五柱塞往復(fù)泵正文

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本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書

五柱塞往復(fù)泵設(shè)計(jì)

DESIGNOFFIVEPLUNGERRECIPROCATINGPUMP

學(xué)院（部）：機(jī)械工程學(xué)院專業(yè)班級(jí)：機(jī)設(shè)09-9學(xué)生姓名：張曉曉指導(dǎo)教師：朱增寶教授

2023年6月7日

安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)

五柱塞往復(fù)泵設(shè)計(jì)

摘要

該畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)五柱塞往復(fù)泵的設(shè)計(jì)。往復(fù)泵借助于柱塞在液缸體工作腔內(nèi)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使工作腔容積產(chǎn)生周期性變化來達(dá)到輸送液體的目的，它是把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為壓力能的裝置。此種泵的流量值取決于工作腔容積變化值及在單位時(shí)內(nèi)的變化次數(shù)，而在理論上與排除壓力無關(guān)。柱塞往復(fù)泵具有效率高，吸入性好，輸送介質(zhì)廣泛等優(yōu)點(diǎn)。在石油開采等方面是不可替代的。

本次設(shè)計(jì)主要通過對(duì)一直數(shù)據(jù)的分析以及參考相關(guān)資料完成的。該往復(fù)泵是五柱塞的往復(fù)泵，主要由動(dòng)力端和傳動(dòng)端組成。通過對(duì)曲軸，液缸體，連桿等零部件及整機(jī)進(jìn)行具體分析和計(jì)算，完成了本次設(shè)計(jì)任務(wù)。

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1緒論

往復(fù)泵是一種發(fā)展較早的動(dòng)力機(jī)械之一，往復(fù)泵包括活塞泵和柱塞泵．它適用于輸送流量較小、壓力較高的各種介質(zhì)．如低粘度、腐蝕性、易燃、易爆、劇毒等各種液體．具有較高的效率和良好的運(yùn)行性能．因此，直到目前仍廣泛用于國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域中。特別往復(fù)泵在石油化工領(lǐng)域的應(yīng)用十分廣泛。依照用途的不用，石油工程中用的往復(fù)泵往往被冠以相應(yīng)的名稱，如：往復(fù)泵、固井泵、壓裂泵、注水泵、抽油泵、鉆井泵等。

在我國的國民生產(chǎn)和生活中，泵作為一種輸送液體的“心臟〞，倍受各行各業(yè)的重視。在石油領(lǐng)域中，往復(fù)泵的使用面廣、用量大，其耗電量占化工廠及油田用電的50%以上。研制開發(fā)使用性能良好的往復(fù)泵將帶來廣闊的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。近年來，國內(nèi)外在往復(fù)泵的理論和試驗(yàn)研究、設(shè)計(jì)制造和選擇使用方面，做了大量工作。特別是三缸和多缸單作用往復(fù)泵在石油工業(yè)中推廣使用，大大提高了工作效益。石油工業(yè)的發(fā)展對(duì)往復(fù)泵提出了更高的要求，主要是泵的壓力越來越高，功率越來越大、而制造和維修成本要低，體積和質(zhì)量不能過大。由于石油工程用往復(fù)泵的工作條件十分惡劣。提高其易損件(主要是泵閥、活塞—缸套、柱塞—密封等)的工作壽命，就成為往復(fù)泵設(shè)計(jì)、制造和使用中迫切需要解決的問題。因此直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的多缸往復(fù)泵的開發(fā)與研究顯得尤為重要。柱塞泵是一種供油裝置，常用于機(jī)器的潤滑系統(tǒng)中，屬于往復(fù)式容積泵，它是借助于活塞在液壓工作腔內(nèi)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)使工作腔容積產(chǎn)生周期性變化來達(dá)到輸送目的，動(dòng)力的機(jī)械能經(jīng)過柱塞泵轉(zhuǎn)化為被輸送液體的壓力能。它主要是有泵體、閥體和柱塞組成。其工作腔借助動(dòng)、密封裝置與外界隔開，通過閥體與外管路溝通與閉合。從輸送介質(zhì)來看，最早泵的輸送對(duì)象為單一的水及其它可滾動(dòng)的液體、氣體或漿體到現(xiàn)在可輸送固液混合物、氣液混合物、固液氣混合物，直至輸送活的物體，如土豆、魚等等。不同的輸送對(duì)象對(duì)于泵的內(nèi)部結(jié)構(gòu)要求均不同。

除了輸送對(duì)象對(duì)泵的結(jié)構(gòu)有不同要求外，泵的安裝形式、管道布置形式、維護(hù)維修等方面對(duì)泵的內(nèi)在或外在的結(jié)構(gòu)也提出了新要求。同時(shí)，各個(gè)生產(chǎn)廠商在結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)上又參與了各自企業(yè)的理念，更加提高了泵結(jié)構(gòu)的多元化程度。

基于可持續(xù)發(fā)展和環(huán)保的總體背景，泵的運(yùn)行環(huán)境對(duì)泵的設(shè)計(jì)又提出了眾多的要求，如泄漏減少、噪聲振動(dòng)降低、可調(diào)性增加、壽命延長等等均對(duì)泵的設(shè)計(jì)提出了不同的側(cè)重點(diǎn)或幾個(gè)著重點(diǎn)并行均需考慮，也必然形成泵的多元化形式。1.1往復(fù)泵的特點(diǎn)

往復(fù)泵和其他類型容積式泵的區(qū)別，僅在于它實(shí)現(xiàn)工作腔溶劑變化的方式和特點(diǎn)上：往復(fù)泵是借助于柱塞在液缸工作腔內(nèi)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)來時(shí)工作腔容積產(chǎn)生周期性變化。在結(jié)構(gòu)上，往復(fù)泵的工作腔是借助密封裝置與外界隔開，通過泵閥（吸

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入閥和排出閥）與管路溝通或閉合。

往復(fù)泵這一實(shí)現(xiàn)工作腔容積變化的方式和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，構(gòu)成了這類類型泵性能參數(shù)和總體結(jié)構(gòu)的一系列特點(diǎn)。這些特點(diǎn)也是這類類型泵借以生存，競爭和發(fā)展的依據(jù)。往復(fù)泵結(jié)構(gòu)圖有以下特點(diǎn)，首先瞬時(shí)流量是脈動(dòng)的。其次平均流量是恒定的。再次泵的壓力取決于管路特性。最終對(duì)輸入的介質(zhì)有較強(qiáng)的適應(yīng)性，且有良好的自吸性能。隨著泵內(nèi)排出量壓力增大，泵內(nèi)泄漏損失加大，泵的實(shí)際流量只略有下降;適用于較寬壓力、高粘度、較窄的流量范圍；隨著排出壓力增大，軸功率增大泵效率提高；柱塞往復(fù)次數(shù)底，有脈沖，平均流量恒定，吸入能力好；有摩擦件相對(duì)運(yùn)動(dòng)；泵效率高，配用功率較小，儉約能源。1.2結(jié)構(gòu)上存在的問題

