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目錄 摘要 I Abstract II 第1章 緒論 1 1.1往復(fù)泵的作用及優(yōu)缺點(diǎn) 1 1.2往復(fù)泵的特點(diǎn) 2 1.2.1瞬時(shí)流量是脈動(dòng)的 2 1.2.2平均流量是恒定的 3 1.2.3泵的壓力取決于管路特性 3 1.2.4對(duì)輸送的介質(zhì)有較強(qiáng)的適應(yīng)性 4 1.2.5有良好的自吸性能 4 1.3往復(fù)泵的分類 5 1.3.1按泵的的液力端特點(diǎn)分 5 1.3.2按傳動(dòng)端的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分 5 1.3.3按泵的驅(qū)動(dòng)方式或配帶的原動(dòng)機(jī)分 5 1.3.4按泵的排出壓力分 6 1.3.5按泵的每分鐘往復(fù)次數(shù)分 6 1.3.6按泵輸送介質(zhì)某一突出特性分 6 1.3.7按泵的用途分 6 1.4往復(fù)泵的應(yīng)用與發(fā)展 7 第2章 液壓注聚泵的方案確定 10 2.1液壓注聚泵主要結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇與確定 10 2.2液壓系統(tǒng)主要技術(shù)參數(shù) 13 2.2.1系統(tǒng)內(nèi)液流流速突變引起的液壓沖擊 13 2.2.2由運(yùn)動(dòng)部件制動(dòng)所產(chǎn)生的液壓沖擊 14 2.2.3空氣室的理論設(shè)計(jì) 15 2.3液壓油.濾油器.溢流閥的確定 17 2.3.1液壓油的功能和基本要求 17 2.3.2溢流閥的選擇 18 2.3.3濾油器的選擇 19 2.4電動(dòng)機(jī)的選擇 21 2.5選擇液壓泵的規(guī)格 21 2.5.1齒輪泵 22 2.5.2葉片泵 23 2.5.3柱塞泵 24 2.5.4螺桿泵 25 第3章 泵的結(jié)構(gòu)及工作原理 27 3.1泵的結(jié)構(gòu) 27 3.1.1底座 25 3.1.2動(dòng)力組件 25 3.1.3傳動(dòng)組件 25 3.1.4液缸組件 25 3.1.5安全閥組件 25 3.1.6穩(wěn)壓器組件 25 3.2泵的工作原理 28 第4章 泵的安裝、調(diào)整、使用和保養(yǎng) 30 4.1泵的安裝 30 4.1.1泵在安裝中存在的問題 30 4.2泵的調(diào)整 31 4.2.1曲柄的位置調(diào)整 31 4.2.2柱塞密封的調(diào)整 31 4.3泵的使用 31 4.3.1啟動(dòng)及停車 31 4.4泵的維護(hù)與保養(yǎng) 33 4.5泵有關(guān)部件的調(diào)整和易損件的更換 33 4.5.1安全閥的調(diào)整 33 4.5.2柱塞及密封填料的更換 34 4.5.3閥、閥座、閥彈簧的更換 35 第5章 泵可能產(chǎn)生的故障及原因 36 結(jié)論 38 致謝 40 參考文獻(xiàn) 41 專題 42 附錄1 46 附錄2 54 摘 要 針對(duì)國內(nèi)中后期油田高含水和特殊油藏開采需要，通過對(duì)往復(fù)泵的概述分析，說明了液壓注聚泵所要解決的主要問題，高效節(jié)能，排量可調(diào)，液壓傳動(dòng)在國民生產(chǎn)各部門占有相當(dāng)?shù)谋戎兀绾翁岣咭簤合到y(tǒng)的性能，減少它的缺點(diǎn)是我們現(xiàn)在和將來都一直努力的方向。本設(shè)計(jì)就是主要針對(duì)油田使用的注聚泵而進(jìn)行的。注聚泵是油田中重要的生產(chǎn)工具，它的設(shè)計(jì)合格與否直接影響到油田的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)成本。因此，在設(shè)計(jì)中我通過查閱大量的有關(guān)資料，盡量使本次設(shè)計(jì)符合要求，減少它的缺點(diǎn)。本次設(shè)計(jì)也是對(duì)我們大學(xué)四年學(xué)習(xí)的一個(gè)總結(jié)。 關(guān)鍵詞： 液壓傳動(dòng) 液壓系統(tǒng) 注聚泵 Abstract Hydraulic transmission every department occupy a suitable one than serious, how improve hydraulic pressure systematic performance in national product, All diligent direction of the present and the future that the shortcoming of reducing it is us. Design and gather pump and go on to note that oil field use mainly originally. It is the important tool of production among the oil field that the note gathers the pump, its design is qualified to influence the production efficiency of the oil field and production cost directly . So, I try one's best to enable designing and fulfil requirements this time through consulting a large amount of relevant materials in the design, Reduce its shortcoming. This design is to a summary of study of four years of our university too. Keyword: Hydraulic transmission Hydraulic pressure system The note gathers the pump 59 第1章 緒 論 1.1往復(fù)泵的作用及優(yōu)缺點(diǎn) 往復(fù)泵是工業(yè)泵中不可缺少的一類產(chǎn)品。它的突出優(yōu)點(diǎn)是：可獲得高的排壓，且流量與壓力無關(guān)，適應(yīng)輸送介質(zhì)十分廣泛，吸入性能好，效率高，泵的性能不隨壓力和輸送介質(zhì)粘度的變動(dòng)而變動(dòng)。在當(dāng)今世界能源緊缺的形勢(shì)，往復(fù)泵作為節(jié)能產(chǎn)品，在石油開發(fā)、管道輸煤、煤氣化工、電站排渣、礦山開采等方面起著重要作用，而且在壓力容器檢測(cè)和實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化石油化工工業(yè)全面自動(dòng)化操作方面也是不可缺少的品種。近年來，其產(chǎn)量明顯增長(zhǎng)，證明了它在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的地位。 往復(fù)泵的主要缺點(diǎn)就在于它是一種低速機(jī)械，因此，體積和重量很大。這類泵結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，配套性強(qiáng)而通用性差；品種多而批量小，它的總產(chǎn)量約占整個(gè)泵類總產(chǎn)值3%左右。正因?yàn)槿绱耍蛔⒁膺@類產(chǎn)品的開發(fā)。以致這類產(chǎn)品的研究成果和文獻(xiàn)資料也很少。至今全面地、系統(tǒng)地介紹往復(fù)泵結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)方面的書，至今還很少。 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。