BRW200-31.5乳化液泵動(dòng)力端設(shè)計(jì)含6張CAD圖.zip,BRW200,31.5,乳化,動(dòng)力,設(shè)計(jì),CAD BRW200/31.5乳化液泵動(dòng)力端設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告 一．題目來(lái)源 任務(wù)指導(dǎo)書(shū) 二．研究目的及意義 近年來(lái)，機(jī)械化在我國(guó)普及，大型的礦井基本均采用機(jī)械化綜采的方法。但主要設(shè)備均從國(guó)外引進(jìn)。國(guó)產(chǎn)的綜采設(shè)備盡管在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、質(zhì)量控制、運(yùn)行穩(wěn)定性和維修周期方面不斷進(jìn)步，但是受材料強(qiáng)度、制造技術(shù)、維修手段和技術(shù)等方面的原因制約使我國(guó)國(guó)產(chǎn)設(shè)備在煤礦綜采的使用中與國(guó)外設(shè)備在性能、使用穩(wěn)定性、方便維護(hù)和修理等方面存在著較大的差距，難以滿足近年來(lái)礦區(qū)大型化自動(dòng)化的要求，因而嚴(yán)重影響我國(guó)煤炭開(kāi)采的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。 乳化液泵是并下支護(hù)設(shè)施一一液壓支架的動(dòng)力源，是綜采設(shè)備中的重要一環(huán)，其是否能夠穩(wěn)定高效的工作對(duì)井下安全、采煤效率，工人勞動(dòng)環(huán)境與強(qiáng)度有直接關(guān)系。因此，要實(shí)現(xiàn)高效、安全的采煤提高經(jīng)濟(jì)效益降低事故發(fā)生率，設(shè)計(jì)、改造出性能優(yōu)良的乳化液泵就顯得十分重要。 乳化液系的工作原理是由曲軸帶動(dòng)連桿牽動(dòng)柱塞進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，通過(guò)液力端柱塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)與進(jìn)排液閥的配合產(chǎn)生的壓力差進(jìn)行吸液與排液。由于曲軸由電機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器帶動(dòng)，工作規(guī)律相對(duì)固定，因此易于分析與檢測(cè)其工作狀態(tài)，因此主要考慮的是其強(qiáng)度剛度以及疲勞壽命問(wèn)題。 隨著煤炭開(kāi)采能力的提高、工作面推進(jìn)速度的不斷加快,大排量、長(zhǎng)壽命已成為乳化液泵的一大發(fā)展趨勢(shì)。曲軸是乳化液泵能量轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵元件,同時(shí)也是加工工藝最為復(fù)雜的零件。對(duì)大排量乳化液泵來(lái)講,曲軸的工作狀況屬于低速重載,其設(shè)計(jì)與制造技術(shù)的可靠、合理與否,直接關(guān)系到大排量乳化液泵的開(kāi)發(fā)成功與失敗。因此,曲軸的設(shè)計(jì)與研制技術(shù)研究是一個(gè)非常有應(yīng)用價(jià)值的課題。 本次設(shè)計(jì)以BRW200/31.5型乳化泵的動(dòng)力端（曲軸箱體）設(shè)計(jì)為主。 曲軸箱主要由箱體、曲軸、連桿、滑塊、減速齒輪箱和軸齒輪等組成。箱體是安裝曲軸、減速齒輪箱、連桿、滑塊、高壓鋼套及泵頭等部件的基架，又是運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的主要的受力構(gòu)件，采用高強(qiáng)度鑄鐵整體箱形結(jié)構(gòu)，具有足夠的強(qiáng)度和剛性。曲軸選用優(yōu)質(zhì)鍛鋼制成，為三拐曲軸。軸瓦為鋼殼高錫鋁合金薄壁瓦，滑塊油封為骨架式專用油封。齒輪采用優(yōu)質(zhì)合金鋼，硬齒面，具有較高的傳動(dòng)精度。連桿大頭選用剖分式結(jié)構(gòu)以便裝拆，小頭選用圓柱銷聯(lián)接，工作可靠，潤(rùn)滑裝置采用飛濺式潤(rùn)滑方式。在進(jìn)液腔蓋上方設(shè)有放氣孔，以放盡進(jìn)液腔內(nèi)空氣。在進(jìn)液腔蓋下方設(shè)有防凍放液孔，可放盡進(jìn)液腔內(nèi)液體。