現(xiàn)場使用中，國內(nèi)外傳統(tǒng)的多缸單作用往復(fù)式鉆井泵的結(jié)構(gòu)及強(qiáng)度存在的主要問題：

(1)鉆井泵質(zhì)量大,難以適應(yīng)現(xiàn)代便捷鉆機(jī)的要求,制約鉆機(jī)的移運(yùn)性；(2)沖程短,沖次高。鉆井泵在不適合的沖次范圍內(nèi)工作,致使液力端壽命短；(3)泵壓低,不能完全滿足鉆井工藝的需要；(4)結(jié)構(gòu)繁雜,系統(tǒng)效率低，制造加工難度大；(5)缸套壽命短,難以滿足鉆機(jī)高效率要求；

(6)泵各零件靜強(qiáng)度均滿足要求，零部件破壞的主要原由于動(dòng)載荷疲乏損壞；(7)排量變化時(shí)需要更換零件太多；(8)柱塞壽命短，且難更換；

(9)泵頭設(shè)計(jì)不合理，導(dǎo)致應(yīng)力集中，易損壞；1.3往復(fù)泵的分類1.3.1按泵的液力端特點(diǎn)

（1）按與輸送介質(zhì)接觸的工作構(gòu)件可分為：活塞泵，柱塞泵和隔膜（包括油隔離）等；

（2）按泵的工作原理或流量的脈動(dòng)特性可分為：單作用泵，雙作用泵，差動(dòng)泵，單缸泵，雙缸泵，三缸泵，多缸泵等；

（3）按泵的活塞（柱塞）數(shù)目可分為：單聯(lián)泵，雙聯(lián)泵，三聯(lián)泵，多聯(lián)泵等；

（4）按活塞（柱塞）中心線所處的為止可分為：臥式泵，立式泵，角度泵，對(duì)置式泵和軸向平行式泵等；1.3.2按傳動(dòng)端的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分

根據(jù)傳動(dòng)端把原動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為活塞（柱塞）的往復(fù)運(yùn)動(dòng)的方式特點(diǎn)可分為；曲柄（曲柄連桿機(jī)構(gòu)）泵，凸輪（凸輪軸機(jī)構(gòu)）泵和無曲柄（無曲柄機(jī)

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構(gòu)）等

1.3.3按泵的驅(qū)動(dòng)方式或配帶的原動(dòng)機(jī)分

機(jī)動(dòng)（以電動(dòng)機(jī)或旋轉(zhuǎn)式內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的）泵，直動(dòng)（以蒸汽，氣體或液體直接驅(qū)動(dòng)的）泵和手動(dòng)（人力驅(qū)動(dòng)）泵；1.3.4按泵的排除壓力分

根據(jù)泵的排出壓力高與低可分為：低壓泵（P2?10kgf/cm2），中壓泵（P2?10?100kgf/cm2）,高壓泵（P2?100?1000kgf/cm2），超高壓泵（P2?1000kgf/cm2）；1.3.5按泵的每分鐘往復(fù)次數(shù)分

按每分鐘往復(fù)次數(shù)高與低可分為：低速泵（n500spm）介于兩者之間的，對(duì)一般性往復(fù)泵來講，尋常是正常選擇范圍，因此，沒有劃分。

由上述分類可知，往復(fù)泵的品種十分繁雜，而且從分類命名中也很難找出它們之間相互聯(lián)系，有些稱呼也不能確鑿地反映泵的特點(diǎn)。在實(shí)際采用上述稱呼時(shí)，往往為了較為確鑿地反映該泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和性能特點(diǎn)，往往就要冠以一連串的組合式稱呼，這種組合方式是多種多樣的。1.4往復(fù)泵整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

從應(yīng)用的實(shí)際出發(fā)，液壓往復(fù)泵應(yīng)滿足工藝對(duì)排量，壓力的要求，同時(shí)要達(dá)到便于搬運(yùn)，安裝，檢查，保養(yǎng)和維修。這樣整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就要求外形尺寸與現(xiàn)在使用的往復(fù)泵相當(dāng)，所以整體結(jié)構(gòu)上還是采用臥式結(jié)構(gòu)。采用電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)液壓泵，由于這樣實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離全自動(dòng)操作。液壓往復(fù)泵由液壓控制系統(tǒng)，泵體系統(tǒng)和箱體組成。要求液壓系統(tǒng)為往復(fù)泵泵體提供以下條件；工作壓力12mpa，輸入功率5km,泵的轉(zhuǎn)速200r/min,流量23l/min.1.5液力端結(jié)構(gòu)選型

液力端是指活塞(柱塞)從處于電機(jī)脫開處到泵的進(jìn)、出口法蘭處的部件，一般由液缸體、活塞和缸套或柱塞及其密封(填料函)，吸入閥和排出閥組件、缸蓋和閥箱、閥相關(guān)、吸入和排出集合管等組成。液力端是介質(zhì)的過流部分，液力端結(jié)構(gòu)型式的選擇應(yīng)遵循如下的原則：

（1)過流性能好，水力損失小。

（2)過流部分應(yīng)利于氣體排出，不允許有氣體滯留的死區(qū)。（3)吸入閥和排出閥一般為垂直布置，利于閥板的啟閉和密封。（4)余隙容積應(yīng)盡可能的小。（5)易損件壽命長，拆裝便利。（6)加工藝性好。

臥式單作用柱塞泵按吸入閥、排出閥的布置型式，通過特性和結(jié)構(gòu)特征可分

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為：直通式液力端、直角式液力端和階梯式液力端。

首先是直通式液力端。直通式液力端的吸入閥和排出閥的中心軸線均在同一軸線上，直通式液力端的特點(diǎn)是：過流性能好，余隙容積較小，結(jié)構(gòu)緊湊、尺寸小、裝拆便利。直通式液力端按液缸體結(jié)構(gòu)可分為：四通體直通式波力端，三通體直通式液力端。

