直動式液壓往復(fù)泵畢業(yè)設(shè)計說明書

1、<p>　　直動式液壓往復(fù)泵設(shè)計</p><p>　　摘 要:該畢業(yè)設(shè)計是對直動式液壓往復(fù)泵的設(shè)計。往復(fù)泵借助于活塞（柱塞）在液缸工作腔內(nèi)的往復(fù)運動，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，它是把機械能轉(zhuǎn)化為壓力能的裝置。此種泵的流量只取決于工作腔容積變化值及在單位時間內(nèi)的變化次數(shù)（頻率），而在理論上與排出壓力無關(guān)。液壓往復(fù)泵以有壓液體作為動力源，具有效率高、吸入性好、輸送介質(zhì)廣泛等優(yōu)點，在石

2、油鉆井、油田注化學(xué)劑等方面發(fā)揮著不可替代的作用。目前在石油鉆機上廣泛使用的是機動往復(fù)泵，這種往復(fù)泵體積大、重量大、維護(hù)難度高、流量不均度高，不再能滿足現(xiàn)代生產(chǎn)要求。</p><p>　　本次設(shè)計是通過對已知數(shù)據(jù)的分析以及參考相關(guān)資料完成的，該液壓往復(fù)泵系三缸單作用泵，主要由動力端的液壓缸和往復(fù)泵液力端部分組成。通過對其泵筒、泵閥等零部件及整機進(jìn)行具體的分析和計算，完成了本次的設(shè)計任務(wù)。</p>&l

3、t;p>　　關(guān)鍵詞：液壓往復(fù)泵；泵閥；柱塞；設(shè)計</p><p>　　The Design of Hydraulically-actuated Reciprocating Pump</p><p>　　Abstract: This graduation project is to the hydraulically-actuated reciprocating pump design

4、. The reciprocating pump is draws support the piston/plunger in fluid cylinder work cavity reciprocal motion, causes the work cavity volume to have the periodic variation toachieve the transportation liquid the goal. It

5、is the equipment transforms the mechanical energy as the fluid pressure energy. This kind pumps the current capacity is only decided by the work cavity volume change value and in the unit </p><p>　　This desi

6、gn through completes to the known data analysis aswell as the reference correlation data, this hydraulically-actuated reciprocating pump is the three-cylinder single-acting pump, mainly partially is composed by the fluid

7、 body and the Hydraulic cylinder. Through its pump tube, valve and other parts and complete machine for specific analysis and calculation, has completed this design task.</p><p>　　Key word: Hydraulically-ac

8、tuated reciprocating pump；Pump valve；Plunger；design</p><p><b>　　前 言</b></p><p>　　往復(fù)泵是工業(yè)生產(chǎn)中的重要設(shè)備，已有100多年的歷史。在石油鉆采領(lǐng)域，往復(fù)泵主要用于鉆井泵，注水泵，壓裂泵等。目前在石油鉆機上廣泛應(yīng)用的是機動往復(fù)泵，即使用柴油機或電機通過皮帶，經(jīng)減速器減速后帶動曲

9、柄連桿機構(gòu)及活塞運動，實現(xiàn)吸液和排液。</p><p>　　由于機動往復(fù)泵設(shè)備笨重，維修難度高，國外在20世紀(jì)80年代末開始研制液壓往復(fù)泵，在結(jié)構(gòu)上打破了往復(fù)泵的傳統(tǒng)模式。其結(jié)構(gòu)簡單，維修方便，具有很高的經(jīng)濟(jì)效益。</p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計通過查閱相關(guān)資料和老師及同學(xué)的指導(dǎo)與幫助，完成了直動式液壓往復(fù)泵泵筒、泵閥、機架等零部件及整機的設(shè)計。本設(shè)計是以現(xiàn)在油田使用的三聯(lián)單作用往復(fù)泵為

10、基礎(chǔ)，進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新與改造，使其能夠滿足更高的性能需求。其中最大的改造是對驅(qū)動系統(tǒng)的改造，采用進(jìn)口液壓鉆井設(shè)備上的驅(qū)動系統(tǒng)，其使用了一種可控的多缸連續(xù)往復(fù)換向閥。</p><p>　　由于學(xué)識和經(jīng)驗不足，設(shè)計中肯定會存在很多錯誤與不足，懇請批評指正。</p><p><b>　　王廷暉 </b></p><p>　　2011年5月 &l

11、t;/p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　緒 論1</b></p><p>　　往復(fù)泵的結(jié)構(gòu)和工作原理1</p><p><b>　　往復(fù)泵的特點3</b></p><p><b>　　往復(fù)泵的分類4

12、</b></p><p><b>　　液壓往復(fù)泵5</b></p><p>　　往復(fù)泵的應(yīng)用于發(fā)展5</p><p>　　液壓往復(fù)泵總體方案設(shè)計8</p><p>　　液壓往復(fù)泵的工作原理8</p><p>　　往復(fù)泵整體結(jié)構(gòu)設(shè)計11</p><p>

13、<b>　　液壓泵的選擇11</b></p><p>　　液力端結(jié)構(gòu)形式的選擇11</p><p>　　動力端和液力端的鏈接設(shè)計13</p><p><b>　　功能原理分析13</b></p><p>　　往復(fù)泵主要結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇與確定14</p><p>　　往

14、復(fù)泵容積效率的選擇14</p><p>　　柱塞平均速度的選擇15</p><p>　　每分鐘往復(fù)次數(shù)和行程長度的選定16</p><p>　　柱塞直徑的確定16</p><p><b>　　程徑比的選擇17</b></p><p>　　泵動力端活塞直徑確定17</p>

15、<p>　　吸入和排出管內(nèi)徑、的選取17</p><p>　　主要零部件的設(shè)計計算19</p><p>　　液缸體的設(shè)計與計算19</p><p><b>　　泵閥的設(shè)計21</b></p><p>　　螺栓的計算與選擇26</p><p><b>　　密封設(shè)計29

16、</b></p><p><b>　　結(jié)論31</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)33</b></p><p><b>　　致謝34</b></p><p>　　附錄：文獻(xiàn)調(diào)研報告35</p><p><b>　　

17、緒 論</b></p><p>　　往復(fù)泵是泵類產(chǎn)品中出現(xiàn)最早的一種，至今已有2100多年的歷史。往復(fù)泵屬于容積式泵，它是借助工作腔里的容積周期性變化來達(dá)到輸送液體的目的；原動機的機械能經(jīng)泵直接轉(zhuǎn)化為輸送液體的壓力能。目前，往復(fù)泵的產(chǎn)量只占整個泵類總產(chǎn)量很少的一部分。但是，往復(fù)泵所具有的特點并沒有被其它類型泵所代替。有些特點仍為其它類型泵所不及，因此，它非但不會被淘汰，而且仍將作為一種不可缺少的泵類

18、，被廣泛采用。</p><p>　　往復(fù)泵的結(jié)構(gòu)和工作原理</p><p>　　往復(fù)泵的結(jié)構(gòu)如圖所示，主要部件包括泵缸、活塞、活塞桿、吸入閥及排出閥等，其中吸入閥和排出閥均為單向閥。</p><p>　　1 泵缸 2 活塞 3 活塞桿 4 吸入閥 5 排出閥</p><p>　　圖1-1 往復(fù)泵工作示意圖</

