自动配比乳化液泵站设计【11张CAD图纸和说明书】

 摘  要乳化液泵站是用来向综采工作面液压支架或高档普采工作面单体液压支柱等输送高压乳化液的设备，是机械化采媒工作面的主要装备之一。它是一种把机械能转变为液压能的能量转换装置。所以说，乳化液泵站是液压支架的动力源，它的好坏直接影响着液压支架的工作性能和使用效果。在实际工程中常用的液压泵有齿轮泵、叶片泵、螺杆泵和柱塞泵。其中柱塞泵是可以得到高压力、大流量的泵型之一。论述了乳化液浓度自动配比的意义,针对目前的配比方法,根据理论分析和试验研究的基础上,提出了一种能满足液压支架等设备使用要求的新型乳化液自动配比装置。随着煤矿对乳化液浓度的要求提高，以及提高生产率的要求，以前的人工配液的方式已经不能满足实际生产的需求了，本装置就是为此而设计的。总之，这套装置能很好的完成配比和及时补充乳化液的要求，对乳化液泵站及整个液压系统的正常工作起到了很好的保障作用。关键词： 乳化液泵站； 配比浓度； 自动配比ABSTRACTIt was mechanization pluck intermediary working face 'mostly fitted among out that emulsion pump station.The equip ment of the emulsion pump station be intended to put together pluck working face hydraulic support or top grade universal pluck working face monomer hydraulic prop wait transportation High Voltage solution. it was a sort of do with mechanical energy translate hydraulic energy 'energy conversion device.So said，emulsion pump station is hydraulic support' power supply，its stand or fall direct influence  hydraulic support double-shift work performance and validate fruit. Hgdraulic pumps has gear pump, vane pump, screw pump and piston pump are often used in practical using, and among of which piston pump is one type of pumps with higher pressure and larger delivery.The article discusses the meaning of automatic formulating of emulsion concent ration , int roduces a new emulsion automatic formulating device satisfying the requirement s of equipment such as hydraulic supports in view of the present formulating methods and on the basis of theoretical analysis and experimental studies. The demand for improving and boosting productivity with the requisition for density of the emulsion of the colliery, the artificial way to mix the liquid in the past cant already meet the demand produced actually, this device is designed for this.In a word, the completion maching and supplementing the demand for the emulsion in time that this set of devices can be very good, play a very good guarantee arrivesing role to the normal work of the pump station of the emulsion and the whole hydranlic pressure system.Keywords： emulsion pump station; compounding concentration; automatic formulating.目    录1 概论 11.1课题背景 31.2乳化液泵站的基本组成及作用 31.3乳化液泵的工作原理 31.4自动配比 51.4.1配比浓度 51.4.2自动配比工作原理 61.5乳化液泵站的发展趋势 82 总体结构的方案论证 82.1立式泵体与卧式泵体的论证比选 82.2活塞泵与柱塞泵论证比选 92.3联数、缸数的确定 92.4液缸体结构型式的论证比选 102.5传动端结构型式选择 113 主要参数设计 123.1泵体参数计算 123.2原动机的选择 143.3运动与动力参数计算 154 减速装置的计算 164.1齿轮的设计 164.1.1选择齿轮材料，确定许用应力 164.1.2按照齿面接触疲劳强度计算 174.1.3齿根弯曲疲劳强度校核计算 214.1.4齿轮的基本几何参数 224.2齿轮轴的结构设计及强度计算 244.2.1计算作用在齿轮上的力： 244.2.2初步估算轴的直径： 244.2.3齿轮轴的结构设计 254.2.4齿轮轴的强度校核 264.2.5齿轮轴轴承寿命计算 305 液力端主要零部件的设计 315.1液缸体的设计计算 315.2 泵阀的设计 325.3柱塞的结构尺寸 356 动力计算 366.1曲柄连杆机构的受力分析 366.2往复泵基础的振动形式 