其次是直角式液力端。直角式液力端的吸入閥軸線與排出閥軸線垂直，它的吸入閥和排出閥可以分別拆裝和更換，使用和維護(hù)較為便利。相對(duì)于直通式和階梯式液力端來說，直角式液力端的余隙容積最小，有利于提高泵的容積效率。直角式液力端的結(jié)構(gòu)緊湊，尺寸小，柱塞可便利地從吸入閥處拆裝，但處于水平布置的閥的閥板運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向必需良好，否則閥板運(yùn)動(dòng)簡單受阻或關(guān)閉不良。

還有階梯式液力端，階梯式液力端的吸入閥和價(jià)排出閥軸線相互平行，階梯式液力端中在裝拆和更換吸入閥和排出閥時(shí)，不必拆裝管路，這對(duì)于要求經(jīng)常更換泵閥的場合是很重要的。這種液力端的余隙容積大，當(dāng)排出壓力高或輸送介質(zhì)的含氣過多時(shí)，容積效率更低。

綜合考慮，本試驗(yàn)裝置采用直通式液力端。1.6傳動(dòng)端結(jié)構(gòu)形式的選擇

往復(fù)泵上傳動(dòng)動(dòng)力的部件叫傳動(dòng)端。對(duì)機(jī)動(dòng)泵，傳動(dòng)端是指從十字頭起一直到煮粥伸出端為止的部件。假使是泵內(nèi)減速的，則傳動(dòng)端內(nèi)包括減速機(jī)構(gòu)：假使是泵外減速的，則傳動(dòng)端內(nèi)不包括減速機(jī)構(gòu)，減速機(jī)獨(dú)立。

機(jī)動(dòng)泵的傳動(dòng)端主要由機(jī)體，曲軸連桿，曲柄，十字頭級(jí)潤滑，冷卻等輔助設(shè)備組成。在選擇和設(shè)計(jì)傳動(dòng)端時(shí)候，尋常應(yīng)遵循下述基本原則：

（1）傳動(dòng)端主要零，部件必需滿足該泵最大活塞（柱塞）力下的強(qiáng)度和剛度的要求。

（2）傳動(dòng)端各運(yùn)動(dòng)副，必需是潤滑可靠，滿足比壓和pv允許值，潤滑油溫升也應(yīng)限制在設(shè)計(jì)要求內(nèi)。必要時(shí)，應(yīng)有冷卻設(shè)施。

（3）在結(jié)構(gòu)和尺寸要求允許的范圍內(nèi)，應(yīng)力求減少連比桿r/l，這樣不僅可減少十字頭處的壓力，而且可減少慣性水頭的影響，從而可改善泵閥工作條件和泵的吸入性能。

（4）要求合理現(xiàn)則液壓缸中心線夾角，曲柄間錯(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)基礎(chǔ)的撓力載荷。

（5）傳動(dòng)端，特別是立式泵傳動(dòng)端，應(yīng)考慮重心的穩(wěn)定性。傳動(dòng)端頂部應(yīng)設(shè)有運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)排氣，停車時(shí)封閉的排氣裝置，底部應(yīng)設(shè)有排放潤滑油的油堵。

（6）拆，裝，檢修便利，大型泵的傳動(dòng)端還應(yīng)考慮到傳動(dòng)端各零，部件的起吊方式和措施。

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（7）易損件及運(yùn)動(dòng)副應(yīng)工作可靠，壽命長，更換較便利。（8）加工，制造工藝性好。

和液力端一樣，傳動(dòng)端的結(jié)構(gòu)形式選擇夜了按幾種典型泵型和典型傳動(dòng)端結(jié)構(gòu)予以說明。

臥式五聯(lián)單作用機(jī)動(dòng)泵傳動(dòng)端是往復(fù)泵常用形式之一。該泵傳動(dòng)端雖然在具體結(jié)構(gòu)上有種種差異，但依照基本結(jié)構(gòu)形式，在目前可分為兩種類型：兩支點(diǎn)五拐曲柄連桿機(jī)構(gòu)和四支點(diǎn)五拐曲柄連桿機(jī)構(gòu)。前者主要用于中小型石油化用泵，后者用于大型石油礦場用泵。

考慮到泵的用途在此選擇兩支點(diǎn)五拐曲柄連桿機(jī)構(gòu)傳動(dòng)端。

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2往復(fù)泵主要結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇與確定

在進(jìn)行往復(fù)泵設(shè)計(jì)時(shí)，泵的基本性能參數(shù)排除壓力P和流量Q是由用戶提供的。

要確定Q，必需確定S,n,D,Z等與結(jié)構(gòu)有關(guān)的參數(shù)。此外，在繪制總體方案圖時(shí)，還需要吸入管和排出管的內(nèi)徑d1,d2,他們也與Q有關(guān)。以上這些參數(shù)統(tǒng)稱之謂泵的結(jié)構(gòu)參數(shù)。但是d1,d2是在確定Q后確定的，假使在總體設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)先選定了泵型和總體結(jié)構(gòu)形式，那么，Z,K即為已知，η可預(yù)先選取。因此，決定Q的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)就是S,n,D。

由往復(fù)泵的設(shè)計(jì)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)得知，為了確定S,n,D組合的最正確方案，一般應(yīng)選擇適合的Um入手，而后再確定n，進(jìn)而比較?，由此而逐步確定組合的最正確方案。2.1往復(fù)泵容積效率η的選擇

往復(fù)泵的容積效率一般選取原則如下：當(dāng)泵排除壓力高，流量小，每分鐘往復(fù)次數(shù)高，液力端余隙容積大，制造精度低且輸送高溫，高粘度，含固體顆粒時(shí)，取較低值，反之取較高值。當(dāng)輸送常溫清水時(shí)，0.80—0.98;當(dāng)輸送石油產(chǎn)品，熱水，液化涇等介質(zhì)時(shí)，取0.60—0.80.故取0.7.2.2柱塞平均速度Um的選擇

Um的大小直接影響泵各運(yùn)動(dòng)副零，部件的摩擦和磨損，特別是對(duì)活塞及其密封這一對(duì)運(yùn)動(dòng)副的影響尤為顯著。較大的活塞速度Um會(huì)加速摩擦副的磨損，引起泄露加快，流量下降。另外Um的過大還會(huì)使吸入管路內(nèi)的慣性水頭增加，使吸入性能變壞。Um過小，會(huì)使液力端的尺寸增加。石油化工用泵一般介質(zhì)，柱塞速度一般Um?1.1m/s。由統(tǒng)計(jì)可知，Um大小與折合成單聯(lián)單作用泵的有效功率Nez有關(guān)。