19、p><p>　　活塞由電動的曲柄連桿機構(gòu)帶動，把曲柄旋轉(zhuǎn)運動變?yōu)榛钊耐鶑?fù)運動，或直接由蒸汽機驅(qū)動，使活塞做往復(fù)運動。  </p><p>　　當(dāng)活塞從左向右運動時，泵缸內(nèi)形成低壓，排出閥受排出管內(nèi)液體的壓力而關(guān)閉，吸入閥由于受液體壓強的作用而打開，池內(nèi)液體被吸入缸內(nèi)。</p><p>　　當(dāng)活塞從右向左運動時，由于缸內(nèi)液體壓力增加，吸入閥關(guān)閉，排出閥打開向外

20、排液。</p><p>　　往復(fù)泵是依靠活塞的往復(fù)運動而吸入和排出液體的。通常把活塞在缸內(nèi)移動的距離稱為沖程。單動泵，活塞往復(fù)運動一次，吸、排液交替進(jìn)行，各一次，輸送液體不連續(xù)；雙動泵，活塞兩側(cè)都裝有閥室，活塞的每一次行程都在吸液和向管路排液，因而供液連續(xù)。</p><p><b>　　泵的理論流量</b></p><p>　　在不計泵內(nèi)任何容

21、積損失時，泵在單位時間內(nèi)應(yīng)排出的液體容積稱為泵的理論平均流量，簡稱泵的理論流量。由于不計任何容積損失，泵在單位時間內(nèi)吸入和排出的體積，可用下式表示：</p><p><b>　　單作用泵：</b></p><p><b>　　雙作用泵：</b></p><p>　　式中—泵的理論流量，m3/s；</p>&l

22、t;p>　　—柱塞（或活塞）的截面積，m2；</p><p>　　（——柱塞或活塞直徑，m）</p><p><b>　　—行程長度，m；</b></p><p>　　—曲軸轉(zhuǎn)速(或柱塞的每分鐘往復(fù)次數(shù))；</p><p>　　—聯(lián)數(shù)(柱塞或活塞數(shù))；</p><p><b>　　

23、—系數(shù)，</b></p><p>　　（——活塞桿截面積）</p><p>　?。―r——活塞桿直徑）。</p><p><b>　　泵的流量</b></p><p>　　單位時間內(nèi)在泵出口處實際測得的液體體積（包括包含于其中的氣體和固體體積并折算成泵進(jìn)口狀態(tài)下的體積）稱為泵的實際平均流量，簡稱泵的流量

24、。流量的常用單位有m3/s、 m3/h、 1/min 、1/h等。</p><p>　　由于泵內(nèi)存在容積損失，因此，泵的流量小于泵的理論流量，相互之間的關(guān)系為：</p><p><b>　　式中—泵的流量；</b></p><p><b>　　—泵的理論流量；</b></p><p><b&g

25、t;　　—泵的流量損失。</b></p><p><b>　　泵的容積效率</b></p><p>　　泵的容積效率指泵的流量與理論流量之比。</p><p><b>　　式中—容積效率；</b></p><p><b>　　—泵的流量；</b></p>

26、<p><b>　　—泵的理論流量； </b></p><p><b>　　—泵的容積損失。</b></p><p><b>　　往復(fù)泵的特點</b></p><p>　　往復(fù)泵和其它類型容積式泵的區(qū)別，僅在于它實現(xiàn)工作腔容積變化的方式和結(jié)構(gòu)特點上：往復(fù)泵是借助于活塞（柱塞）在液缸工作腔

27、內(nèi)的往復(fù)運動（或通過隔膜、波紋管等撓性元件在工作腔內(nèi)的周期性彈性變形）來使工作腔容積產(chǎn)生周期性變化的。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（吸入閥和排出閥）與管路溝通或閉合。</p><p>　　往復(fù)泵這一實現(xiàn)工作腔容積變化的方式和結(jié)構(gòu)特點，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。這些特點也正是這類類型泵借以生存、競爭和發(fā)展的依據(jù)。</p><p><b

28、>　　瞬時流量是脈動的</b></p><p>　　這是因為在往復(fù)泵中，液體介質(zhì)的吸入和排出過程（即容積變化過程）是交替進(jìn)行的，而且活塞（柱塞）在位移過程中，其速度又在不斷地變化之中。在只有一個工作腔（單缸泵）的泵中，泵的瞬時流量不僅隨時間而變化，而且是不連續(xù)的；在具有多個工作腔（多缸泵）的泵中，如果工作腔的工作相位安排適當(dāng)，則可減小排出集液管路中瞬時流量的脈動幅度，乃至可達(dá)到在實用上可認(rèn)為是穩(wěn)

29、定流的地步。當(dāng)然，此時相應(yīng)的泵的結(jié)構(gòu)也就變得復(fù)雜了。也正因為如此，往復(fù)泵的工作腔不宜設(shè)置過多。因此，往復(fù)泵瞬時流量的脈動性也就不可避免，只不過因不同泵型其脈動程度有大有小而已。</p><p>　　平均流量（即泵的流量）是恒定的</p><p>　　泵的流量只取決于工作腔容積的變化值及其頻率。具體地講：泵的流量只取決于泵的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)——（每分鐘往復(fù)次數(shù)）、（活塞或柱塞行程）、（活塞或柱塞

30、直徑）、（工作腔或活塞數(shù)目），而（在理論上）與排出壓力無關(guān)，且與輸送介質(zhì)（液體）的溫度、粘度等物理、化學(xué)性質(zhì)無關(guān)。當(dāng)泵的每分鐘往復(fù)次數(shù)一定時，泵的流量也是恒定的。</p><p>　　泵的壓力取決于管路特性</p><p>　　往復(fù)泵的排出壓力不能由泵本身限定，而是取決于泵裝置的管路特性，并且與流量無關(guān)。換句話說，不論泵裝置的管路有多大的水力阻力，原則上泵都可以按其主要結(jié)構(gòu)參數(shù)所決定的恒定

31、流量予以排出。也就是說，如果認(rèn)為輸送液體是不可壓縮（因液體壓縮率很小，通?？蛇@樣認(rèn)為，但在高壓或超高壓下，液體的壓縮性也不可忽視）的，那么，在理論上可認(rèn)為往復(fù)泵的排出壓力將不受任何限制，即可根據(jù)泵裝置的管路特性，建立泵的任何所需的排出壓力。</p><p>　　對輸送的介質(zhì)（液體）有較強的適應(yīng)性</p><p>　　往復(fù)泵原則上可以輸送任何介質(zhì)，幾乎不受介質(zhì)的物理性能或化 學(xué)性能的限制。當(dāng)

32、然，在實際應(yīng)用中，有時也會遇到不能適應(yīng)的情況。但是，當(dāng)遇到這種情況時，多半是因為液力端的材料和制造工藝以及密封技術(shù)一時不能解決的緣故。其它類型泵就不能做到這一點。</p><p><b>　　有良好的自吸性能</b></p><p>　　往復(fù)泵不僅有良好的吸入性能，而且還有良好的自吸性能。因此，對多數(shù)往復(fù)泵（除高速泵外）來說，在啟動前通常不需灌泵。</p>

33、<p>　　由上述往復(fù)泵的主要特點可以看出往復(fù)泵的主要適用范圍。</p><p><b>　　往復(fù)泵的分類</b></p><p>　　（一）按泵的液力端特點分</p><p>　　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）泵；</p><p>　　2、按泵的工作原理或流量的脈