其次是泵傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)的一級(jí)齒輪減速機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)及校核，然后將重點(diǎn)放在曲軸的設(shè)計(jì)及校核上，最后傳動(dòng)系統(tǒng)的其它零部件(連桿、滑塊等)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并對(duì)其進(jìn)行校核計(jì)算。 通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì),培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用液壓傳動(dòng)、機(jī)械設(shè)計(jì)、理論力學(xué)、材料力學(xué)等課程中所學(xué)理論知識(shí)的能力;強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)的獨(dú)創(chuàng)性和實(shí)用性,培養(yǎng)和提高設(shè)計(jì)者獨(dú)立分析問(wèn)題和解決實(shí)際問(wèn)題的能力,通過(guò)綜合運(yùn)用四年所學(xué)的知識(shí)，不僅鞏固了所學(xué)的知識(shí)，而且擴(kuò)大了個(gè)人的知識(shí)面，增強(qiáng)了自己分析問(wèn)題與解決問(wèn)題的能力，為今后的學(xué)習(xí)和工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 三．閱讀的參考文獻(xiàn) 參考文獻(xiàn)： [1] 郭衛(wèi),王云平. 乳化液泵曲軸應(yīng)力的有限元分析[J]. 機(jī)床與液壓，2004（06） [2] 王云平,郭衛(wèi). PRB250/31.5乳化液泵曲軸結(jié)構(gòu)的有限元[J]——優(yōu)化分析.機(jī)床與液壓.2004（08） [3] 胡啟智,王艷,施錦華,張美玲.溫度壓力測(cè)試系統(tǒng)的研制[J].煤礦機(jī)械，2004（11） [4] 馬海風(fēng),宋勝偉,胡金平.QRB125—N系列乳化液泵的研制[J].煤炭技術(shù).2003（04） [5] 機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)踐[J].哈爾濱工程大學(xué)出版社，2004.8 [6] 機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.11 [7] 往復(fù)泵設(shè)計(jì)手冊(cè)[M] .機(jī)械工業(yè)出版社，1987.2 四.國(guó)內(nèi)外乳化液泵站的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 4.1 國(guó)內(nèi)礦用乳化液泵站的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 4.1.1 國(guó)內(nèi)乳化液泵的技術(shù)現(xiàn)狀 國(guó)內(nèi)乳化液泵的乳化液泵大多采用臥式五柱塞結(jié)構(gòu)。 不同于國(guó)外使用多臺(tái)三柱塞乳化液泵并聯(lián)的情況，國(guó)內(nèi)的乳化液泵基本采用五柱騫的結(jié)構(gòu)。乳化液泵站-般由三臺(tái)乳化液泵和一-個(gè)乳化液液箱組成。 國(guó)內(nèi)乳化液泵的設(shè)計(jì)思路主要是在柱塞數(shù)目不變的情況下增大柱塞的直徑從而增大乳化液泵的流量。乳化液泵均采用五柱塞臥式結(jié)構(gòu)，泵站也多為三臺(tái)一箱的組合。使用的流量和壓力系列基本相同。 此外大功率的乳化液泵由于設(shè)計(jì)尺寸過(guò)大，造成吸入能力較差難以保證足夠的容積效率，因此還需要增設(shè)皮帶帶動(dòng)的增加系來(lái)保證吸入性，減少氣蝕的出現(xiàn), 4.1.2 國(guó)內(nèi)礦用乳化液泵站的發(fā)展趨勢(shì) 近年來(lái)設(shè)計(jì)生產(chǎn)的國(guó)產(chǎn)乳化液泵的設(shè)計(jì)基本還是保持了90年代的五柱塞結(jié)構(gòu)，使用兩泵一箱對(duì)工作面進(jìn)行供液。因此國(guó)產(chǎn)乳化液泵增大流量的方法是通過(guò)增大柱賽的直徑來(lái)提高整個(gè)系統(tǒng)的流量。這樣致使乳化液泵的尺寸過(guò)大，尤其是在液力端部分。