在旋轉(zhuǎn)式原動(dòng)機(jī)出現(xiàn)以前，往復(fù)泵幾乎是唯一的泵類。在旋轉(zhuǎn)式原動(dòng)機(jī)出現(xiàn)以后，才逐步地產(chǎn)生了離心泵和轉(zhuǎn)子泵等其它類型的泵。后出現(xiàn)的泵，由于它們的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單、操作比較方便，而且還有體積小、重量輕、流量均勻等一系列優(yōu)點(diǎn)，致使原來使用往復(fù)泵的地方逐步地為這些泵類所取代。目前，往復(fù)泵的產(chǎn)量只占整個(gè)泵類總產(chǎn)量很少的一部分。但是，往復(fù)泵所具有的特點(diǎn)并沒有被其它類型泵所取代。有些特點(diǎn)仍為其它類型泵所不及，因此，它非但不會(huì)被淘汰，而且仍將作為一種不可缺少的泵類，被廣泛采用。 1.2往復(fù)泵的特點(diǎn) 在離心式和容積式兩大類泵中，往復(fù)泵屬于容積式泵。亦即它也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(dòng)機(jī)的機(jī)械能經(jīng)泵直 接轉(zhuǎn)化為輸送液體的壓力能；泵的流量只取決于工作腔容積變化值及其在單位時(shí)間內(nèi)的變化次數(shù)（頻率），而（在理論上）與排出壓力無關(guān)。 往復(fù)泵和其它類型容積式泵的區(qū)別，僅在于它實(shí)現(xiàn)工作腔容積變化的方式和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)上；往復(fù)泵是借助于活塞（柱塞）在液缸工作腔內(nèi)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)（或通過隔膜、波紋管等撓性元件在工作腔內(nèi)的周期性變形）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。 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)也正是這類類型泵借以生存、競(jìng)爭(zhēng)和發(fā)展的依據(jù)： 1.2.1瞬時(shí)流量是脈動(dòng)的 這是因?yàn)樵谕鶑?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(gè)工作腔（單缸泵）的泵中，泵的瞬時(shí)流量不僅隨時(shí)間而變化，而且是不連續(xù)的；在具有多個(gè)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(shí)流量的脈動(dòng)幅度，乃至可達(dá)到在實(shí)用上可認(rèn)為是穩(wěn)定流的地步。當(dāng)然，此時(shí)相應(yīng)的泵的結(jié)構(gòu)也就變得復(fù)雜了。也正因?yàn)槿绱耍鶑?fù)泵的工作腔不宜設(shè)置過多。因此，往復(fù)泵瞬時(shí)流量的脈動(dòng)性也就不可避免，只不過因不同泵型其脈動(dòng)程度有大有小而已。 1.2.2平均流量是恒定的 由前述往復(fù)泵實(shí)現(xiàn)工作腔容積變化的方式和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可知，當(dāng)泵的設(shè)計(jì)合理、制造質(zhì)量又好時(shí)，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)——n（每分鐘往復(fù)次數(shù)）、S（活塞或柱塞行程）、D（活塞或柱塞直徑）、Z（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)（實(shí)際上，由于介質(zhì)性質(zhì)和排出壓力不同，密封或泵閥處的泄漏量 也有所不同，因此也可以說有一點(diǎn)關(guān)系）。當(dāng)泵的每分鐘往復(fù)次數(shù)一定時(shí)，泵的流量也是恒定的。 往復(fù)泵這一特點(diǎn)也正是作為計(jì)量泵選型的基礎(chǔ)。 由于受活塞（柱塞）密封技術(shù)以及泵閥、液缸體等設(shè)計(jì)技術(shù)及材料強(qiáng)度等方面的限制、往復(fù)泵的工作腔容積一般不宜太大（特別是高壓時(shí)），工作腔數(shù)目不宜太多、每分鐘往復(fù)次數(shù)也不宜太高。因此，泵的流量也就不可能很大。 1.2.3泵的壓力取決于管路特性 離心式泵流量和揚(yáng)程是由泵本身所限定的，而且兩者是密切相關(guān)的。往復(fù)泵則不同，它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、液體的壓縮性也不容忽視）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。 當(dāng)然，在往復(fù)泵實(shí)際出廠時(shí)，都有一個(gè)泵的排出壓力的規(guī)定，這不是說該泵的排出壓力不會(huì)再升高，而只是說，由于受到配帶原動(dòng)機(jī)的額定功率（或其它動(dòng)力源參數(shù)）和該泵本身的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度（包括液力端和傳動(dòng)端所有承壓、受力的零部件）的限制，不允許高出這一排出壓力下使用而已。 1.由這一特點(diǎn)導(dǎo)致往復(fù)泵在啟動(dòng)和操作過程中與離心泵有著重大區(qū)別： 2.在泵的排出管路上必須設(shè)置安全閥，以保證泵的排出壓力不高于它的額定值； 3.在泵啟動(dòng)前，必須把管路上的排出閥門全部打開，且不允許排出管路堵塞，否則就可能造成設(shè)備或人身傷亡事故； 4.往復(fù)泵允許降壓使用，此時(shí)不會(huì)產(chǎn)生超載，也沒有機(jī)件損傷的可能，只不過充分發(fā)揮原設(shè)計(jì)的功能而已。 1.2.4對(duì)輸送的介質(zhì)有較強(qiáng)的適應(yīng)性 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)然，在實(shí)際應(yīng)用中，有時(shí)也會(huì)遇到不能適應(yīng)的情況。但是，當(dāng)遇到這種情況時(shí)，多半是因?yàn)橐毫Χ说牟牧虾椭圃旃に囈约懊芊饧夹g(shù)一時(shí)不能解決的緣故。其它類型泵就不能做到這一點(diǎn)。 1.2.5有良好的自吸性能 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(duì)多數(shù)往復(fù)泵（除高速泵外）來說，在啟動(dòng)前通常不需灌泵。 由上述往復(fù)泵的主要特點(diǎn)可以看出往復(fù)泵的主要適用范圍。即往復(fù)泵主要適用于高壓（或超高壓）、小流量，要求泵的流量恒定或定量（計(jì)量）或成比例地輸送各種不同的介質(zhì)（液體），或者要求吸入性能好或者要求有自吸性能的場(chǎng)合。 1.3往復(fù)泵的分類 往復(fù)泵（相對(duì)離心泵來講）的特點(diǎn)決定了它的“通用性”越來越差，而專業(yè)配套性越來越強(qiáng)。于是就出現(xiàn)了這樣的情況——雖然它的產(chǎn)量少，但泵型和品種卻繁多，以至于已經(jīng)無法按照某一統(tǒng)一原則來進(jìn)行分類了。這里所講的分類，只能是只能是按照這類型泵各方面特點(diǎn)進(jìn)行比較，并兼顧到目前已經(jīng)習(xí)慣了的稱呼，予以相對(duì)的分類和命名： 1.3.1按泵的的液力端特點(diǎn)分 １.按與輸送介質(zhì)接觸的工作構(gòu)件可分為：活塞泵、柱塞泵和隔膜泵(包括油隔離)泵； ２.按泵的工作原理或流量的脈動(dòng)特性可分為：?jiǎn)巫饔帽?、雙作用泵、差動(dòng)泵、單缸泵、雙缸泵、三缸泵、多缸泵； ３.按泵的活塞（柱塞）數(shù)目可分為：?jiǎn)温?lián)泵、雙聯(lián)泵、三聯(lián)泵、多聯(lián)泵等； ４.