34、動特性可分為：單作用泵、雙作用泵、差動泵、單缸泵、雙缸泵、三缸泵、多缸泵等；</p><p>　　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；</p><p>　　4、按活塞（柱塞）中心線所處的位置可分為：臥式泵、立式泵、角度式（Y形、V形）泵、對置式泵和軸向平行式（無曲柄）泵等； </p><p>　?。ǘ┌磦鲃佣说慕Y(jié)構(gòu)特點分</

35、p><p>　　根據(jù)傳動端把原動機的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為活塞（柱塞）的往復(fù)運動的方式特點可分為：曲柄（曲柄連桿機構(gòu)）泵、凸輪（凸輪軸機構(gòu)）泵和無曲柄（無曲柄機構(gòu)）泵等；</p><p>　?。ㄈ┌幢玫尿?qū)動方式或配帶的原動機分</p><p>　　機動（以電動機或旋轉(zhuǎn)式內(nèi)燃機驅(qū)動的）泵、直動（以蒸汽、氣體或液體直接驅(qū)動的）泵和手動（人力驅(qū)動）泵；</p><

36、;p>　?。ㄋ模┌幢玫呐懦鰤毫Γ?分</p><p>　　根據(jù)泵排出壓力高與低可分為：低壓泵（＜10kgf/cm2 ）、中壓泵（≥10～100 kgf/cm2）、高壓泵（＞100～1000 kgf/cm2）、超高壓泵（＞1000 kgf/cm2）；</p><p>　?。ㄎ澹┌幢玫拿糠昼娡鶑?fù)次數(shù)（）分</p><p>　　按每分鐘往復(fù)次數(shù)高與低可分為：低速泵（

37、＜80spm）、 高速泵（＞550 spm）。介于兩者之間的，對一般性往復(fù)泵來講，通常是正常選擇范圍，因此，沒有劃分。</p><p>　　（六）按泵輸送介質(zhì)某一突出特性分</p><p>　　根據(jù)泵設(shè)計時主要適用的介質(zhì)可分為：熱油泵、酸泵、堿泵、鹽泵、液氨泵、甲銨（氨基甲酸銨）泵、泥漿泵、重水泵、清水泵、高溫泵、低溫泵、超低溫泵、高粘液泵、低粘液泵等。</p><p&

38、gt;<b>　?。ㄆ撸┌幢玫挠猛痉?lt;/b></p><p>　　根據(jù)泵主要的使用部門或主要用途可分為：工業(yè)用泵、農(nóng)業(yè)用泵、陸用泵、船用泵、化工用泵、原子能用泵、電站用泵、石油場用泵、液壓機用泵、壓裂泵、固井泵、農(nóng)藥噴霧用泵、注水泵、清砂泵、清渣泵、除銹泵、試壓泵、消防泵、計量泵、平流泵等。</p><p>　　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

39、很難找出它們之間相互聯(lián)系，有些稱呼也不能確切地反映泵的特點。在實際采用上述稱呼時，往往為了較為確切地反映該泵的結(jié)構(gòu)特點和性能特點，常常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。</p><p><b>　　液壓往復(fù)泵</b></p><p>　　目前在石油鉆機上廣泛應(yīng)用的是機動往復(fù)泵，即使用柴油機或電機通過皮帶，經(jīng)減速器減速后，再通過曲柄連桿機構(gòu)和導(dǎo)向塊帶

40、動活塞進(jìn)行往復(fù)運動，實現(xiàn)吸液和排液。由于曲柄連桿機構(gòu)及導(dǎo)向塊決定活塞的運動近似與正弦曲線變化規(guī)律，因此，往復(fù)泵的瞬時流量也是按正弦曲線波動的。為減小往復(fù)泵流量及壓力的波動，通常在泵的出口安裝排除空氣包，這增加了設(shè)備的重量和維修難度?；谏鲜鲈颍瑖庠?0世紀(jì)80年代末到90年代初開始研制液壓往復(fù)泵，并且功率有越來越大。</p><p>　　液壓往復(fù)泵在性能上與機動往復(fù)泵相比有很大的提升：</p>

41、<p>　　泵的流量和壓力波動小，特別是三缸單作用液壓往復(fù)泵，其排量基本無波動，這對石油鉆井時穩(wěn)定井壁和堵漏有很大好處；</p><p>　　排液形成大，均勻運動，低沖次，不會產(chǎn)生困擾三缸泵的水擊現(xiàn)象，吸入性能大大優(yōu)于機動往復(fù)泵，可省去灌注泵和空氣包；</p><p>　　由于只有在下形成兩端有短暫負(fù)載變化，而且沒有曲柄連桿機構(gòu)引起的擺動力的作用，使得對主要受力件如拉桿、機體等的

42、強度要求降低，整體的震動降低，零部件的受力狀況大大改善，其壽命也得以延長；</p><p>　　液壓往復(fù)泵可不通過更換缸套來改變其排量，從而大大提高了工作時效，這是機動泵難以做到的；</p><p>　　液壓往復(fù)泵易于實現(xiàn)長沖程、低沖次，減少了泵閥等易損件的磨損，維修工作減輕，節(jié)省了停機維修的時間和費用。</p><p><b>　　往復(fù)泵的應(yīng)用與發(fā)展&l

43、t;/b></p><p>　　綜合前述可知，往復(fù)泵是一類品種多、批量小，而通用化程度較低、專業(yè)配套性很強的產(chǎn)品。它常常是隨著某一生產(chǎn)工藝的需要而產(chǎn)生，又隨著這一生產(chǎn)工藝的重大改革或取消而更新或淘汰。當(dāng)這種生產(chǎn)工藝長期穩(wěn)定時，也有基本上適應(yīng)這一工藝需要的定型產(chǎn)品。從上述分類可知，往復(fù)泵的應(yīng)用仍然十分廣泛。下面將列舉若干實際應(yīng)用領(lǐng)域來補充說明這一情況。</p><p><b>

44、;　　例如：</b></p><p>　　用于化肥生產(chǎn)配套用的有銅液泵，堿液泵和氨基甲酸銨（甲銨）泵和液氨泵等；</p><p>　　用于高壓聚乙烯裝置配套用的超高壓催化劑注射泵等；</p><p>　　用于提供造船或機械制造大型鍛壓設(shè)備上配套用的液壓機用泵；</p><p>　　用于輸送石油及其副產(chǎn)品和電站鍋爐給水備用配套的各種

45、蒸汽直動泵；</p><p>　　用于陸上石油鉆井或海上石油開發(fā)配套用的鉆井泥槳泵、壓裂泵、固井泵和注水泵等；</p><p>　　用于鑄造、軋鋼方面的水力清砂、除銹泵；</p><p>　　用于長距離管道輸送煤粉、冶金礦尾礦的油隔離泵，用于礦井排水的無曲柄泵以及用于加固井壁、防止地下水害的注槳、堵水用泵等；</p><p><b>

46、;　　用于船舶的艙底泵；</b></p><p>　　用于農(nóng)藥噴霧機配套用的農(nóng)用泵；</p><p>　　用于水壓試驗或窗口爆破試驗以及水力切割配套的高壓泵和超高壓泵。</p><p>　　用于城市污水清洗車配套的清洗泵，用于消防的消防泵；</p><p>　　用于電站或船臺等污水處理的各種計量泵。</p><

