【正文】 現(xiàn)代的水壓系統(tǒng)技術(shù)仍然是全新的，間而言之，對于制造方法中的大量問題應(yīng)該予于解決，因而才可得到更為廣泛地電力傳輸應(yīng)用。在水力液壓技術(shù)系統(tǒng)中,第一個(gè)目標(biāo)就是要開發(fā)利用原水當(dāng)做壓力介質(zhì)的活塞泵和活塞馬達(dá)，不良的潤滑、磨損和腐蝕在水力活塞泵（馬達(dá)）中比在油壓的系統(tǒng)中更有可能發(fā)生，所以，材料的選擇，結(jié)構(gòu)與制造的優(yōu)化應(yīng)被認(rèn)為是在機(jī)泵（馬達(dá)）設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵問題。6．綜述水壓技術(shù)是一種可以被用于多種場合的多用途的技術(shù)。泵中的三個(gè)關(guān)鍵的潤滑地帶（汽缸組／活塞／旋轉(zhuǎn)斜盤）在今天也仍然在發(fā)展之中。例如海水、原水和礦物油等等。這種試驗(yàn)裝置的額定值是: ／r,壓力可達(dá)到 21MPa。在泵（馬達(dá)）的設(shè)計(jì)中，為了選擇合適的材料和計(jì)算參數(shù)，一架磨耗試驗(yàn)裝備可以被用來評(píng)價(jià)流體匹配材料的潤滑性能。它是一種在海水和原水中都可使用的帶有安裝排量的旋轉(zhuǎn)斜盤式的軸向八位活塞泵（馬達(dá)）。所以它有很低的啟動(dòng)力，這種閥的另一優(yōu)勢就是它允許用凹的和直的軸結(jié)構(gòu)，因?yàn)樵诒弥行牡南旅鏇]有任何的機(jī)械裝置。在正常的自來水和原水中，泵也可以當(dāng)做馬達(dá)來用，那種被叫做活塞閥的閥門系統(tǒng)有許多的設(shè)計(jì)優(yōu)勢，它沒有旋轉(zhuǎn)部分并且當(dāng)它被用作馬達(dá)時(shí)不會(huì)有新增的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。它的活塞數(shù)是四的倍數(shù)（通常是8,12,16,20或24），而活塞一般放置在泵（馬達(dá)）軸的周圍。而自來水里只含有35%的丙二醇，所以這種流體被劃分為是對人和環(huán)境無危害的一類。在瑞典有一種很有趣的帶有水壓技術(shù)的移動(dòng)式應(yīng)用操作。換句話說，主要問題是金屬切削磨損相當(dāng)快，并且必須經(jīng)常替換，而可供選擇的方法就是用射流切削。4．3造紙業(yè) 相當(dāng)新的發(fā)展被用來制造造紙機(jī)的橫電磁波噴射切削系統(tǒng)，而造紙機(jī)所造的紙的邊緣毫無疑問是被快速而平坦地切斷。4. 2冶金工業(yè)和采礦在高溫和采礦的應(yīng)用中，材料的不可燃性具有極為重要的作用。4．1海洋勘探工程當(dāng)海水水力體系用于海底控制系統(tǒng)時(shí)，電源和海水泵應(yīng)該放置在工作地點(diǎn)的附近，并要求有唯一的地表電功率。在水力體系中，大量的應(yīng)用優(yōu)勢已經(jīng)被逐漸地研究和發(fā)展。,如果轉(zhuǎn)速降低到1000r/min 或者750r/min時(shí)，~。同時(shí)也會(huì)引起高速度流過較小的余隙,而導(dǎo)致在配合面上的流體侵蝕，這被稱作為拉絲。 圖3 容積效率和系統(tǒng)壓力的測試特性曲線 圖4 流速和系統(tǒng)壓力的測試特性曲線如果我們想要得到和液壓油同樣的流速，那么間余縫隙（比如活塞／汽缸的分界面）就將被減少大約70%左右，比如說，厚度大約在5~40。