按活塞（柱塞）中心線所處的位置可分為：臥式泵、立式泵、角度式（Y形、V形等）泵、對(duì)置式泵和軸向平行式（無曲柄）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（無曲柄機(jī)構(gòu)）泵等； 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)（以蒸氣、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按泵的排出壓力分 根據(jù)泵排出壓力高與低可分為：低壓泵、中壓泵、高壓泵和超高壓泵； 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（n<80spm）、高速泵（n>550spm）。介于兩者之間的，對(duì)一般性往復(fù)泵來講，通常是正常選擇范圍（當(dāng)然各類型往復(fù)泵，其正常范圍也有所不同），因此，沒有劃分。 1.3.6按泵輸送介質(zhì)某一突出特性分 根據(jù)泵設(shè)計(jì)時(shí)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。 1.3.7按泵的用途分 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、路用泵、船用泵、化工用泵、原子能用泵、電站用泵、石油礦場(chǎng)用泵、液壓機(jī)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(jì)量泵和平流泵等。 由上述分類可知，往復(fù)泵的品種十分復(fù)雜，而且從分類命名中也很難找出它們之間相互聯(lián)系，有些稱呼也不能確切地反映泵的特點(diǎn)。在實(shí)際采用上述稱 呼時(shí)（特別是設(shè)計(jì)和生產(chǎn)部門），往往為了較為確切地反映該泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和性能特點(diǎn)，常常就要冠以一連串的組合式稱呼，例如：臥式三聯(lián)（缸）單作用機(jī)動(dòng)柱塞泵、臥式雙缸雙作用蒸氣直接作用活塞泵、立式五缸單作用機(jī)動(dòng)柱塞泵等等。這種組合方式是多種多樣的。見表1 表1 往復(fù)泵的大致分類 1.4往復(fù)泵的應(yīng)用與發(fā)展 綜合前述可知，往復(fù)泵是一類品種多、批量少，而通用化程度較低、專業(yè)很強(qiáng)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(zhǎng)期穩(wěn)定時(shí)，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。其實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域有如下方面： 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； 用于高壓聚乙烯裝置配套用的超高壓催化劑注射泵等； 用于提供造船或機(jī)械制造大型鍛壓設(shè)備上配套用的液壓機(jī)用泵；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蒸氣直動(dòng)泵； 用于路上石油鉆井或海上石油開發(fā)配套用的鉆井泥漿泵、壓裂泵、固井泵和注水泵等； 用于鑄造、軋鋼方面的水力清砂、除銹泵； 用于長(zhǎng)距離管道輸送媒粉、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、防止地下水害的注漿、堵水用泵等； 用于船舶的滄底泵； 用于農(nóng)藥噴霧機(jī)配套用的農(nóng)用泵； 用于水壓試驗(yàn)或容器爆破試驗(yàn)以及水力切割配套的高壓泵和超高壓泵； 用于污水清洗車配套的清洗泵，用于消防的消防泵； 用于電站或船臺(tái)等污水處理的各種計(jì)量泵。 總之，往復(fù)泵無論是在工業(yè)或農(nóng)業(yè)、陸上或海上、國防與民用、科研與生產(chǎn)等各個(gè)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,其流量范圍由cc/h~600m3/h,輸送介質(zhì)的溫度由—200~4500C，粘度由0.1cp~250000cp。被輸送的介質(zhì)，由一般常溫清水直至具有強(qiáng)腐蝕、易揮發(fā)、易結(jié)晶、易燃、易爆、劇毒、惡臭、磨礪性強(qiáng)、比重大、粘度高、有放射性或其它貴重液體等。 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，生產(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(shì)。實(shí)際情況是：在各類型泵的生存與競(jìng)爭(zhēng)中，則是更加突出地發(fā)揮了它們各自的特長(zhǎng)，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(gè)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(yáng)長(zhǎng)避短，充分發(fā)揮往復(fù)泵本身的優(yōu)勢(shì)。這就是說: 1.4.1要充分發(fā)揮往復(fù)泵配套性強(qiáng)、適應(yīng)介質(zhì)廣泛的優(yōu)勢(shì)。 對(duì)于其它任何一類泵來講，它所適應(yīng)的介質(zhì)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(duì)其它類型泵來講，就不能適應(yīng)，但對(duì)往復(fù)泵來講，因?yàn)樗瓌t上不受介質(zhì)的物理和化學(xué)性能的限制，可見，往復(fù)泵是用武之地的。 1.4.2要充分發(fā)揮往復(fù)泵在流量比較小而排出壓力又很高的情況下，它的整機(jī)效率高、運(yùn)轉(zhuǎn)經(jīng)濟(jì)性好的優(yōu)勢(shì)。 上述兩點(diǎn)，往往不被使用部門重視。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(shí)流量又脈動(dòng)這些缺點(diǎn)，而忽視了這類泵的特長(zhǎng)，因此常常習(xí)慣于選用其它類型泵。特別是當(dāng)排出壓力很高（高壓或超高壓）而流量又小時(shí)，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(dú)占優(yōu)勢(shì)的。 1.4.3要充分發(fā)揮往復(fù)泵的流量恒定而且與排出壓力無關(guān)的優(yōu)勢(shì)。 往復(fù)泵這一特長(zhǎng)是它成為計(jì)量泵選型的基礎(chǔ)，而計(jì)量泵這一新品種是隨著現(xiàn)代工業(yè)朝著自動(dòng)化操作，遠(yuǎn)距離自動(dòng)控制這一發(fā)展形勢(shì)出現(xiàn)的。由于計(jì)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(jì)量泵所取代，使物料配比實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)距離自動(dòng)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(dòng)條件、提高全員勞動(dòng)生產(chǎn)率、全面實(shí)現(xiàn)工藝流程的自動(dòng)化創(chuàng)造了條件。計(jì)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(yàn)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。 