386.3三联单作用曲柄连杆往复泵的挠力载荷 387 传动端主要零、部件设计 397.1机体的结构设计 397.2曲轴的结构设计 427.2.1主要尺寸的初步确定 447.2.2曲轴的静强度校核 467.3主轴承寿命计算 607.4连杆的结构设计 617.4.1确定连杆的主要尺寸 627.4.2 连杆大头轴瓦的计算 677.4.3连杆的强度及稳定性校核 707.5十字头的结构设计 777.5.1确定十字头主要尺寸： 787.5.2十字头强度校核 798 油箱的构造及附属装置 818.1油箱 818.1.1油箱的选择 818.1.2油箱容积的确定 828.1.3油箱的结构设计 828.2附属装置 838.2.1附属装置组成 838.2.2附属装置型号 839 自动配比装置设计 849.1喷射泵的尺寸计算 859.2自动进液置设计 8610 乳化液泵的润滑 8710.1乳化液泵的润滑部位和润滑方式 8710.1.1减速机构各润滑部位及润滑方式 88结论 89参考文献 90翻译部分 91英文原文 91中文译文 96致谢 1001 概论1.1课题背景乳化液作为液压传动的一种工作介质，由于它的粘度小、防腐、防锈、润滑、难燃、价廉等特点在煤矿井下得到了广泛的推广和应用。随着煤炭行业迅速发展，综采工作面高产高效的要求，乳化液的需求量也随之增加。带动乳化液配比方法也由人工配比逐渐向自动化配比方向发展。但期间也出现了一些问题，比如乳化液浓度满足不了生产的要求、制造成本太高等。乳化液泵站是用来向综采工作面液压支架或高档普采工作面单体液压支柱等输送高压乳化液的设备，是机械化采媒工作面的主要装备之一，它是一种把机械能转变为液压能的能量转换装置。综采工作面的液压支架之所以能够支撑顶板，并能实现推移刮板输送机、移架、调架、护壁、侧护、防倒、防滑等动作，都是乳化液泵站供给的压力液使各种千斤顶动作的结果。所以说，乳化液泵站是液压支架的动力源，它的好坏直接影响着液压支架的工作性能和使用效果。除液压支架、单体液压支柱是靠乳化液泵站供给的压力液工作外，在某些综采工作面，可弯曲刮板输送机的紧链液压马达、采煤机牵引链的张紧千斤顶、桥式转载机的固定与推移千斤顶，以及工作面上下出口处超前支护用的单体液压支柱等，都是靠乳化液泵站供给的高压液工作的。目前我国矿用乳化液泵站，都是面向综采工作面的大型泵站，超高压、大流量是其发展的主要方向，而且绝大多数的乳化液泵站都不带配液装置。在一些临时作业场所需要动力时，这种大型乳化液泵站使用起来极不方便，急需多种多样的轻型动力源装置。1.2乳化液泵站的基本组成及作用乳化液泵站是由乳化液浓度自动配比装置、乳化液泵组、乳化液箱及附属装置组成。乳化液泵站在实际使用时，往往是同时安装两台乳化液泵和一个乳化液箱，所以通常称“两泵一箱”。同时安装两台乳化液泵的好处是，在正常情况下，一台泵运转，另一台泵作为备用或进行轮换检修，当工作面液压支架等液压设备需要增加供液量时，也可让两台乳化液泵并联工作，从而满足生产的需要。图1-1  乳化液泵站1、6乳化液泵组；2、7吸液软管；3、8回液软管；4连接杆；5、9高压软管；10乳化液箱乳化液泵组1由两台乳化液泵、防爆电动机、联轴器和底架等组成，通过连杆4与乳化液箱10连接为一体，由吸液软管2、7分别从乳化液箱吸液，经泵加压后由高压软管5、9供给压力控制装置6，然后经压力控制装置以一定的压力供给液压支架。两台乳化液泵通常是一台工作，一台备用，交替使用但当工作面液压支架动作较多，需要增大供液量时也可同时开动两台乳化液泵。乳化液箱10是用来贮存、回收和过滤乳化液的装置。若在井下配制乳化液时，乳化液箱上还需附带自动配液阀。压力控制装置6由手动卸载阀、自动卸载阀、压力开关以及压力表等组成，安装在乳化液箱的端面，用来控制供给支架乳化液的压力，并可实现对液压系统的保护。乳化液泵站用主进液管和主回液管沟通与支架的供液线路，形成泵缸液压回路。两台乳化液泵分别经吸液断路器从乳化液箱工作腔吸液，加压后送到压力控制装置。泵站启动过程中，手动卸载阀打开，泵与液箱工作室短路循环；正常工作时，关闭卸载阀。当工作面支架用液时，自动卸载阀经交替阀将压力液送到支架。支架回液到乳化液沉淀室，经沉淀、去泡沫、磁性过滤、网状过滤后到工作室，形成一个完整的循环回路。当工作面支架不用液时，自动卸载阀开启，泵与液箱形成短路循环。图12  液压系统乳化液泵站在综采工作面有两种布置方式：一种是工作面上、下平巷各设置一组泵站，从工作面两端同时向工作面液压支架等液压装置供液另一种是将泵站全部设置在工作面运输巷的设备列车上，向工作面液压支架及其它用乳化液的液压装置供液。目前我国的综采工作面，以采用后一种布置方式较多。1.3乳化液泵的工作原理乳化液泵一般都采用往复式柱塞泵，它是通过工作容积的变化而实现吸液和排液的，是一种容积式液压泵。往复式单柱塞泵的工作原理图如图13所示。图13  往复式单柱塞泵的工作原理图1、曲轴  2、连杆  3、滑块  4、柱塞5、排液阀6吸液阀7、泵缸  8、滑槽当电动机带动曲轴1沿图中箭头所指的方向旋转时，曲轴就带动连杆2运动，连杆运动时，连接在连杆右端的滑块3沿滑槽8作往复运动。进液阀6、排液阀5和柱塞4都具有良好的密封性能。当柱塞向左运动时，活塞右侧缸体7中密封的工作容积增大，形成负压，这时乳化液箱内的乳化液在大气压力的作用下，顶开进液阀6进入缸体7中，并把柱塞让出的空间充满，这个过程叫吸液，当曲轴与连杆的铰接点转过曲轴的水平线后，曲轴又通过连杆、滑块推动柱塞向右运动，柱塞向右挤压进入缸体中的液体，使进液阀关闭，当缸体内的液体压力达到一定数值时，液体顶开排液5，从排液口进入向工作面供液的主液管，这个过程叫排液。曲轴每旋转一周，柱塞就往复运动一次，完成一个吸液、排液工作循环。曲轴连续运转。柱塞就连续往复运动，吸、排液过程就不断地交替出现。由此可知，单柱塞泵在吸液时不排液，在图中以A点为旋转起始点，曲轴与连杆的铰接点逆时针从A点转到B点，旋转180度吸液；从B点再逆时针转回到A点，又旋转180度排液。曲轴转角在270度时泵的排量最大。所以柱塞泵是很不均匀的，它排出的液体在排液管中是一种周期间断性的脉冲压力液体。为了克服单柱塞泵脉冲压力给液压管路、液动装置和控制元件带来的有害作用，一般将乳化液泵造成三柱塞式的，曲轴的三个曲拐隔120度，曲轴旋转时，保持始终有吸液和排液的柱塞，从而减轻了乳化液泵排液压力的脉动。