因此海水泵容積效率的提高也是泵設(shè)計(jì)中的一個(gè)關(guān)鍵性問題。3．2討論海水泵的容積效率隨著負(fù)載壓力的變化而變化，它的穩(wěn)定范圍在82% 到85%.最終，在恒等的情況下，低載的泄露能夠達(dá)到典型液壓油的40倍，因?yàn)樗恼承允呛Ｑ笏?/50。負(fù)載壓力應(yīng)該由0逐漸增加到14MPa。它可描述如下： =100℅是容積效率，Ｑ是實(shí)際流量，單位時(shí)間的平均供給量，單位是l/min，Q是理論流量，單位時(shí)間的平均供給量，單位是l/min 。4 液體培養(yǎng)基的溫度應(yīng)控制在 20～40攝氏度范圍內(nèi)圖2 實(shí)驗(yàn)裝置簡圖表1 海水含量 %2．3試驗(yàn)步驟這個(gè)試驗(yàn)的目的是確定容積效率的變化，對于泵來說,壓力和速度的曲線,就像真空進(jìn)口率和流率的特性曲線一樣。試驗(yàn)的主要特征可敘述如下：a 負(fù)載壓力應(yīng)校準(zhǔn)到 14MPa。2．2試驗(yàn)方法測試的方法如下：無論是原水（純自來水）或海水（模擬海水）能被當(dāng)做壓力介質(zhì)來使用。試驗(yàn)泵是由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的。近年來，在液壓泵和馬達(dá)中，高分子聚合體通常被用來作為其滑動(dòng)部分。進(jìn)水閥和放水閥的密封件是由聚四氟乙烯所制成，并且管閥上的軟密封件是由青銅色的不銹鋼所制成。泵前后的外殼和汽缸組都是由經(jīng)過陽化處理的鋁混合物所制成?；钊推讖降哪Σ潦鞘褂迷M(jìn)行潤滑的。為了改善軸承的潤滑，泵的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是使用油來潤滑的，并且活塞右側(cè)邊的儲(chǔ)油器是通過利用充填帶封條繞在各個(gè)活塞上，才使得其與工作容積的側(cè)面是分開的。帶有軟密封的核對閥的輸入和輸出都與各自地活塞運(yùn)動(dòng)有關(guān)，在活塞組的吸入沖程過程中，水是從符合校核標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)氣口真空吸入的，然后再充滿活塞組左邊的側(cè)面間隔。許多的研究都集中在了新材料、結(jié)構(gòu)、以及大量的實(shí)驗(yàn)上，而這些也都將在此作以特別的介紹，同時(shí)水壓技術(shù)在一些方面的應(yīng)用也將被詳細(xì)描述。在高水位流體水力十年來的研究和開發(fā)之后，從1990到今天由中國國家科學(xué)基金會(huì)贊助，在華中科技大學(xué)進(jìn)行的一種新的海水液壓支架的研究和發(fā)展計(jì)劃正在進(jìn)行。要想確保泵擁有較強(qiáng)的使用壽命，泵的所有部件都要用抗腐蝕的材料制成，當(dāng)泵的壓力是16Mpa時(shí)，軸向活塞泵也能夠當(dāng)作標(biāo)準(zhǔn)的馬達(dá)使用，并且它也能被應(yīng)用于普通的自來水和海水中。全部的摩擦表面像圓柱面、止推板，活塞等都使用增強(qiáng)塑料或者是不銹鋼，因而通常被單獨(dú)地制造。典型泵的額定值是：流速達(dá)到242l／min,p壓力達(dá)到32MPa。徑向活塞泵在德國的研制開發(fā)下，已經(jīng)擁有了固定的排水量。全部的摩擦面都使用不銹鋼的聚合體接觸面。