【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 構(gòu)變形較容易。 ，運(yùn)動(dòng)件上無(wú)密封件的叫柱塞。 6PRB 乳化液泵 稱(chēng)為柱塞泵。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。目前柱塞泵直徑范圍大多在3~150mm，個(gè)別的達(dá) 200mm。直徑過(guò)小會(huì)加大加工工藝上的問(wèn)題；直徑過(guò)大，因柱塞自重過(guò)大，造成密封的偏磨。影響密封的使用壽命。 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。 ③ .因柱塞密封（填料箱）在結(jié)構(gòu)上易于變形，在材料選擇上也比較靈活。故柱塞泵適用的排出壓力范圍較廣泛。且宜制成高壓泵。 4. 6PRB 乳化液泵柱塞中心線(xiàn)為水平放置的泵，又稱(chēng)臥式泵。 臥式泵的共同特點(diǎn)是： ①便于操作者觀(guān)察泵的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，拆裝，使用，維修； ②機(jī)組高度方向尺寸小時(shí)，不需要很高的廠(chǎng)房，但長(zhǎng)寬方向尺寸較大時(shí)，占地面積則較大； ③ .因?yàn)橹鐾鶑?fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，密封件在工作時(shí)須受柱塞自重，容易產(chǎn)生偏磨，尤其當(dāng)柱塞較重時(shí)，懸頸很長(zhǎng)時(shí)，這種現(xiàn)象將更為嚴(yán)重。 ，缸數(shù)和作用數(shù) 每一根柱塞以及該柱塞連接在一起的連桿等稱(chēng)為組合體，叫一聯(lián)。一般將，該泵有幾根柱塞就稱(chēng)幾聯(lián)泵。 6PRB 乳化液泵有三根柱塞 ；因此又可稱(chēng)為三聯(lián)泵。 只有當(dāng) Z 聯(lián)泵的柱塞間相位差不同各柱塞的直徑也不同，并且各聯(lián)的排口連接在一起來(lái)經(jīng)同一排出集合管排出時(shí)，才可同時(shí)稱(chēng)為 Z 聯(lián)缸，否則只稱(chēng)Z聯(lián)泵。因此 6PRB 乳化液泵又稱(chēng)三缸泵。 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)。由 6PRB 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(chēng)單作用泵。 聯(lián)數(shù)是指相對(duì)泵的總體結(jié)構(gòu)形式而言，缸數(shù)是指相對(duì)液力端排出流量脈動(dòng)特性而言，作用數(shù)是相對(duì)柱 塞在每一次往復(fù)運(yùn)動(dòng)中對(duì)介質(zhì)的作用數(shù)而言的。 8 （二）．液力端結(jié)構(gòu)形式的選擇 ，出口法蘭處的部件，稱(chēng)為液力端。 液力端是介質(zhì)過(guò)流部分，通常由液缸體，柱塞機(jī)器密封，吸入閥和排出閥組件，缸蓋和閥箱蓋以及吸入和排出集合管等組成。 ，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。通常，吸入閥應(yīng)置于液缸體下部，排出閥應(yīng)置于液缸體頂部； ③ .吸入閥和排出閥一般應(yīng)垂直布置，以利于閥板正常起動(dòng)和密封，特別情況下也可以?xún)A斜或水平布置； ④ .余隙容積應(yīng)盡可能的小，尤其是在對(duì)高壓短行程泵后當(dāng)泵輸送含氣量大，易發(fā)揮介質(zhì)時(shí)，更要求減小余隙容積； ⑤ .易損件，更換方便； ⑥ .制造工藝性好。 3. 6PRB 為臥式三聯(lián)單作用泵液力端 由于 6PRB 液力端的每一個(gè)缸里吸，排閥中心線(xiàn)均為同一軸線(xiàn)。稱(chēng)為直通式液力端。 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。通常是吸入閥安裝不方便。 直通式液力端按液缸體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)又可分為四通體和三通體兩種。 6PRB乳化液泵采用四通體通式液力端，柱塞可以從液缸前蓋處拆裝比較方便。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。 6PRB 乳化液泵代用下導(dǎo)向錐形四通體式液力端。閥板上裝有橡膠或聚酯密封圈以減輕關(guān)閉沖擊。導(dǎo)翼采用沖壓件以減輕重量。為使閥板關(guān)閉時(shí) 不產(chǎn)生偏斜，采用偏置流道。閥座采用大直徑螺紋壓蓋壓緊，便于拆裝，但閥箱體尺寸更大一些。液缸前段可以伸進(jìn)較長(zhǎng)的螺堵，這樣既可增加缸蓋剛度，又可減少缸內(nèi)的余隙容積。同時(shí)螺堵中沒(méi)有放氣螺釘，以放盡該腔空氣。 （三） 傳動(dòng)端結(jié)構(gòu)形式選擇 。 