尺寸過(guò)大的閥板會(huì)由于密封的面積過(guò)大而導(dǎo)致密封性差從而降低容積效率。而由于尺寸過(guò)大而變得過(guò)重的閥板還會(huì)造成較大的沖擊和開(kāi)啟滯后。因此研究乳化液泵的運(yùn)動(dòng)特性對(duì)發(fā)展大功率的乳化液系有非常重要的意義。 4.2 國(guó)外礦用乳化液泵站的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 4.2.1 國(guó)外乳化液泵的技術(shù)現(xiàn)狀 國(guó)外乳化液泵結(jié)構(gòu)大多是三柱塞。一般單泵的流量不是很大，使用四泵箱的組成方式，三臺(tái)泵進(jìn)行工作，一臺(tái)備用。國(guó)外的乳化液泵站使用了較多的電液控制系統(tǒng)，有單獨(dú)的電控平臺(tái)，可以根據(jù)工作面的負(fù)載要求的不同使用一臺(tái)到三臺(tái)乳化液泵工作，滿足了工作面大范圍變化的乳化液流量需求。具有先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念。進(jìn)口乳化液泵全部采用臥式三柱塞結(jié)構(gòu)。 國(guó)外的乳化液泵重視設(shè)備的安全性和可靠性。在設(shè)計(jì)當(dāng)中秉承該理念，從可靠性和安全性出發(fā)，使用了大量的傳感器來(lái)檢測(cè)乳化液泵的運(yùn)行參數(shù)。使用電子控制器來(lái) 控制乳化液泵的工作，減少了人工操作，為高產(chǎn)高效綜采機(jī)械化工作面中央集中控制打下基礎(chǔ)。曲軸采用四點(diǎn)支撐的結(jié)構(gòu)，提高了曲軸的剛性從而提高了曲軸的工作穩(wěn)定性.傳動(dòng)箱內(nèi)布置了用于潤(rùn)滑的潤(rùn)滑回路，對(duì)關(guān)鍵部件進(jìn)行強(qiáng)制潤(rùn)滑，改善了動(dòng)力端各個(gè)運(yùn)動(dòng)副的潤(rùn)滑條件。 4.2.2 國(guó)外礦用乳化液泵站的發(fā)展趨勢(shì) 國(guó)外礦用乳化液泵站的發(fā)展思路是通過(guò)增加乳化液泵的數(shù)量來(lái)滿足礦井對(duì)泵站流量的要求，即三臺(tái)或四臺(tái)乳化液泵與一臺(tái)或兩臺(tái)液箱配套使用，最大可由三臺(tái)乳化液泵同時(shí)向工作面供液。 國(guó)外乳化液泵站的設(shè)計(jì)思路是通過(guò)并聯(lián)多臺(tái)流量較小的乳化液泵，增加泵的數(shù)量來(lái)滿足工作面的工業(yè)需求，大多采用四臺(tái)乳化液泵一臺(tái)液箱的結(jié)構(gòu)，滿載時(shí)可由并聯(lián)的三臺(tái)乳化液泵同時(shí)向工作面供液。通過(guò)電控系統(tǒng)來(lái)對(duì)乳化液泵的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)和控制，實(shí)現(xiàn)了中央集中控制，減少了人力操作提高了乳化液泵站運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。國(guó)外乳化液泵的主要的設(shè)計(jì)特點(diǎn)是:以保證可靠性和穩(wěn)定性為基礎(chǔ)，提高動(dòng)力端的運(yùn)行穩(wěn)定性和曲柄轉(zhuǎn)速，增加液力端的容積效率，改善吸排液閥的密封條件，使用新的密封方法。實(shí)現(xiàn)各個(gè)部分的模塊化，方便維修替換。 4.3結(jié)語(yǔ) 我國(guó)的礦用乳化液泵站制造水品與國(guó)外的差距是客觀存在的，我們應(yīng)該充分利用后發(fā)優(yōu)勢(shì)，從高起點(diǎn)人手，消化吸收國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)，盡快縮短同世界先進(jìn)國(guó)家在礦用礦用乳化液泵站制造水上的差距。同時(shí)借助于國(guó)內(nèi)煤礦快速發(fā)展的需求，利用近幾年來(lái)國(guó)內(nèi)礦用電氣發(fā)展的成果，結(jié)合我國(guó)實(shí)際國(guó)情，研制出具有世界先進(jìn)水平的礦用乳化液泵站系統(tǒng)，為實(shí)現(xiàn)我國(guó)高產(chǎn)高效長(zhǎng)礎(chǔ)。國(guó)產(chǎn)高性能礦用乳化液泵站的開(kāi)發(fā)思路為使我國(guó)礦用乳化液泵站設(shè)計(jì)制造水平上一個(gè)新的臺(tái)階，利用國(guó)內(nèi)引進(jìn)先進(jìn)設(shè)備的良好機(jī)遇，對(duì)國(guó)外的先進(jìn)產(chǎn)品進(jìn)行消化吸收，縮短差距。