乳化液泵開題報告模板(完成)1.doc

黑龍江科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計開題報告題 目臥式三缸乳化液泵結(jié)構(gòu)設(shè)計來源工程實際1、研究目的和意義乳化液泵作為一種通用機械，在國民經(jīng)濟各個領(lǐng)域中都得到了廣泛的應(yīng)用。它是井下綜合采煤工作面支護設(shè)備的動力源泉，其工作狀態(tài)好壞與安全生產(chǎn)密切相關(guān)，要實現(xiàn)煤礦井下安全作業(yè)，提高采煤工作效率，防止出現(xiàn)重大設(shè)備安全事故，保障乳化液泵井下安全運行是十分必要的一個環(huán)節(jié)。乳化液泵是煤礦井下支護作業(yè)和安全生產(chǎn)的重要裝備與工具，其傳動方式簡單可靠，量大面廣，具有高效低耗、安全可靠、移動靈活輕便、操作簡單，無污染的特點，深受廣大煤礦工作者的歡迎 。這些產(chǎn)品填補了國內(nèi)空白，擁有多項國家專利，其核心技術(shù)上具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)，處國內(nèi)領(lǐng)先水平。乳化液泵在其他行業(yè)也有廣泛的應(yīng)用，市場的需求量特別大。2、國內(nèi)外發(fā)展情況(文獻綜述)國內(nèi)乳化液泵的生產(chǎn)單位廠家以無錫煤機，南京六合，浙江中煤等幾家為代表，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)大同小異。目前的流量系列有 80、125、160、200、250、315、400、450、500、550等。大流量乳化液泵大多采用臥式五柱塞結(jié)構(gòu)，下面以使用較廣泛的 400泵為例，介紹國產(chǎn)乳化液泵的主要特點。該型泵額定壓31.5MPa，額定流量 400升 /分，臥式三柱塞結(jié)構(gòu)?？傮w上可分為動力端和液力端兩大部分。動力端部分主要由箱體、曲軸、連桿滑塊和減速齒輪箱等組成。箱體采用高強度鑄鐵整體箱型結(jié)構(gòu)，箱內(nèi)存有潤滑油對運動部件實現(xiàn)飛濺潤滑。曲軸采用兩端支承方式。液力端主要由柱塞、缸套組件和泵頭組件等組成。采用分體式泵頭，泵頭體為整體鋼鍛件，內(nèi)有吸液閥、排液閥和排液孔，排液管將各泵頭排液孔匯流孔連接起來。排液管一側(cè)裝有安全閥，另一側(cè)裝有卸載閥。大功率的乳化液泵設(shè)有水冷的強制壓力潤滑系統(tǒng)，主要運來潤滑曲軸連桿的滑動軸承。有一些大流量的泵自吸能力差，在泵的進液端還配有皮帶驅(qū)動的增壓泵以防止吸液腔產(chǎn)生的氣蝕。國內(nèi)大型煤礦進口的乳化液泵主要來自英國雷波、德國卡馬特和豪辛柯三家公司，這些產(chǎn)品他們代表了世界上礦用乳化液泵設(shè)計制造的水平和發(fā)展方向。進口乳化液泵全部采用臥式三柱塞結(jié)構(gòu)。由于設(shè)計理念的不同，他們的設(shè)計重點從提高產(chǎn)品的安全性，可靠性入手，盡量采用先進的電子技術(shù)為泵站提供種類齊全的監(jiān)控保護功能，進少了人為的誤操作，為高產(chǎn)高效綜采機械化工作面中央集中控制打下了基礎(chǔ)。下面介紹國內(nèi)引進量較大的英國雷波公司 S300型乳化液泵的結(jié)構(gòu)特征，該泵額定壓力 37.5MPa，額定流量 315升 /分，臥式三柱塞結(jié)構(gòu)。傳動箱體為分箱結(jié)構(gòu)，便于曲軸的安裝調(diào)整并易于實現(xiàn)多點支承。曲軸由兩支承支撐變?yōu)樗闹С?，增加了曲軸的剛性，提高曲軸的工作穩(wěn)定性。采用了多點潤滑回路環(huán)路，改善了傳動部件的工作條件。泵頭組件由泵頭體、缸套、吸排液閥等元件組成。泵頭體為整體鍛件，強度高，內(nèi)部密封圈少，維修方便。缸套內(nèi)使用多個小彈簧壓緊盤根密封，壓緊力均衡，密封可靠，壽命長。柱塞采用陶瓷材料，密度較小并且耐磨、防銹、有效延長了使用壽命。潤滑油的冷卻采用強制風(fēng)冷和水冷方式，冷卻效果良好，載平衡溫度不高于50。通過聯(lián)軸器上的風(fēng)扇和機座殼體的作用，離心風(fēng)機，實現(xiàn)強制風(fēng)冷；同時設(shè)置獨立的冷卻器對壓力潤滑油進行冷卻。乳化液泵的卸載采用電控外卸載方式，由控制系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定壓力自動控制卸載和加載。監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)有壓力、溫度、液位等傳感器，實時監(jiān)控泵站系統(tǒng)的運行狀態(tài)并在參數(shù)異常時自動停機。3、研究/設(shè)計的目標流量Q=80L/min，工作壓力P=35MPa 4、設(shè)計方案（研究/設(shè)計方法、理論分析、計算、實驗方法和步驟等）方案的確定1、根據(jù)設(shè)計要求在通常情況下，泵的總體設(shè)計應(yīng)遵循下述基本原則：.