對(duì)機(jī)動(dòng)泵，傳動(dòng)端是指從十字頭起一直到曲軸伸出端為止的部件。如果是泵內(nèi)減速的，則傳動(dòng)端包括減速機(jī)構(gòu)。機(jī)動(dòng)泵的傳動(dòng)端主要由機(jī)體，曲軸， 9 連桿，曲柄，十字頭及潤(rùn)滑，冷卻等輔助設(shè)備組成。 ，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(mǎn)足該泵最大柱塞力下的剛度和強(qiáng)度要求。 ② .傳動(dòng)端內(nèi)各運(yùn)動(dòng)副，必須是潤(rùn)滑可靠，滿(mǎn)足比壓和 PV 允許值，潤(rùn)滑油溫升也應(yīng)限制在設(shè)計(jì)要求內(nèi)，必要時(shí)應(yīng)有冷卻措施。 ③ .在結(jié)構(gòu)和尺寸要求允許的范圍內(nèi)，應(yīng)力求減少連桿比λ（ R/1），這樣不僅能減少十字頭處的比壓，而且可減少慣性力的影響。從而可改善泵閥的工作條件和吸入性能。 ④ .要合理選擇液缸中心線(xiàn)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。 ⑤ .傳動(dòng)端，尤其是立式泵傳動(dòng)端，因考慮重心的穩(wěn)定性。 ⑥ .拆，裝，檢修方便，大 型泵的傳動(dòng)端還應(yīng)考慮到傳動(dòng)段的各零部件的起吊方式和措施。 ⑦ .易損件及運(yùn)動(dòng)副應(yīng)工作可靠，壽命長(zhǎng)，更換較為方便。 ⑧ .加工，制造工藝性好。 3. 6PRB 乳化液泵采用的是兩支點(diǎn)三拐曲柄連桿機(jī)構(gòu)傳動(dòng)端。 這種傳動(dòng)端的曲軸為三拐軸且只有兩個(gè)支承，分別在前后主軸頸上。這種傳動(dòng)端的特點(diǎn)及機(jī)構(gòu)特點(diǎn)選擇注意事項(xiàng)是： ① .該傳動(dòng)端的曲軸通常為整體鑄，鍛件，三拐的曲柄間交錯(cuò)為 120度慣性力和慣性力矩能得到較好的平衡，曲軸加工量較少，支承少，拐間距（或泵的液缸間距）小，泵 的總體結(jié)構(gòu)緊湊，尺寸小，重量輕。 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。曲軸在工作時(shí)的最大撓度和兩主軸頸處偏轉(zhuǎn)角均較大。為此，主軸承常采用轉(zhuǎn)角較大的調(diào)心滾子軸承。為了保證曲軸最大活塞力的要能夠滿(mǎn)足，并保證主軸承能夠正常工作，曲軸必須有足夠的強(qiáng)度和剛度。故兩支點(diǎn)三拐曲軸均比較粗大。此外為使前后主軸處偏轉(zhuǎn)角大體相近，除了使曲軸間錯(cuò)角為 120度外，還應(yīng)滿(mǎn)足這樣的條件，既當(dāng)?shù)谝磺D(zhuǎn)角 ? ??1 時(shí)，相應(yīng)的第二，第 三曲柄轉(zhuǎn)角應(yīng)為 ? ? ? ? ? ? ? ?2324 0 , 12 0，尤其是當(dāng)曲軸前端（動(dòng)力輸入端）有附加載荷時(shí)，更應(yīng)如此。 ③ .連桿大頭采用剖分式，否則無(wú)法裝配。為此連桿大頭軸承多采用剖分式薄壁軸瓦，大頭與連桿采用連桿螺栓連接，技術(shù)要求高，加工量也較大。 ④ .由于曲軸為整體鑄，鍛件（毛坯）再經(jīng)車(chē)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。 XRB2 B 乳化液泵的傳動(dòng)端機(jī)體為 整體式，剛性好，在機(jī)體上方和前后方各開(kāi)一個(gè)孔供拆，裝檢修用。 10 （四） 6PRB 型乳化液泵結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇與確定 由于已知主要結(jié)構(gòu)參數(shù)，因此可以計(jì)算出它的其他參數(shù)。 主要技術(shù)參數(shù)如下： 額定工作壓力： P=32MPa 額定流量： Q=125L/min 泵主軸的轉(zhuǎn)速： n=611L/min 柱塞直徑： Ф =40mm 柱塞行程： S=70mm 電機(jī)功率： (KW) 90 由以上已知數(shù)可計(jì)算出以下參數(shù)： 泵的理論流量： 22 0 . 4 0 . 7 6 1 1 3 1 6 1 . 1 5 / m in44t D S n ZQL?? ? ? ? ?? ? ? 容積效率： 125 0 .7 81 6 1 .1 5v t? ? ? ? 活塞的平均速度： 2 2 6 1 1 7 0 1 . 4 2 /6 0 6 0m nsV m m s??? ? ? 路徑比： 70 540SD? ? ? ? 原動(dòng)機(jī)的選擇： 3 2 0 1 2 5 / m in 6 5 . 3 56 1 2 6 1 2e P Q M P a LN K W?? ? ? 由已知泵的 90KW 泵的效率： 6 5 .3 5 0 .7 390edNN? ? ? ? （五） .原動(dòng)機(jī)的選擇原則 ： ； ； ； ，易爆性； ，機(jī)組外形美觀(guān)，便于安裝和檢修。 