【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 柱塞泵。徑向柱塞泵作為大功率泵的應(yīng)用，由于管狀隔膜吸、排水的動(dòng)力是柱塞往復(fù)運(yùn)行形成的油壓，加之多缸的聯(lián)接，是該泵的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，且拆 卸也不太方便。軸向柱塞泵以其與原動(dòng)機(jī)直聯(lián)、高速為主要特點(diǎn)，但由于高速也存在溫度升高、密封壽命短等缺點(diǎn)，多用于 10kW 以下的微小型清洗機(jī)。 噴射槍具主要包括噴嘴、噴頭和噴槍三部分。我國常用噴槍主要按控制方式來分類，通常分為扳機(jī)控制手持式噴槍和腳閥控制手持式噴槍兩大類。噴槍的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：一是必須由噴嘴 (或噴頭 )、噴桿及控制柄體 (或尾部聯(lián)接體 )三部分組成；二是有扳機(jī)式 (或腳控閥 )控制機(jī)構(gòu)；三是手持式操作。 傳動(dòng)形式的確定 本次設(shè)計(jì) 清洗機(jī) 采用軸向柱塞泵和閥配流形式， 為了突出清洗機(jī)結(jié)構(gòu)的緊湊，提高傳動(dòng)的傳遞效率， 改變了以往的帶傳動(dòng)，而采用先進(jìn)的軸向式傳遞動(dòng)力。通過偏心輪盤驅(qū)動(dòng)柱塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)。 水泵體軸的選擇 針對(duì)曲軸在加工上和安裝連桿時(shí)的諸多不變，為了減少安裝時(shí)間，提高生產(chǎn)率，減輕清洗機(jī)的重量，所以采用偏心輪盤通過推力軸承來實(shí)現(xiàn)柱塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，偏心輪盤圖如圖 31 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 該清洗機(jī) 主要由柱塞式高壓水泵、電 動(dòng) 機(jī)、機(jī)架、高壓水槍等部分組成，最主要是針對(duì)小型車輛外部清洗 。 為了減輕使用者的勞動(dòng)強(qiáng)度，便于移動(dòng)，在設(shè)計(jì)當(dāng)中采用帶有車輪的車式機(jī)座 。 噴槍結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 噴槍設(shè)計(jì)為扳機(jī)控制手持式噴槍， 參照 QL— 270A 清洗機(jī)噴槍的 結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，該 噴槍 結(jié)構(gòu)緊湊，質(zhì)量小，控制簡(jiǎn)單， 尤其是與調(diào)式噴頭通過滾珠改變彈簧片間距離來實(shí)現(xiàn)清洗時(shí)柱狀和扇狀液流的轉(zhuǎn)換 ,能夠 適應(yīng)不同清洗部位的需求。 水泵配用電機(jī)的選擇 水泵的有效功率計(jì)算 N 效 =rQcH/1000(FW) (11) r— 水的重度 (N/m) r=10000N/m3 Qc— 泵的實(shí)際流量 (m3/h) H— 泵的實(shí)際揚(yáng)程（ m） Qc=μ Q (12) μ — 流量系數(shù) μ = Q— 理論流量 (m3/h) Q=10L/min= m3/h Qc= = D 和壁厚 ? 的確定 D=VQ (m) (13) Q— 各段管內(nèi)液體流量 (m3/s) V— 流速（ m/s） 吸水管 v? ～ 壓水管 v ? ～ m/s 壓力高的一般取大值，本清洗機(jī)設(shè)計(jì)壓力為4MPa，故取小值 小型汽車外部清洗機(jī)設(shè)計(jì) 7 回水管 v? ～ D 吸 = 3600 ?==12mm D 壓 = 3600 ?==8mm D 回 = 3600 ?==10mm 本清洗機(jī)采用閥配流式設(shè)計(jì)，進(jìn)出水道及回水道 由泵體及泵體端蓋鑄造完成，其為熱鋁材料鑄造，查機(jī)械手冊(cè)可得該鑄件的最小鑄造壁厚為 4mm，故可取? =5mm。 h 沿 =λ (l/d) v2/2g （ 14） λ — 沿程阻力系數(shù) 查表 27 l— 清洗機(jī)系統(tǒng)直管部分長度 (m) d— 水管內(nèi)徑 (m) v— 斷面平均液體流速 (m/s) g— 重力加速度 (m/s2) h 沿 =? 