有足夠長的使用壽命（指大修期應(yīng)長）和足夠的運轉(zhuǎn)可靠性（指被迫停車次數(shù)應(yīng)少）；.有較高的運轉(zhuǎn)經(jīng)濟性（效率高，消耗少）；.盡可能采用新結(jié)構(gòu)，新材料，新技術(shù)；.盡可能提高產(chǎn)品的“三化”（系列化、標準化、通用化）程度；.制造工藝性能好；使用、維護、維修方便；.外形尺寸和重量盡可能小。2、本次設(shè)計泵型。屬于機動泵，即采用獨立的旋轉(zhuǎn)原動機（電動機）驅(qū)動的泵。因采用電動機驅(qū)動又叫電動泵。電動泵的特點是：.瞬時流量脈動而平均流量（泵的流量）Q只取決于泵的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)n（每分鐘往復(fù)次數(shù)）、S（柱塞行程）、D（柱塞直徑）而與泵的排出壓力幾乎無關(guān)，當n、S、D為定值時，泵的流量是基本恒定的；.泵的排出壓力P 是一個獨立參數(shù)，不是泵的固有特性，它只取決于派出管路的特性而與泵的結(jié)構(gòu)參數(shù)和原動機功率無關(guān)；.機動泵都需要有一個把原旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為柱塞往復(fù)運動的傳動端，故一般講，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，運動零部件數(shù)量較多，造價也較昂貴；.實現(xiàn)流量調(diào)節(jié)時，必須采用相應(yīng)措施，或改變n、S、D 或采用旁路放空辦法來實現(xiàn)；.結(jié)構(gòu)變形較容易。3.在液力端往復(fù)運動副上，運動件上無密封件的叫柱塞。乳化液泵稱為柱塞泵。柱塞泵的柱塞形狀簡單，且柱塞密封（填料箱）結(jié)構(gòu)容易變形，因此：.柱塞直徑可制的很小，但不宜過大。目前柱塞泵直徑范圍大多在3150mm，個別的達200mm。直徑過小會加大加工工藝上的問題；直徑過大，因柱塞自重過大，造成密封的偏磨。影響密封的使用壽命。.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。.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.乳化液泵柱塞中心線為水平放置的泵，又稱臥式泵。臥式泵的共同特點是：便于操作者觀察泵的運轉(zhuǎn)情況，拆裝，使用，維修；機組高度方向尺寸小時，不需要很高的廠房，但長寬方向尺寸較大時，占地面積則較大；.因為柱塞做往復(fù)運動時，密封件在工作時須受柱塞自重，容易產(chǎn)生偏磨，尤其當柱塞較重時，懸頸很長時，這種現(xiàn)象將更為嚴重。5.聯(lián)數(shù)，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為組合體，叫一聯(lián)。一般將，該泵有幾根柱塞就稱幾聯(lián)泵。 乳化液泵有三根柱塞；因此又可稱為三聯(lián)泵。只有當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經(jīng)同一排出集合管排出時，才可同時稱為Z聯(lián)缸，否則只稱Z聯(lián)泵。因此 乳化液泵又稱三缸泵。柱塞每往復(fù)運動一次對介質(zhì)吸入和排出的次數(shù)，叫做作用數(shù)。由 型乳化液泵柱塞每往復(fù)運動依次，介質(zhì)被吸入，排出各一次，因此又稱單作用泵。聯(lián)數(shù)是指相對泵的總體結(jié)構(gòu)形式而言，缸數(shù)是指相對液力端排出流量脈動特性而言，作用數(shù)是相對柱塞在每一次往復(fù)運動中對介質(zhì)的作用數(shù)而言的。結(jié)構(gòu)簡圖如圖所示。 圖示為往復(fù)泵結(jié)構(gòu)簡圖 1-連桿機構(gòu) 2-滑塊 3-柱塞 4-壓緊螺母 2）理論分析如圖所示，當曲柄以一定角速度逆時針旋轉(zhuǎn)時，活塞向右移動，液缸的容積增大，壓力降低，被輸送的液體在壓力差的作用下克服吸入管道和吸入閥等的阻力損失進入到液缸。當曲柄轉(zhuǎn)過180以后活塞向左移動，液體被擠壓，液缸體液體壓力急劇增加，在這一壓力作用下吸入閥關(guān)閉而排出閥被打開，液缸內(nèi)液體在壓力差的作用下被排送到排出管道中。當曲柄以一定的角速度不定的旋轉(zhuǎn)時，往復(fù)泵就不斷地吸入和排出液體。3）相關(guān)計算在往復(fù)泵的進出口裝設(shè)緩沖罐。緩沖罐的容積V0。可按如下公式計算。V0=DL(pd+prs)/10Qpgaspd (m)D-柱塞或活塞的直徑L-柱塞或活塞的行程長度Pd-泵出口壓力Prs-泵出口管道的總阻力損失Q-工藝要求的允許流量不均勻度，一般泵進口的Q控制在0.0025-0.0125，出口的Q控制在0.005-0.04-脈動系數(shù)，單缸泵=1.1，雙缸泵=0.42，三缸泵=0.055、方案的可行性分析本設(shè)計方案與其它方案比較具有以下特點：1）泵配套性強、適應(yīng)介質(zhì)廣泛額優(yōu)勢；2）在小流量范圍內(nèi)而排出壓力高的情況下，整機效率高、運行經(jīng)濟性佳；3）流量恒定且與壓力無關(guān)，具有計量輸送特性。