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乳化液泵的设计(含源文件),乳化,设计,源文件
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毕业设计开题报告 题 目 乳化液泵的设计 来源 工程实际 1、研究目的和意义 乳化液泵作为一种通用机械，在国民经济各个领域中都得到了广泛的应用。它是井下综合采煤工作面支护设备的动力源泉，其工作状态好坏与安全生产密切相关，要实现煤矿井下安全作业，提高采煤工作效率，防止出现重大设备安全事故，保障乳化液泵井下安全运行是十分必要的一个环节。乳化液泵是煤矿井下支护作业和安全生产的重要装备与工具，其传动方式简单可靠，量大面广，具有高效低耗、安全可靠、移动灵活轻便、操作简单，无污染的特点，深受广大煤矿工作者的欢 迎 。这些产品填补了国内空白，拥有多项国家专利，其核心技术上具有完全自主知识产权，处国内领先水平。乳化液泵在其他行业也有广泛的应用，市场的需求量特别大 。 2、国内外发展情况 (文献综述 ) 国内乳化液泵的生产单位厂家以无锡煤机，南京六合，浙江中煤等几家为代表，产品结构大同小异。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卧式五柱塞结构，下面以使用较广泛的 400泵为例，介绍国产乳化液泵的主要特点。该型泵额定压 定流量 400 升 /分，卧式三柱塞结构。总体上可分为动力端和液力端两大部分。动力端部分主要由箱体、曲轴、连杆滑块和减速齿轮箱等组成。箱体采用高强度铸铁整体箱型结构，箱内存有润滑油对运动部件实现飞溅润滑。曲轴采用两端支承方式。液力端主要由柱塞、缸套组件和泵头组件等组成。采用分体式泵头，泵头体为整体钢锻件，内有吸液阀、排液阀和排液孔，排液管将各泵头排液孔汇流孔连接起来。排液管一侧装有安全阀，另一侧装有卸载阀。大功率的乳化液泵设有水冷的强制压力润滑系统，主要运来润滑曲轴连杆的滑动轴承。有一些大流量的泵自吸能力差，在泵的进 液端还配有皮带驱动的增压泵以防止吸液腔产生的气蚀。 国内大型煤矿进口的乳化液泵主要来自英国雷波、德国卡马特和豪辛柯三家公司，这些产品他们代表了世界上矿用乳化液泵设计制造的水平和发展方向。进口乳化液泵全部采用卧式三柱塞结构。由于设计理念的不同，他们的设计重点从提高产品的安全性，可靠性入手，尽量采用先进的电子技术为泵站提供种类齐全的监控保护功能，进少了人为的误操作，为高产高效综采机械化工作面中央集中控制打下了基础。下面介绍国内引进量较大的英国雷波公司 乳化液泵的结构特征，该泵额定压力 额定流量 315 升 /分，卧式三柱塞结构。传动箱体为分箱结构，便于曲轴的安装调整并易于实现多点支承。曲轴由两支承支撑变为四支承，增加了曲轴的刚性，提高曲轴的工作稳定性。采用了多点润滑回路环路，改善了传动部件的工作条件。泵头组件由泵头体、缸套、吸排液阀等元件组成。泵头体为整体锻件，强度高，内部密封圈少，维修方便。缸套内使用多个小弹簧压紧盘根密封，压紧力均衡，密封可靠，寿命长。柱塞采用陶瓷材料，密度较小并且耐磨、防锈、有效延长了使用寿命。润滑油的冷却采用强制风冷和水冷方式，冷却效果良好，载平衡温度不高于 50。 通过联轴器上的风扇和机座壳体的作用，离心风机，实现强制风冷；同时设置独立的冷却器对压力润滑油进行冷却。乳化液泵的卸载采用电控外卸载方式，由控制系统根据设定压力自动控制卸载和加载。监控系统设有压力、温度、液位等传感器，实时监控泵站系统的运行状态并在参数异常时自动停机。 3、研究 /设计的目标 流量 Q=80L/作压力 P=35 4、设计方案（研究 /设计方法、理论分析、计算、实验方法和步骤等） 方案的确定 1、根据设计要求在通常情况下，泵的总体设计应遵循下述基本原则 ： 大修期应长）和足够的运转可靠性（指被迫停车次数应少）； 率高，消耗少）； 材料，新技术； 化”（系列化、标准化、通用化）程度； 使用、维护、维修方便； 2、本次设计泵型。属于机动泵，即采用独立的旋转原动机（电动机）驱动的泵。 因采用电动机驱动又叫电动泵。电动泵的特点是： 的流量） Q 只取决于泵的主要结构参数 n（每分钟往复次数 ）、 S（柱塞行程）、 D（柱塞直径）而与泵的排出压力几乎无关，当 n、S、 D 为定值时，泵的流量是基本恒定的； 是一个独立参数，不是泵的固有特性，它只取决于派出管路 的特性而与泵的结构参数和原动机功率无关； 端，故一般讲，结构较复杂，运动零部件数量较多，造价也较昂贵； 须采用相应措施，或改变 n、 S、 D 或采用旁路放空办法来实现； 动件上无密封件的叫柱塞。 乳化液泵称 为柱塞泵。柱塞泵的柱塞形状简单，且柱塞密封（填料箱）结构容易变形，因此： 不宜过大。目前柱塞泵直径范围大多在 3150别的达 200径过小会加大加工工艺上的问题；直径过大，因柱塞自重过大，造成密封的偏磨。