256.21039.6 ????N式中 n ?速j 每?一圈時，同一 面嚙合的次?hL 的工作壽命（單位為h）⑦. 1 -1? 得接觸疲勞?ˇ壽命系?[ 1]89.01 ?HNK 90.02 ?HZK⑧.? 接觸疲勞 用應力取失效概率為1%。安全系??=1? ? 5341 60089.01lim11 ???? SK HHNH ??M′a? ? 4951 55090.02lim22 ???? SK HHNH ??M′a⑷. ? 面接觸?ˇ設?? 1. 試 currency1 分ˇ 直徑 Itd ，?入? ?H? 中極currency1 ˙ 式（?- ）? ? 3 2523 1 )4958.189(56.2156.11054.32.132.2)()1(32.2???????HEdtItZuuTKd??= . m②.? 周速ˇv04.6100060 14807814.3100060 1 ?? ????? ndv It?m ③.? b表1 - ，取 系? 8.0?d? [ 1]06.0788.0 ????? Itd db ? m④.? 和 高? hb模? 25.31 ?? Zdm Itt mm高 00731.025.325.225.2 ???? tmh m7.1031.778 ??hb⑤.? 動載¨系?根據 04.6?v m ， 級精ˇ， ˙ 1 - 得動載¨系?[ 1]2115.1?vK ， ¨直 ，假設 bFK tA >1 ? mm， ˙表[ 1]1 - 得 2.1?? ?? FH KH ， 表1 - 得 用安全系? 1?AK [ 1]表1 -? 得 級精ˇ，currency1 相 支撐非 稱 ?時[ 1]bK ddH 322 1023.0)6.01(18.012.1 ?????? ????入?據 426.1781023.01)16.01(18.012.1 322 ????????? ??HK˙ 7.10?hb 426.1??HK [ 1]1 -1 得 35.1??FK故載¨系? ?? HHvA KKKKK ? 968.1426.115.12.11 ?????⑥.?實?載¨系?校? 得的分ˇ 直徑08.02.1968.178331 ??? tIt KKdd m⑦.? 模?m33.3248011 ??? Zdmmm⑸.? 根“曲?ˇ設?˙“曲?ˇ的設? 式為? ?3 211 )(2FsaadFYFZKTm??? （?-?）· 系?①. 1 - C 得currency1 的“曲疲勞?ˇ極限 5001 ?FE?M′a，大 的“曲疲勞?ˇ極限 3802 ?FE? M′a[ 1]②. 1 -1 得“曲疲勞壽命系? 82.01 ?FNK 、85.02 ?FNK [ 1]③.? “曲疲勞 用應力取“曲疲勞系? 4.1?S? ? 8.2924.1 50082.0111 ???? SK FEFNF ??M′a? ? 2304.1 38085.0222 ???? SK FEFNF ??M′a④.? 載¨系??? FFVA KKKKK ?= 863.135.12.115.11 ????⑤. 取 形系?˙表[ 1]1 -5 得 65.21 ?FaY 30.22 ?FaY⑥. 取 形系?˙表[ 1]1 -5 得 58.11 ?saY 74.12 ?saY⑦.? 大currency1 的 ? ?FSaFaYY? 并加 ?? ? 0143.08.29258.165.2.111 ???FSaFa YY?? ? 0174.023076.130.2222 ???FSaFa YY?⑹. ? 根“曲?ˇ設?? ˙ 式（?-?）21.30174.0241 1054.3863.123 25??? ????mmm? 結果，˙ 面接觸疲勞?ˇ? 的模?m大¨˙ 根“曲疲勞?ˇ? 的模?，˙¨ 模?m的大currency1 要取決¨“曲?ˇ 決 的 載·力，ˇ 面接觸疲勞?ˇ 決 的 載·力，反與 直徑（即模?和 ?的乘?）有關，可取“曲?ˇ 得的模? . mm…行 整為'fl的 3?m mm，?接觸?ˇ得的分ˇ 直徑 801 ?d 出currency1 ?260.38011 ??? mdZ通a 整 取 231 ?Z大 ? 592356.22 ????iZZ ，取 552 ?Z這樣設?