47、p>　　總之，往復(fù)泵無論是在工業(yè)或農(nóng)業(yè)、陸上和海上、國防與民用、科研與生產(chǎn)等各個部門，仍然是作為一種不可缺少的品種被廣泛地采用著?？偫ǜ黝愅鶑?fù)泵，它的排出壓力可由常壓一直到15000kgf/cm2,其流量范圍為cc/h～600m3/h，輸送介質(zhì)的溫度為-200～450℃，粘度為0.1cp～250000cp。被輸送的介質(zhì)，由一般常溫清水直至具有強腐蝕、易揮發(fā)、易結(jié)晶、易燃、易爆、劇毒、惡臭、磨礪性強、比重大、粘度高、有放射性或其它貴

48、重液體等。</p><p>　　從今后發(fā)展的角度來看，盡管往復(fù)泵原來占據(jù)的位置有不少已被其它類型泵所取代，其產(chǎn)量也很少，但這并不意味著往復(fù)泵有全部被取代的趨勢。實際情況是：在各類型泵的生存與競爭中，則是更加突出地發(fā)揮了它們各自的特長，顯示其本身的優(yōu)越性，從而更好地為國民經(jīng)濟(jì)、為四個現(xiàn)代化服務(wù)。由此可知，要想求得往復(fù)泵的生存與更進(jìn)一步的發(fā)展，從根本意義上來講，就是要揚長避短，充分發(fā)揮往復(fù)泵本身的優(yōu)勢。這就是說：

49、 </p><p>　　第一，要充分發(fā)揮往復(fù)泵配套性強、適應(yīng)介質(zhì)廣泛的優(yōu)勢。</p><p>　　對于其它任何一類泵來講，它所適應(yīng)的介質(zhì)都要受到限制。例如，離心泵就不能適應(yīng)粘度很高的液體；轉(zhuǎn)子泵則通常不能適應(yīng)于化工介質(zhì)。而目前隨著石油化工、化學(xué)工業(yè)、醫(yī)藥衛(wèi)生等部門生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，使得輸送介質(zhì)的名目繁多、性狀各異。有些介質(zhì)對其它類型泵來講，就不能

50、適應(yīng)，但對往復(fù)泵來講，因為它原則上不受介質(zhì)的物理和化學(xué)性能的限制，可見，往復(fù)泵是大有用武之地的。</p><p>　　第二，要充分發(fā)揮往復(fù)泵在流量比較小而排出壓力又很大情況下，它的整機效率高、運轉(zhuǎn)經(jīng)濟(jì)性好的優(yōu)勢。</p><p>　　上述兩點，往往不被使用部門所重視。他們往往是過分地注意了往復(fù)泵體積較大、結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、瞬時流量又脈動這些缺點，而忽視了這類泵的特長，因此常常習(xí)慣于選用其它類型泵

51、。他們不了解這些泵正是因為對某些介質(zhì)不能適應(yīng)或者在壓力高、流量小的范圍內(nèi)不可能有較高的效率這一弱點，以至有這樣的情況發(fā)生———歷經(jīng)數(shù)年，幾經(jīng)周折，最后又不得不回到往復(fù)泵這一選型上來。由此可見，在當(dāng)前世界性能源危機、強調(diào)以節(jié)能原則采用省能機械的現(xiàn)實面前，對于使用部門來講，如何正確地認(rèn)識各類型泵的特點，如何正確地選型，是面臨的新課題；對于使用部門來講，如何正確地認(rèn)識各類型泵的特點，如何正確地選型，是面臨的新課題；對于從事往復(fù)泵研究、設(shè)計和生

52、產(chǎn)的部門來講，如何正確地宣傳往復(fù)泵的特點，如何努力地發(fā)展新品種以滿足用戶的需要，是面臨的新任務(wù)。</p><p>　　特別是當(dāng)排出壓力很高(高壓或超高壓)而流量又很小時，其它類型泵已經(jīng)不僅是效率很低的問題，而是根本不能適用。因此，往復(fù)泵主要是在高壓或超高壓、流量小或比較小的范圍內(nèi)發(fā)展新品種。在這一領(lǐng)域內(nèi)，往復(fù)泵是獨占優(yōu)勢的。</p><p>　　第二、要充分發(fā)揮往復(fù)泵的流量恒定而且與排出壓

53、力無關(guān)的優(yōu)勢。</p><p>　　往復(fù)泵這一特長是它成為計量泵選型的基礎(chǔ)，而計量泵這一新品種是隨著現(xiàn)代工業(yè)朝著自動化操作，遠(yuǎn)距離自動控制這一發(fā)展形勢而出現(xiàn)的。由于計量泵這一新品種的出現(xiàn)，使得原來生產(chǎn)工藝由手工進(jìn)行物料配比這一環(huán)節(jié)，被計量泵所代替，使物料配比實現(xiàn)了遠(yuǎn)距離自動控制下的連續(xù)操作，并使物料配比更加準(zhǔn)確無誤，從而為提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本、改善勞動條件。計量泵雖然只是從本世紀(jì)五十年代才興起的新品種，但是至今

54、已經(jīng)不僅是在石油、化工合成裝置上被廣泛采用，而且在水處理裝置、研究院所的中間試驗裝置以及化學(xué)分析儀器、醫(yī)藥、食品加工和礦井注漿堵水方面也已被廣泛采用。</p><p>　　當(dāng)然，要求得往復(fù)泵的不斷發(fā)展，不僅要注意到充分發(fā)揮它的特長或優(yōu)勢，而且還要不斷地克服它的缺點。為此，就必須加強技術(shù)基礎(chǔ)的研究、不斷地提高產(chǎn)品質(zhì)量、注意采用新技術(shù)、新材料、新工藝，以及在保證產(chǎn)品好用、耐用的同時，要力求結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、體積小、

55、重量輕和外形美觀。</p><p>　　液壓往復(fù)泵總體方案設(shè)計</p><p>　　液壓往復(fù)泵的工作原理</p><p>　　1 油箱 2 過濾器 3 電機 4 變量泵 5、12 溢流閥 6 交流調(diào)速電機 7 往復(fù)換向控制轉(zhuǎn)閥 8 節(jié)流閥 9、10 壓力表 11 蓄能器 13 液壓缸 14 往復(fù)泵泵缸

56、 15往復(fù)泵吸入閥 16 往復(fù)泵排出閥 17、20 二位二通電磁閥 18 冷卻器</p><p>　　圖2-1 液壓往復(fù)泵的工作原理</p><p>　　直動式液壓往復(fù)泵的工作原理如圖2-1所示，設(shè)計中采用一只轉(zhuǎn)閥控制液壓缸按一定順序做往復(fù)運動，其結(jié)構(gòu)如圖2-2所示。</p><p>　　閥體1上共有8個油口，包括入閥總壓油口Y0，中心線之間互成1

57、20°的分別為1、2、3號液壓缸提供動力的出閥壓油口Y1、Y2、Y3，中心線之間互成120°的分別供1、2、3號液壓缸回油的入閥回油口H1、H2、H3、出閥總回油口H0。閥芯3上左半部分有圓周環(huán)形槽a，它通過徑向孔與閥芯中心孔y相通，這樣就可以使入閥總壓油口Y0始終與閥芯中心孔y相通。還有3個與閥芯中心孔y相通的中心線互成120°的徑向油口y1、y2、y3，在閥芯外表面一徑向孔y1、y1、y3的中心線為對稱

58、中心銑有3個月牙形環(huán)槽c、d、e，各環(huán)槽占150°。閥芯3上右半部分有一個閥芯中心孔h，還有3個與閥芯中心孔h相通的中心線互成120°的徑向孔h1、h2、h3，在閥芯的外表面也以徑向孔h1、h2、h3的中心線為低沉中心銑3個月牙形環(huán)槽g、i、j，各環(huán)槽占150°。閥芯中心孔h直與閥體右端的回油口H0相通，閥芯左端通過聯(lián)軸器6與交流電機7相連，高低壓油腔之間用密封圈隔開。</p><p&g

