【正文】 柱塞每往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次對(duì)介質(zhì)吸入和排出的次數(shù)，叫做作用數(shù)。一般將，該泵有幾根柱塞就稱幾聯(lián)泵。且宜制成高壓泵。影響密封的使用壽命。乳化液泵稱為柱塞泵。本次設(shè)計(jì)泵型為屬于機(jī)動(dòng)泵，即采用獨(dú)立的旋轉(zhuǎn)原動(dòng)機(jī)（電動(dòng)機(jī)）驅(qū)動(dòng)的泵。往復(fù)式屬于容積式泵，亦即它也是借助工作腔里的容積周期性變化來(lái)達(dá)到輸送液體的目的；原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能經(jīng)泵直接轉(zhuǎn)化為輸送液體的壓力能，泵的流量只取決于工作腔的容積變化值及其在單位時(shí)間內(nèi)的變化次數(shù)（頻率），而（在理論上）與排出壓力無(wú)關(guān)。乳化液泵及泵頭的設(shè)計(jì)畢業(yè)論文第一章 乳化液泵的設(shè)計(jì)一 概 述綜合工作面乳化液泵站一般配備兩臺(tái)乳化液泵和一個(gè)乳化液箱。往復(fù)泵是借助于柱塞在液壓缸工作腔內(nèi)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)來(lái)使工作腔容積產(chǎn)生周期性變化的；在結(jié)構(gòu)上，往復(fù)泵的工作腔是借助于密封裝置于外界隔開(kāi)，通過(guò)泵閥（吸入閥和排出閥）與管路溝通或閉合。因采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)又叫電動(dòng)泵。柱塞泵的柱塞形狀簡(jiǎn)單，且柱塞密封（填料箱）結(jié)構(gòu)容易變形，因此：①.柱塞直徑可制的很小，但不宜過(guò)大。②.由于結(jié)構(gòu)上的原因，柱塞泵大多制成單作用泵，幾乎不制成雙作用泵。，又稱臥式泵。乳化液泵有三根柱塞；因此又可稱為三聯(lián)泵。由型乳化液泵柱塞每往復(fù)運(yùn)動(dòng)依次，介質(zhì)被吸入，排出各一次，因此又稱單作用泵。，應(yīng)遵循下述基本原則：①.過(guò)流性能好，水力損失小，為此液流通道應(yīng)要求端而直，盡量避免拐彎和急劇的斷面變化；②.液流通道應(yīng)該利于氣體排出，不允許死區(qū)存在，造成氣體滯留。這種泵液力端的特點(diǎn)是：過(guò)流性能好余隙容積小，結(jié)構(gòu)緊湊，尺寸小。但是在液缸體內(nèi)部存在十字交孔，兩垂直孔相交處應(yīng)力集中較大，常因此而導(dǎo)致液缸體疲勞開(kāi)裂，特別是當(dāng)輸送強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)時(shí)，更容易引起開(kāi)裂。為使閥板關(guān)閉時(shí)不產(chǎn)生偏斜，采用偏置流道。（三） 傳動(dòng)端結(jié)構(gòu)形式選擇。，通常應(yīng)遵循下面的基本原則：①.傳動(dòng)端所需要的零部件必須滿足該泵最大柱塞力下的剛度和強(qiáng)度要求。④.要合理選擇液缸中心線的夾角，曲柄間的錯(cuò)角，力求使機(jī)械的慣性力和慣性力矩得到平衡，減輕對(duì)起初的撓度載荷。⑧.加工，制造工藝性好。②.兩支點(diǎn)三拐曲軸受力情況復(fù)雜，一般不能簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)單的平面力系或簡(jiǎn)支梁。故兩支點(diǎn)三拐曲軸均比較粗大。④.由于曲軸為整體鑄，鍛件（毛坯）再經(jīng)車削加工面而成，故曲軸半徑不易過(guò)大，亦即這種傳動(dòng)端組成的三聯(lián)泵，柱塞行程不宜過(guò)大。因電機(jī)功率為90KW，且本乳化液泵多用于井下，為保安全，故選擇Y180M4型防爆電機(jī),轉(zhuǎn)速1480r/min。