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)揮它的優(yōu)勢(shì)或特長(zhǎng)，而且還要不斷地克服它的缺點(diǎn)。為此，就必須加強(qiáng)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(shí)，要力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、體積小、重量輕和外形美觀。 第2章 液壓注聚泵的方案確定 通過實(shí)習(xí)期間，到工廠中調(diào)研，收集資料，聯(lián)系工廠中的生產(chǎn)實(shí)際情況和我對(duì)液壓原理的一些了解，擬定以下設(shè)計(jì)方案： 2.1液壓注聚泵主要結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇與確定 泵的主要參數(shù)是n、s、D，為了確定. n、s、D組合最佳方案，首先要選擇合適的Um，爾后確定n，進(jìn)而再比較ψ；活塞平均速度Um的選擇直接影響運(yùn)動(dòng)副，活塞及其密封件的摩擦和磨損，特別是對(duì)聚合物的失效尤為顯著。 2.1.1泵的基本參數(shù)—排出壓力P和流量Q根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工作需要確定為P=18Mpa；Q=3.5m3/h； Q—泵的實(shí)際流量M3/ h Hv—泵的容積效率(輸送粘稠的石油產(chǎn)品取0.7) D—活塞直徑M（取0.1M） L—活塞行程長(zhǎng)度M(取0.4M) Z—活塞聯(lián)數(shù) （取4） Um—活塞平均速度m/s n—活塞每分鐘往復(fù)次數(shù)spm ψ—程徑比 ①確定活塞每分鐘往復(fù)次數(shù)n n=20次/min ②確定活塞平均速度Um Um=n×L/30=20×0、4/30=2.6666m/s 遠(yuǎn)小于各類型泵選取范圍，可以采用 ③程徑比ψ的選取 ψ=L/D=0.4/0.1=4 符合泵取值范圍 1.液壓泵輸出端給定的參數(shù)有： 輸 出 壓：18Mpa 輸出流量：3.5M3/h； 沖 程：400mm 沖 次：20次/min 2.首先計(jì)算輸出端柱塞的作用面積： LSn=Q 其中：S—柱塞的作用面積m2 Q—輸出端的液體流量 可得 400×10×10-3S=30×10-3 S=3.25×10-3㎡ 3.計(jì)算柱塞的推力 計(jì)算公式為： F=PS×103 式中 F—柱塞的推力 KN d—柱塞直徑 A=（π/4）d2 F=18×103×3.25×10-3=60KN 4.柱塞直徑d的計(jì)算 根據(jù)速度比的要求來計(jì)算柱塞直徑d,在機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)上表37.7—62查得速度比為1.46 由計(jì)算公式 φ=D2/(D2-d2) 計(jì)算可得d=D[（φ—1）/φ]1/2=0.06m 5.計(jì)算雙桿液壓缸的工作壓力 低壓缸內(nèi)的活塞直徑為0.1m 雙桿活塞式液壓缸的推力計(jì)算公式為 F=PA×103 其中：A=π/4(D2—d2) 式中： A=π/4(0.12—0.062)=0.005㎡ P=F/A×10—3=60/0.005×10—3=12Mpa 6.確定液壓泵的最大工作壓力PP PP≥P+ΣΔP 式中：P—液壓缸的最大工作壓力 ΣΔP—從液壓泵出口到液壓缸入口之間總的管路損失，取ΣΔ P=0.6Mpa PP=12 .6 Mpa 7.確定液壓泵的流量Qp 液壓泵的輸出流量應(yīng)為： Qp≥K(∑Qmax)m3/s 式中：K—系統(tǒng)泄漏系數(shù)，在機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)上查,選K=1.2 ∑Qmax—液壓缸的最大總流量 8.求出低壓腔內(nèi)的流量即是液壓泵的輸出流量，低壓腔內(nèi)的流量為： Q1=（A1—π/4×r2）Ln 其中：Q1—低壓腔的流量 m3/s A1—低壓腔活塞的面積 m2 r—活塞桿的半徑 m L—活塞的沖程 m n—沖次 次/min Q=（π0.0562—π0.032）×0.4×20=0.056 m3/min 因此液壓泵流量：QP=3.36 m3/h2、　 2.2液壓系統(tǒng)主要技術(shù)參數(shù) 液壓注聚泵采用了長(zhǎng)沖程、低沖次結(jié)構(gòu)，工作中，在換向、啟動(dòng)及負(fù)載突然發(fā)生變化時(shí)，由于慣性和阻尼的存在，柱塞不能對(duì)壓力及時(shí)作出響應(yīng)，因此會(huì)出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)部件的動(dòng)能將在液壓缸回油腔和管路內(nèi)引起液壓沖擊，液體中的瞬時(shí)峰值壓力可以比正常壓力大近幾倍。產(chǎn)生很大的噪聲，易使系統(tǒng)中的密封件早期失效，影響工作質(zhì)量，導(dǎo)致產(chǎn)品可靠性降低。必須解決工作中對(duì)系統(tǒng)液壓沖擊，產(chǎn)品才能正常工作。需要對(duì)液壓注聚泵系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)特性的分析，通過設(shè)計(jì)相應(yīng)的空氣室，改善液壓系統(tǒng)的性能； 2.2.1系統(tǒng)內(nèi)液流流速突變引起的液壓沖擊 液壓沖擊是管道中流動(dòng)液體的動(dòng)能瞬時(shí)地轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ?。?dāng)管道的末端突然關(guān)閉時(shí)，液體立即停止運(yùn)動(dòng)。根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和守恒定律，液體的動(dòng)能轉(zhuǎn)化成液體的彈性能既 所以液壓沖擊時(shí)壓力的生高值 K‘—為液體的等效體積模量；Pa C—為沖擊波在管中的傳播速度，；m/s 對(duì)于特定的液壓油和管道材質(zhì)來說，和C均為定值，因此要想減少的辦法是加大管道的通流截面積以降低V值。 2.2.2由運(yùn)動(dòng)部件制動(dòng)所產(chǎn)生的液壓沖擊 設(shè)總質(zhì)量為的運(yùn)動(dòng)部件在制動(dòng)時(shí)的減速 時(shí)間為，速度的減少值為，則根據(jù)動(dòng)量定律可近似地求得系統(tǒng)中的沖擊壓力， 由于 得 經(jīng)過分析，在系統(tǒng)的出口需要設(shè)置空氣室，不但縮短了壓力波傳播的距離，減少了相應(yīng)的換向時(shí)間，并能吸收壓力沖擊。 2.2.3空氣室的理論設(shè)計(jì) 液壓注聚泵在工作中啟動(dòng)和換向時(shí)，系統(tǒng)中設(shè)置空氣室是清除管路內(nèi)壓力沖擊的較好的辦法，利用空氣室內(nèi)的空氣的壓縮和膨脹來貯存或放出比平均流量多的或少的那部分液體，從而達(dá)到減少管路中流量脈動(dòng)的目的。如果泵的瞬時(shí)流量為平均流量時(shí)所對(duì)應(yīng)的空氣壓力為Pm，則當(dāng)泵的瞬時(shí)流量大于平均流量時(shí)，排出壓力就大于Pm，因此，空氣就被壓縮，空氣室內(nèi)的液體量增加，把泵排出的瞬時(shí)流量的一部分存入了空氣室，使空氣室后的管路內(nèi)瞬時(shí)流量小于該瞬間泵排出的瞬時(shí)流量；可以建立下列關(guān)系式 （1） —液壓泵輸出流量，m3/s； —進(jìn)入空氣室的瞬時(shí)流量，m3/s； —通過輸出管的流量，m3/s； 液壓泵的輸出管道的輸出壓力： R—為液體阻力； 空氣室的短管連接的受力平衡方程為： （2） —空氣室內(nèi)的氣體壓力； —為液體密度；MPa —短管長(zhǎng)度；m —短管截面積：m2 —短管液阻； 空氣室入口處的輸入流量連續(xù)方程為： （3） —?dú)怏w的壓縮系數(shù)； —空氣室內(nèi)氣體體積；m3 空氣室用于吸收液壓沖擊時(shí)，空氣室容積VA的大小是由其充氣壓力PA、系統(tǒng)最高工作壓力P1和瞬時(shí)吸收的液體動(dòng)能來決定的。 