出的 傳動既 `了 面接觸疲勞?ˇ，又 `了 根“曲疲勞?ˇ，并做到結構緊湊，§currency1浪費?！?幾何 ? 1. ? 分ˇ 直徑069.00.32311 ???? mZd m23165.00.35522 ???? mZd m2. ? 中 距117.020.1650.69(2)( 21 ????? dda m? ˇ055.00.698.01 ???? db d? m取 055.02 ?B m 05.01 ?B m.驗 87.10260069.0 1054.322211 ????? NdTFt?25.148708069.0 87.102601 ???bFK tA? m>1 ? m˙驗 可 符合要 。4.2.2曲軸設計 曲軸是把 動機的旋?運動?化為?塞往復運動的重要 ?一。工作時，它為 受周 性的交變載¨，產生交變的扭?應力和“曲應力。1.曲軸的結構特點和選擇¨乳化液泵采用?支 三曲'曲軸'式，這種'式的曲軸?具支 –， 曲軸和機￠的加式量減–，傳動?裝 簡單。相反的，?曲柄ˉ?為1 o的三'′支 曲軸fl·簡化成 面曲軸，故受力狀況復雜， ˇ和?ˇ?差，在同 ? 下§ 得粗笨。曲軸典'結構?各個 位⑴.軸?軸 ?與曲軸旋?中 同 的軸向? 叫軸?。曲軸通常有??，軸的 ‰?叫前?。?前?一??與 動機–機泵 減速機相連接，并作為?扭?的輸入?，故前? 叫輸入?。相 的另一?叫 ?， 叫尾?。⑵.軸頸軸頸 軸頸，支 軸頸和曲柄 。軸頸系…軸? 安裝 軸 –曲軸支 中?軸 的 位。支 軸頸?與 軸頸同軸 。曲柄 是…曲軸 與連桿大‰連接的 位（ 叫連桿軸頸），它與 軸頸fl同 。⑶.曲'，曲柄，曲柄半徑曲軸 連接 軸和曲柄 –連接?相鄰曲柄 的 位叫做曲柄，前者又稱為¨ ， 者又稱為? 。曲柄與曲柄 的組合￠稱為曲'，靠近 軸頸的曲'?¨又叫¨'。連接?曲柄 的'??，又叫?'。˙ 軸頸中 （亦即旋軸中 ）到任?曲柄 中 的距離稱為曲柄半徑。①曲' ?–曲柄ˉ?選 曲軸的'?和曲軸柄ˉ? 要取決¨泵的'式，聯(lián)?和作用?的選擇。曲柄ˉ?的選擇 應??有 ¨減currency1 量fl??ˇ，慣性力和慣性力?的 ˙并有 ¨? 軸頸 曲交形相接近，¨三聯(lián)單作用泵取曲柄ˉ?為1 o（各ˉ?? ），ˇ 若 靠近曲軸輸入?為第一曲柄，并 它為 fl，順旋?方向? 時，第′曲柄與第一曲柄?的ˉ?取為 ? o，第三曲柄與第一曲柄的ˉ??取為1 o。這樣?有 ¨ 軸頸 的交形（??）接近。特 軸前? 軸頸 ‰ 位有?加力?時，?是 此。②曲軸支 和軸 選擇　　　　¨′支 三'曲軸的 ˇ?差， 軸 的 軸頸變形???大，故 軸 采用? ???大的向 球軸 ˇ很–采用滑動軸 。⑷.軸頸鑄fi曲軸??鑄fi工藝·夠o得?為復雜的形狀，故軸頸可采用 結構。內孔徑 為 直徑的 5～1 5， 結構可 減輕曲軸重量，￠低材料應力￡中， 應力分 ??，有 ¨提高曲軸的疲勞?ˇ（一? 實 軸可提高疲勞?ˇ 5 %）。⑸.曲柄采用橢 形的曲柄，材料 用最合?，疲勞?ˇ高。但 ˙鍛fi曲軸，曲柄 形 靠模加工成'。⑹.a渡 ?泵工作時，軸頸與曲柄連接 最 易形成應力￡中，ˇ…‰曲軸早 破壞，?此在此 應取 滑a渡的 ? 提高曲軸的疲勞?ˇ?！? 孔曲軸軸頸一?采用有￡潤滑 ?迫潤滑和冷卻，為此曲軸內應有 孔作為潤滑 的通?。曲軸 孔（軸向）直徑一?取25（ . ～ . ）D（其中D為曲柄 直徑）。但最currency1fl應currency1¨. ?m。曲柄 的徑向 孔直徑 軸孔直徑略currency1，一?取. 5D。其出”與軸頸表面相貫 ，應倒 、拋光， §currency1此 應力￡中和￠低曲軸疲勞?ˇ。倒 的 ?半徑 為 孔直徑的一半。.軸?軸?常見的形狀是 前? 為 ?￠– 錐￠。 ? 為 ?￠。 ?軸?加工方便，但 裝?困難。 錐軸?便¨ 裝，但加工?麻煩，錐面錐ˇ一?取1 1 可取1 15–1 。?前?為?扭?輸入?，故前? 有鍵槽 備安裝鍵來傳?扭?。⑼.軸封軸前?為 ‰?，為防止?jié)櫥?˙ ‰ ?漏，在相應的機￠ 應設軸封，最常用的軸封是橡膠軸封和毛氈軸封。2.曲軸結構設計?-? 曲軸1. 曲軸 直徑· htDtDt1t1?