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1、摘 要乳化液泵主要是为采煤工作面提供高压乳化液，作为液压支架和推移工作面刮板输送机的动力源。各种不同流量和压力的乳化液泵，可分别满足普采工作面、高档普采工作面以及综采工作面的不同要求，它工作的好坏影响着生产情况。本设计所采用乳化液泵的结构形式为卧式三柱塞泵，由卧式四级防爆电动机驱动，经联轴器和一级斜齿圆柱齿轮减速后带动曲轴旋转，再经过连杆滑块机构使曲轴的旋转运动转变为柱塞的直线往复运动；其中，主要是对壳体、连杆与十字头的连接、液力端缸套组件等结构进行改进并对所设计的结构进行尺寸的确定，以及对曲轴、连杆、壳体、缸体等强度进行校核，通过理论分析计算合格后，可进行初期的单件生产进行实践应用。关键词:
2、 乳化液泵；曲轴；连杆 AbstractEmulsion pump primarily for the coal face to provide high-pressureemulsion, as a hydraulic support and face scraper conveyor over the power source. Various traffic and pressure on the emulsion pump, can be met Pu mining face, high-grade Pu mining face and fully mechanized coal fa
3、ce different requirements. It affects the quality of production. The design used by the emulsion pump to form the structure of the three horizontal piston pump from the horizontal four explosion-proof motor driver, the coupling and a helical gears driven slowdown after the crankshaft rotation, anoth
4、er link Slider to the crankshaft rotating into the linear reciprocating plunger movement of which, mainly for housing, the connecting link with the crosshead, hydraulic-cylinder components, and other structures designed to improve the structure and To determine the size and the crankshaft, connectin
5、g rod, Shell, such as cylinder strength check, through theoretical calculations of qualified, to conduct the initial production of a single practical application.Keywords: Emulsion pump; Crankshaft; Linkage目 录第一章 前言11.1乳化液泵简介11.2 国内外乳化液泵发展及使用状况11.2.1 乳化液泵在我国的使用情况11.2.2 乳化液泵在国外的发展和使用11.3 乳化液泵结构概述21.4
6、 设计意义3第二章 乳化液泵总体设计42.1乳化液泵主要设计参数42.1.1泵的理论流量42.1.2泵的流量42.1.3曲轴转速n和柱塞行程长度S的选择52.1.4吸入和排出管内径的选取8 2.2创新方案的选择.8 2.3原动机的选择9第三章 乳化液泵系统传动设计113.1曲轴的结构设计113.1.1设计的基本原则113.1.2主要尺寸的初步确定113.2连杆的结构设计143.2.1一般设计要求143.2.2连杆定位143.2.3连杆长和连杆比的选择143.2.4连杆宽度153.2.5杆体的连杆盖结构尺寸确定153.3十字头结构设计183.3.1十字头的结构型式183.3.2十字头体与滑履的连
7、接形式183.3.3十字头与柱塞的连接方式193.3.4十字头设计要求193.3.5滑履尺寸的确定203.3.6十字头体主要尺寸的确定203.4机体的结构设计203.4.1机体结构设计的一般原本则213.4.2机体主要结构尺寸的确定213.4.3机体壁厚确定223.5曲轴的受力分析计算233.6曲轴强的校核303.7连杆强度的校核333.7.1连杆小头衬套比压校核333.7.2杆体最小截面强度校核333.7.3杆体中间截面的强度校核343.7.4连杆大头强度校核353.7.5销连接小头强度校核373.7.6连杆材料和主要技术要求383.8十字头销的强度校核40结 论41致 谢42参 考 文 献
8、43附录144附录248第一章 前言1.1乳化液泵简介乳化液泵主要是为采煤工作面提供高压乳化液，作为液压支架和推移工作面刮板输送机的动力源。各种不同流量和压力的乳化液泵，可分别满足普采工作面、高档普采工作面以及综采工作面的不同要求。泵主要用来输送液体包括水、油、酸碱液、乳化液、悬乳液和液态金属等，也可输送液体、气体混合物以及含悬浮固体物的液体。此外泵也可用于油田高压注水之用，还可用于化工、造纸、橡胶、矿山、机械、冶金、食品、轻工业等行业中输送清水、污水、乳化液、各种活性和非活性的液态介质及各种特殊化工液体等1。1.2 国内外乳化液泵发展及使用状况1.2.1 乳化液泵在我国的使用情况泵是输送液体