59、t;　　1 閥體 2 密封件 3 閥芯 4 螺釘 5 閥蓋 6 聯(lián)軸器</p><p>　　7 交流調(diào)速電機 Y0—入閥總壓油口 Y1、Y2、Y3—1、2、3號缸出閥壓油口</p><p>　　H0—出閥總回油口 H1、H2、H3—1、2、3號缸出閥回油口</p><p>　　圖2-2旋轉(zhuǎn)換向閥結(jié)構(gòu)原理</p&g

60、t;<p>　　當(dāng)交流調(diào)速電機帶動閥芯以一定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)時，在閥芯轉(zhuǎn)動一周內(nèi)，首先閥體的Y1油口與閥芯上的y1油口相通，這樣，來自泵的壓力油就通過閥體上的Y1油口經(jīng)管線G1進(jìn)入液壓缸①中，這是缸Ⅰ進(jìn)行排除沖程。轉(zhuǎn)過120°后，閥體上的Y3油口就通過月牙形環(huán)槽e與閥芯上的y3油口相通，來自泵的壓力油就通過閥體上的Y3油口經(jīng)管線G3進(jìn)入液壓缸③中，使缸Ⅲ進(jìn)行排除沖程。再轉(zhuǎn)過120°時，閥體上的Y2油口就通過月

61、牙形環(huán)槽d與閥芯上的y2油口相通，來自液壓泵的壓力油就通過閥體上的Y2油口經(jīng)管線G2進(jìn)入液壓缸②中，使缸Ⅱ進(jìn)行排出沖程。其中每兩個泵缸之間都有30°的重疊排液，回油口的順序與壓油口相同。電機每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，各泵缸吸液一次，排液一次。因此，交流調(diào)速電機7的轉(zhuǎn)速就是液壓往復(fù)泵的沖次。</p><p>　　液壓往復(fù)泵工作時，首先啟動電動機3，帶動液壓泵4轉(zhuǎn)動，由于此時電磁換向閥20尚未通電（電磁換向閥20和交流調(diào)速

62、電機6是聯(lián)動的），處于打開狀態(tài)，液壓泵4排出的油經(jīng)閥20回油箱，即液壓泵處于卸載狀態(tài)。當(dāng)交流調(diào)速電機6通電時，閥20的電磁鐵也同時通電，閥20關(guān)閉，卸載油路關(guān)閉。此時泵4排除的壓力油分為兩部分，一部分經(jīng)電磁閥17和減壓閥8進(jìn)入儲能器中，作為泵缸Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ吸入沖程時進(jìn)入液壓缸①、②、③有桿腔的用油，另一部分壓力油經(jīng)換向轉(zhuǎn)閥7的進(jìn)油口Y0進(jìn)入閥中，此時閥體徑向回油口Y1與閥芯徑向壓油口y1 相通，而閥體徑向回油口H1與閥體徑向回油口h1不通

63、，壓力油就通過出油口Y1及管線G1進(jìn)入動力液壓缸①中，推動液壓缸活塞和泵缸活塞向右運動，泵缸Ⅰ進(jìn)行排除沖程，液壓缸①有桿腔中的低壓油經(jīng)過溢流閥12排到油箱中。在出油口Y1有壓力油流出后，閥芯再經(jīng)過120°時，出油口Y3就開始有壓力油流出，經(jīng)過出油口Y3及管線G3進(jìn)入液壓缸③中，推動液壓缸活塞和泵缸活塞向右運動，泵缸Ⅲ進(jìn)行排出沖程，液壓缸③有桿腔中的低壓油經(jīng)溢流閥12進(jìn)入油箱。在出油口Y3有壓力油流出后，閥芯再經(jīng)過120

64、6;，出油口Y2就開始有壓力油</p><p>　　在出油口Y1開始有壓力油流出時，閥體徑向回油口H1和閥芯徑向回油口h1不通，閥體徑向回油口H2與閥芯徑向回油h2口即將斷開，而閥體徑向回油口H3和閥芯徑向回油口h3通過月牙形環(huán)槽i開始連接，液壓缸③無桿腔中的壓力油經(jīng)管線G3、回油口H3及月牙形環(huán)槽i進(jìn)入中心孔h中，又經(jīng)總回油口H0、冷卻器18及過濾器19回油箱。與此同時，蓄能器11中的壓力油進(jìn)入液壓缸③的有桿腔

65、中，推動液壓缸活塞及泵缸活塞向左運動，泵缸Ⅲ進(jìn)入吸入沖程。閥芯轉(zhuǎn)過120°時，閥體徑向回油口H1和閥芯徑向回油口h1通過月牙形環(huán)槽g開始連接，液壓缸①無桿腔中的壓力油經(jīng)管線G1、回油口H1及月牙形環(huán)槽g進(jìn)入中心孔h中，又經(jīng)總回油口H0、冷卻器18及過濾器19回油箱。與此同時，蓄能器11中的壓力油進(jìn)入液壓缸①的有桿腔中，推動液壓缸活塞及泵缸活塞向左運動，泵缸Ⅰ進(jìn)入吸入沖程。閥芯再轉(zhuǎn)過120°時，閥體徑向回油口H2和閥芯

66、徑向回油口h2通過月牙形環(huán)槽j開始連接，液壓缸②無桿腔中的壓力油經(jīng)管線G2、回油口H2及月牙形環(huán)槽j進(jìn)入中心孔h中，又經(jīng)總回油口H0、冷卻器18及過濾器19回油箱。與此同時，蓄能器11中的壓力油進(jìn)入液壓缸②的有桿腔中</p><p>　　綜上所述，只需交流調(diào)速電機以一定的轉(zhuǎn)速N帶動閥芯旋轉(zhuǎn)，泵缸就以沖次N進(jìn)行吸液排液，如此循環(huán)往復(fù)，往復(fù)泵的排出流量均勻，壓力平穩(wěn)。</p><p><

67、b>　　往復(fù)泵整體結(jié)構(gòu)設(shè)計</b></p><p>　　從應(yīng)用的實際出發(fā)，液壓往復(fù)泵應(yīng)滿足工藝對排量、壓力的要求，同時要達(dá)到便于搬運、安裝、檢查、保養(yǎng)和維修。這樣整體結(jié)構(gòu)設(shè)計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)。</p><p>　　采用電機直接驅(qū)動液壓泵，因為這樣實現(xiàn)遠(yuǎn)距離全自動操作。</p><p>　　液壓往復(fù)

68、泵由液壓控制系統(tǒng)、泵體系統(tǒng)和箱體組成。</p><p>　　往復(fù)泵的液壓系統(tǒng)見圖2-1。要求液壓系統(tǒng)為往復(fù)泵泵體提供以下條件：</p><p>　　進(jìn)程最大壓力為21MPa；</p><p>　　回城壓力差為0.3MPa；</p><p>　　驅(qū)動3個動力液壓缸活塞做周期相位差為120°的往復(fù)運動。</p><p

69、><b>　　液壓泵的選擇</b></p><p>　　考慮成本問題，研究國產(chǎn)液壓泵的技術(shù)參數(shù)，入下表所示：</p><p>　　表2-1 部分國產(chǎn)液壓泵技術(shù)參數(shù)</p><p>　　根據(jù)表2-1所示參數(shù)，可選取兩臺3號液壓泵作為液壓系統(tǒng)的動力源。</p><p>　　液力端結(jié)構(gòu)形式的選擇</p>

