带保温装置的熔融纺丝计量泵设计VIP

毕 业 设 计（论 文）插座外壳注塑模具设计系 别： 专 业 名 称：学 生 姓 名： 学 号：指导教师姓名、职称 ：完成日期 年 月 日I摘要论文根据工程实际的需要完成带保温装置的熔融纺丝计量泵的设计。在设计中采用的成型方式为一模一腔,论文中具体分析了产品的工艺性,确定了所采用齿轮的工艺参数和所采用的成型设备,确定了斜齿轮制作的总体方案,分析并解决了计量泵的总体结构和各工作部分的具体结构,并进行了一些必要的数据计算。论文中还对泵板、端盖、斜齿轮等机构进行了分析设计，完成了工件三维模型和工程图设计，圆满完成了模具设计所要求的各项工作。通过设计，综合应用了大学期间的多数基础和专业知识，加深所学知识体系，掌握了应用 CAD 软件进行带保温装置的熔融纺丝计量泵的设计方法和技巧，熟悉了工程应用设计。关键词 ： 熔融纺丝技术、计量泵。IIMelt spinning metering pump with insulation deviceAbstractIn this paper, by means of melt spinning technology and the present development situation of metering pump. Spinning gear metering pump is a kind of can meet the demand of all kinds of strict process flow, flow can be adjusted within the range 0-100%, used for conveying liquid (particularly corrosive liquid) is a kind of special displacement pump. Metering pump, also known as quantitative pump or pump. Liquid metering pump belongs to a reciprocating positive displacement pump, used for precise measurement, usually require stability accuracy of metering pump is not more than plus or minus 1%.At this stage of melt spinning technology contains is a high amount of science and technology, the world a lot about melt spinning metering pump production has a very high level of precision, while our country produces melt spinning metering pump has the characteristics of the number of small, high cost.Keywords: melt spinning technology, metering pump.III目 录目 录 I1 绪论 11.1 带保温装置的熔融纺丝计量泵设计发展的概况 11.2 国内带保温装置的熔融纺丝计量泵的发展现状 11.3 国外带保温装置的熔融纺丝计量泵的发展现状 11.4 国内外带保温装置的熔融纺丝计量泵的发展差距 22 外啮合齿轮泵的工作原理 33 齿轮泵的安排和流量计算 34 计量泵控制方式的发展 44.1 早期的发展 55 带保温装置的熔融纺丝计量泵 55.1 基本框架设计 65.2 齿轮泵的设计 75.3 主动齿轮的设计 95.4 从动齿轮的设计 105.5 齿轮泵的设计 115.6 柱塞式计量泵 125.6.1 柱塞式计量泵的特点 125.6.2 柱塞式计量泵的结构原理与特性 136 温控调节系统的设计 146.1 温度调节系统设计原则 146.2 保温装置回路的布置 15IV7 带保温装置的熔融纺丝计量泵的工作过程 168 总结 179 参考文献 1810 致谢 1911 绪论1.1 带保温装置的熔融纺丝计量泵设计发展的概况带保温装置的熔融纺丝计量泵是可以计量所输送液体的一种机械，通常也叫定量泵或比例泵。计量泵则是一种可以满足很多种严格的工艺流程需要，流量可以在 0-100%范围内无级调节，用来输送液体（特别是腐蚀性液体）的一种特殊容积泵。计量泵也被称为定量泵或者比例泵。计量泵则是属于往复式容积泵，用于精确计量，通常所要求计量泵的稳定性精度不超过1%。随着现代化工业朝着自动化操作、远距离自动控制这一形势的不断发展，计量泵的配套性强、适应介质（液体）广泛的优势显得特别突出。1.2 国内带保温装置的熔融纺丝计量泵的发展现状 近年来我国引进了很多国际的先进技术和国外先进的加工设备，使带保温装置的熔融纺丝计量泵的制造水平比几年前进展了一大步，然而由于我国基础薄弱、对引进技术的吸收、掌握，尚缺一定的时间，而且发展也并不是很平衡，所以，我国带保温装置的熔融纺丝计量泵总体水平与世界先进技术还存在着一定的差距。目前，国内生产的带保温装置的熔融纺丝计量泵已达到国外同类产品的水平。在带保温装置的熔融纺丝计量泵设计中采用最新的齿轮设计软件，纠正了由于成型压缩造成的齿形误差，达到了标准渐开线造型要求。