在此基礎(chǔ)上結(jié)合煤礦實(shí)際使用要求,設(shè)計(jì)出具有自己特色的先進(jìn)礦用乳化液泵站系統(tǒng)。礦用乳化液泵沾只有實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化監(jiān)控,才能大幅提高產(chǎn)品的可靠性和附加值。 五.主要研究?jī)?nèi)容及解決思路 5.1 主要研究?jī)?nèi)容 近年來(lái)，國(guó)產(chǎn)的綜采設(shè)備，從產(chǎn)品質(zhì)量、設(shè)備性能、測(cè)試手段等方面逐年提高。但另一方面，由于材料、設(shè)計(jì)、工藝以及管理等原因，我國(guó)在綜采技術(shù)發(fā)展，質(zhì)量穩(wěn)定性，設(shè)備的維護(hù)使用，科學(xué)管理等方面與煤炭發(fā)達(dá)國(guó)家相比存在較大差距，這些因素都制約了煤炭企業(yè)效益的提高，制約我國(guó)綜采設(shè)備性能的一個(gè)很重要指標(biāo)是乳化液泵的發(fā)展。 5.2 關(guān)鍵問(wèn)題 隨著煤礦綜合機(jī)械化采煤技術(shù)的發(fā)展，要求礦用乳化液泵的流量不斷增大。 乳化液泵用于采煤工作面，為液壓支架提供乳化液，工作原理靠曲軸的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)活塞做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)吸液和排液。液壓支架用于支撐頂板，為采煤機(jī)采煤時(shí)提供一定的空間，防止頂板垮塌。 圖1 乳化液泵 5.3 解決思路 任何一個(gè)事物得不到改進(jìn)或創(chuàng)新的原因是因其內(nèi)部存在有矛盾卻沒(méi)有得到有效的解決，基于此本文分析問(wèn)題產(chǎn)生的根源，總結(jié)出曲軸產(chǎn)生偏心問(wèn)題的若干對(duì)矛盾沖突，并且利用發(fā)明原理得出解決沖突的若干方法，即用不同的支撐結(jié)構(gòu)來(lái)取代原支撐 結(jié)構(gòu)，盡量減小甚至消除原結(jié)構(gòu)的缺陷:然后對(duì)得出的支撐結(jié)構(gòu)解決方法進(jìn)行建模并裝配到曲軸系上，對(duì)曲軸的原支撐結(jié)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)的分析，且作為對(duì)照，同樣將裝配體導(dǎo)入到對(duì)應(yīng)的模塊進(jìn)行相應(yīng)的分析，并且和對(duì)照進(jìn)行對(duì)比分析，結(jié)果表明幾種解決方案的工作性能優(yōu)于原支撐，然后對(duì)幾種解決方案的作用進(jìn)行詳細(xì)對(duì)比，從中挑選出最佳方案。 六．完成畢業(yè)設(shè)計(jì)所必須具備的工作條件 （1）先在網(wǎng)上搜索相關(guān)的資料作為參考引證； （2）再利用圖書(shū)館去查找資料文獻(xiàn)及其周刊，了解其發(fā)展的歷程以及趨勢(shì)，自己再整理分析畢業(yè)設(shè)計(jì)所需資料及原始數(shù)據(jù)； （3）進(jìn)行二三維建模及制圖； （4）結(jié)合所學(xué)到的知識(shí)與老師進(jìn)行溝通，得到指導(dǎo)與幫助后，完成設(shè)計(jì)。 七．預(yù)期成果 設(shè)計(jì)出符合要求的整體結(jié)構(gòu)并進(jìn)行建模制圖。 八．工作的主要階段和進(jìn)度以及時(shí)間安排 2018年10月21日 指導(dǎo)老師下達(dá)任務(wù)書(shū) 2018年10月25日- 2018年11月26日 查閱及搜索相關(guān)資料并完成開(kāi)題報(bào)告 2018年12月10日- 2019年1 月 25日 初步完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的資料搜集和整理 2019年2 月 10日- 2018年3 月 25日 完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的初稿 2019年4 月 10日- 2018年4 月 25日 修改初稿 2019年5 月 10日- 2018年5 月 25日 查重進(jìn)行修改的初稿并最終定稿 9. 指導(dǎo)老師審查意見(jiàn)