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1、大排量矿用乳化液泵站的设计摘要此次设计以大排量乳化泵曲轴设计为主,其次是泵传动装置的设计。在第一章中将根据给定的已知的数据对泵中的一级齿轮减速机构来进行设计及校核,然后将重点放在曲轴设计及其校核上；第二章实对泵中传动系统其它的零部件进行设计,并对其进行校核计算。此次设计，通过综合运用四年所学的知识，不仅巩固了所学的知识，而且扩大了个人的知识面,增强了自己分析问题与解决问题的能力，为今后的学习和工作打下了坚实的基础。关键词：乳化液泵， 曲轴， 传动装置， 校核，零部件ILARGE DISPLACEMENT MINING EMULSION PUMP DESIGN ABSTRACT This tas
2、k is the design of the emulsification pump crank primarily. Next is the pump drive installment design. First will act according to the known data in the first chapter which will assign to in the pump level gear reduction organization to carry on the design and the examination, then with emphasis wil
3、l place the crank in the design and the examination; Second chapter to the pump in the transmission system other spare parts carries on the design, and carries on the examination computation to it.This design utilizes the knowledge through the synthesis which four years institute studies, not only h
4、as consolidated the knowledge which studies, moreover expanded individual aspect of knowledge, strengthened own to analyze the question with to solve the question ability, has built the solid foundation for the next study and the work.KEYWORDS: emulsified liquid pump, crank, transmission installment
5、, examination, spare partII目录ABSTRACTII1乳液泵的设计11.1 概述11.2乳化液泵的总体设计11.2.1乳化液泵泵型及总体结构形式的选择11.2.2液力端结构形式的选择32.在选择液力端结构形式时，应遵循下述基本原则：33. 本泵为卧式五联单作用泵液力端31.2.3传动端结构形式选择4一、柱塞平均速度的选择5二、曲轴转数和柱塞行程长度的选择61.3齿轮和齿轮轴的设计及校核71.4曲轴的设计与较核161.4.1曲轴的结构设计161.5箱体的设计及计算301.6连杆尺寸的初步确定301.6.1连杆各部分的尺寸301.6.2连杆质量的确定321.7 柱塞的选择
6、及计算331.7.1柱塞密封材料、尺寸的选择331.7.2柱塞长度及质量的确定332.传动系统的设计342.1连杆的设计校核342.1.1连杆的结构设计342.1.2连杆强度和稳定性校核351. 连杆小头衬套比压校核公式:353.连杆螺栓强度校核372.2十字头的设计392.2.1十字头的结构设计392. 十字头体主要尺寸的确定392.2.2.十字头强度校核及比压计算39三 柱塞的设计校核413吸，排液阀的设计计算424冷却系统48总结50参考文献51致谢521乳液泵的设计1.1 概述 泵是这样一种机器，它被某种动力驱动，将动力机的机械能传递给它所传输的介质，使介质的能量增加。 往复泵属容积式
7、泵。它的主要工作机构是往复运动的活塞（或柱塞）和自动开，闭的吸入，排出阀。处于活塞-介质作用面和吸入，排出阀之间的空间叫液缸。活塞，泵阀，液缸以及包容它们的缸体（或阀箱），再加上液体的引入，排出管汇及空气包，安全阀等附件，便构成了往复泵的液力端。 往复泵性能和参数及总体结构特点是：瞬时流量是脉动的，平均流量（即泵的流量）是恒定的；泵的压力取决于管路特性，几乎不受介质的物理性能或化学性能限制；有良好的自吸性能。1.2乳化液泵的总体设计1.2.1乳化液泵泵型及总体结构形式的选择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： .有足够长的使用寿命（指大修期应长）和足够的运转可靠性（指
8、被迫停车次数应少）；.尽可能采用新结构，新材料，新技术；.有较高的运转经济性（效率高，消耗少）；.制造工艺性能好；.尽可能提高产品的“三化”（系列化、标准化、通用化）程度；使用、维护、维修方便；.外形尺寸和重量尽可能小。2、本次设计的属于机动泵，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：.瞬时流量脉动而平均流量（泵的流量）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；.泵的排出压力P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