70、<p>　　液力端是介質(zhì)過流部分，液壓往復(fù)泵液力端通常由吸入閥和排出閥組件、閥箱、閥箱蓋以及吸入和排出管匯等組成。</p><p>　　在選擇液力端結(jié)構(gòu)形式時，應(yīng)遵循下述基本原則：</p><p>　　過流性能好，水力損失小，為此液流通道應(yīng)要求端而直，盡量避免拐彎和急劇的斷面變化；</p><p>　　液流通道應(yīng)該利于氣體排出，不允許死區(qū)存在，造成氣體滯留

71、。通常，吸入閥應(yīng)置于液缸體下部，排出閥應(yīng)置于液缸體頂部；</p><p>　　吸入閥和排出閥一般應(yīng)豎直布置，以利于閥板正常起動和密封，特別情況下也可以傾斜或水平布置；</p><p>　　余隙容積應(yīng)盡可能的小，尤其是在對高壓短行程泵后當(dāng)泵輸送含氣量大，易揮發(fā)介質(zhì)時，更要求減小余隙容積；</p><p><b>　　易損件，更換方便；</b>&l

72、t;/p><p><b>　　制造工藝性好。</b></p><p>　　單作用往復(fù)泵有一個吸入閥和一個排出閥，由于安裝位置不同，所以其液力端的結(jié)構(gòu)也存在差異。</p><p>　　按照吸入閥和排出閥的相對位置，液流通道特性和結(jié)構(gòu)特征，液力端可分為直通式、直角式和階梯式等不同形式。</p><p>　　當(dāng)液力端的每一個缸里的

73、吸、排閥的中心軸線均為為同一軸線時，稱為直通式液力端，見圖2-3(a)；當(dāng)吸、排閥的中心軸線互相垂直時，稱為直角式液力端，見圖2-3(b)；若吸、排閥的中心軸線互相平行但不是同一軸線時，稱為階梯式液力端，見圖2-3(c)。</p><p>　?。╝） （b） （c）</p><p>　　圖2-3 液力端分類示意圖

74、</p><p>　　階梯式液力端可將吸入端和排出端分塊制造，可以單獨拆卸，檢查和維修方便，工作液損失少，單結(jié)構(gòu)不緊湊，泵內(nèi)余隙流道長，自吸能力差，泵頭重量大。</p><p>　　直通式液力端結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，缸內(nèi)余隙流道端，自吸能力強。但更換吸入閥座時必須先拆除上方的排出閥，采用帶肋閥時，還要先取出排出閥座，檢查和維修比較困難。</p><p>　　直角式液力端

75、的主要特點是吸入閥水平放置，排出閥豎直放置，綜合了直通式和階梯式泵頭的優(yōu)點，即可分開制造，便于吸入閥的拆裝和檢修，又取消了吸入室，使液力端結(jié)構(gòu)緊湊，內(nèi)部余隙流道小。此外，直角式液力端吸入閥的固定和導(dǎo)向系統(tǒng)比直通式液力端簡單，橡膠密封圈品種比階梯式液力端有明顯減少。直角式液力端的不足之處在于更換吸入閥時必須卸下液壓缸及彎管，工作液損失較多，其不適用于野外作業(yè)。</p><p>　　綜上，本設(shè)計采用階梯式液力端，主要

76、考慮到其拆裝和檢修方便，適合野外作業(yè)，且由于本設(shè)計的流量小，所以液力端不會太大。</p><p>　　由于液力端會長時間在高壓下承受交變載荷作用，容易在內(nèi)孔交接處產(chǎn)生疲勞裂紋，影響強度，所以較多液力端采用35CrMo等合金鋼鍛造毛坯，經(jīng)過退火、粗加工、探傷檢查、調(diào)制處理及精加工等嚴(yán)格的工藝外，為減少應(yīng)力集中，提高疲勞強度，凡內(nèi)孔交接處的夾角必須用小砂輪打磨，使其鈍光滑。</p><p>　

77、　動力端和液力端的鏈接設(shè)計</p><p>　　常用的往復(fù)泵多是活塞式，兩活塞用連桿連接。因為活塞桿有一部分露在外邊，且活塞桿與導(dǎo)向套的摩擦產(chǎn)生的熱不易散出，所以必須加噴淋系統(tǒng)，使系統(tǒng)變得復(fù)雜，且泵的體積增大。所以本設(shè)計采用柱塞式動力端和液力端直接連接。這樣可以避免露在外面的柱塞將贓物帶入泵腔或液壓缸，且液壓缸的工作液可以對柱塞直接進(jìn)行冷卻和潤滑，這樣就可以去掉噴淋系統(tǒng)和潤滑系統(tǒng)，降低了往復(fù)泵的復(fù)雜程度和成本。&

78、lt;/p><p><b>　　功能原理分析</b></p><p>　　往復(fù)泵要求實現(xiàn)的功能是利用液壓泵提供的壓力油驅(qū)動柱塞做往復(fù)運動，作用于工作液，使工作液能量增加。為了實現(xiàn)該液壓往復(fù)泵的總功能，可將其分為很多部分，做出功能結(jié)構(gòu)圖，見圖2-4。</p><p>　　圖2-4 液壓往復(fù)泵功能結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　往

79、復(fù)泵主要結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇與確定</p><p>　　在進(jìn)行往復(fù)泵設(shè)計時，泵的基本性能參數(shù)——排出壓力P2和流量Q是由用戶提供的。</p><p><b>　　= = =</b></p><p><b>　　==</b></p><p>　　式中—泵的實際流量，m3/s；</p><

80、p>　　—泵的理論流量，m3/s；</p><p><b>　　—泵的容積效率；</b></p><p>　　—活塞（柱塞）截面積，㎡；</p><p>　　—活塞（柱塞）直徑，m；</p><p>　　—活塞（柱塞）行程長度，m；</p><p>　　—活塞（柱塞）的每分鐘往復(fù)次數(shù),spm

81、；</p><p>　　—泵的聯(lián)數(shù)（活塞或柱塞數(shù)）；</p><p><b>　　—系數(shù)，</b></p><p>　?。ā?活塞桿截面積，㎡），單作用泵，；</p><p>　　—活塞（柱塞）平均速度，m/s；</p><p><b>　　—程徑比。</b></p&

82、gt;<p>　　由上式可知，要確定，必須確定、、、等與結(jié)構(gòu)有關(guān)的參數(shù)。此外，在繪制總體方案圖時，還需知道吸入管和排出管的內(nèi)徑、，它們也與有關(guān)。以上這些參數(shù)統(tǒng)稱之謂泵的結(jié)構(gòu)參數(shù)。但是，、是在確定后確定的，如果在總體設(shè)計時預(yù)先選定了泵型和總體結(jié)構(gòu)型式，那么，、即為已知，可預(yù)先選取。因此，決定的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)就是、和。</p><p>　　由往復(fù)泵的設(shè)計實踐經(jīng)驗得知，為了確定、、組合的最佳方案，一般應(yīng)選擇

83、合適的入手，而后再確定,進(jìn)而再比較，由此而逐步確定組合的最佳方案。</p><p>　　往復(fù)泵容積效率的選擇</p><p>　　往復(fù)泵的容積效率與許多因素有關(guān)，很難在設(shè)計時精確確定。</p><p>　　值選取過大，實際泵的將低于予選值，泵的流量也將低于設(shè)計值；選取過小，實際泵的將高于予選值，泵的流量也將大于設(shè)計值。如果考慮到泵運轉(zhuǎn)后的磨損，一般在選取值時，都要略

