缸單作用往復(fù)泵機(jī)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)-文庫(kù)吧
2025-05-18 03:07 本頁(yè)面
【正文】 圖 22 曲柄連桿機(jī)構(gòu)與活塞運(yùn)動(dòng)情況示意圖 若曲柄回轉(zhuǎn)中心與活塞中心線(xiàn)位于同一個(gè)水平面內(nèi)，以活塞在泵缸左端終點(diǎn)位置為坐標(biāo)原點(diǎn)。此時(shí)圖中角 ? ， ? 均等于零。當(dāng)曲柄順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，則活塞自左向右運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)距離為： (1 c os ) (1 c os )x r L??? ? ? ? （ 2— 1） 式中： L— 連桿長(zhǎng)度， m； R— 曲軸半徑， m； ?— 曲柄的轉(zhuǎn)角； ?— 連桿的擺角。 當(dāng)活塞自右向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，計(jì)算式相同，但右邊兩項(xiàng)之間取“ — ”號(hào)，將 cos?值換為三角函數(shù)表示則應(yīng)為 sin sinLr??? ? ? （ 2— 2） sinsin rL? ?? ?? （ 2— 3） 2 2 2c o s 1 sin 1 sin? ? ? ?? ? ? ? (2— 4) 上式按牛頓二項(xiàng)式展開(kāi)，可得： 2 2 4 4 6 61 1 1c o s 1 s in s in s in . . . . . .2 8 1 6? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? （ 2— 5） 活塞的位移，速度，加速度的近似計(jì)算方程： (1 cos )xr ??? （ 2— 6） sinur??? （ 2— 7） 2 cosar??? （ 2— 8） 往復(fù)式泵活塞運(yùn)動(dòng)速度 u 不是定值，而是每一瞬時(shí)都在變化，而且是近似按正弦規(guī)律變化；從上式可知，活塞運(yùn)動(dòng)加速度 a 也是在變化的，它在往復(fù)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，近似按余弦規(guī)律變化。以單缸泵為例，它在排出液體過(guò)程中，活塞自某時(shí)刻 t 起，經(jīng)過(guò)時(shí)間 t? ，活塞移動(dòng)距離為 x? ，則在 t 時(shí)刻泵的瞬時(shí)排量為： ( si n si n 2 )6 0 2nsQF ?????? （ 2— 9） 式中 S— 活塞沖程，為曲柄半徑的 2 倍。 對(duì)于三缸單作用泵，其曲柄互成 120 度夾角。曲柄回轉(zhuǎn)一周，三個(gè)液缸各排出液體一次，故流量變化曲線(xiàn)圖上有三條近似正弦曲線(xiàn)。泵的瞬時(shí)流量應(yīng)是各條曲線(xiàn)在同一時(shí)刻的縱坐標(biāo)數(shù)值之和，如下圖所示： 圖 23 三缸單作用泵瞬時(shí)排量曲線(xiàn) 活塞的運(yùn)動(dòng)規(guī)律決定了瞬時(shí)流量的變化規(guī)律。不同缸數(shù)的往復(fù)式泵，其瞬時(shí)流量的變化范圍不同，產(chǎn)生流量不均勻 。 第三章 泥漿泵關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì) 主要技術(shù)參數(shù)：（ 1）曲軸箱變速： 2 級(jí) （ 2）泵量 (L/min) :1 2 2 3 4 5 7 90。 （ 3）泵壓（ MPa） : 、 、 、 、 、 、 .； （ 4）驅(qū)動(dòng)功率： （ 5）缸徑： 60mm （ 6）活塞行程： 65mm （ 7）活塞往復(fù)次數(shù) （ r/min）： 3 4 5 70、 8 10 14 181； （ 8）驅(qū)動(dòng)方式：電動(dòng)機(jī)離合器 四級(jí)變速箱 曲軸箱（剛性軸傳動(dòng)）。 