Nea?(P2?P1)Q0.4Um?KtNez

(P1?P2)612Z(K?1)Q（P1可以忽略不計(jì)）；

式中Um—活塞平均速度，m/s；

Nez—折合成單聯(lián)單作用泵的有效功率，kw；Kt—統(tǒng)計(jì)系數(shù)；

Z聯(lián)數(shù)，由于是五柱塞所以為5。

帶入數(shù)據(jù)可得；0.480m/s，Um=Nez=0.920kw,據(jù)查表2-5可選取Kt＝0.5，所以Um=0.480m/s。

2.3行程長度S的選取以及柱塞直徑的確定

已知往復(fù)泵的轉(zhuǎn)速為200r/min,根據(jù)Um?Sn/30得S=0.072米。根據(jù)表22.1-13液壓缸活塞行程第三系列，選取S=0.08米=0.08毫米。D

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=240Q/SnZ??1?K?=0.0228mm,D值應(yīng)按國家規(guī)定尺寸圓整，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[5]表37.3-2液壓缸活塞外徑尺寸系列，選取D=20mm。2.4程徑比ψ=S/D的選擇

程徑比選取一般要注意，n值高時(shí)，取較小值。反之取大值。P2大時(shí)，其取大值；反之取小值。

程徑比一般取值范圍為1.0-3.5，當(dāng)n值很高時(shí)，有的取0.8，對(duì)于高壓或超高壓泵，其值可能大到5-10，程徑比ψ=S/D=4。2.5吸入和排出管內(nèi)徑d1,d2的選取

這兩個(gè)值的選取主要取決于吸入，排出管內(nèi)徑的流速v1,v2.當(dāng)其二過大時(shí)。水力阻力損失過大，消耗能量多，泵的吸入能力差，而且簡單產(chǎn)生缸內(nèi)空化和汽蝕以及泵的過流量現(xiàn)象；過小，管路和液力端尺寸較大。在往復(fù)泵中，尋常要限制v1,v2的值，特別是v1的值。當(dāng)泵流量較小時(shí)，泵的吸附性能又無特別限制時(shí)，為了制造便利，互換性好，往往v1=v2,也就是d1=d2。

尋常，v1=1-2m/s,v2=1.5-2.5m/s，取V1?V2?1.5m/s,d1=4Q/?V1，所以，通過圓整d1=0.0180m,d1=d2=18mm。

將以上計(jì)算結(jié)果列入下表

表2-1泵的主要參數(shù)

QtP2ψ4d1mm18m/h1.383Kgf/cm122.452nspm200Smm80Dmm20d2mm18

泵的實(shí)際流量；Q=1.38?0.7=0.966m3/h2.7原動(dòng)機(jī)的選擇

選擇泵型和總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的同時(shí)，還應(yīng)考慮原動(dòng)機(jī)的選擇。

（1）泵的軸功率N和泵的總效率泵的有效功率Ne=PQ/612=3.22kw

泵的輸入功率N，由N=Ne/η且電動(dòng)機(jī)泵的效率范圍0.6-0.9（2)原動(dòng)機(jī)的選擇

往復(fù)泵品種繁多，功率相差很大，因此它所佩戴的原動(dòng)機(jī)幾乎涉及到每一種類型，往復(fù)泵的一般原則包括原動(dòng)機(jī)必需滿足前述功率Nd的要求,選擇原動(dòng)機(jī)的時(shí)候應(yīng)注意轉(zhuǎn)差率,應(yīng)注意原動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)力矩和啟動(dòng)電流,注意泵輸送介質(zhì)和操作環(huán)境的易燃，易爆性。外形尺寸與泵搭協(xié)同適，外形美觀，便于安裝和檢修。

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3液力端主要零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算

液壓往復(fù)泵尋常由液缸體，端蓋，吸入閥和排出閥，柱塞，進(jìn)出口法蘭，機(jī)體，透蓋，內(nèi)螺栓等組成。設(shè)計(jì)的主要任務(wù)：正確地選擇零部件的結(jié)構(gòu)形式，確定主要結(jié)構(gòu)尺寸，進(jìn)行強(qiáng)度和剛度的校核工作，選取適合的材料和熱處理方式，完成零部件加工圖，并提出合理的技術(shù)要求。3.1液缸體的設(shè)計(jì)和計(jì)算

液缸體是往復(fù)泵中主要承受液壓的零件之一，由于它的形狀繁雜，壁厚不均，內(nèi)有十字或T型交孔，應(yīng)力集中大，而且是與輸送介質(zhì)接觸，并承受內(nèi)壓狡辯載荷，因此，他的設(shè)計(jì)合理性，對(duì)其壽命有很大影響。特別是當(dāng)輸送高溫，高壓，時(shí)，應(yīng)注意一下幾點(diǎn)。

(1)要選取適合的材料和熱處理方式，既要有較高的強(qiáng)度指標(biāo)和抗腐蝕能力，又要特別注意材料對(duì)應(yīng)力集中的敏感性；

(2)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上要求形狀簡單，壁厚均勻，內(nèi)部流道孔相交也應(yīng)盡可能減少，實(shí)踐證明；在同等條件下，T形交孔要比十字形交孔的液缸體壽命長。

(3)假使在總體和液力端部件設(shè)計(jì)時(shí)就能注意到把液缸體內(nèi)的高度應(yīng)力集中部位和高壓交變載荷曲分開來，將會(huì)有效提高液缸體使用壽命。

由于本文是低壓，低速，小流量泵，液缸體破碎問題不突出，可不做考慮。單作用泵的液缸體有整體式和組合式兩種型式。鍛或鑄成一體的整體式液缸體和組合式液缸體相比，其剛性較好，機(jī)械加工量較少，廣泛應(yīng)用于單作用柱塞泵和活塞泵上。液缸體內(nèi)孔結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量采用圓柱形或球形，以減少應(yīng)力，便于制造，在兩交織孔道的交接處應(yīng)有足夠大的圓角半鍛以減少應(yīng)力集中，避免過多的拐彎，以減少應(yīng)力集中點(diǎn)和水力損失。下圖是幾種典型的單作用泵的缸體結(jié)構(gòu)。其中a是吸入閥和排出閥直通式布置的整體式液缸體，b是吸入閥與排出閥垂直布置的整體式液缸體，圖c是吸入閥和排出閥為組合式閥的液缸體，d是內(nèi)壁加不銹鋼襯里的整體式液缸體