84、低些。</p><p>　　選取的一般原則是：當(dāng)泵的排出壓力高、流量小、每分鐘往復(fù)次數(shù)n高、液力端余隙容積大、制造精度低且當(dāng)輸送高溫、高粘度或低粘度、高飽和蒸汽壓的液體介質(zhì)或介質(zhì)中含氣量大、含有固體顆粒時，應(yīng)選取較低值；反之，可取較高值。</p><p>　　的一般取值范圍是：當(dāng)輸送常溫清水時，=0.80～0.98；當(dāng)輸送石油產(chǎn)品、熱水、液化烴等介質(zhì)時，=0.60～0.80。</p&

85、gt;<p><b>　　柱塞平均速度的選擇</b></p><p>　　的大小直接影響泵各運動副零、部件的摩擦和磨損，特別是對活塞及其密封這一對運動副的影響尤為顯著。</p><p>　　不應(yīng)選擇過大。過大，摩擦和磨損嚴(yán)重，特別是當(dāng)活塞及其密封一旦嚴(yán)重磨損，泄露就將增加，流量下降，排出壓力也不能達(dá)到額定值。</p><p>　　

86、也不應(yīng)選取過小，要獲得一定的值，當(dāng)一經(jīng)確定，即為確定值。如果選取過小，值必然較大。這樣一來，不僅使液力端徑向尺寸增加，而且因活塞力是和成正比的，傳動端受力也隨之驟增，從而回使泵的總體尺寸和重量增大。</p><p>　　為了提供的定量選取范圍，對目前已經(jīng)投入生產(chǎn)的若干常見泵型進(jìn)行了統(tǒng)計和分析，得到了以下的經(jīng)驗公式。由統(tǒng)計可知，大小主要與折合成單聯(lián)單作用泵的有效功率有關(guān)，即： </p><

87、p>　　式中—活塞平均速度，m/s</p><p><b>　　—統(tǒng)計系數(shù)，</b></p><p>　　—折合成單聯(lián)單作用泵的有效功率，kw</p><p><b>　　=≈</b></p><p>　　式中—泵的流量，L/min，當(dāng)選取um時，可近似帶入理論流量；</p>&

88、lt;p>　　—泵的排出壓力，kgf/cm2；</p><p>　　—泵的吸入壓力，kgf/cm2，當(dāng)>>或為常壓時，全壓力-≈；</p><p>　　—泵的聯(lián)數(shù)（活塞或柱塞數(shù)）；</p><p>　　—系數(shù)，對于單作用泵，=1，=0，對雙作用泵，<1，0<<1；</p><p><b>　　帶入

89、數(shù)據(jù)有</b></p><p><b>　　=≈</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=68.1 kw</b></p><p>　　查[1]圖2-51 各類型泵的選取</p><p><b>

90、　　=1.2 m/s</b></p><p>　　每分鐘往復(fù)次數(shù)和行程長度的選定</p><p>　　選定后，活塞直徑即為確定值。但因=/30，所以，必須再確定一個或，才能最后確定、、的組合方案。此時可先選取，爾后再確定。</p><p><b>　　值選取的一般原則：</b></p><p>　　1、活塞直

91、徑大，程徑比大，連桿比大的，應(yīng)取低值；反之，可取較高值；</p><p>　　2、吸入性能要求高的泵，應(yīng)取較低的值；反之可取較高的值。因為，提高泵吸入性能雖然有許多途徑，但最有效的途徑還是降低值；</p><p>　　3、隔膜泵要比活塞泵取較低的值；</p><p>　　4、直接作用泵應(yīng)比機動泵的值低；</p><p>　　5、單缸泵應(yīng)比多缸

92、泵的值低；</p><p>　　6、短期、間斷性工作的泵，可高些；長期、連續(xù)工作的泵，值應(yīng)低些；</p><p>　　7、臥式泵應(yīng)比立式泵的n值低些。</p><p>　　的一般取值范圍可參看[1]表2-6 常見泵型的值范圍</p><p>　　根據(jù)任務(wù)書要求，往復(fù)泵的沖次=50～80 /min，為了更好地提高泵的吸入性能，選取=60 1/m

93、in，</p><p><b>　　根據(jù)，= 得</b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　=30×1.2/60</p><p><b>　　=0.6 m</b></p><p>　　根據(jù)[2]P22-18表22.1-

94、13液壓缸活塞行程第三系列，選取=600mm。</p><p><b>　　柱塞直徑的確定</b></p><p><b>　　=0.061 m</b></p><p>　　值應(yīng)按國家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)尺寸序列圓整, 查[2]P22-18表22.1-10液壓缸活塞外徑尺寸系列，選取=63㎜。</p><p>

95、<b>　　程徑比的選擇</b></p><p><b>　　值選取的一般原則：</b></p><p>　　1)值高時，取較小值；反之取較大值；</p><p>　　2)排出壓力大時，取大值；反之取小值。</p><p>　　值的一般取值范圍是=1.0～3.5。當(dāng)n值很高時，有的取=0.8；對于高

96、壓或超高壓泵，值可能大到Ψ=5～10。</p><p><b>　　程徑比: </b></p><p><b>　　=9.5</b></p><p>　　泵動力端活塞直徑確定</p><p><b>　　當(dāng)泵勻速工作時：</b></p><p>　　式中

97、—液力端壓力，kgf/cm2；</p><p>　　—液壓系統(tǒng)壓力，kgf/cm2；</p><p>　　—柱塞截面積，cm2，；</p><p>　　—動力端活塞截面積，cm2, ； </p><p>　　帶入數(shù)據(jù)得=97.2mm，</p><p>　　考慮運行中的摩擦力和工作情況的影響，查[2]P22-18表22.

98、1-9液壓缸內(nèi)徑尺寸系列，取=100mm。</p><p>　　吸入和排出管內(nèi)徑、的選取</p><p>　　這兩值的選取主要取決于吸入、排出管內(nèi)徑介質(zhì)的流速和。</p><p>　　、過大，水力阻力損失過大，消耗的能量多，泵的吸入性能差，而且容易產(chǎn)生液缸內(nèi)的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，通常要限制、值，尤其是值限制更重要。

99、</p><p>　　一般取值范圍是：=1～2 m/s, =1.5～2.5 m/s. </p><p>　　取=1 m/s, =2 m/s</p><p>　　、選定后，、即可確定：</p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=</b></p&

100、gt;<p><b>　　=0.073 m</b></p><p>　　按標(biāo)準(zhǔn)管材圓整, =80㎜</p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=0.052 m</b></

101、p><p>　　按標(biāo)準(zhǔn)管材圓整, =50㎜</p><p>　　將以上計算結(jié)果列入下表:</p><p>　　表4-1 往復(fù)泵主要參數(shù)</p><p><b>　　泵的理論流量：</b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　=0.