得 在系統(tǒng)中設(shè)置了空氣室后，能有效的吸收系統(tǒng)在液壓泵突然啟動(dòng)或停止、液壓閥突然關(guān)閉或開啟、液壓缸突然運(yùn)動(dòng)或停止時(shí)所出現(xiàn)的液壓沖擊，噪音也大大的降低了，也能較好的解決了系統(tǒng)的壓力脈動(dòng)。 2.3液壓油.濾油器.溢流閥的確定 2.3.1液壓油液的功能和基本要求 液壓油液是液壓系統(tǒng)中傳遞能量的工作介質(zhì)，同時(shí)還兼有潤(rùn)滑、密封、冷卻和防銹等功能。 在液壓系統(tǒng)中，由于壓力、速度及溫度在很大范圍內(nèi)變化，為了保證工作狀態(tài)的穩(wěn)定，要求所應(yīng)用的液壓油液能適應(yīng)這種變化，并保持穩(wěn)定的性能，不致因外界條件的變化而引起很大的改變或破壞，因此對(duì)液壓油液提出如下基本要求： 1.具有適當(dāng)?shù)恼扯群土己玫恼常瓬靥匦? 粘度要符合實(shí)際工作條件，粘度過大，摩擦損失將增加；粘度過小，會(huì)造成泄漏。粘度過大或過小都將導(dǎo)致效率的降低。因此為了使液壓系統(tǒng)能夠穩(wěn)定的工作，液壓油液的粘度隨溫度的變化要小，也即要具有良好的粘－溫特性。 2.具有優(yōu)良的潤(rùn)滑性 液壓油液對(duì)液壓系統(tǒng)中的各運(yùn)動(dòng)部件起潤(rùn)滑作用，以降低摩擦和減少磨損，保證系統(tǒng)能夠長(zhǎng)時(shí)間正常工作。當(dāng)前，液壓系統(tǒng)和元件正朝高壓、高速方向發(fā)展，液壓元件內(nèi)部摩擦副處于邊界潤(rùn)滑狀態(tài)，這時(shí)，液壓油液更應(yīng)具有良好的潤(rùn)滑性。 3.具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性 液壓油液與空氣接觸會(huì)產(chǎn)生膠質(zhì)沉淀物質(zhì)，這些沉淀粘附在滑閥表面或節(jié)流縫隙處會(huì)堵塞孔、隙等通道，影響元件的動(dòng)作，從而降低系統(tǒng)的效率。因此，液壓油液應(yīng)具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性。 4.剪切安定性好 液壓油液通過液壓元件和狹窄通道時(shí)要經(jīng)受劇烈的剪切，使一些聚合型增粘劑分子破壞，造成粘度永久性下降，這在高速、高壓時(shí)尤為嚴(yán)重。為延長(zhǎng)液壓油液使用壽命，液壓油液的剪切安全性要好。 5.抗乳化性好 水可能從不同途徑進(jìn)入液壓油液，含水的液壓油液在泵和其他元件的劇烈攪拌下極易乳化，致使液壓油液變質(zhì)或生成沉淀物，防礙冷卻器的導(dǎo)熱，阻滯閥門和管道，降低潤(rùn)滑性且腐蝕金屬，所以，液壓油液應(yīng)具有良好的抗乳化性。 6.消泡抗泡性能好 在大氣中，礦物油通常能溶解5%至10%的空氣，空氣混入液壓油液后會(huì)產(chǎn)生氣泡，氣泡在液壓系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)，不僅會(huì)使系統(tǒng)的剛性下降，動(dòng)特性變壞，潤(rùn)滑條件惡化，而且還會(huì)產(chǎn)生異常的噪音、振動(dòng)。此外，氣泡還增大了與空氣的接觸，使氧化加速，所以，液壓油液應(yīng)具有良好的消泡和抗泡能力。 7.防銹性能好 對(duì)金屬的腐蝕性小。長(zhǎng)期與液壓油液接觸的金屬件，在溶解于液壓油液中水分和空氣的作用下會(huì)產(chǎn)生銹蝕，而使精度和表面質(zhì)量受到破壞。銹蝕而使精度和表面質(zhì)量受到破壞。銹蝕顆粒在系統(tǒng)中循環(huán)，還會(huì)使磨損加速和系統(tǒng)發(fā)生故障。所以，液壓油液應(yīng)具有良好的防銹性能和不腐蝕金屬性能。 8.對(duì)密封等材料的相容性 密封材料長(zhǎng)期共存于液壓油液中會(huì)產(chǎn)生溶脹軟化或干縮硬化，使密封失效，產(chǎn)生泄漏，系統(tǒng)壓力下降，以致工作不正常。所以，液壓油液對(duì)密封材料應(yīng)有良好的相容性。 液壓自動(dòng)張緊裝置是在工作時(shí)，其工作環(huán)境的溫度不高，但有防塵要求，油壓缸的最高工作壓力為18 MPa，確定選用20號(hào)精密機(jī)床液壓油。20壓力油的運(yùn)動(dòng)粘度～23)×10-6m2/s,取=20×10-6m2/s，密度為0.9×103kg/m3 則20號(hào)液壓油的動(dòng)力粘度為： 2.3.2溢流閥的選擇 溢流閥是使系統(tǒng)中多余流體通過該溢流閥溢出，從而維持其進(jìn)口壓力近于 恒定的壓力控制閥。 在液壓系統(tǒng)中，溢流閥可作定壓閥，用以維持系統(tǒng)壓力，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)壓火多極調(diào)壓；作安全閥，防止液壓系統(tǒng)過載；作制動(dòng)閥，對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行緩沖、制動(dòng)；作背壓閥，給系統(tǒng)加載或提供背壓；它還可與電磁閥組成電磁溢流閥，控制系統(tǒng)卸荷。 按結(jié)構(gòu)類型和工作原理，溢流閥可分為直動(dòng)式溢流閥和先導(dǎo)式溢流閥。直動(dòng)式溢流閥是作用在閥芯上的主油路液壓力與調(diào)壓彈簧力直接相平衡的溢流閥，下圖為直動(dòng)式溢流閥的原理圖和圖形符號(hào)。 1-調(diào)壓手輪 2-縮緊螺母 3-閥體 4-閥芯 直動(dòng)式溢流閥圖形符號(hào) 在直動(dòng)式溢流閥中，當(dāng)液壓作用力低于調(diào)定彈簧力時(shí)，閥口關(guān)閉，閥芯在彈簧力的作用下壓緊在閥座上，溢流口無液體溢出；當(dāng)液壓作用力超過彈簧力時(shí)，閥芯開啟，液體溢流，彈簧力隨著開口量的增加而增加，直至與液壓作用力相平衡。 當(dāng)閥芯重力、摩擦力和液動(dòng)力忽略不計(jì)時(shí)，直動(dòng)式溢流閥在穩(wěn)態(tài)狀態(tài)下的力平衡方程為： P=K(X0+X)/A （15—1） 式中 P——進(jìn)口壓力即系統(tǒng)壓力（Pa）； A——閥芯的有效承壓面積（m2）； K——彈簧鋼度（N/m）； X0——彈簧預(yù)壓縮量（m）； X——閥開口量（m）。 由式（15—1）可以看出，只要在設(shè)計(jì)時(shí)保證XX0，即可使P=K(X0+X)/AKX0/A=常數(shù)。這就表明，當(dāng)溢流量變化時(shí)，直動(dòng)式溢流閥的進(jìn)口壓力是近于恒定的。 2.3.3濾油器的選擇 濾油器是一種利用多孔的過濾介質(zhì)分離懸浮在工作介質(zhì)中的污染微粒的裝置。 當(dāng)工作介質(zhì)被各種雜質(zhì)污染時(shí)，液壓元件和系統(tǒng)的可靠性將下降，壽命縮短?；祀s在工作介質(zhì)中的顆粒污染物，促使液壓元件磨損，并造成液壓滑閥閥芯的卡死，以及節(jié)流縫隙和其他小截面油道的堵賽等事故。另外，懸浮在工作油液中的污染微粒對(duì)一些具有分配窗口作用的刃邊起磨料作用，從而使遮蓋度逐漸減少，造成操作失靈。油液的污染還促使液壓元件腐蝕及油液本身的惡化變質(zhì)。所以保持介質(zhì)的清潔度是很重要的。 對(duì)濾油器的基本要求是： 1.能滿足液壓系統(tǒng)要求的過濾精度。 2.能滿足液壓系統(tǒng)對(duì)壓力和流量的要求。 3.濾油器的濾芯結(jié)構(gòu)材料應(yīng)具有一定的強(qiáng)度，并在一定的工作溫度下有穩(wěn)定的性能，有足夠的耐久性。 4.濾油器的結(jié)構(gòu)材料應(yīng)與使用的介質(zhì)有相容性。 根據(jù)實(shí)際要求，由于液壓系統(tǒng)的工作壓力較大，要求過濾質(zhì)量較高，故選用燒結(jié)式過濾器。