3? ? = h 局 =? .g22V (15) ? — 局部阻力損失系數(shù)見表 28 h 局 =? ? = H=Z+Hc+hw (16) Z— 噴嘴到水面距離 取 Z=3m Hc— 噴嘴出口揚(yáng)程 Hc=gpp 12?? P2 — 出口壓力， P2 ＝ 4Mpa 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 P1 — 進(jìn) 口壓力， P1 ＝ Hw=h 沿 +h 局 故 N 效 = 1000r HQC =1000r CQ .(gpp 12??+Z+h 沿 +h 局 ) = 10003600 ?? ? ( ?? ? 106 +3++) = 水泵的軸功率計(jì)算 N 軸 =N 效 /? (kw) (17) N 效 — 水泵有效功率 ? — 水泵效率系數(shù) ?= N 軸 = = 水泵配用電動(dòng)機(jī)功率及轉(zhuǎn)數(shù) 電動(dòng)機(jī)功率 (N) N=K N 軸 (18) F 取 — (大泵取小值 ,小泵取大值 ) N 軸 — 水泵軸功率 (kw) N=? = 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù) n的確定 初選 n=1450 r/min 水泵配用電機(jī)型號(hào)及參數(shù)見下表 表 11 電動(dòng)機(jī)型號(hào)及參數(shù) 型號(hào) 功率(KW) 電流 (A) 電壓 (v) 效率 功率因數(shù) 轉(zhuǎn)速(r/min) YC100L4 220 1450 小型汽車外部清洗機(jī)設(shè)計(jì) 9 有關(guān)原始條件及參數(shù)的確定 原始條件和數(shù)據(jù) 配套動(dòng)力：?jiǎn)蜗嚯娙蓦妱?dòng)機(jī) 電源電壓： 220V 傳動(dòng)方式：軸傳動(dòng) 移動(dòng)方式：手推 工作壓力： 4Mpa 理論流量： 10L/min 轉(zhuǎn) 速： 1450r/min 機(jī)具總重： 30kg 噴嘴型式及原始參數(shù) 噴嘴型式及原始參數(shù)見下表 表 21 噴嘴型式及參數(shù) 噴嘴型式 水頭損失 系數(shù) 收縮系數(shù) 流速系數(shù) 流量系數(shù) 圓柱外伸型 噴嘴孔徑 (d)及長度 d=PQn d— 噴嘴孔徑，單位為 mm Q— 泵的流量，單位為 m3/h n— 孔數(shù) ,n=1 p—— 泵的壓力，單位為 MPa 噴嘴孔直徑 d=?41 ?=3mm 孔徑比 l/d=3 噴孔長度 l=3? 3=9mm 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 噴嘴個(gè)數(shù) 取一個(gè) 噴嘴材料 選用黃銅制造 噴射壓力與流量 壓力按要求取 4Mpa 流量取 10L/min 主要機(jī)件的設(shè)計(jì)計(jì)算 柱塞工作直徑及行程計(jì)算 柱塞工作直徑 D D=Z1 （vmQ ???? ?4 ） 31 D— 柱塞工作直徑 (m) μ m— 柱塞平均線速度 (m/s) μ m≤ ～ 2m/s ? — 對(duì)于但作用泵取 ? =1 Z— 泵的缸數(shù) Z=3 ? — 即 S/D=～ 3 往復(fù)次數(shù)多的泵最小值 V? — 流量系數(shù) D=31 ( 6 0 0 ????? ?? )31 = 取 D=18mm ? 由 V=4? d2 zS V— 斜盤轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn) ,泵的排量 S— 柱塞的行程 小型汽車外部清洗機(jī)設(shè)計(jì) 11 S=3d42?V=30 1 4 0 0 2 ??? ?= 即 S=9mm 由圖得： S=Dsin? S— 柱塞有效行程 (mm) 由機(jī)械手冊(cè)查得所用推 力軸承受力 D=54mm ? =arcsinDS =arcsin549 =10? L=Dcos10? =53mm 圖 32 斜盤傾角計(jì)算示意圖 閥體的設(shè)計(jì)計(jì)算 本機(jī)的閥體是由六個(gè)單向閥和一個(gè)調(diào)壓閥組成的。單向閥是用來控制進(jìn)出水方向，防止水的倒流。調(diào)壓閥是起調(diào)壓作用，控制出水壓力，還通過卸荷起到安全閥的 作用。 清洗機(jī)閥體示意圖 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 圖 33 閥體進(jìn)出水閥 圖 34 調(diào)壓閥 單向 閥 閥 座孔面及閥座孔直徑 1)閥座孔面積計(jì)算 A1=A R W/C1max (m2) (43) A1— 閥座孔面積 (m2) C1max— 閥座孔最大流速 (m/s) 吸入閥 C1max=～ 排出閥 C1