9、构参数和原动机功率无关；.机动泵都需要有一个把原旋转运动转化为柱塞往复运动的传动端，故一般讲，结构较复杂，运动零部件数量较多，造价也较昂贵；.实现流量调节时，必须采用相应措施，或改变n、S、D 或采用旁路放空办法来实现；.结构变形较容易。3.在液力端往复运动副上，运动件上无密封件的叫柱塞。本乳化液泵称为柱塞泵。柱塞泵的柱塞形状简单，且柱塞密封填料结构容易变形，因此：.柱塞直径可制的很小，但不宜过大。目前柱塞泵直径范围大多在3150mm，个别的达200mm。直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。.由于结构上的原因，柱塞泵大多制成单作用泵，几
10、乎不制成双作用泵。.因柱塞密封（填料箱）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。4.乳化液泵柱塞中心线为水平放置的泵，又称卧式泵。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；.因为柱塞做往复运动时，密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。5.联数，缸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。乳化液泵有五根根柱塞；因此又可称为五联泵。只
11、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。因此本乳化液泵又称五缸泵。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。由本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。1.2.2液力端结构形式的选择1.在往复泵上把柱塞从脱开一直到泵的进口，出口法兰处的部件，称为液力端。液力端是介质过流部分，通常由液缸体，柱塞机器密封，吸入阀和排出阀组件，缸盖和阀箱
12、盖以及吸入和排出集合管等组成。2.在选择液力端结构形式时，应遵循下述基本原则：.过流性能好，水力损失小，为此液流通道应要求端而直，尽量避免拐弯和急剧的断面变化；.液流通道应该利于气体排出，不允许死区存在，造成气体滞留。通常，吸入阀应置于液缸体下部，排出阀应置于液缸体顶部；.吸入阀和排出阀一般应垂直布置，以利于阀板正常起动和密封，特别情况下也可以倾斜或水平布置；.余隙容积应尽可能的小，尤其是在对高压短行程泵后当泵输送含气量大，易发挥介质时，更要求减小余隙容积；.易损件，更换方便；.制造工艺性好。3. 本泵为卧式五联单作用泵液力端由于液力端的每一个缸里吸，排阀中心线均为同一轴线。称为直通式液力端。
13、这种泵液力端的特点是：过流性能好余隙容积小，结构紧凑，尺寸小。通常是吸入阀安装不方便。直通式液力端按液缸体的结构特点又可分为四通体和三通体两种。乳化液泵采用四通体通式液力端，柱塞可以从液缸前盖处拆装比较方便。但是在液缸体内部存在十字交孔，两垂直孔相交处应力集中较大，常因此而导致液缸体疲劳开裂，特别是当输送强腐蚀性介质时，更容易引起开裂。乳化液泵代用下导向锥形四通体式液力端。阀板上装有橡胶或聚酯密封圈以减轻关闭冲击。导翼采用冲压件以减轻重量。为使阀板关闭时不产生偏斜，采用偏置流道。阀座采用大直径螺纹压盖压紧，便于拆装，但阀箱体尺寸更大一些。液缸前段可以伸进较长的螺堵，这样既可增加缸盖刚度，又可减
14、少缸内的余隙容积。同时螺堵中设有放气螺钉，以放尽该腔空气。1.2.3传动端结构形式选择1.往复泵上传递动力的部件叫传动端。对机动泵，传动端是指从十字头起一直到曲轴伸出端为止的部件。如果是泵内减速的，则传动端包括减速机构。机动泵的传动端主要由机体，曲轴，连杆，曲柄，十字头及润滑，冷却等辅助设备组成。2.在选择和设计传动端时，通常应遵循下面的基本原则：.传动端所需要的零部件必须满足该泵最大柱塞力下的刚度和强度要求。.传动端内各运动副，必须是润滑可靠，满足比压和PV允许值，润滑油温升也应限制在设计要求内，必要时应有冷却措施。.在结构和尺寸要求允许的范围内，应力求减少连杆比（R/l），这样不仅能减少十
15、字头处的比压，而且可减少惯性力的影响。从而可改善泵阀的工作条件和吸入性能。.要合理选择液缸中心线的夹角，曲柄间的错角，力求使机械的惯性力和惯性力矩得到平衡，减轻对起初的挠度载荷。.传动端，尤其是立式泵传动端，要考虑重心的稳定性。.拆，装，检修方便，大型泵的传动端还应考虑到传动段的各零部件的起吊方式和措施。.易损件及运动副应工作可靠，寿命长，更换较为方便。.加工，制造工艺性好。3.本乳化液泵采用的是三支点五拐曲柄连杆机构传动端。 这种传动端的曲轴为五拐轴且只有三个支承，分别在前后主轴颈上和曲轴中间部位。这种传动端的特点及机构特点选择注意事项是：.该传动端的曲轴通常为整体铸，锻件，五拐的曲柄间交错为72度惯性力和惯性力矩能得到较好的平衡，曲轴加工量较少，支承少，拐间距（或泵的液缸间距）小，泵的总体结构紧凑，尺寸小，重量轻。.三支点五拐曲轴受力情况复杂，一般不能简化为简单的平面力系或简支梁。曲轴在工作时的最大挠度和两主轴颈处偏转角均较大。为此，主轴