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(a)(b)

(c)(d)

圖3-1液缸體的結(jié)構(gòu)型式

液缸體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分注意這些問題：在保證液缸體有足夠的剛度和強(qiáng)度的條件下，力求減輕重量；液缸體與協(xié)同零件相關(guān)部分的結(jié)構(gòu)尺寸應(yīng)盡量符合“三化〞要求。液缸體的毛胚有鑄件、鍛件，個(gè)別狀況下采用鑄焊、鍛焊的結(jié)構(gòu)。鑄造液缸體和鍛造液缸體相比，具有重量輕，材料消耗少，機(jī)械加工量少和成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，由于其形狀受工藝限制，只適用于外形簡單的液缸體，液缸體內(nèi)流道由機(jī)械加工來完成。鍍件液缸體主要用于高壓小流量柱塞泵中。鑄焊、鍛焊液缸體只是在制造廠無大型鑄鍛設(shè)備時(shí)才采用。

以下是液缸體主要尺寸的確定和強(qiáng)度校核。液缸體內(nèi)半徑r1由泵水力計(jì)算得出的。液缸體軸向尺寸由往復(fù)泵結(jié)構(gòu)確定，液缸體的強(qiáng)度計(jì)算主要是確定其外半徑r2和壁厚?。往復(fù)泵工作時(shí)，液缸內(nèi)承受工作內(nèi)壓力。該力使液缸產(chǎn)生徑向應(yīng)力和周向應(yīng)力，這是液缸體內(nèi)基本應(yīng)力。

但是由于由于液缸體結(jié)構(gòu)繁雜，再加上液缸體內(nèi)液體壓力的脈動(dòng)，因此隨著往復(fù)泵向高壓、高速方向發(fā)展，使液缸體的受力繁雜，給設(shè)計(jì)帶來較大的困難。尋?？梢园岩焊左w看成為一壓力容器，這樣可借助薄壁筒的計(jì)算方法來校核液缸的強(qiáng)度。為了設(shè)計(jì)計(jì)算便利，按設(shè)計(jì)原理和方法的不同，把液缸體分為薄壁液缸

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體和厚壁液缸體，薄壁液缸體和厚壁液缸體是按液缸壁外徑和液缸內(nèi)徑的比值K的大小來劃分的，尋常把K小于1.2的液缸體稱為薄壁液缸體，K大于1.2的液缸體成為厚壁液缸體。

薄壁液缸體可近似按兩向應(yīng)力狀況和應(yīng)力沿壁厚均勻分布的假設(shè)來進(jìn)行設(shè)計(jì)，能滿足工程上需要的精度要求。往復(fù)泵廣泛使用的低壓往復(fù)泵的液缸體，都可看作薄壁液缸體，假定液缸體為外圓半徑為r2,內(nèi)圓半徑為r1的等厚圓筒且其壁厚相對(duì)輪?。╮2/r1安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)

在閥上、下液體的壓力差開啟，在彈簧壓力和閥盤、彈簧等的重量作用下關(guān)閉，閥主要有兩種型式，即彈簧自重閥和重量閥。閥的作用是輪番把泵的吸入管和排出管及時(shí)與液缸體相連或分隔開來，因此，要求閥的工作性能有：

(1)在關(guān)閉時(shí)有較好的密封性。

(2)閥的開啟和關(guān)閉及時(shí)，也即閥的動(dòng)作應(yīng)和活塞的運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)一致，不然，

由于閥開啟關(guān)閉的滯后現(xiàn)象而引起漏損，降低容積效率。(3)要求閥的工作平穩(wěn)，特別是閥在關(guān)閉時(shí)沒有嚴(yán)重的撞擊現(xiàn)象。(4)流體流經(jīng)閥時(shí)的阻力損失應(yīng)最小。(5)結(jié)構(gòu)簡單，工藝性好，檢修便利。(6)有足夠的強(qiáng)度和剛度。3.2.2閥的設(shè)計(jì)

閥的設(shè)計(jì)包括閥的主要性能參數(shù)的確定和零件強(qiáng)度的校核。由于閥的工作過程及其繁雜，一般不能用簡單的方法來反映其運(yùn)動(dòng)規(guī)律。因而，在實(shí)際研究過程中，把閥的運(yùn)動(dòng)作了簡化而得到閥的計(jì)算公式。

在進(jìn)行閥運(yùn)動(dòng)理論研究時(shí)，假設(shè)：（1)液體是不可壓縮的。（2)泵的零部件不會(huì)產(chǎn)生變形。（3)閥盤是無質(zhì)量的。

（4)在吸入過程中液缸體是充滿的。

（5)連桿為無限長，故可忽略連桿長度的影響。閥的工作原理如下圖

圖3-2閥的工作原理

當(dāng)液體從閥座方向流入并且壓力達(dá)到一定程度時(shí)，閥板在液體壓力的作用下開啟從而使液體流過，當(dāng)液體反向流過時(shí)，閥板在液體壓力作用下關(guān)閉從而使液

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體無法流過。

泵閥的已知條件，泵的排壓P2=122.45kgf/cm2,缸數(shù)Z=5，活塞直徑D=20mm,活塞行程S=80mm,每分鐘往復(fù)次數(shù)n=200r/min,泵閥形式a=90度

接下來液壓往復(fù)泵泵閥設(shè)計(jì)參數(shù)將有表格的形式列出：

表3-1液壓往復(fù)泵泵閥設(shè)計(jì)參數(shù)

設(shè)計(jì)內(nèi)容泵的排壓P2（kgf/cm）缸數(shù)Z活塞直徑D（mm）活塞行程S（mm）沒分鐘往復(fù)次數(shù)n（spm）泵閥形式a(度)柱塞截面積A（cm^2）2參數(shù)選擇及計(jì)算公式A=?D/42結(jié)果122.4552080200903.1483.73通過一個(gè)閥的流量QtfQtf?ASn/60Zf(Zf?1)閥座孔最大瞬時(shí)流速VkmaxVkmax=1.6(F1ChKn/(t)?103彈簧中徑Dm(mm)彈簧曲度系數(shù)Kn許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力鋼絲直徑dh(mm)18.61.03303800017.8192剪切彈性模量G（kgf/mm）查表3-5彈簧工作圈數(shù)i（圈）彈簧總?cè)?shù)i1(圈)彈簧節(jié)距t(mm)自由高度H（mm）安裝高度H（mm）密封面比壓校核Py（kgf/cm^2）I?104G4/8m3Ci1?i?(1.5?2.0)t?4Dm3F2/300Gdh4?Gdh4?dh3.68H?(t?dh)i?(i1?0.5)dhH=H-10F/C67.6966.51214.78Py安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)