其結(jié)構(gòu)圖如下： 2.4電動(dòng)機(jī)的選擇 液壓泵由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，輸入量是轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速（角速度），輸出量是液體的壓力和流量。如果不考慮液壓泵在能量轉(zhuǎn)換過程中的損失，則輸出功率等于輸入功率，也就是它的理論功率是 Pt= PP Qp=12 .6×102×3.37/360=11.79KW 其中 Pt—電機(jī)的理論功率 KW Qp—液體流量 m3/s 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)選用Y160M—4型籠型異步電動(dòng)機(jī)，其額定功率為15KW，轉(zhuǎn)速為1460r/min，效率為88%。 2.5選擇液壓泵的規(guī)格 2.5.1齒輪泵 1.外嚙合齒輪泵 低壓齒輪泵的側(cè)板一般做成固定側(cè)板結(jié)構(gòu)如下圖所示。 齒 輪 泵 圖 高壓齒輪泵常采用浮動(dòng)側(cè)板以補(bǔ)償側(cè)隙，其典型結(jié)構(gòu)如上圖所示。泵體5與兩側(cè)泵蓋6、4之間裝有浮動(dòng)側(cè)板3、9，泵蓋槽內(nèi)嵌有弓形密封圈7和擋圈8。側(cè)板厚度比它外圈的墊板1和2小0.2mm，故在弓形密封圈內(nèi)的側(cè)板與蓋板之間形成了一個(gè)密封腔C，在側(cè)板3和9上各有兩個(gè)小孔b。通過b孔使C腔和泵的過渡區(qū)壓力油相通，因此在弓形密封圈內(nèi)充滿有一定壓力的油液，油液壓力使側(cè)板變形而貼緊在齒輪端面上，當(dāng)端面磨損后，側(cè)板繼續(xù)變形而自動(dòng)補(bǔ)償間隙形成良好密封。它的工作原理是當(dāng)齒輪按圖所示方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，在A腔，由于齒輪脫開使容積逐漸增大，形成真空從油箱吸油，隨著齒輪的旋轉(zhuǎn)充滿在齒槽內(nèi)的油被帶到B腔，在B腔，由于齒輪嚙合，容積逐漸減小，把液壓油排擠出去。這樣齒輪連續(xù)不斷的旋轉(zhuǎn)，連續(xù)不斷地從A腔吸油，從B腔排油。 外嚙合齒輪泵的特點(diǎn)是①結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊體積小，工藝性好。②自吸性能好。③轉(zhuǎn)速范圍大。④對(duì)液壓油污染的要求不高。 2.內(nèi)嚙合齒輪泵 典型的內(nèi)嚙合齒輪泵主要有內(nèi)齒輪、外齒輪及隔板等組成。它的工作原理是當(dāng)傳動(dòng)軸帶動(dòng)外齒輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，與此相嚙合的內(nèi)齒輪也隨著旋轉(zhuǎn)。吸油腔由于齒輪脫開而吸油，經(jīng)隔板后，油液進(jìn)入壓油腔，壓油腔由于齒輪嚙合而壓油。 內(nèi)嚙合齒輪泵的特點(diǎn)是①結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕。②由于內(nèi)外齒輪轉(zhuǎn)向相同，齒輪相對(duì)滑動(dòng)速度小，因此磨損小、壽命長(zhǎng)。③由于齒輪相對(duì)速度小，可以高速旋轉(zhuǎn)。④工藝性不如外嚙合齒輪泵，造價(jià)高。 2.5.2葉片泵 1.單作用葉片泵 泵體內(nèi)有定子和轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子徑向設(shè)有葉片槽，葉片在轉(zhuǎn)子的葉片槽內(nèi)可以可以自由滑動(dòng)。當(dāng)傳動(dòng)軸帶動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，葉片在離心力和壓力油的作用下，尖部緊貼在定子內(nèi)表面上。這樣兩個(gè)葉片與轉(zhuǎn)子和定子內(nèi)表面所構(gòu)成的工作容積，在旋轉(zhuǎn)過程中，先由小到大，進(jìn)而由大變小交替變化 小到大的過程吸油，大到小的過程排油，這樣連續(xù)吸油及連續(xù)排油起到了泵的作用。由于這種泵的定子與轉(zhuǎn)子是偏心的，如果改變偏心距的大小就可以改變排出的油量，故可以用作變量泵。 單作用葉片泵的特點(diǎn)是①改變定子和轉(zhuǎn)子之間的偏心便可以改變流量。偏心反向時(shí)，吸油壓油方向也相反。②處在壓油腔的葉片頂部受有壓力油的作用，要把葉片推入轉(zhuǎn)子槽內(nèi)。為了使葉片頂部可靠地和定子內(nèi)表面相接觸，壓油腔一側(cè)的葉片底部要通過特殊的溝槽和壓油腔相通。吸油腔一側(cè)的葉片底部要和吸油腔相通，這里的葉片僅靠離心力的作用頂住在定子內(nèi)表面上。③轉(zhuǎn)子受有不平衡的徑向液壓作用力。 2.雙作用葉片泵 它的作用原理和單作用葉片泵相似，不同之處只在于定子內(nèi)表面是由兩段長(zhǎng)半徑圓弧、兩段短半徑圓弧和四段過渡曲線八個(gè)部分組成，且定子和轉(zhuǎn)子是同心的。一般的雙作用葉片泵，為了保證葉片和定子內(nèi)表面緊密接觸，葉片底部都是通壓油腔的。但當(dāng)葉片處在吸油腔時(shí)，葉片底部作用著壓油腔的壓力，頂部作用著吸油腔的壓力，這一壓力差使葉片以很大的力壓向定子內(nèi)表面，加速了定子內(nèi)表面的磨損，影響了泵的壽命。 2.5.3柱塞泵： 1.軸向柱塞泵 軸向柱塞泵可分為斜盤式和斜軸式兩大類。軸向柱塞泵由斜盤、柱塞、缸體、配油盤等主要零件組成。斜盤和配油盤是不動(dòng)的，傳動(dòng)軸帶動(dòng)缸體、柱塞一起轉(zhuǎn)動(dòng)，柱塞靠機(jī)械裝置或在低壓油作用下壓緊在斜盤上。當(dāng)傳動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，柱塞在其自下而上回轉(zhuǎn)的半周內(nèi)逐漸向外伸出，使缸體孔內(nèi)密封工作腔容積不斷增加，產(chǎn)生局部真空，從而將油液經(jīng)配油盤上的配油窗口吸入，柱塞在其自下而上回轉(zhuǎn)的半周內(nèi)又逐漸向里推入，使密封工作腔容積不斷減小，將油液從配油盤窗口向外壓出。缸體每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，每個(gè)柱塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次，完成一次吸油和壓油動(dòng)作。改變斜盤的傾角，可以改變柱塞往復(fù)行程的大小，因而也就改變了泵的排量。 軸向柱塞泵結(jié)構(gòu)緊湊，徑向尺寸小，重量輕，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，易于實(shí)現(xiàn)變量，壓力可以很高，但它對(duì)油液的污染較為敏感。 2.徑向柱塞泵 徑向柱塞泵由定子、轉(zhuǎn)子、配油軸、襯套和柱塞等主要零件組成。襯套緊配在轉(zhuǎn)子孔內(nèi)，隨著轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)，而配油軸則是不動(dòng)的。當(dāng)轉(zhuǎn)子順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，柱塞一方面和轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)，另一方面又靠離心力（或在低壓油的作用下）壓緊在定子內(nèi)壁上，由于轉(zhuǎn)子和定子間有偏心，故轉(zhuǎn)子在上半周轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)柱塞向外伸出，徑向孔內(nèi)的密封工作腔容積逐漸增大，產(chǎn)生局部真空，將油箱中的油液經(jīng)配油軸上的吸油腔吸入；轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到下半周時(shí)，柱塞向里推入，密封工作腔容積逐漸減小，將油液從配油軸上的壓油腔向外排出。轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，柱塞在每個(gè)徑向孔內(nèi)吸油、壓油各一次。移動(dòng)定子以改變偏心，可以改變泵的排量。 徑向柱塞泵徑向尺寸大，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，自吸能力差，且配油軸受到徑向不平衡液壓力的作用，易于磨損，這些都限制了它轉(zhuǎn)速和壓力的提高。 2.5.4螺桿泵： 螺桿泵是由一根主動(dòng)螺桿與兩根從動(dòng)螺桿相互嚙合，裝在一個(gè)泵體內(nèi)。三根螺桿的嚙合線把螺旋槽分割成若干個(gè)密封容積。當(dāng)螺桿旋轉(zhuǎn)時(shí)，這個(gè)密封容積沿軸向移動(dòng)而吸油和壓油。螺桿泵工作平穩(wěn)，震動(dòng)及噪聲小，壓力、流量脈動(dòng)小?？奢斔透哒扯鹊囊后w及含有一定大小固體顆粒的液體。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但螺桿的螺旋面加工工藝很復(fù)雜，精度不易保證。泵的工作壓力一般較低。 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，經(jīng)過比較分析，選用軸向注塞油泵最合適。 第3章 泵的結(jié)構(gòu)及工作原理 3.1泵的結(jié)構(gòu) 本注聚泵由下列幾部件組成：底座、動(dòng)力組件、傳動(dòng)組件、液缸組件、安全閥組件和穩(wěn)壓器組件。 3.1.1底座 為整體式焊接件，泵的整套設(shè)備均裝在底座上，它便于運(yùn)輸和 裝配。 3.1.2動(dòng)力組件 動(dòng)力組件是將電機(jī)的動(dòng)力通過皮帶傳遞給傳動(dòng)組件的。皮帶采 V型系列窄V帶，皮帶外裝有防護(hù)罩，電機(jī)機(jī)座固定在底座上，其上面帶有T型槽，以方便皮帶的安裝與拆卸，并可在泵運(yùn)轉(zhuǎn)過程中隨時(shí)調(diào)節(jié)皮帶的松緊。 3.1.3傳動(dòng)組件 1.傳動(dòng)組件是將電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€往復(fù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械部分，并帶動(dòng)液力端的柱塞作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)以完成泵的不斷吸入和排出過程。 2.傳動(dòng)組件的傳動(dòng)箱為箱式結(jié)構(gòu)，其內(nèi)腔下部作油池。傳動(dòng)組件中各摩擦副靠曲軸，連桿運(yùn)動(dòng)時(shí)飛濺及刮下來的潤(rùn)滑油潤(rùn)滑。潤(rùn)滑油位由圓形油標(biāo)來顯示。 3.動(dòng)箱體油池內(nèi)裝有一套磁性器，用來吸凈潤(rùn)滑油中的金屬雜質(zhì)。 4.連桿大頭軸瓦采用高錫合金薄壁軸瓦，連桿小頭采用青銅襯套，其配合間隙靠加工精度來保證。 5.傳動(dòng)箱體頂部裝有放氣裝置，其內(nèi)焊有過濾網(wǎng)，因此該裝置也可以作添加潤(rùn)滑油用。 6.十字接頭連桿作往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)靠三只橡膠密封圈封住動(dòng)力端的油不被帶出。 3.1.4液缸組件 液缸組件由液缸體、柱塞、填料箱、柱塞密封填料、填料調(diào)節(jié)螺母、進(jìn)排液閥、閥彈簧定位套等件組成，液缸體又由吸入液缸體和排出液缸體組成，目的是為了便于泵內(nèi)零件的安裝及維修。 3.1.5安全閥組件 安全閥是在超高壓時(shí)排出液缸里的高壓液體，以防止液缸內(nèi)壓力過高，保護(hù)泵的安全運(yùn)轉(zhuǎn)。 3.1.6穩(wěn)壓器組件 穩(wěn)壓器設(shè)置在泵的出口端。主要用于吸收柱塞泵的流量壓力的脈動(dòng)，以減少泵的流量和排出壓力的脈動(dòng)值，使泵的工作平穩(wěn)。 3.2泵的工作原理 當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)變量油泵時(shí)，機(jī)械能轉(zhuǎn)換為從油泵輸出的高壓油液的壓力能，通過二位四通換向閥和液控?fù)Q向閥給工作缸提供動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)油缸和注聚泵柱塞作同步交替往復(fù)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)柱塞向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，左側(cè)注聚泵缸體內(nèi)壓力腔產(chǎn)生負(fù)壓，將吸液閥打開，液體在負(fù)壓和運(yùn)行的喂入泵液壓作用下流入缸體內(nèi)，完成吸液；當(dāng)柱塞向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，注聚泵閥體內(nèi)吸液閥球閥自重和液流的作用下關(guān)閉，缸體內(nèi)產(chǎn)生一定的壓力打開排液閥，將高壓液能供給液壓系統(tǒng)。最終使聚合物經(jīng)吸、排液閥和管路完成吸入和輸出，實(shí)現(xiàn)了向井位供液的目的。除此之外，在主油路上安裝蓄能器和壓力表，用來吸收液壓沖擊及顯示壓力值。在回油管路上安裝了回油濾油器，確保油箱內(nèi)液壓油的清潔；在油泵和換向閥之間設(shè)計(jì)安裝了溢流閥、用于過載保護(hù)； 第4章 泵的安裝、調(diào)整、使用和保養(yǎng) 4.1泵的安裝 4.1.1泵在安裝中存在的問題 1.泵的安裝應(yīng)符合?機(jī)械設(shè)備安裝工程施工及驗(yàn)收規(guī)范?TJ231（五）-78-泵安裝的有關(guān)規(guī)定。 2.在吸排管路上不應(yīng)有急劇的轉(zhuǎn)彎，并應(yīng)盡量減少管路的彎曲或接頭處數(shù)。 3.吸入管的管徑應(yīng)大約是泵吸入口直徑的1.2—2倍，并應(yīng)盡量縮短吸入管的長(zhǎng)度。如確需設(shè)置長(zhǎng)管路時(shí)，可在靠近泵的地方設(shè)置吸入空氣室。當(dāng)介質(zhì)粘度大、流動(dòng)性較差時(shí)，如泵送高分子聚合物，應(yīng)設(shè)置前置泵，使吸入管內(nèi)有0.2—0.4Mpa的壓力，以改善泵的吸入性能和工作條件。 4.吸排管路及附件設(shè)置時(shí)應(yīng)考慮其支承，不能將吸排管路、閥門、緩沖器等管路附件的重量由泵頭來承擔(dān)。特別在進(jìn)出口管路與泵聯(lián)接出現(xiàn)錯(cuò)位時(shí)，不允許強(qiáng)行對(duì)接，否則會(huì)直接影響泵的正常運(yùn)行壽命。 5.對(duì)于輸送懸浮液或易沉淀介質(zhì)，以及有沖洗要求時(shí)，應(yīng)在泵吸排口附近設(shè)置三通和閥門，以便在停泵后不拆開管路就能進(jìn)行泵缸內(nèi)的沖洗。 6.為了確保泵的安全運(yùn)轉(zhuǎn)，應(yīng)在排出管道上設(shè)置安全閥，如需減少輸送液體的脈動(dòng)，可在靠近泵排出管路上設(shè)置空氣室。 7.在排出管路上，建設(shè)設(shè)置電接點(diǎn)壓力表，其壓力設(shè)置應(yīng)高于安全閥的1.05倍。當(dāng)安全閥失靈超壓后，能及時(shí)停泵起保護(hù)作用。 8.當(dāng)吸入管路上設(shè)有過濾器時(shí)，應(yīng)經(jīng)常清洗濾網(wǎng)，以免影響泵的吸入性能。輸送高粘度介質(zhì)時(shí)，當(dāng)用清水清洗管路焊渣后，應(yīng)取消進(jìn)口濾網(wǎng)。 