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。 11 三 齒輪和齒輪軸的設(shè)計(jì)及較核 （一） .一級(jí)變速的計(jì)算及 校 核 齒輪傳動(dòng)的失效形式主要是齒的折斷和 齒面的損壞。齒面的破壞又分為齒面的點(diǎn)蝕，膠合，磨損，塑性變形等。 由于乳化液泵的齒輪封閉帶箱體中，并得到良好的潤(rùn)滑，因此屬于封閉傳動(dòng)。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。齒輪齒面膠合強(qiáng)度的計(jì)算是以限定接觸處的瞬時(shí)溫度的溫升，保證潤(rùn)滑不失效為計(jì)算準(zhǔn)則，目前只在氣輪機(jī)，船舶等高速，重載傳動(dòng)中試用，尚有待進(jìn)一步的驗(yàn)證和完善。故對(duì)一般的閉式齒輪傳動(dòng)目前只以保證齒面接觸疲勞強(qiáng)度和齒根彎曲疲勞極限強(qiáng)度為計(jì)算準(zhǔn)則。為防止過(guò)載折斷和輪齒塑性變形，還要進(jìn)行短期過(guò)載的靜強(qiáng)度計(jì)算。 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。 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算是以受拉力為計(jì)算依據(jù)，因?yàn)楫?dāng)齒輪長(zhǎng)期工作后，在受拉力和壓力將先后產(chǎn)生疲勞裂紋，裂紋發(fā)展、速度前者較慢，后者較快，故輪齒疲勞折斷通常是從受拉力開(kāi)始發(fā)生。為了對(duì)輪齒的彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行理論分析和計(jì)算 ，必須先確定齒根危險(xiǎn)截面的位置。確定齒根危險(xiǎn)部分的剖面的方法有很多，其中以 30度 直線(xiàn)與齒根圓角曲線(xiàn)相切，連接兩切點(diǎn)的剖面即為齒根的危險(xiǎn)剖面。 下面就是對(duì)乳化液泵齒輪進(jìn)行 強(qiáng)度較核。 因傳動(dòng)力矩較大，批量較小，故小齒輪用 40Cr，調(diào)質(zhì)處理，硬度 241286HB，平均取為 260HB，大齒輪用 45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度 229286HB，平均取為 240HB。 （二） .齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算 轉(zhuǎn)矩 1T 6611 1 909 . 5 5 1 0 9 . 5 5 1 0 1480PT N? ? ? ? ? 1T = 齒寬 系數(shù) d? 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 36 取 d? = d? = 接觸疲勞強(qiáng)度極限 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖 316(b) 1limH? =710MPa 12 2limH? =590MPa 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖 318，表 34 初選接觸強(qiáng)度計(jì)算壽命系數(shù) NZ ，最小安全系數(shù) sinHS 為 ??， m in 1 m in 2 ?? 初步計(jì)算接觸許用應(yīng)力 [ H? ] ? ?1H? = m i n 1 1m i n 17 1 0 1 . 0 6451 . 1HNHZ M P aS? ??? ? ? m i n 2 22 m i n 2 5 9 0 1 .0 5361 .1HNH H Z M P aS?? ?? ? ? 因電機(jī)驅(qū)動(dòng)工作機(jī)載荷平穩(wěn)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 31得 使用系數(shù) AK 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 31 AK = 動(dòng)載系數(shù) vK vK = 齒向載荷分布系數(shù) K? ? ? 齒間載荷分配系數(shù) K? ?? 則 1. 1 1. 2 1. 1 1. 1 1. 59 72AvK K K K K??? ? ? ? ? ? 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖 311，表 32 得 2 .5 , 1 8 9 3 8HEZ Z M P a?? ， 取 ? ? 傳 動(dòng)比 121480 2 .4 2611ni n? ? ? 初步計(jì)算小齒輪直徑 d1 2 1312 1 98HEH P dZ Z Z KT id mmi???? ?? ? ? ??? ??? 取 1 110d mm? 初步計(jì)算齒寬 b 11 1 .2 1 0 0 1 2 0db d m m?? ? ? ?