102、33 m3/min </p><p><b>　　泵的容積效率：</b></p><p><b>　　=0.76</b></p><p>　　主要零部件的設(shè)計計算</p><p>　　液壓往復(fù)泵通常由液缸體、端蓋、吸入閥和排出閥、閥箱、閥蓋，柱塞、進(jìn)出口法蘭、機架及底座等組成。主要設(shè)計任務(wù)是：正確

103、地選擇零部件的結(jié)構(gòu)型式，確定主要結(jié)構(gòu)尺寸，進(jìn)行強度和剛度的校核工作，選取合適的材料和熱處理方式，完成零部件的加工圖，并提出合理的技術(shù)要求。</p><p><b>　　液缸體的設(shè)計與計算</b></p><p>　　液缸體的分類及結(jié)構(gòu)特點</p><p>　　液缸體的結(jié)構(gòu)型式主要是服從來泵的總體結(jié)構(gòu)型式和液力端結(jié)構(gòu)選型。液缸體結(jié)構(gòu)特點可按泵的作

104、用數(shù)分為單作用液缸體和雙作用泵液缸體，還可按各工作腔是否在同一塊體上來分為整體式和組合式液缸體。</p><p><b>　　1、單作用泵液缸體</b></p><p>　　單作用泵液缸體可分為整體式和組合式兩種。</p><p>　　整體式液缸體是指泵的多個工作腔都在同一體上的液缸體。這種液缸體剛性好、工作腔間距小、機加工量少，但工件較大。它

105、即適用單作用柱塞泵，也適用于單作用活塞泵。</p><p><b>　　2、雙作用泵液缸體</b></p><p>　　雙作用泵液缸體形狀較復(fù)雜，一般多采用整體式并多采用鑄造結(jié)構(gòu)，流道孔也多半直接鑄出。個別的采用鍛焊或鑄焊結(jié)構(gòu)。</p><p><b>　　3、組合式液缸體</b></p><p>

106、　　組合式液缸體是指把只包括一個或一部分工作腔的塊體分別制造，然后再用適當(dāng)?shù)姆椒ò阉B接在一起。這種液缸體多用于高壓、超高壓或輸強腐蝕性介質(zhì)的泵上，并且多半是鍛鋼和鑄造件，加工面增多，連接處的密封件也增多，而且受力情況變壞，一般情況下不予采用。</p><p>　　泵缸缸體壁厚確定及強度校核</p><p>　　根據(jù)缸體的結(jié)構(gòu)特點及任務(wù)書的要求選取單作用泵液缸體，考慮到泵的排除壓力較大，液

107、缸體材料選用金剛35CrMo。</p><p><b>　　缸體壁厚確定：</b></p><p>　　假定液缸體為一外圓半徑，內(nèi)圓半徑為的內(nèi)圓半徑的等厚圓筒且其壁厚δ相對輪?。ǎr，則可由薄壁筒公式確定壁厚：</p><p><b>　　式中—壁厚，㎝； </b></p><p>　　—焊接系數(shù)，

108、無焊接=1；</p><p>　　—缸內(nèi)最大工作壓力，kgf/cm2;</p><p><b>　　—液缸體內(nèi)徑，㎝；</b></p><p>　　—考慮鍛造偏心及腐蝕所留的裕量，一般取=0.3～0.8。</p><p>　　對鋼制液缸體許用應(yīng)力可按屈服強度選取， ，一般取2—3。即對35GrMo，=2783～4175

109、kgf/cm2。</p><p><b>　　=1.2 ㎝ </b></p><p><b>　　強度校核</b></p><p><b>　　對薄壁筒（）：</b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　=

110、2000 kgf/cm2</p><p>　　=2783～4175 kgf/cm2</p><p><b>　　壁厚滿足要求。</b></p><p>　　液壓缸缸體壁厚確定及強度校核</p><p>　　根據(jù)液壓缸缸體的結(jié)構(gòu)特點及任務(wù)書的要求選取雙作用泵液缸體，液缸體材料選用金剛45號鋼，調(diào)制到217～255HB。&l

111、t;/p><p><b>　　液缸體壁厚確定：</b></p><p>　　假定液缸體為一外圓半徑，內(nèi)圓半徑為的內(nèi)圓半徑的等厚圓筒且其壁厚δ相對輪?。ǎr，則可由薄壁筒公式確定壁厚：</p><p><b>　　式中—壁厚，㎝； </b></p><p>　　—焊接系數(shù)，無焊接=1；</p>

112、<p>　　—缸內(nèi)最大工作壓力，kgf/cm2;</p><p><b>　　—液缸體內(nèi)徑，㎝；</b></p><p>　　—考慮鍛造偏心及腐蝕所留的裕量，一般取=0.3～0.8。</p><p>　　對鋼制液缸體許用應(yīng)力可按屈服強度選取， ，一般取2—3。即對45號剛，=1177～1765 kgf/cm2。</p>

113、<p><b>　　=1.5 ㎝ </b></p><p><b>　　強度校核</b></p><p><b>　　對薄壁筒（）：</b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　=980 kgf/cm2</p&

114、gt;<p>　　=1177～1765 kgf/cm2</p><p><b>　　壁厚滿足要求。</b></p><p><b>　　泵閥的設(shè)計</b></p><p>　　泵閥通常由閥座、閥板、閥導(dǎo)向桿、彈簧、升程限制器等零件所組成。</p><p><b>　　泵閥設(shè)計

115、的一般原則</b></p><p>　　1)閥應(yīng)能及時啟、閉，關(guān)閉速度和關(guān)閉滯后角不應(yīng)大于允許值，以減小關(guān)閉沖擊和回流損失；</p><p>　　2)密封可靠，減小或避免關(guān)閉后的漏損；</p><p>　　3)盡可能減小水力阻力損失；</p><p>　　4)根據(jù)不同的輸送介質(zhì)，選擇相應(yīng)的材料、閥板和閥座材料及其硬度匹配適當(dāng)，并保

116、證足夠的強度和剛度；</p><p>　　5)結(jié)構(gòu)簡單、拆裝方便、工藝性好，盡可能有良好的互換性；</p><p>　　6)工作平穩(wěn)、噪音小，壽命長。</p><p>　　泵閥的種類及結(jié)構(gòu)型式的特點和選擇</p><p>　　泵閥主要是自動閥，只有當(dāng)輸送高粘度介質(zhì)時，才采用強制閥。自動閥又分為彈簧閥（多為盤形閥和環(huán)形閥）和自重閥（多為球閥）兩

117、種。</p><p><b>　　1）盤形閥</b></p><p>　　根據(jù)閥板與閥座密封面型式，盤形閥又可分為兩種：一種是以平面接觸的。稱為平板閥；一種是以錐面接觸的，稱為錐形閥。</p><p><b>　　a.平板閥</b></p><p>　　平板閥廣泛用于輸送常溫清水、低粘度油或類似于清

118、水的介質(zhì)。結(jié)構(gòu)較簡單、制造較容易。但密封性能不如錐形閥，多用于排壓較低的泵。</p><p><b>　　b.錐形閥</b></p><p>　　錐形閥較平板閥在制造上略復(fù)雜，但流道較平滑，流量系數(shù)大、水力阻力小、過流能力強、密封性能好，不論介質(zhì)粘度較高或較低都比較適宜，而且因閥板剛度較大，通常多用于高壓和超高壓泵上，在計量泵自重閥也間有采用的。</p>

119、<p><b>　　2）環(huán)形閥</b></p><p>　　環(huán)形閥比相同的平板閥閥間隙面積大一倍（單環(huán)閥）或幾倍（多環(huán)閥），故閥間隙過流面積大，適用于流量大的泵。但因閥板直徑大而剛性差，在高壓或超高壓泵中很少用。</p><p><b>　　3）自重閥</b></p><p>　　自重閥大多采用球閥，也有采用錐