4.2泵的調(diào)整 4.2.1曲柄的位置調(diào)整： 曲柄的位置必須使連桿的中心線與十字接頭中心線一致。連桿大端兩側(cè)的間隙要基本一致，調(diào)整的方法是增加或減少機(jī)座兩側(cè)和軸承端蓋之間的厚度。 4.2.2柱塞密封的調(diào)整： 泵的柱塞密封均采用方形填料旋轉(zhuǎn)式壓緊密封。在調(diào)整柱塞密封時(shí)以微泄漏為宜，但不得將填料壓得過緊，否則會(huì)使柱塞發(fā)熱，加速柱塞和填料的磨損。如發(fā)現(xiàn)填料漏損嚴(yán)重，不能再用調(diào)整填料蓋的方法來達(dá)到不漏或微漏時(shí)，應(yīng)更換新的填料。 4.3泵的使用 泵在使用前，應(yīng)清洗泵的外露表面。打開機(jī)座上的加油螺塞(透氣塞)，加入20—40號(hào)機(jī)油，使油面達(dá)到最高油位線。用手盤動(dòng)皮帶輪數(shù)轉(zhuǎn)，無任何卡阻現(xiàn)象后方可正式開車，開車必須打開進(jìn)出口閥門。 4.3.1啟動(dòng)及停車 1.啟動(dòng)步驟如下： （1）檢查各部位的連接，螺栓有無松動(dòng)情況，首次啟動(dòng)，還必須盤車， （2）檢查傳動(dòng)各部分有無泄漏現(xiàn)象。 （3）檢查傳動(dòng)箱內(nèi)油位高度 （4）開啟吸入管道上的閘閥 （5）開啟回流閥門 確定泵無障礙的情況下，啟動(dòng)泵電機(jī)緩慢關(guān)閉回流閥門，視泵達(dá)到額定壓力后，打開排出管道上的閘閥，關(guān)閉回流閥門，泵即轉(zhuǎn)入負(fù)載運(yùn)行。 2.停車步驟如下： （1） 開啟排液管路上的回流閥門，使泵轉(zhuǎn)入空載運(yùn)行 （2） 切斷電機(jī)電源 （3） 關(guān)閉進(jìn)液管路上的閘閥和回流閥門 3.注意事項(xiàng)： （1） 泵體內(nèi)沒有時(shí)，建議不要啟動(dòng)泵 （2） 嚴(yán)禁在排出管路中的回流閥門關(guān)閉的情況下啟動(dòng)泵 （3） 新泵或經(jīng)過大修后的泵就位安裝結(jié)束后，必須經(jīng)過空載試車，空載運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間不少于2小時(shí)，負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)試車時(shí)，壓力升高按額定工作壓力的四分之一逐次升壓，建議每隔30分鐘上升一次，如遇不正常情況應(yīng)立即停車，查明原因，排出故障后再繼續(xù)開車，如無逐次升壓條件也可直接升壓到額定壓力，但空載運(yùn)行時(shí)間必須達(dá)到4小時(shí)以上。 （4） 在負(fù)載運(yùn)行過程中，瞬時(shí)最高壓力不得超過額定壓力的110% （5） 泵在運(yùn)行過程中，嚴(yán)禁任何修理工作（防止發(fā)生不幸事件） （6） 如果長(zhǎng)期停車，必須放盡液缸體內(nèi)的液體，對(duì)加工零部件要清洗干凈，并對(duì)整機(jī)的各加工零部件進(jìn)行防銹處理。 4.泵在運(yùn)轉(zhuǎn)中的檢查工作 1.檢查潤(rùn)滑油的溫度，不得超過75度 2.檢查軸承的溫度不得超過85度 3.檢查泵傳動(dòng)端的油面高度，油面高度應(yīng)在規(guī)定的范圍內(nèi) 4.檢查泵出口壓力表指針，應(yīng)無嚴(yán)重晃動(dòng) 5.填料密封處的填料壓套應(yīng)經(jīng)常調(diào)節(jié)，不宜過緊，此處允許有微量泄漏（15滴/分左右），如果發(fā)現(xiàn)大量液體泄漏，應(yīng)及時(shí)檢查密封情況，確定密封零件損壞時(shí)，必須及時(shí)更換 6.檢查十字頭接桿密封處漏油情況，如發(fā)現(xiàn)泄漏量過大，應(yīng)檢查密封圈磨損情況，確定密封圈損壞時(shí)，應(yīng)及時(shí)更換 7.檢查液力端各法蘭螺母有無松動(dòng) 8.泵在運(yùn)轉(zhuǎn)中如出現(xiàn)不正常的聲音，應(yīng)立即停車檢查和修理，待故障排出后方可開車。 4.4泵的維護(hù)與保養(yǎng) 1.新泵在使用半月后換油一次，以后每季換油一次 2.柱塞密封如有明顯漏損則應(yīng)更換密封，更換密封時(shí)，首先將柱塞和接桿分開，取出填料壓蓋則可取出柱塞，更換新密封。其余各處如有滲漏，應(yīng)檢查和更換密封件。 3.泵運(yùn)行3—6個(gè)月后，應(yīng)拆卸檢查內(nèi)部零件運(yùn)行情況，及時(shí)更換易損零件，長(zhǎng)期停用（一個(gè)月以上）應(yīng)注意拆機(jī)擦干內(nèi)部水份，轉(zhuǎn)動(dòng)部分涂上黃油，其它部分上防銹油，裝合后用罩布蓋上，以防上灰，在寒冷地區(qū)使用，停機(jī)注意放盡泵內(nèi)及管道內(nèi)余液，以防管道凍裂破壞。 4.5泵有關(guān)部件的調(diào)整和易損件的更換 4.5.1安全閥的調(diào)整 安全閥出廠時(shí)，保護(hù)壓力已調(diào)整到泵最大排出壓力的1.05—1.1倍，因此 在使用過程中，一般不再進(jìn)行任何調(diào)整，在某些情況下，如必須調(diào)整保護(hù)壓力時(shí)，可按下列順序進(jìn)行： 1.開啟排出管道的旁通管上的回流閥 2.關(guān)閉排出管道閥門 3.開啟泵 4.緩慢關(guān)閉回流閥，使泵的排出壓力逐漸升高，觀察排出壓力表針,直至壓力表指針達(dá)到需要調(diào)整的保護(hù)壓力 5.卸下安全閥上的壓緊螺母，松開索緊螺母 6.緩慢松開安全閥上的壓緊螺釘，當(dāng)安全閥下閥起跳，其溢流口產(chǎn)生較大溢流時(shí)，擰緊索緊螺母，裝上蓋螺母，調(diào)整完畢。 4.5.2柱塞及密封填料的更換 密封填料在保管過程中，備用的填料一定要外包防潮蠟紙，并放入鐵盒內(nèi)，以防填料吸潮，影響使用性能。在使用過程中，要嚴(yán)格保證填料的清潔，尤其不能讓它粘上金屬顆粒和砂石之類的尖硬物質(zhì)，否則柱塞極易拉傷。不允許用汽油、堿水等清洗填料，因?yàn)檫@些都能破壞填料的潤(rùn)滑性能。 更換柱塞及密封填料有兩種方法，請(qǐng)按下列順序進(jìn)行 第1種方法： （1）松開螺母，卸下卡箍 （2）盤車使十字頭接桿退至后始點(diǎn) （3）松開填料壓緊螺母，并取下壓套 （4）微量開啟進(jìn)口管閥門，利用進(jìn)口壓力將隔環(huán)、填料、導(dǎo)向套從填料箱內(nèi)全部壓出，然后從填料箱內(nèi)將柱塞取出 （5）安裝新柱塞和新的密封填料的方法與上述順序相反。注意裝填料時(shí)要一環(huán)一環(huán)地裝，各切口處要相錯(cuò)120度。 第2種方法： （1）按第一種方法1—3進(jìn)行 （2）松開螺栓，卸下壓蓋，用專用工具取出吸入端彈簧座，用手取出閥彈簧和閥 （3）松開螺栓，卸下前蓋，用專用工具取出前堵 （4）將柱塞和十字頭接桿放一適當(dāng)長(zhǎng)的鐵棍，用盤車方法將柱塞從缸體前部孔中頂出 （5）從缸體前部孔中放入專用工具，使其抵住導(dǎo)向套的端部，然后用鐵錘敲擊專用工具后部，直到將隔環(huán)和填料從填料箱中取出為止 將新柱塞從缸體前部孔裝入，然后按順序裝入導(dǎo)向套、填料、隔環(huán)等。 4.5.3閥、閥座、閥彈簧的更換 1.松開螺母，卸下壓蓋 2.用專用工具將吸入端彈簧座和排出端彈簧座取出，然后用手取出閥彈簧和閥，用專用工具將閥座提出，更換新的備件即可。 3.泵的裝配 4.裝配時(shí)按拆下時(shí)的順序逆序裝還原。 第五章 泵可能產(chǎn)生的故障及原因 泵可能產(chǎn)生的故障，故障產(chǎn)生的原因見下表： 故 障 情 況 產(chǎn) 生 原 因 消 除 方 法 1 電動(dòng)機(jī)不能啟動(dòng) A、電源無電 B、電源一相或二相斷電 C、排出管道閘門未開 A、檢查電源供電情況 B、檢查保險(xiǎn)絲及接觸點(diǎn)是否良好 C、打開閘門 2 啟動(dòng)后液體流量不足不均勻 A、吸入管道閘門開