乳化液泵開題報(bào)告模板(完成)1.doc

黑龍江科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告題 目臥式三缸乳化液泵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)源工程實(shí)際1、研究目的和意義乳化液泵作為一種通用機(jī)械，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)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(hù)設(shè)備的動(dòng)力源泉，其工作狀態(tài)好壞與安全生產(chǎn)密切相關(guān)，要實(shí)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(yùn)行是十分必要的一個(gè)環(huán)節(jié)。乳化液泵是煤礦井下支護(hù)作業(yè)和安全生產(chǎn)的重要裝備與工具，其傳動(dòng)方式簡(jiǎn)單可靠，量大面廣，具有高效低耗、安全可靠、移動(dòng)靈活輕便、操作簡(jiǎn)單，無(wú)污染的特點(diǎn)，深受廣大煤礦工作者的歡迎 。這些產(chǎn)品填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，擁有多項(xiàng)國(guó)家專利，其核心技術(shù)上具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，處國(guó)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(chǎng)的需求量特別大。2、國(guó)內(nèi)外發(fā)展情況(文獻(xiàn)綜述)國(guó)內(nèi)乳化液泵的生產(chǎn)單位廠家以無(wú)錫煤機(jī)，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(guó)產(chǎn)乳化液泵的主要特點(diǎn)。該型泵額定壓31.5MPa，額定流量 400升 /分，臥式三柱塞結(jié)構(gòu)。總體上可分為動(dòng)力端和液力端兩大部分。動(dòng)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(qiáng)度鑄鐵整體箱型結(jié)構(gòu)，箱內(nèi)存有潤(rùn)滑油對(duì)運(yùn)動(dòng)部件實(shí)現(xiàn)飛濺潤(rùn)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(lái)。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(qiáng)制壓力潤(rùn)滑系統(tǒng)，主要運(yùn)來(lái)潤(rùn)滑曲軸連桿的滑動(dòng)軸承。有一些大流量的泵自吸能力差，在泵的進(jìn)液端還配有皮帶驅(qū)動(dòng)的增壓泵以防止吸液腔產(chǎn)生的氣蝕。國(guó)內(nèi)大型煤礦進(jìn)口的乳化液泵主要來(lái)自英國(guó)雷波、德國(guó)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(jì)制造的水平和發(fā)展方向。進(jìn)口乳化液泵全部采用臥式三柱塞結(jié)構(gòu)。由于設(shè)計(jì)理念的不同，他們的設(shè)計(jì)重點(diǎn)從提高產(chǎn)品的安全性，可靠性入手，盡量采用先進(jìn)的電子技術(shù)為泵站提供種類齊全的監(jiān)控保護(hù)功能，進(jìn)少了人為的誤操作，為高產(chǎn)高效綜采機(jī)械化工作面中央集中控制打下了基礎(chǔ)。下面介紹國(guó)內(nèi)引進(jìn)量較大的英國(guó)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(dòng)箱體為分箱結(jié)構(gòu)，便于曲軸的安裝調(diào)整并易于實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)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(diǎn)潤(rùn)滑回路環(huán)路，改善了傳動(dòng)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(qiáng)度高，內(nèi)部密封圈少，維修方便。缸套內(nèi)使用多個(gè)小彈簧壓緊盤根密封，壓緊力均衡，密封可靠，壽命長(zhǎng)。柱塞采用陶瓷材料，密度較小并且耐磨、防銹、有效延長(zhǎng)了使用壽命。潤(rùn)滑油的冷卻采用強(qiáng)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(guò)聯(lián)軸器上的風(fēng)扇和機(jī)座殼體的作用，離心風(fēng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制風(fēng)冷；同時(shí)設(shè)置獨(dú)立的冷卻器對(duì)壓力潤(rùn)滑油進(jìn)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(dòng)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(shí)時(shí)監(jiān)控泵站系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)并在參數(shù)異常時(shí)自動(dòng)停機(jī)。3、研究/設(shè)計(jì)的目標(biāo)流量Q=80L/min，工作壓力P=35MPa 4、設(shè)計(jì)方案（研究/設(shè)計(jì)方法、理論分析、計(jì)算、實(shí)驗(yàn)方法和步驟等）方案的確定1、根據(jù)設(shè)計(jì)要求在通常情況下，泵的總體設(shè)計(jì)應(yīng)遵循下述基本原則：.有足夠長(zhǎng)的使用壽命（指大修期應(yīng)長(zhǎng)）和足夠的運(yùn)轉(zhuǎn)可靠性（指被迫停車次數(shù)應(yīng)少）；.有較高的運(yùn)轉(zhuǎn)經(jīng)濟(jì)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(biāo)準(zhǔn)化、通用化）程度；.制造工藝性能好；使用、維護(hù)、維修方便；.外形尺寸和重量盡可能小。2、本次設(shè)計(jì)泵型。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。因采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)又叫電動(dòng)泵。電動(dòng)泵的特點(diǎn)是：.瞬時(shí)流量脈動(dòng)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(wú)關(guān)，當(dāng)n、S、D為定值時(shí)，泵的流量是基本恒定的；.泵的排出壓力P 是一個(gè)獨(dú)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(dòng)機(jī)功率無(wú)關(guān)；.機(jī)動(dòng)泵都需要有一個(gè)把原旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為柱塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)端，故一般講，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，運(yùn)動(dòng)零部件數(shù)量較多，造價(jià)也較昂貴；.實(shí)現(xiàn)流量調(diào)節(jié)時(shí)，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(lái)實(shí)現(xiàn)；.結(jié)構(gòu)變形較容易。3.在液力端往復(fù)運(yùn)動(dòng)副上，運(yùn)動(dòng)件上無(wú)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(jiǎn)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(guò)大。目前柱塞泵直徑范圍大多在3150mm，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。.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(diǎn)是：便于操作者觀察泵的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，拆裝，使用，維修；機(jī)組高度方向尺寸小時(shí)，不需要很高的廠房，但長(zhǎng)寬方向尺寸較大時(shí)，占地面積則較大；.