泵和馬達(dá)是有明顯區(qū)分的，英國的沼澤公司已經(jīng)開發(fā)了一種使用原水的擁有固定排水量的軸流泵，其中泵和馬達(dá)都是旋轉(zhuǎn)斜盤型。為了解決利用原水做為潤滑劑所能遇到的問題，一些重要的滑動(dòng)副像汽缸體，配流盤，活塞，缸徑，旋轉(zhuǎn)斜盤，滑塊支座等應(yīng)該被加以重視。在現(xiàn)在的工程技術(shù)中，活塞泵是最廣泛應(yīng)用的運(yùn)動(dòng)單元。許多的新材料像不銹鋼，抗腐蝕的合金，陶瓷，黃銅，青銅，礬土和一些混合物等等伴隨著現(xiàn)代設(shè)計(jì)與制造技術(shù)的發(fā)展，都與水有了很好的兼容性，水力體系也越來越被用于生產(chǎn)實(shí)際。因此當(dāng)金屬材料和水力介質(zhì)一起使用時(shí)應(yīng)該嚴(yán)格遵守元素的電化順序。另外，我們都知道水（尤其是海水）是電的導(dǎo)體，并且當(dāng)其不夠純凈或者有一定的添加劑存在的時(shí)候，它就可以成為電解液。首先，由于比較低的粘性，摩擦力偶和壓力水粘性的微小改變，使油膜的開發(fā)難度就有了一定程度地增加，這就意味著彈性流體同硬的物質(zhì)材料之間不可能發(fā)生動(dòng)力潤滑。因此 ，海水水力體系在一些新的應(yīng)用領(lǐng)域像食物加工，造紙技術(shù)，醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，玻璃制造，煤炭產(chǎn)業(yè)和核工業(yè)等都有了廣泛的應(yīng)用水與礦物的水力輕質(zhì)石油產(chǎn)品進(jìn)行比較，其特點(diǎn)在于擁有較低的粘性，舉個(gè)例子，而礦物輕質(zhì)石油的運(yùn)動(dòng)粘度大概是32/s。逐漸地，石油成為了水力應(yīng)用中的主要壓力介質(zhì)。這樣能夠限制工作回火的范圍，避免腐蝕的發(fā)生以及解決一些潤滑的問題。大多數(shù)的研究都集中在了新材料、結(jié)構(gòu)、以及大量的實(shí)驗(yàn)上，而這些也將在本文作以特別的介紹。因此，經(jīng)過主要的調(diào)查，其中發(fā)現(xiàn)了腐蝕、磨損等這樣的關(guān)鍵問題。在現(xiàn)在的工程技術(shù)中，活塞泵已成為最廣泛應(yīng)用的運(yùn)動(dòng)單元。鑒于初次完成這樣大的畢業(yè)設(shè)計(jì)，再加上自身知識(shí)及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的欠缺，在設(shè)計(jì)中難免會(huì)有錯(cuò)誤及不足之處，懇請各位老師批評(píng)指正。尤其泵站在井下，作為液壓支架、單體液壓支柱和液壓放頂支柱的動(dòng)力源，經(jīng)過設(shè)計(jì)，增強(qiáng)泵站的連續(xù)工作能力，更換易損零件方便，加工零件少，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，使用和維護(hù)也更加方便。基于這些突出的問題，本文提供了一種較為簡便的方案使這些問題均得到一定程度地改善。 連桿強(qiáng)度和穩(wěn)定性校核連桿截面如圖44所示圖44 連桿截面示意圖穩(wěn)定裕度： 式中 ——臨界載荷()； ——實(shí)際載荷()。 連桿材料和主要技術(shù)要求由文獻(xiàn)[1]表5－20選用連桿材料為球墨鑄鐵鍛造而成，經(jīng)正火處理。軸瓦座孔徑,由文獻(xiàn)[1]表525查得,軸瓦寬度。