影响密封的使用寿命。 塞泵大多制成单作用泵，几乎不制成双作用泵。 料箱）在结构上易于变形，在材料选择上也比较灵活。故柱塞泵适用的排出压力范围较广泛。且宜制成高压泵。 称卧式泵。 卧式泵的 共同特点是： 便于操作者观察泵的运转情况，拆装，使用，维修； 机组高度方向尺寸小时，不需要很高的厂房，但长宽方向尺寸较大时，占地面积则较大； 封件在工作时须受柱塞自重，容易产生偏磨，尤其当柱塞较重时，悬颈很长时，这种现象将更为严重。 数和作用数 每一根柱塞以及该柱塞连接在一起的连杆等称为组合体，叫一联。一般将，该泵有几根柱塞就称几联泵。 乳化液泵有三根柱塞；因此又可称为三联泵。 只有当 Z 联泵的柱塞间相位差不同各柱塞的直径也不同，并且各联的排口连接在一起来经同一排出 集合管排出时，才可同时称为 Z 联缸，否则只称 Z 联泵。因此 乳化液泵又称三缸泵。 柱塞每往复运动一次对介质吸入和排出的次数，叫做作用数。由 型乳化液泵柱塞每往复运动依次，介质被吸入，排出各一次，因此又称单作用泵。 联数是指相对泵的总体结构形式而言，缸数是指相对液力端排出流量脉动特性而 言，作用数是相对柱塞在每一次往复运动中对介质的作用数而言的。结构简图如图所示。 图示为往复泵结构简图 1 2 3 42）理论分析 如图所示，当曲柄以一定角速度逆时针旋转时，活塞向右移动，液缸的容积增大，压力降低，被输送的液体在压力差的作用下克服吸入管道和吸入阀等的阻力损失进入到液缸。当曲柄转过 180以后活塞向左移动，液体被挤压，液缸体液体压力急剧增加，在这一压力作用下吸入阀关闭而排出阀被打开，液缸内液体在压力差的作用下被排送到排出管道中。当曲柄以一定的角速度不定的旋转时，往复泵就不断地吸入和排出液体。 3）相关计算 在往复泵的进出口装设缓冲罐。缓冲 罐的容积 按如下公式计算。 DL(pd+ (m) 般泵进口的 Q 控制在 口的 Q 控制在 缸泵 =缸泵 =缸泵 =5、方案的可行性分析 本设计方案与其它方案比较具有以下特点： 1）泵配套性强、适应介质广泛额优势； 2）在 小流量范围内而排出压力高的情况下，整机效率高、运行经济性佳； 3）流量恒定且与压力无关，具有计量输送特性。 4） 单位热耗小，比国家标准节能近 50%。 5）三缸乳化液泵除能有效增大泵的流量外还具有压力平稳，流量均匀。 6）卧式三缸乳化液泵的易损零部件通用性好的特点。 7） 装备简单，经济实用。 通过以上分析可知该设计方案经济实用， 符合国家标准，操作简单，维修方便，节能降耗明显 ，故该方案可行。 6、该设计的创新之处 该设计泵为卧式三缸柱塞往复泵，在传动端采用泵本身自带的一对斜齿圆柱齿轮减速和传动曲柄连杆滑块结构 。在液压力端采用了分离式阀体结构，在润滑方式上采用了飞溅方式和齿轮油泵循环喷射，润滑油机循环冷却，具有流量均匀，压力稳定，运转平稳，脉冲小，噪音低和使用维护方便等特点。 7、设计产品的主要用途和应用领域 乳化液泵站是井下综合采煤工作面支护设备的动力源泉，是煤矿井下支护作业“ 外注式单体液压支柱 ”及 “液压支架 ”的专用小型推移式注液设备，也是支护作业更换维修的不可缺少的工具。 乳化液泵具有体积小、重量轻、操作简便、移动灵活、工作平稳可靠和高效、节能、安全的特点，尤其是在空间狭小的坑道口、掘进头、低煤层和回采 面等地段，更是一般大型注液泵站无法替代的产品，深受广大煤矿工作者的欢迎。乳化液泵是要实现煤矿井下安全运行的十分必要的一个环节。由于乳化液泵具有流量均匀、压力稳定、运转平稳、强度高、脉冲小、油温低、噪声小、使用维护方便等特点， 所以还广泛适用于管道清洗、工件清洗、玻璃清洗、工程掘进等。 8、时间进程 第 1 查阅相关资料，参加设计实习 第 4 周 提出设计方案，并对方案进行比较，确定设计方案 第 5 周 卧式三缸乳化液泵 总体的结构设计，并画出结构简图 第 6 周 泵的主要结构参数选择与计算 第 7 周 曲轴的结构设计与计算 第 8 周 电机的选择与计算 第 9 周 连杆的结构设计选择与计算 第 10 周 整体外形框架的设计与计算 第 11 周 整理并编写设计说明书 第 12 制装配图 第 14 手工绘制零件图 第 16 周 设计说明书及图纸的审查 第 17 周 答辩 9、参考文献 1成大先 M 学工业出版社， 2002. 2杨惠民 M质出版社， 1998. 3冯德强 M国地质大学出版社， 1993. 4赵贵祥 M炭工业出版社， 1985. 5张连山 M1988. 6沈学海 M械工业出版社， 1990. 7江耕华机械传动设计手册 M北京：煤炭工业出版社， 1992 8王跃进机械原理 M北京：北京大学出版社， 2009 9邱 宣怀 M等教育出版社， 2007. 10杨黎明，黄凯机械零件设计手册 M北京：国防工业出版社， 1987 11黄开亮 M
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