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。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(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(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 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。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。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖所示。 圖示為往復(fù)泵結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 1-連桿機(jī)構(gòu) 2-滑塊 3-柱塞 4-壓緊螺母 2）理論分析如圖所示，當(dāng)曲柄以一定角速度逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，活塞向右移動(dòng)，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(jìn)入到液缸。當(dāng)曲柄轉(zhuǎn)過(guò)180以后活塞向左移動(dòng)，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(dāng)曲柄以一定的角速度不定的旋轉(zhuǎn)時(shí)，往復(fù)泵就不斷地吸入和排出液體。3）相關(guān)計(jì)算在往復(fù)泵的進(jìn)出口裝設(shè)緩沖罐。緩沖罐的容積V0?？砂慈缦鹿接?jì)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(zhǎng)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(jìn)口的Q控制在0.0025-0.0125，出口的Q控制在0.005-0.04-脈動(dòng)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(jì)方案與其它方案比較具有以下特點(diǎn)：1）泵配套性強(qiáng)、適應(yīng)介質(zhì)廣泛額優(yōu)勢(shì)；2）在小流量范圍內(nèi)而排出壓力高的情況下，整機(jī)效率高、運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性佳；3）流量恒定且與壓力無(wú)關(guān)，具有計(jì)量輸送特性。4）單位熱耗小，比國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)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(diǎn)。7）裝備簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。通過(guò)以上分析可知該設(shè)計(jì)方案經(jīng)濟(jì)實(shí)用，符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，操作簡(jiǎn)單，維修方便，節(jié)能降耗明顯，故該方案可行。6、該設(shè)計(jì)的創(chuàng)新之處該設(shè)計(jì)泵為臥式三缸柱塞往復(fù)泵，在傳動(dòng)端采用泵本身自帶的一對(duì)斜齒圓柱齒輪減速和傳動(dòng)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(rùn)滑方式上采用了飛濺方式和齒輪油泵循環(huán)噴射，潤(rùn)滑油機(jī)循環(huán)冷卻，具有流量均勻，壓力穩(wěn)定，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，脈沖小，噪音低和使用維護(hù)方便等特點(diǎn)。7、設(shè)計(jì)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(hù)設(shè)備的動(dòng)力源泉，是煤礦井下支護(hù)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(hù)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(jiǎn)便、移動(dòng)靈活、工作平穩(wěn)可靠和高效、節(jié)能、安全的特點(diǎn)，尤其是在空間狹小的坑道口、掘進(jìn)頭、低煤層和回采面等地段，更是一般大型注液泵站無(wú)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(shí)現(xiàn)煤礦井下安全運(yùn)行的十分必要的一個(gè)環(huán)節(jié)。由于乳化液泵具有流量均勻、壓力穩(wěn)定、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、強(qiáng)度高、脈沖小、油溫低、噪聲小、使用維護(hù)方便等特點(diǎn)， 所以還廣泛適用于管道清洗、工件清洗、玻璃清洗、工程掘進(jìn)等。8、時(shí)間進(jìn)程第1-3周 查閱相關(guān)資料，參加設(shè)計(jì)實(shí)習(xí) 第4周 提出設(shè)計(jì)方案，并對(duì)方案進(jìn)行比較，確定設(shè)計(jì)方案 第5周 臥式三缸乳化液泵總體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并畫出結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 第6周 泵的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)選擇與計(jì)算 第7周 曲軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算 第8周 電機(jī)的選擇與計(jì)算 第9周 連桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)選擇與計(jì)算 第10周 整體外形框架的設(shè)計(jì)與計(jì)算 第11周 整理并編寫設(shè)計(jì)說(shuō)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(jì)說(shuō)明書及圖紙的審查 第17周 答辯9、參考文獻(xiàn)1成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)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(qiáng).鉆機(jī)設(shè)計(jì)M.武漢：中國(guó)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(guó)鉆井泵技術(shù)發(fā)展方發(fā)展方向M.石油機(jī)械，1988.6沈?qū)W海.鉆井往復(fù)泵原理與設(shè)計(jì)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1990.7江耕華機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)M北京：煤炭工業(yè)出版社，19928王躍進(jìn)機(jī)械原理M北京：北京大學(xué)出版社，20099邱宣懷.機(jī)械設(shè)計(jì)M.北京：高等教育出版社，2007.10楊黎明，黃凱機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)M北京：國(guó)防工業(yè)出版社，198711黃開亮.中國(guó)機(jī)械工業(yè)技術(shù)發(fā)展史M.昆明：中日機(jī)械技術(shù)史國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議，2002.12關(guān)醒凡.現(xiàn)代泵技術(shù)手冊(cè)M.北京：宇航出版社，1995.13李建威.水力機(jī)械測(cè)試技術(shù)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1981.14郁永章.容積式壓縮機(jī)技術(shù)手冊(cè).北京：工業(yè)出版社，2005.15余國(guó)琮.化工機(jī)械工程手冊(cè).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