十字頭重量G(kgf)連桿重量Gg最大活塞力P曲柄銷直徑D（cm）2）主軸頸直徑D1核算軸頸重疊度s/D(1)兩相鄰曲柄銷處（2）主軸頸與曲柄銷處曲柄半徑r(cm)連桿大頭軸瓦寬度b(cm)R=s/2=8/2=4(已知S=8cm)b=(0.4-0.65)D=1.6-2.6取2.642.6連桿大頭采L=b+2(0.2-0.5)=2.6+2?0.5=3曲柄銷長l1(m).6取3.6用薄壁區(qū)，以小頭定位。經(jīng)過校核取3.6曲柄厚度t(cm)(1)長臂(2)短臂校核液壓缸中心距a(cm)（1）t=(0.5-0.7)D=2-2.8(2)取2a=L+t+2t1=6.6(t1=0.25)(1)2.5（2）26.6因曲柄為圓曲柄寬h(cm)h>(1.4-1.8)D,取其為8最大寬度為圓直徑曲拐不平衡重G2（kgf）曲拐不平衡重G3（kgf）G2重心至主軸頸距離H（m）H=(1.0-1.2)Dz=0.080.08圖4-20.34（1）S/D=(D-3r)/D(2)S/D=(D+(1)0.73(2)0.0625由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可得由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可得P=P2?A=384.4kgf=0.384tD=（5.4-7.10300.384P=3.35-4.46，取444.5D1=0.9-1.2D=3.6-4.8D1-r)/D21.20816

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轉(zhuǎn)化系數(shù)k往復(fù)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量mw(kgfs^2/m)往復(fù)慣性力Iw(kgf)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量mk(kgfs/m)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)慣性力Ik(kgf)連桿擺角β度最大活塞力Pmax(t)2K=0.3-0.4低速度取較大值2.347Mw?(Gk?G?kGg)/g(g=9.8m/s)2Iw?mwrw2(cos???cos2?)m=46.94(G3?G2H/r??1?k?Gg)/g2Ik?mhrw2.33740.98表4-70.3844λ=arcsin(λsinφ)Pmax??AP2max

在往復(fù)泵中，曲軸是把原動(dòng)機(jī)的旋動(dòng)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為柱塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)的重要部件之一。工作時(shí)，它將承受周期性的交變載荷，產(chǎn)生交變的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力和彎曲應(yīng)力，因此也是曲軸連桿機(jī)構(gòu)中最重要的受力部件。4.2.1曲軸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和選擇

選擇曲拐軸。曲拐軸幾乎可適用各種類型的往復(fù)泵，特別是在中小型多聯(lián)泵中應(yīng)用極為普遍。因其支撐少，使曲軸和機(jī)體的加工量減少，傳動(dòng)端裝配也簡單；相反的，因曲柄錯(cuò)角為144度五拐兩支承曲軸不能簡化成平面曲軸，故受力狀況繁雜，剛度和強(qiáng)度較差。4.2.2典型曲軸結(jié)構(gòu)

4.2.2.1曲拐布置或曲柄錯(cuò)角選定

此設(shè)計(jì)曲柄錯(cuò)為144度，而且若以靠近曲軸輸入端為第一曲柄，并以它為基準(zhǔn)順旋轉(zhuǎn)方向計(jì)算時(shí)；其次曲柄與第一曲柄間的錯(cuò)角取144度，第三曲柄與第一曲柄間的錯(cuò)角為288度。第四曲柄與第一曲柄的錯(cuò)角144度，第五曲柄和第一曲柄的錯(cuò)角216度。4.2.2.2曲軸支承和軸承選擇

二支承五拐曲軸剛度一般，主軸承處的主軸頸變形傾角較大，故主軸承多采用允許傾角較大的向心球面軸承7009C4.2.2.3軸頸

由于制造工藝的原因，鍛造曲軸的軸頸一般均制成實(shí)心圓柱體。

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4.2.2.4曲柄

曲柄額設(shè)計(jì)原則總的是應(yīng)盡可能將曲柄不影響強(qiáng)度的多余金屬去掉，以減輕重量，減少旋轉(zhuǎn)慣性質(zhì)量。曲柄外型選用的圓形。靠摸加工成型。其特點(diǎn)為：材料利用合理，疲乏強(qiáng)度高。4.4.4.5過度圓角

過渡圓角設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意：第一，圓角半徑越大，應(yīng)用集中越小，曲軸疲乏強(qiáng)度越高；但軸頸有效工作長度變短且圓角制造質(zhì)量也難保證，因此應(yīng)合理選取。其次，軸頸圓柱面和圓角表面應(yīng)一次磨成，保證銜接處平滑。對(duì)重要的曲軸，圓角表面應(yīng)施以滾壓，以提高曲軸的疲乏強(qiáng)度。第三，同一曲軸上的圓角，包括軸頸突然變化處的圓角應(yīng)盡量選取一樣的圓角半徑，以利于加工。4.2.2.6油孔

曲軸軸頸一般采用潤滑油強(qiáng)迫潤滑和冷卻，為此曲柄內(nèi)應(yīng)制有油孔，作為潤滑油的通道。根據(jù)曲軸形狀和供油方式，曲軸內(nèi)的油孔選用直角油孔。4.2.2.7軸端

軸前端與聯(lián)軸器連接，連接時(shí)必需犒勞。軸段的形狀：前，后端均圓柱體。圓柱體軸端加工便利。圓柱體面協(xié)同一般選取HT/K6，光亮度▽7。軸端上有中心孔，按GB145-59選取60度中心孔。4.2.2.8軸封

軸前端為外伸端，為防止?jié)櫥陀赏馍焯幮孤?，在相?yīng)的機(jī)體處設(shè)油封，選用橡膠油封。

表4-2曲軸的受力分析

作用力的名稱往復(fù)慣性力Lwi活塞力P作用點(diǎn)計(jì)算公式計(jì)算結(jié)果（ψ1=0，ψ2=144，ψ3=288，ψ4=144，ψ5=216）Lw4=41×Lw5=十字銷中點(diǎn)Lw1?mwrw2?cos????單Lw1=51.Lw2=-30.??cos2???99433??位：kgf）Lw3=41.12×(-0.1)=-4.3890.606=-30.8924.95活塞端P??P??4?4D2p2D2p1P1=-120.57P2=-120.57P3=-120.57P4=-120.57P5=-120.57?18