-5 曲柄 直徑的 曲'軸的曲柄 直徑D（ ?-5）[ ]可?經驗 式 步· 4.5(?D ～ P)2.7 10 2? m （?-5）式中 ′ 最大?塞力，t 2.1(max ?P ～ 1)5.1 P（ 1P ?塞力）¨′支 三'曲軸系?應取偏大 ˙ 式（?-5）0358.04.5 ??? PD m通a 整 取 04.0?D m⑵. 軸頸 tD04.004.00.1)1.1~9.0( ???? mt DD m一?曲' 軸頸變形??最大，故??到 軸 ??? 應根據 軸 內徑…行 整，此 ， · 軸頸 時， 應 ?到軸頸重疊ˇ DS ，應盡可·§currency1 DS ¨?–接近¨?甚至¨currency1¨?的 況（見 ?- ）[ ]27D+S0Dt Dt-S0?- 曲' 軸頸 1. 軸頸?ˇ軸頸?ˇ 應 `曲柄 （即液缸中?距）a的要 12ttLa ??? （?-）式中 t 曲柄厚ˇ,1 2? m 1t 曲柄?側臺肩厚ˇ, 1 2? m曲柄厚ˇ5.0(?t ～ 025.004.062.0)7.0 ???Dcm m式中 D 曲柄 直徑, 1 2? m⑸.曲柄 ˇh4.1(?h ～ 06.004.058.1)8.1 ???D m式中 D 曲柄 直徑, 1 2? m⑹.曲柄半徑r02.02040.02 ???srm—. 軸頸重疊ˇ相鄰?曲柄 13.0)3(0 ??? DrDDS 式中 D 曲柄 直徑, 1 2? m軸頸與曲柄 5.0)2(0 ???? DrDDDS t.連桿大‰軸瓦 ˇ02.05.0)65.0~4.0( ???? DDb m式中 D 曲柄 直徑, 1 2? m⑼.曲柄?ˇ2.0(02.0??bL ～ 03.05.002.002.0)5.0 ???? m⑽.曲柄厚ˇt? 5.0(1 ?t ～ 024.004.06.0)7.0 ???D m 取 025.0?t m¨ 取 02.02 ?t m⑾.曲柄 h4.1(?h ～ 06.004.05.1)8.1 ???D m式中 D 曲柄 直徑, 1 2? m⑿.校 液缸中 距a˙ 式（?- ）0355.00025.02015.00155.02 1 ???????? ttLa m式中 L 曲柄?ˇ,1 3? m t 曲柄厚ˇ, 1 3? m1t ? 曲柄厚ˇ,1 3? m3.曲軸 力 作用在?支點三'曲軸 的力有 作用在曲柄 中點的￡中力 切向力 iT和徑向力 iR的作用在 軸頸 的支反力 BA NN , ；作用在輸入? 軸頸 的?扭?M。4.曲軸 力計 29yPi'RiIhZPDiPCiTirβw?- 作用在曲軸 的 力切向力 iT，徑向力 iR，支反力 BA NN , ?軸前?載¨ cF?是作用在曲軸 的 力，?的輸入扭??是作用在曲軸 的 力?M。這些力和力?都是曲柄??的函?。 ¨三聯(lián)單作用泵在統(tǒng)一瞬?，作用在各曲軸 的力方向fl同，若設第一曲柄?? 21 ?? ? ，?第′曲柄??為 ?2402 ???? 第三???1203 ???? 。三聯(lián)泵任一?塞 ¨吸??′ o< i? <1 o時，其活塞力0?iP ， 任一?塞 ¨排??′1 o< i? < o其?塞力224 PDPi??是一常量， 任??塞 ¨前、 ?點?0( ?i? –?180?i? ，fl??運動副的? ）?塞力將有一突變–˙ 0?iP 突增到 224 PDPi???–相反。FC'L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7 L8C A BNAz T1T2R2t1 NBzM0NByT3R3R1NAyFCye1t1 t2 t3 dcbaM?- 作用在 軸頸 的 力 AyN ， BN 和力?M表?-1?支點三'曲軸 力（力?） [ ]作用力名稱符號 作 用點? 式往復慣性力wiI 十字‰ 中點)cos(cos2 iiwwi rwmI ??? ??旋?慣性力hI 曲柄2rwmIhh ?活塞力iP 活塞? (4 22PDP ???)360180 ?? ???(4 12PDP ???)1800 ?? ???綜合活塞力'iP 十字‰ 中點'iP mwii PIP ???31連桿力ciP 沿連桿中??cos'ici PP ?