带保温装置的熔融纺丝计量泵的设计制造水平也已接近国际水平。使用 CAD 三维设计、计算机模拟带保温装置的熔融纺丝计量泵机构设计新颖，对精密、复杂斜齿轮的制造水平提高起到了很大作用。虽然在这十多年中带保温装置的熔融纺丝计量泵工业取得了非常大的发展，但许多方面与工业发达国家相比仍有明显的差距。精密加工设备在带保温装置的熔融纺丝计量泵加工设备中所占的比重还比较低，CAD/CAE CAM 技术的普及程度不高，许多先进的模具技术应用不广泛等。特别在大型、精密的齿轮泵技术上存在很大的差距，这些类型齿轮泵的生产能力也不能满足国内需求，因而需要大量从国外进口，以满足国内需求。21.3 国外带保温装置的熔融纺丝计量泵的发展现状 国外带保温装置的熔融纺丝计量泵制造行业的最基本特征是高度智能化、集成化、网络化和柔性化。追求的目标是提高产品质量及产品生产效率。国外发达国家带保温装置的熔融纺丝计量泵标准化程度已经达到 ，实现%807了部分资源的共享，大大缩短了设计周期和制造周期，大大降低了生产成本最大限度地提高了带保温装置的熔融纺丝计量泵制造业的应变能力， 满足了用户的需求。 带保温装置的熔融纺丝计量泵企业在技术上实现了专业化，在带保温装置的熔融纺丝计量泵企业的生产管理方面，也有越来越多的采用以设计为龙头、按工艺流程安排加工的专业化生产方式，降低了对带保温装置的熔融纺丝计量泵工人技术全面性的要求，完成了专业化的发展。 国外注塑成型技术在也向多工位、高效率、自动化、连续化、低成本方向发展。因此，带保温装置的熔融纺丝计量泵正在向高精度复杂、多功能的方向发展。 1.4 国内外带保温装置的熔融纺丝计量泵的发展差距我国带保温装置的熔融纺丝计量泵行业与其发展需要和国外先进水平相比，主要存在五大问题： 1.发展不平衡，产品总体水平较低，虽然有个别企业的部分产品已达到或接近国际水平，但总体来看，带保温装置的熔融纺丝计量泵的精度、型腔表面粗糙度、生产周期、寿命等指标与国外先进水平相比尚有较大差距。 2.工艺装备落后，组织协调能力差，虽然部分企业经过近几年的技术改造，工艺装备水平已比较先进，但大部分企业工艺装备仍比较落后。企业的组织协调能力差，难以整合或调动社会资源为我所用，从而就难以承接比较大的项目。 3.多数企业开发能力弱，一方面是技术人员比例低、水平不够高，另一方面是科研开发投入少，观念落后，对开发不够重视。 4.供需矛盾一时还难以解决，2012 年国产带保温装置的熔融纺丝计量泵国内市场满足率只有 43%，其中大型、精度、长寿命带保温装置的熔融纺丝计量泵满足率还要低，估计不足 50%。市场需求旺盛，生产发展一时还难以跟上，供不应求的局面还将持续一段时间。 35.体制和人才问题的解决尚待时日，在带保温装置的熔融纺丝计量泵这样竞争性行业中需依赖于特殊用户，需单件生产的行业，国有和集体所有制原来的体制和经营机制已越来越显得不适应。人才的数量和素质水平也跟不上行业的快速发展。各地都重视这两问题，解决尚待时日。 2 外啮合齿轮泵的工作原理由于齿轮两端面与泵盖的间隙以及齿轮的齿顶与泵体内表面的间隙都很小，因此，一对啮合的轮齿将泵体、前后泵盖和齿轮包围的密封容积分隔成左、右两个密封的工作腔。当原动机带动齿轮旋转时，右侧的齿轮不断退出啮合，其密封工作腔容积逐渐增大，形成局部真空，油箱中的油液在大气压力的作用下经泵的吸油口进入这个密封油腔吸油腔。随着齿轮的转动，吸入的油液从齿间转移到左侧的密封工作腔。左侧进入啮合的轮齿使密封油腔压油腔容积逐渐减小，把齿间油液挤出，从压油口输出，压入液压系统。这就是齿轮泵的吸油和压油过程。齿轮连续旋转，泵连续不断的吸油和压油。3 齿轮泵的安排和流量计算齿轮泵排量和流量的严密计算比较复杂。因为齿轮旋转时，齿轮的不同啮合点工作容腔容积的变化率是不一样的，所以在每一个 瞬间所排出的油液量也不同，因此，所采用的计算方法为近似计算法。齿轮泵的排量 V 相当于一对齿轮所有齿槽容积之和。假设齿槽容积大致等于齿轮的体积，那么齿轮的排量等于 一个齿轮的齿槽容积和齿轮体积的总和，即（h=2m）：V=DhB=2zm2B式中，D 为齿轮分度圆直径，D=zm；h 为有效齿高，h=2m；B 为齿轮宽；m为齿轮模数；z 为齿数。但实际上齿槽的容积要比轮齿的体积稍大，所以 常以 3.33 代替，则：V=6.66zm2B那么，齿轮泵的流量 q=6.66zm2Bn式中，n 为齿轮泵的转速； 为齿轮泵的容积效率。实际上 ，齿轮泵的输油量是有脉动的，所以上式所表示的是泵的平均输油4量。4 计量泵控制方式的发展4.1 早期的发展早期，客户在使用计量泵产品时往往只要求具备手动调节流量的功能。随着生产自动化水平的提高，越来越多的用户倾向于使用带外部控制功能的计量泵，比如，用脉冲信号，420mA 电流信号或现场总线技术等等来调节计量泵的冲程长度或频率。此外，还可以选配变频电机，结合变频器通过调节冲程频率来调节流量。值得注意的是，早期，有的泵厂家或用户，采用了把普通电机加大功率当作变频电机使用的办法。这种方式虽然可以降低成本，但存在着调频范围窄并且在低频情况下容易烧坏电机的问题，越来越多的客户也认识到这一点，现在这种情况已经越来越少了。而采用变频电机加变频器的方式实现外控与采用泵本身微电路设计实现的外控也存在区别，后者控制精度更高并且可以同时实现脉冲信号控制而前者只能接受模拟电流信号控制。目前，国外注重技术研发的泵厂家如普罗名特，德帕姆已经可以提供自身集成了外部控制功能的计量泵产品，不仅有脉冲和电流信号，甚至可以