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活塞綜合力連桿力徑向力切向力輸入扭矩R，T在Z軸上的投影FR，T在Y軸上的投影F軸前端C出的軸前端最小直Fcz=6.04Fcy=-333.797單位kgf各曲柄銷中點(diǎn)各曲柄銷中點(diǎn)輸入銷主軸頸曲柄銷中點(diǎn)連桿中心曲柄銷中點(diǎn)十字銷中點(diǎn)Pi?Pi?Iwi?Pm-68.58-90.137-124.959-95.62-150.659Pci?pi/cos?-68.58-91.14-128.558-96．68-152.334131.253Ri?Pcicos??i??i??Ii-68.4-78.24-67.53583.369Ti?Pcisin??i??i?-68.58-88.334121.46-93.70148.7M?(T1?T2?T3)r78.184Fzi?Ticos?i?Risin?i-68.58117.24-26.6226.8-42.8Fyi?Tisin?i?Ricos?i-68.412.05-136.247-122.45-18.75載荷徑處19

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軸前端A點(diǎn)支承反力軸前端A點(diǎn)支承反力軸尾端B點(diǎn)支承反力軸尾端B點(diǎn)支承反力支承反力在曲柄徑向方向投影軸尾主軸頸中點(diǎn)軸前端主軸頸中點(diǎn)軸前端主軸頸中點(diǎn)NBy?b?l2?Fy1??c?l4?Fy2??d?l6?Fy3???1?????a??f?l8?Fy4??g?L9?Fy5??a?e?Fcy??NBy?320.45Naz??1??b?l2?Fz1??c?l4?Fz2??d?l6?Fz3?????a??f?l8?Fz4??g?L9?Fz5??a?e?Fzy??NAz??35.57NBy?a?b?l2?Fy1??a?c?l4?Fy2??a?d?l6?Fy3?1???a???a?f?l8?Fy4??a?g?l9?Fy5?eFcy????N?By?275.60軸尾主軸頸中點(diǎn)NBz??1??a?b?l2?Fz1??a?c?l4?Fz2??a?d?l6?Fz3?a???a?f?l8?Fz4??a?g?l9?Fz5?eFcz????NBz???7.58NAC1?NAyNAy?NAysin?i?NAzcos?iNByNBCi???NBysin?i?NBzcos?i??25.56NAC2??330.43NBc2?202.4520

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NAPiNAyNApi?NAycos?i?NAzsin?iNAP2??200.54NBP2??130.56NBPiNByNBpi?NBycos?i?NBzsin?iFcPiFcCifC12FcyiFcyNcpi?NCycos?i?NCzsin?iNcCi?NCysin?i?NCzcos?iFcp2??120.45FcC2??140.21曲柄銷I的中點(diǎn)曲柄?12?3R1?T1?fC12?366.56fp12銷I的中點(diǎn)?1fp12=2???3T1?R1?fp12=120fp32第一?1fp32=23T3?R3?fp32=-7.5Tc12曲柄銷中點(diǎn)第三TC12=?123T1?R1?Tc12=370.56Tc32曲柄銷中點(diǎn)第五?1TC32=2?3T3?R3?Tc32=-30.54Tc53曲柄銷中點(diǎn)?1Tc53=2?3T5?R5?Tc53=204.2121

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4.3.4曲軸的強(qiáng)度校核（一）靜強(qiáng)度校核

在假定個(gè)軸各頸截面尺寸一致狀況下，在Ⅱ曲柄銷中點(diǎn)截面內(nèi)力最大，故實(shí)際只需校核兩個(gè)截面即可。曲柄材料選為45鋼，其彎曲疲乏強(qiáng)度值取3400kgf/cm2在第Ⅱ曲柄銷中點(diǎn)處校核

Mx?M??FcC2?NAC2?r?TC12r3?1105.46My??FcC2?e?a?c?l4??NAC2?a?c?l4??fC12?l3?l4??3000.23??Mz??FcP2?e?a?c?l4??NAP2?a?c?l4??fP12?l3?l4??3220.21ZWz?ZWy1?d3?Zx??5.432232

??222n???1ZWz/MX?MY?MZ?4.88截面9處的校核

Mx???FeC2?e?a?c??NAC2?a?c??fC12l3??2906.54My???M?T1r??1500.43Mz??(Fcp2?e?a?c??NAP2?a?c?)?fp12l3?3425.4Zwz?Zwy1?d3?Zx??50.2123222n???1ZWZ/Mx?My?Mz2?24.56?4（二）曲軸的疲乏強(qiáng)度校核

對(duì)于曲軸上必需考慮應(yīng)力集中和尺寸系數(shù)的截面，應(yīng)校核疲乏強(qiáng)度。對(duì)于五拐兩支承的曲軸疲乏強(qiáng)度校核，尋?？扇∫韵氯齻€(gè)位置。第一，截面1-1，垂直輸入端主軸頸，主軸頸與曲柄相接處。其次，截面4-4，垂直與曲柄銷，在曲柄相接處：第三，截面9，同上面的靜強(qiáng)度。

表4-3校核疲乏計(jì)算

計(jì)算內(nèi)容和符號(hào)材料彎曲疲乏強(qiáng)度符號(hào)公式截面1-1截面4-4截面9取3400（45號(hào)鋼）??1kgf/cm222

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材料扭轉(zhuǎn)疲乏極限取2000r?1kgf/cm需用安全系數(shù)n抗彎斷面模數(shù)Zwzcm抗扭斷面模數(shù)Zwzcm正應(yīng)力幅?a平均正應(yīng)力322n1???1.3?3??d3324.326.4348.56?d3169.0012.34100.32?a=（MZmax?Mzmin）/2ZWz323.23321.3270.34?mkgf/cm3切應(yīng)力幅?m=（MZmax?Mzmin）/2ZWz16.569.230.45?mkgf/cm系數(shù)??敏感系數(shù)q彎曲有效應(yīng)力集中系數(shù)k?折算系數(shù)??尺寸系數(shù)??彎曲安全系數(shù)扭轉(zhuǎn)有效應(yīng)力集中系數(shù)3?m?(MXmax?MXmin)/2Zx查圖查圖3.213.30.617.003.30.61.233.30.6kk??1?q(???1)2.382.382.38查表查表nn??0.050.760.050.760.050.76??1k?????m4.7683.2224.33??查表2.92.92.9k????折算系數(shù)??查表00023