徑向力iR 曲柄中點hiicii IPR ??? )cos( ??切向力iT 曲柄中點)sin( iicii PT ?? ??輸入扭?M 輸入軸頸0321 )( MrTTTM ???? （ 力?）軸前?A點的支反力AyN 軸前? 軸頸中點aNAY1??[ ???? 2412 )()( yy FlcFlbcyy FeaFld )()( 20 ??? ]aNAZ1??[ ???? 242 )()( ZZl FlcFlbcZZ FeaFld )()( 20 ??? ]軸尾?B點的支反力BYN 軸尾? 軸頸中點aNBy1??[ 2412 )()( yy FlcaFlba ?????czy eFFlda ???? 3)( ? ]aNBZ1??[ 242 )()( ZZl FlcaFlba ?????czz rFFlda ???? 3)( ? ]支反力在直¨軸曲柄中?方向的 AciNBciN軸前? 軸頸中點軸尾? 軸頸中點iAzAyAci NNN ?? cossin 1 ??)1 cossin( iBzByBci NNN ?? ???1. 往復慣性力)2cos(cos2 iiwwi rwmI ??? ??式中 wm 每聯(lián)往復運動 分質量，1 ? 2 mr 曲柄半徑 m? 曲柄?速ˇ ad 30n?? ?? 曲柄半徑r與連桿?l? lr??? 曲柄?? ad t?? ?在泵的 步? 時最大往復運動 分的質量可?最大活塞力? )1(2maxmax ?? ?? rPmw?- 式中 maxP 最大?塞力，1 ? max22max 4 PDP??D ?塞直徑, 1 2? mmax2P 泵的最大排出￡力，1 5? m2˙ 式（?- ）)1(2maxmax ??? ?? rPm)2cos(cos)1(2 max ?????? ??? r PI i?01 ??? ?? ?2402 ???? 03 120????2.12.1maxPIi ?? 2.16.0max2PI ??? 2.16.0max3PI ??= 1.? =-1 . 1? =-1 . 1?2. 旋?慣性力2?rmIhh ?)1( kmmm gbh ???式中 bm ?化到曲柄 中 的曲'fl ˙質量， 1 ? 2 mgm 連桿質量， 1 ? 2 mK ?化成往復運動質量的系?，一?為 = . ～ .?.33 高速泵取currency1 低速–中速泵取大 。grlDm cib 124??式中 cr材料重ˇ 81.7?cr , 1 3? m2 94.14782 ?? ?rmI hh 取 1479?hI 10?hm 1 ? 2 m 在液缸內液￠￡力的作用下， 活塞?和缸蓋?產生大currency1相，方向相反的力′。稱為?塞力′ APP ?? （?-）式中 24DA???塞的截面? 1 4? m2P 液缸內液￠的￡力，在實?? 時可用泵的最大排出￡力?ˉ˙ 式（?- ）maxmax APP ??? =1? 5. 53. 活塞受 為??01 ??? ?? ?2402 ???? 03 120????75.19051 ??P 75.19052 ??P 03 ?P4. 綜合?塞力mPIPP ??? ?'式中 P 活塞力，1 ? ?I 往復慣性力，1 ? mP 力， 1 ?一? 況下?與活塞 ?， 力很currency1可 略 。322.1584'1 ???P 464.2066'2 ??P 714.160'3 ??P5. 連桿活塞力?cos'ici PP ?i?cos 表（?-?）可 [ ]1322.15841 ??cP 98489.0464.20662 ??cP=-? .1 98489.0714.1603 ??cP =1 .1 ? 6. 徑向力hiicii IPR ??? )cos( ??)cos( ii ?? ? 通a 表?- [ ]hc IPR ??? )cos( 1111 ?? hc IPR ??? )cos( 2222 ?? =-1 5. = ? . ?hc IPR ??? )cos( 3333 ??=1 .5 7. 切向力)sin( iicii PT ?? ??)sin( ii ?? ? 通a 表?-5[ ]322.15841 ??T 56.16322 ??T 968.1263 ?T8. 輸入扭?487