在封閉齒輪傳動(dòng)中，齒輪的失效形式主要是齒面點(diǎn)蝕，齒面膠合，齒輪折斷。接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算應(yīng)以節(jié)點(diǎn)為計(jì)算依據(jù) ，因此節(jié)點(diǎn)處的綜合曲率半徑值不是最小值，但該處一般只有一對(duì)齒嚙合，而且在節(jié)點(diǎn)方向附近的齒根往往先發(fā)生點(diǎn)蝕。下面就是對(duì)乳化液泵齒輪進(jìn)行強(qiáng)度較核。 實(shí)際分度圓直徑d 基圓直徑 （國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定分度圓壓力角的標(biāo)準(zhǔn)值）齒頂高 齒根高 （正常齒標(biāo)準(zhǔn)）齒頂圓直徑 齒跟圓直徑 中心距 齒寬 齒形系數(shù) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖618 應(yīng)力修正系數(shù) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖619 彎曲疲勞極限 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖624得 彎曲最小安全系數(shù) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表612 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 彎曲壽命系數(shù) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖613 試驗(yàn)齒輪的應(yīng)力修正系數(shù)，按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)取許用彎曲應(yīng)力 驗(yàn)算 傳動(dòng)無(wú)嚴(yán)重過(guò)載，故不作靜強(qiáng)度校核。要確定軸的結(jié)構(gòu)形狀，必須先確定軸上零件的拆裝順序和固定方式。由《機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)》圖717。因其支承少，使曲軸和機(jī)體的加工量減少，傳動(dòng)端裝配也簡(jiǎn)單；相反地，因曲柄錯(cuò)角為120度的三拐二支承曲軸不能簡(jiǎn)化為平面曲軸，故受力狀況復(fù)雜，剛度和強(qiáng)度較差，在同等條件下就顯得粗笨。相對(duì)的另一端叫后端，也叫尾端。③.曲拐，曲柄，曲柄半徑 曲軸上連接主軸頸和曲柄頸或兩相鄰曲柄銷的部位，叫曲柄。由主軸頸中心到任意曲柄頸中心的距離稱為曲柄半徑。這樣才有利于主軸頸處的變形相近，特別是軸前端主軸頸外伸部位有附加力矩時(shí)，更是如此。 由于制造工藝的原因，短在曲軸的軸頸一般均制成實(shí)心圓柱體。成形方法：一般為鍛造成形，也有用棒料車削而成的。過(guò)渡圓角常見(jiàn)形式有單圓弧過(guò)渡圓角和雙圓弧圓角、內(nèi)凹過(guò)渡圓角。r1≥t1,t1由具體結(jié)構(gòu)決定，但不應(yīng)小于2mm。③ 同一曲軸上的圓角，包括軸頸突然變化處的圓角r1應(yīng)盡量取同一圓角半徑，以利于加工。圓柱面配合一般為H7/KH7/js6。③ 曲軸各工作表面過(guò)渡圓角在條件允許下應(yīng)力要求做好表面硬化處理并有足夠的尺寸精度和表面光潔度以減少應(yīng)力集中，提高各工作表面耐 磨性和疲勞強(qiáng)度。