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扭轉(zhuǎn)安全系數(shù)n?彎，扭聯(lián)合安全系數(shù)n1n????1+???mk???66.4520.3419.08n1?n?n?/?n2?2?n??4.32>n3.23>n16.34>n(四)曲軸的剛度校核

兩支點(diǎn)五拐曲軸剛度校核目的是校核兩端主軸承的傾角，以滿足主軸承的允許傾角的要求。由面前計(jì)算知，只需校核B處傾角即可，向心球面軸承的=0.005rad。當(dāng)X為0時(shí)，其為0，故C為0.由圖X為10，代入

1?B?(NByX2?C)/EI。?B?0.0026?0.005

2綜上，曲軸各種強(qiáng)度校核均符合要求，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。4.4曲軸材料及技術(shù)要求

（1）曲軸材料。曲軸常用45號(hào)優(yōu)質(zhì)碳素鋼。采用模鍛加工。曲軸毛坯的熱處理要求。

（2）曲軸毛坯應(yīng)經(jīng)正火處理以減小內(nèi)應(yīng)力，提高其強(qiáng)度和韌性。改善切削性能。粗加工后的曲軸應(yīng)經(jīng)回火處理。

（3）熱處理后的曲軸應(yīng)進(jìn)行低倍和金相組織檢查?；瘜W(xué)成分分析和機(jī)械性能試驗(yàn)，粗加工后應(yīng)進(jìn)行超聲波等無損探傷，精加工后進(jìn)行磁粉探傷。4.5機(jī)加工要求

（1）主軸頸和曲柄銷尺寸公差不低于GB1184-79規(guī)定的IT6級(jí)精度，圓度和直線度不低于GB1184-80所規(guī)定的7級(jí)精度。

（2）曲柄的主軸頸及其其軸伸端軸頸應(yīng)同軸。同軸度公差不低于GB1184-80的7級(jí)。

（3）曲柄銷頸應(yīng)為兩端主軸頸平行，平行度公差不低于GB1184-80所規(guī)定的6級(jí)。

（4）曲柄銷表面光亮度應(yīng)為?8??9；

（5）各曲柄間錯(cuò)角應(yīng)通過工藝保證其公布均等。

（6）各軸頸與曲柄相接的過渡圓角必需是圓滑過渡，不得有相接不平滑現(xiàn)象。（7）曲軸上油孔的通路及尺寸應(yīng)按結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所講的開通，穿孔的相關(guān)處必需光滑倒角。4.6連桿及其軸瓦4.6.1連桿主要尺寸確定

表4-4連桿主要尺寸表

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名稱最大柱塞力Pmax(t)曲柄半徑r(cm)連桿比?(cm)曲柄銷直徑D(cm)連桿長度l(cm)十字頭銷直徑d(cm)大頭空直徑D1小頭襯套內(nèi)徑dx(cm)小頭襯套寬度bx(cm)小頭孔內(nèi)徑d1(cm)桿體中截面當(dāng)量直徑dm(cm)桿體中截面高度H（cm）連體中截面面積Am(cm2)桿體最小截面距小頭中心線距離l(cm)L處連桿體截面高度Hm連桿最大截面距大頭中心線距離ll處連桿截面高度H連桿高度B(cm)大頭蓋A-A截面面積AA(cm2)大頭蓋A-A截面厚度SA(cm)大頭蓋A-A截面厚度SB(cm)連體與大頭連接截面厚度sB(cm)小頭A1?A2截面面積AA1(cm)小頭A1?A2截面厚度SA1(cm)小頭C1?C2截面厚度SA1(cm)小頭A1?A2截面厚度SA1(cm)小頭側(cè)壁臀中心線距離L（cm）連桿螺栓外徑d0(cm)連桿螺栓定位凸徑d3(cm)連桿螺頸部直徑d3(cm)連桿螺栓定位凸徑長L3(cm)連桿螺栓孔的中心距離L(cm)連桿螺栓在大頭螺栓孔內(nèi)的長度25

2計(jì)算結(jié)果0.38440.254161.64.41.72.22.01.41.91.53702.01.64.52.02.11.50.730.730.731.00.50.50.52.50.831.07.31.836.04.0

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L1,L2(cm)4.6.2連桿強(qiáng)度和穩(wěn)定性校核

表4-5連桿強(qiáng)度和穩(wěn)定性校核結(jié)果

名稱小頭襯套比壓Pxkgf/cm2計(jì)算結(jié)果??1202.5-41.752>1.25????大頭B-B截面的彎曲應(yīng)力??kgf/cm?B-B截面拉應(yīng)力??kgf/cm?B-B截面切應(yīng)力??kgf/cm?大頭B-B截面的總應(yīng)力??kgf/cm?小頭A-A截面的彎曲應(yīng)力??kgf/cm?小頭B-B截面拉應(yīng)力??kgf/cm?小頭B-B截面的彎曲應(yīng)力??kgf/cm?小頭C-C截面的總應(yīng)力??kgf/cm?連桿螺栓頸部直徑拉應(yīng)力??kgf/cm?旋緊螺栓時(shí)的扭矩M?kgf/cm?因扭轉(zhuǎn)造成的切應(yīng)力??kgf/cm?連桿螺栓總應(yīng)力??kgf/cm?動(dòng)載下的螺栓的最大應(yīng)力??kgf/cm?動(dòng)載下的螺栓的最小應(yīng)力??kgf/cm?動(dòng)載時(shí)螺栓應(yīng)力幅??kgf/cm?對(duì)稱循環(huán)疲乏極限??kgf/cm?大頭A-A截面的彎曲應(yīng)力?WAkgf/cm22WB2PBB22B2WA12WB12B2C122212maxmin22a2?1連桿螺栓應(yīng)力幅安全系數(shù)連桿螺栓最大安全系數(shù)n

綜合，連桿強(qiáng)度符合要求。4.7十字頭

十字頭在其滑道里做直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，具有導(dǎo)向作用。通過十字頭把做搖擺運(yùn)動(dòng)的連桿和做往復(fù)運(yùn)動(dòng)的柱塞以鉸鏈形式連接起來并著力的傳遞作用。

表4-6十字頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

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名稱最大柱塞力Pmax(t)滑履直徑Dh?cm?滑履長度Lh?cm?滑履寬度Bh?cm?滑履合金層厚t(cm)十字頭銷直徑d（cm）十字頭銷空心直徑d0(cm)十字頭銷孔座厚S(cm)十字頭體厚S1(cm)十字頭銷孔截面B-B面