根據(jù)連桿大頭軸瓦的壁厚，可分為薄壁軸瓦和厚壁軸瓦兩種型式。故采用大頭定位。 連桿結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1．連桿定位連桿定位是用來限制連桿在工作時(shí)垂直于連桿體中心線方向的竄動(dòng)的，定位方式分為大頭定位和小頭定位兩種。小頭與十字頭連接方式為球連接。小頭形狀有圓形、偏心圓形和球形等不同型式。連桿螺栓承受交變載荷，螺母處備有防松裝置。故選擇圓形截面。1．連桿體連桿截面形狀有圓形、工字形、矩形和十字形等型式。連桿的運(yùn)動(dòng)是一平面運(yùn)動(dòng)，可以把連桿運(yùn)動(dòng)看成是沿液缸中心線移動(dòng)和繞十字頭銷擺動(dòng)的兩種簡單運(yùn)動(dòng)合成。（3）作為液力端的支承并用于安裝某些輔助設(shè)備。機(jī)體的主要作用是：（1）作為傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和曲柄連桿機(jī)構(gòu)的支承、定位及運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向作用。粗加工后進(jìn)行超聲波等無損探傷，精加工后進(jìn)行磁粉探傷。粗加工后調(diào)質(zhì)處理以消除內(nèi)應(yīng)力、保證材料的機(jī)械性能。3．曲軸材料及主要技術(shù)要求曲軸選用優(yōu)質(zhì)的鋼為材料。軸的許用安全系數(shù)，計(jì)算安全系數(shù)均大于許用值，故軸的疲勞強(qiáng)度足夠。截面、截面尺寸相同，截面彎矩較小，故不予考慮。截面、雖然扭矩較大，但彎矩較小，故截面、不予考慮。柱塞工作時(shí)的作用反力 (420) 式中 ——柱塞直徑（）； ——額定工作壓力（）。表41 曲軸結(jié)構(gòu)尺寸確定序號(hào)名稱代號(hào)單位公式、參數(shù)的選擇和計(jì)算備注1最大柱塞力已知2曲柄銷直徑取取3主軸頸直徑取考慮主軸承為滾動(dòng)軸承圓整4曲柄半徑已知取4核算軸頸重疊度(1) 兩相鄰曲柄銷處(2) 主軸頸與曲柄銷處1）2）5連桿大頭軸瓦寬度見連桿一節(jié)6曲柄銷長取7曲柄厚度8曲柄寬取因曲柄為圓形最大寬度即為圓直徑9校核液缸中心矩103 曲軸受力分析、計(jì)算1．曲軸受力分析 作用在兩支點(diǎn)三拐曲軸上的力計(jì)有：作用在曲柄銷中點(diǎn)的集中力——切向力和徑向力；作用在主軸頸上的支反力，；作用在輸入端主軸頸上的總扭矩。2．主要尺寸的初步確定曲軸主要尺寸取決于曲軸上的作用力，力矩和曲軸軸頸間距等。(3)曲軸各工作表面，過渡圓角在條件允許適應(yīng)力求做好表面硬化處理并應(yīng)有足夠的尺寸精度和表面光潔度以減少應(yīng)力集中，提高工作表面耐磨性和疲勞強(qiáng)度。 曲軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1．設(shè)計(jì)的基本原則(1)曲軸各部位的尺寸和形狀應(yīng)在保證強(qiáng)度和剛度的條件下確定，不影響強(qiáng)度和剛度的部位只要是制造工藝允許并易于實(shí)現(xiàn)的就應(yīng)去掉，以利于減輕曲軸重量。其出口與軸頸表面相貫處，應(yīng)倒圓、拋光，以避免此處應(yīng)力集中和降低曲軸疲勞強(qiáng)度。由于斜油孔不易使軸頸油孔出口從有利于潤滑出進(jìn)入軸頸，常使油孔靠近軸頸與曲柄的連接處，從而使該處強(qiáng)度削弱，故選用直角油孔，其由若干軸向和徑向油