4）單位熱耗小，比國家標準節(jié)能近50%。5）三缸乳化液泵除能有效增大泵的流量外還具有壓力平穩(wěn)，流量均勻。6）臥式三缸乳化液泵的易損零部件通用性好的特點。7）裝備簡單，經(jīng)濟實用。通過以上分析可知該設(shè)計方案經(jīng)濟實用，符合國家標準，操作簡單，維修方便，節(jié)能降耗明顯，故該方案可行。6、該設(shè)計的創(chuàng)新之處該設(shè)計泵為臥式三缸柱塞往復(fù)泵，在傳動端采用泵本身自帶的一對斜齒圓柱齒輪減速和傳動曲柄連桿滑塊結(jié)構(gòu)。在液壓力端采用了分離式閥體結(jié)構(gòu)，在潤滑方式上采用了飛濺方式和齒輪油泵循環(huán)噴射，潤滑油機循環(huán)冷卻，具有流量均勻，壓力穩(wěn)定，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，脈沖小，噪音低和使用維護方便等特點。7、設(shè)計產(chǎn)品的主要用途和應(yīng)用領(lǐng)域乳化液泵站是井下綜合采煤工作面支護設(shè)備的動力源泉，是煤礦井下支護作業(yè)“ 外注式單體液壓支柱”及“液壓支架”的專用小型推移式注液設(shè)備，也是支護作業(yè)更換維修的不可缺少的工具。 乳化液泵具有體積小、重量輕、操作簡便、移動靈活、工作平穩(wěn)可靠和高效、節(jié)能、安全的特點，尤其是在空間狹小的坑道口、掘進頭、低煤層和回采面等地段，更是一般大型注液泵站無法替代的產(chǎn)品，深受廣大煤礦工作者的歡迎。乳化液泵是要實現(xiàn)煤礦井下安全運行的十分必要的一個環(huán)節(jié)。由于乳化液泵具有流量均勻、壓力穩(wěn)定、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、強度高、脈沖小、油溫低、噪聲小、使用維護方便等特點， 所以還廣泛適用于管道清洗、工件清洗、玻璃清洗、工程掘進等。8、時間進程第1-3周 查閱相關(guān)資料，參加設(shè)計實習(xí) 第4周 提出設(shè)計方案，并對方案進行比較，確定設(shè)計方案 第5周 臥式三缸乳化液泵總體的結(jié)構(gòu)設(shè)計，并畫出結(jié)構(gòu)簡圖 第6周 泵的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)選擇與計算 第7周 曲軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算 第8周 電機的選擇與計算 第9周 連桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計選擇與計算 第10周 整體外形框架的設(shè)計與計算 第11周 整理并編寫設(shè)計說明書 第12-13周 CAD繪制裝配圖 第14-15周 手工繪制零件圖 第16周 設(shè)計說明書及圖紙的審查 第17周 答辯9、參考文獻1成大先.機械設(shè)計手冊M.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002.2楊惠民.探設(shè)備M.北京：地質(zhì)出版社，1998.3馮德強.鉆機設(shè)計M.武漢：中國地質(zhì)大學(xué)出版社，1993.4趙貴祥.鉆探液壓技術(shù)M.北京：煤炭工業(yè)出版社，1985.5張連山.我國鉆井泵技術(shù)發(fā)展方發(fā)展方向M.石油機械，1988.6沈?qū)W海.鉆井往復(fù)泵原理與設(shè)計M.北京：機械工業(yè)出版社，1990.7江耕華機械傳動設(shè)計手冊M北京：煤炭工業(yè)出版社，19928王躍進機械原理M北京：北京大學(xué)出版社，20099邱宣懷.機械設(shè)計M.北京：高等教育出版社，2007.10楊黎明，黃凱機械零件設(shè)計手冊M北京：國防工業(yè)出版社，198711黃開亮.中國機械工業(yè)技術(shù)發(fā)展史M.昆明：中日機械技術(shù)史國際學(xué)術(shù)會議，2002.12關(guān)醒凡.現(xiàn)代泵技術(shù)手冊M.北京：宇航出版社，1995.13李建威.水力機械測試技術(shù)M.北京：機械工業(yè)出版社，1981.14郁永章.容積式壓縮機技術(shù)手冊.北京：工業(yè)出版社，2005.15余國琮.化工機械工程手冊.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003.16 Shedd,c.k Resistance of grains and seeds to airflow Agricul- tural Engineering 1953.34(9):616-61917 Sun