單作用往復(fù)式泥漿泵，絕大多數(shù)是采用曲柄連桿傳動(dòng)的 。本設(shè)計(jì)也采用此 種方案，它由動(dòng)力端和液力端兩大部分組成。 動(dòng)力端及其關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)和解決方案 動(dòng)力端的功能，是將動(dòng)力機(jī)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榛钊?(或柱塞 )的直線(xiàn)往復(fù)運(yùn) 動(dòng)。它包括傳動(dòng)離合裝置、變速減速裝置和曲柄連桿。它們的相互位置與安排決定著泵的總體結(jié)構(gòu)型式，決定著泵的驅(qū)動(dòng)方案及結(jié)構(gòu)方案的選擇。動(dòng)力端的主要零部件包括皮帶輪，離合器曲軸箱體及其中的傳動(dòng)軸，齒輪副，曲軸，連桿及十字頭滑塊。按離合器的安排形式，動(dòng)力端的結(jié)構(gòu)方案為：利用撥叉式皮帶帶動(dòng)中間裝置上的空轉(zhuǎn)輪和工作輪實(shí)現(xiàn)離合。按曲軸箱傳動(dòng)結(jié)構(gòu)方式不同， 動(dòng)力端的結(jié)構(gòu)方案為：曲軸箱內(nèi)采用具有剖分式的曲拐軸方案，曲軸箱采用鑄鐵件。設(shè)計(jì)曲軸箱體時(shí)，使內(nèi)部所有零部件安裝、檢修方便；有良好的潤(rùn)滑條件；加工時(shí)應(yīng)保證驅(qū)動(dòng)部分零件之間有精確配合，特別要保證液缸中心距的精度要求。 曲軸 曲軸是泥漿泵的重要部件，本設(shè)計(jì)中傳動(dòng)軸采用曲拐軸形式。如下圖所示： 圖 31 曲軸 曲拐軸采用球墨鑄鐵制成，三個(gè)曲柄相互相位差為 120 度，兩端與軸承相配合，中間用螺栓與齒輪相連接，傳遞力和扭矩。因此曲軸是泥漿泵的重要組成部件 連 桿 連桿是泥漿泵中重要的連接部件。連桿大頭與曲軸相連，小頭與十字銷(xiāo)相連，中間部分為連桿體。桿體截面采用工字形。連桿大頭做成剖分式，連桿小頭用鑄鐵制造，顯微組織為均勻回火索氏體，正火處理后硬度已達(dá)到 求。 十字頭 十字頭是起導(dǎo)向作用的連桿部件，本設(shè)計(jì)采用圓筒式結(jié)構(gòu)，如上圖所示一邊連接連桿，另一邊與活塞桿相連接，它傳遞交變應(yīng)力 圖 32 連桿 圖 33 十字頭 液力端及其關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)和解決方案 液力端由泵頭體、缸套、活塞、 活塞桿吸入閥和排出閥等組成，它的作用是通過(guò)活塞在缸套中作往復(fù)運(yùn)動(dòng)形成液缸容腔變化，完成能量轉(zhuǎn)化，實(shí)現(xiàn)吸入和排出液體。液力端中泵頭體的設(shè)計(jì)：采用具有剖分式泵頭的結(jié)構(gòu)方案，即每一泵缸具有自己?jiǎn)为?dú)的泵頭，再用螺栓連接成整體。這種剖分的單泵頭體，體積小、鑄造容易、檢修方便。根據(jù)閥門(mén)箱的布置結(jié)構(gòu)不同，液力端采用直通式結(jié)構(gòu)，這樣吸入閥和排出閥處在同一軸線(xiàn)上，結(jié)構(gòu)緊湊、余隙容積小、質(zhì)量輕。泵的液缸體采用灰鑄鐵鑄造，吸入閥、排出閥之間液流通道要短而直，其內(nèi)徑很小?？紤]為減小流道阻力損失，加大拐彎處的圓角，使內(nèi)壁表面光滑。液 缸內(nèi)的形狀不利于滯留空氣。吸入、排出閥靠近缸體，減少了水利損失和余隙容積。方案使吸入、排出口便于同吸入、排出管道相連。 活塞 活塞由活塞座、橡膠密封皮碗、壓蓋及螺帽等組成。橡膠密封部分制成碗型，只在靠近排出端一側(cè)有唇型密封皮碗，皮碗緊靠在尼龍塑料支撐環(huán)上。且為了避免皮碗與襯圈接觸處產(chǎn)生撕裂或剝落，采用由聚酯與合成橡膠為材料的組合式活塞。如下圖所示：
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