曲軸曲拐的直徑查《中國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)大典》 取 ①曲軸個(gè)軸段直徑的確定由d得軸段L的直徑最小，軸段K、A上分別安裝調(diào)心滾子軸承，所以其直徑必須滿足軸承內(nèi)徑的標(biāo)準(zhǔn)，由《中國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)大典》，其，故取軸段K、A直徑，軸段J、B為軸肩，所以，軸段I、C、E、G為軸柄，軸段D、F、H為軸拐的直徑，它與連桿大頭連接，其直徑應(yīng)當(dāng)有連桿大頭內(nèi)徑來(lái)定，所以確定其內(nèi)徑。要想把曲軸所有受立情況考慮進(jìn)去，是很難做到的。根據(jù)以上假設(shè)對(duì)MRB曲軸進(jìn)行受力分析與計(jì)算，它的主要參數(shù)如下：最大設(shè)計(jì)流量：最大設(shè)計(jì)排壓：曲軸轉(zhuǎn)速： 柱塞行程： 十字頭質(zhì)量： 連桿質(zhì)量： 柱塞質(zhì)量： 在上述假設(shè)條件下，作用在兩支承點(diǎn)三拐曲軸上的力有：作用在曲柄頸中點(diǎn)的集中力——（切向力和徑向力和旋轉(zhuǎn)慣性力）；作用在主軸上的支承反力；作用在輸入主軸頸上的總扭矩M。往復(fù)慣性力其中 低速泵取大值 旋轉(zhuǎn)慣性力柱塞力 （，為泵的最大排壓） （，計(jì)算時(shí)設(shè)）綜合柱塞力連桿力 由《往復(fù)泵設(shè)計(jì)》表44查得 徑向力由表46查得切向力由表45查得輸入扭矩在坐標(biāo)z向的投影在坐標(biāo)y向的投影軸前端C點(diǎn)處的載荷（由傳動(dòng)方式造成的附加載荷）軸前端A點(diǎn)的支反力 軸尾端B點(diǎn)的支反力 支反力在垂直于曲柄中線方向的投影 支反力在平行于曲柄中線方向的投影 在垂直于曲柄中線方向的投影 在平行于曲軸中線方向的投影 在垂直于曲柄中線方向的投影 在垂直于曲拐中線方向的投影 在平行于曲柄中線方向的投影 在平行于曲拐中線方向的投影 在垂直于Ⅰ，Ⅱ曲柄銷中線連線方向的投影 在垂直于Ⅰ，Ⅱ曲柄銷中線連線方向的投影 由以上公式計(jì)算數(shù)據(jù)列入下表得2268113411342443244324430011342268116322683700532374711085104711001599520542632944268325754817632910688170162095314625481735929407452580230618159951347825162054247901575244268263051796332575204581211600376894079322821759235517632175923552355 由于曲軸是承受交變載荷，其破壞形式多半是由疲勞引起的，因此，在通常的情況下，應(yīng)按疲勞強(qiáng)度校核。②.疲勞強(qiáng)度校核對(duì)于曲軸上必須考慮應(yīng)力集中的截面，應(yīng)校核疲勞強(qiáng)度。由《中國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)大典》。對(duì)于泵內(nèi)減速的機(jī)動(dòng)往復(fù)泵，傳動(dòng)端內(nèi)還有減速機(jī)構(gòu)（齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)等），泵內(nèi)減速的，因減速機(jī)獨(dú)立，不屬于傳動(dòng)端。它與曲軸相連的一頭稱為大頭，與十字頭相連的一頭稱為小頭。此截面可看做承受單純的拉伸或壓縮作用力，其最大應(yīng)力為：連桿體平均截面面積由《往復(fù)泵設(shè)計(jì)》連桿體最小截面面積則桿體最小截面應(yīng)力②.連桿體穩(wěn)定性計(jì)算連桿擺動(dòng)平面內(nèi)的桿體中間截面慣性半徑垂直與擺動(dòng)平面內(nèi)的桿體中間截面慣性半徑 連桿擺動(dòng)平面的柔度③.