9、或使液体增压的机械。它将原动机的机械能或其他外部能量传送给液体，使液体能量增加。泵主要用来输送液体包括水、油、酸碱液、乳化液、悬乳液和液态金属等，也可输送液体、气体混合物以及含悬浮固体物的液体3。国内生产制造厂家100多个，形成了100多个系列、2000多个品种泵类产品制造技术和生产装备，满足了石化生产的需要。与国外比较，国内石化用泵在设计理论、设计方法上比较落后，产品开发多采用仿制和类比的方法，缺乏理论根据和实验研究数据；加工装备和工艺水平比较落后，加工精度低，生产效率低；产品系列化和通用化程度不高，规格品种少；泵效率、质量和可靠性、密封性能、耐腐蚀性能等方面同国外相比还有较大差距，因此化工
10、用泵还有较多进口。1.2.2 乳化液泵在国外的发展和使用国际上石化用泵制造厂主要有瑞士苏尔寿公司、德国KSB公司、美国高斯公司等。石化用泵的生产技术比较成熟，规格品种多，标准化程度高，发展方向主要是大型化、高速化，机电一体化及泵产品成套化。特别是高温泵、低温和超低温泵、高速泵、精密计量泵、耐腐蚀泵、输送粘稠介质和带固体颗粒介质泵、屏蔽泵技术发展很快。比较著名的是公元前三世纪，阿基米德发明的螺旋杆，可以平稳连续地将水提至几米高处，其原理仍为现代螺杆泵所利用13。公元前200年左右，古希腊工匠克特西比乌斯发明的灭火泵是一种最原始的活塞泵，已具备典型活塞泵的主要元件，但活塞泵只是在出现了蒸汽机之后才
11、得到迅速发展13。18401850年，美国沃辛顿发明泵缸和蒸汽缸对置的，蒸汽直接作用的活塞泵，标志着现代活塞泵的形成。19世纪是活塞泵发展的高潮时期，当时已用于水压机等多种机械中。然而随着需水量的剧增，从20世纪20年代起，低速的、流量受到很大限制的活塞泵逐渐被高速的离心泵和回转泵所代替。但是在高压小流量领域往复泵仍占有主要地位，尤其是隔膜泵、柱塞泵独具优点，应用日益增多16。回转泵的出现与工业上对液体输送的要求日益多样化有关。早在1588年就有了关于四叶片滑片泵的记载，以后陆续出现了其他各种回转泵，但直到19世纪回转泵仍存在泄漏大、磨损大和效率低等缺点。20世纪初，人们解决了转子润滑和密封等
12、问题，并采用高速电动机驱动，适合较高压力、中小流量和各种粘性液体的回转泵才得到迅速发展。回转泵的类型和适宜输送的液体种类之多为其他各类泵所不及18。利用离心力输水的想法最早出现在列奥纳多达芬奇所作的草图中。1689年，法国物理学家帕潘发明了四叶片叶轮的蜗壳离心泵。但更接近于现代离心泵的，则是1818年在美国出现的具有径向直叶片、半开式双吸叶轮和蜗壳的所谓马萨诸塞泵。18511875年，带有导叶的多级离心泵相继被发明，使得发展高扬程离心泵成为可能。尽管早在1754年，瑞士数学家欧拉就提出了叶轮式水力机械的基本方程式，奠定了离心泵设计的理论基础，但直到19世纪末，高速电动机的发明使离心泵获得理想动
13、力源之后，它的优越性才得以充分发挥。在英国的雷诺和德国的普夫莱德雷尔等许多学者的理论研究和实践的基础上，离心泵的效率大大提高，它的性能范围和使用领域也日益扩大，已成为现代应用最广、产量最大的泵28。1.3 乳化液泵结构概述乳化液泵主要是为采煤工作面提供高压乳化液，作为液压支架和推移工作面刮板输送机的动力源。各种不同流量和压力的乳化液泵，可分别满足普采工作面、高档普采工作面以及综采工作面的不同要求。它工作的好坏影响着生产情况.本设计所采用的乳化液泵为卧式三柱塞泵，由卧式四级防爆电动机驱动，经联轴器和一级斜齿圆柱齿轮减速后带动曲轴旋转，再经过连杆滑块机构使曲轴的旋转运动转变为柱塞的直线往复运动。乳
14、化液泵可以分为两部分,箱体和泵头。箱体内有一对减速齿轮,曲轴,连杆,滑块等。泵头内有柱塞、缸套，进排液阀等6。箱体传动部件是由箱体，一级减速齿轮，曲轴，连杆滑块组件等组成，箱体为整体结构，分曲轴箱腔和进液腔两部分。在曲轴箱腔三个滑道孔上方设盛油池，以备滑道处的润滑，曲轴箱腔底部设有放油孔。进液腔在箱体的前端，有通液孔与阀组件进液口相连，吸液接头与进液腔相连。曲轴为整体三曲拐结构，曲轴以两端主轴颈为主支撑点，曲轴三曲拐互成夹角120均匀分布，选用优质的40Cr刚制成，曲轴各轴颈经氮化处理，有良好的耐磨性和较高的硬度。曲轴两端装有双列调心滚子轴承。曲轴各曲拐与连杆大头薄壁瓦配合，该瓦有良好的抗咬性
15、和减磨性。连杆大头为剖分式结构，瓦盖用连杆螺栓与连杆体对合连接，小头制成整体式通过十字头销与十字头相连，箱体传动部件各运动件采用“飞溅润滑”方式进行润滑。泵的液力端是液体流过部分，主要由柱塞、缸套组件、阀体组件组成。阀体内垂直安装三组吸液阀组和排液阀组。吸液阀和排液阀采用整体式结构分别装在阀体的下部和上部，由阀芯和壳体组装为一体，拆装方便。柱塞与缸套、阀体等形成密闭腔，柱塞的直线往复运动使得密闭腔容积变化，将工作介质经吸、排液阀吸入和排出，从而将电能转换成液压能，输出高压液体。高压液体自阀体的上部排出，分别与安全阀及自动卸载阀连接。压力控制部分由自动卸载阀、安全阀和蓄能器组成，其主要作用是提供稳定压力的液体。另外，当液压系统中压力达到额定值以后，使泵压力卸载，这样可以节省动力消耗，减少液压系统的发热；如果自动卸载阀失灵，压力超过额定值后，则安全阀打开泄液，以保证泵及液压管路的安全运转及正常工作。1.4 设计意义随着现在我国对能源的需求量日益增加，作为三大传统能