連桿體中間截面的強(qiáng)度校核桿體中截面應(yīng)按壓縮、彎曲聯(lián)合作用進(jìn)行強(qiáng)度校核，桿體中截面對(duì)軸的慣性矩桿體中截面對(duì)軸的慣性矩連桿擺動(dòng)平面內(nèi)的彎曲應(yīng)力垂直于連桿擺動(dòng)平面內(nèi)的彎曲應(yīng)力(, 45鋼)桿體中截面的壓縮應(yīng)力在連桿擺動(dòng)平面的總參數(shù)在垂直于連桿擺動(dòng)平面的總參數(shù)則總應(yīng)力 ④.連桿大頭強(qiáng)度校核計(jì)算時(shí)把大頭蓋看做是自由支撐在連桿螺栓軸線上,在曲柄銷直徑D長(zhǎng)度上作用著均勻載荷的梁,如圖5所示: 圖 5危險(xiǎn)截面AA按單純彎曲應(yīng)力校核:其中為AA截面的抗彎斷面模數(shù)則危險(xiǎn)截面BB按彎曲、拉伸、剪切聯(lián)合作用校核: 其中彎曲應(yīng)力 拉伸應(yīng)力剪切應(yīng)力則由計(jì)算連桿強(qiáng)度滿足要求.二 十字頭的設(shè)計(jì)十字頭在其滑道里做直線往復(fù)運(yùn)動(dòng),.(一) 十字頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),正火處理。( 三 ).十字頭與柱塞連接校合 (1)螺紋靜力強(qiáng)度校合為螺紋靜力強(qiáng)度安全系數(shù)為柱塞材料的屈服強(qiáng)度，查《往復(fù)泵設(shè)計(jì)表》317取=700MPa為螺紋工作時(shí)產(chǎn)生的正應(yīng)力 為旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的剪切應(yīng)力 剪應(yīng)力（2）螺紋疲勞強(qiáng)度校合（2）十字頭螺母拉伸應(yīng)力校和（3）十字頭螺母與十字頭體接觸面擠壓應(yīng)力校合十字頭采用螺紋連接滿足要求。二是根據(jù)工作面現(xiàn)場(chǎng)情況（如巷道的高、寬、周圍、壓力情況等）確定液泵站系統(tǒng)的組成。在工作面需要用液時(shí)能自動(dòng)恢復(fù)供液并保證執(zhí)行元件所需壓力。，并要充分考慮到系統(tǒng)的漏稅損和臨時(shí)要求。乳化液泵的排液高壓管路，應(yīng)設(shè)高壓過(guò)濾器，高壓過(guò)濾器允許通過(guò)的流量值，不得小于乳化液泵的排出流量值，其過(guò)濾精度不得低于125，確保輸送到液壓支架系統(tǒng)中的乳化液為清潔的工作液。采用何種泵站，要根據(jù)井下采區(qū)條件合理確定。但是，升高的乳化液壓力不得超過(guò)設(shè)計(jì)規(guī)定的泵的最大壓力值。（2） 高壓過(guò)濾器具 使泵排出的高壓液得到過(guò)濾，保證泵輸出液體的清潔。（5） 安全閥 當(dāng)泵壓超過(guò)其調(diào)定壓力110%時(shí)卸載，保證泵不損壞。（9） 截止閥 其作用是開(kāi)、閉系統(tǒng)輸出管路，使泵站按需要供液。當(dāng)泵運(yùn)行平穩(wěn)后可打開(kāi)截止閥向工作面供液，這時(shí)壓力表顯示的是工作面液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作阻力。2臺(tái)泵都運(yùn)轉(zhuǎn)正常后再關(guān)閉手動(dòng)卸載閥。由于各泵站系統(tǒng)在零件結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)特殊性的不同，所組成的乳化液泵站系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)和工作特性上就有所不同，但它們的作用沒(méi)有變。通用乳化液泵站系統(tǒng)中的兩套乳化液泵組配兩套高壓過(guò)濾器，而集中泵站可以建立一套高壓乳化液過(guò)濾及低壓乳化液過(guò)濾器。此型號(hào)乳化液泵站有三個(gè)壓力等級(jí)，目前主要用于高檔普采工作面。MRB125/320乳化液的循環(huán)線路圖