XQB小型泥漿泵的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)論文說(shuō)明書(shū)

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1、摘要灌用泥漿泵被廣泛的應(yīng)用在水庫(kù)大壩、煤礦巷道、隧道灌漿、高速公路邊坡維護(hù)、建筑地基加固等場(chǎng)合，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，此類泥漿泵的需求量也越來(lái)越大。近年來(lái)，灌用泥漿泵的研制和發(fā)展也越來(lái)越快，但其也存在著許多的問(wèn)題：一是此類泥漿泵的平均無(wú)故障的工作時(shí)間較短，最多也就幾個(gè)小時(shí)；二是重量和體積普遍較大，野外搬運(yùn)不便；三是更換密封件的時(shí)間較長(zhǎng)。針對(duì)以上問(wèn)題的提出，本次設(shè)計(jì)有了具體的解決措施，解決密封件壽命短的問(wèn)題，關(guān)鍵是選擇合適的密封材料和合理的結(jié)構(gòu)形式；為了使泵的整體重量減輕，就要徹底放棄傳統(tǒng)的減速方式，取而代之的是先進(jìn)的減速方式，本此設(shè)計(jì)選用的是行星減速器大傳動(dòng)比降速，并將行星減速器置于大帶輪中，既

2、能夠達(dá)到降速的目的，又能夠減輕泵的總體重量。關(guān)鍵字：密封件 行星減速器 壓力 流量 柱塞AbstractFed sludge pump is widely used in the application of dam reservoirs, coal mine, tunnels filled, length of the highway, construction of foundation reinforced, and so on, with the development of the national economy, the demand of such sludge pump is

3、 also growing.In recent years, fed by sludge pump research and development is growing fast, but there are still the existence of many problems : First, the average no-fault sludge pump shorter working hours, up to several hours; Second, the weight and size generally larger field handling inconvenien

4、ce; Third is the replacement of sealed pieces over a longer period of time. Responding to the above questions, this design has specific solutions to address the short life of the sealed, the key is to choose suitable materials and sealed reasonable structure; In order to make the overall weight pump

5、, we must completely abandon the traditional slowdown, replaced by advanced slowdown, The design chosen is the large transmission planetary reducer than paved, and under great Dailun planetary reducer, both can be achieved faster purposes, and to reduce the overall weight pump.Key: sealed pieces pla

6、netary reducer pressure flow piston 目 錄摘要1Abstract2目 錄3前 言5第一章 泵的總體設(shè)計(jì)7第二章 原動(dòng)機(jī)的選擇9第三章 吸漿管與排漿管的選擇與直徑計(jì)算12第四章 泥漿泵零件選擇及其強(qiáng)度的計(jì)算134.1 機(jī)架134.2 泵體134.3 連桿十字頭連接處銷子強(qiáng)度的計(jì)算144.4 柱塞上螺紋強(qiáng)度計(jì)算164.4.1螺紋的選擇和強(qiáng)度校核164.4.2螺紋連接的防松方式的選擇174.5泵體壁厚強(qiáng)度計(jì)算和選擇184.6 空氣室容積及強(qiáng)度計(jì)算和選擇184.7 減速器的選擇和計(jì)算204.8 V帶傳動(dòng)的計(jì)算234.9 軸的設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核264.9.1 估算軸徑d2

7、74.9.2軸的受力分析274.9.3 驗(yàn)算軸徑314.10軸承選擇314.10.1軸承壽命計(jì)算324.10.2靜載荷計(jì)算324.11 軸上鍵的選擇334.11.1 平鍵的選擇334.11.2 平鍵的強(qiáng)度校核334.11.3 花鍵的選擇344.11.4 花鍵的強(qiáng)度校核344.12活塞密封圈的選擇344.13. 泵的潤(rùn)滑35第五章 泵的使用和維護(hù)365.1用途365.2結(jié)構(gòu)365.3安裝365.4 維護(hù)與保養(yǎng)37第六章XQB75/3.5型泥漿泵的經(jīng)濟(jì)可行性分析38第七章 結(jié) 論39參考文獻(xiàn)40致謝68前 言灌用泥漿泵是一種新型的非標(biāo)準(zhǔn)工程機(jī)械，走向市場(chǎng)至今已有多年的歷史?？墒牵钡浇裉?，仍然沒(méi)有

8、一種較理想的機(jī)型來(lái)滿足用戶的需求。流行在市場(chǎng)上的灌用泥漿泵種類很多，但都存在著柱塞的密封件不耐磨的致命缺陷，使用壽命最長(zhǎng)不超過(guò)60小時(shí)。更換密封件需投入大量的人力、財(cái)力，用戶難于承受。其次，泵的結(jié)構(gòu)大多數(shù)復(fù)雜、笨重、體積大；野外露天作業(yè)進(jìn)隧道施工搬運(yùn)困難。為了解決這些問(wèn)題，一種新型的體積輕便、使用壽命長(zhǎng)的灌用泥漿泵的研制和開(kāi)發(fā)就顯的尤為重要。目前，在世界范圍內(nèi)泥漿泵的技術(shù)發(fā)展，美國(guó)處于領(lǐng)先地位， 其次是俄國(guó)，俄國(guó)近幾年來(lái)對(duì)三缸單作用泵的發(fā)展較快。我國(guó)鉆探用泥漿泵與美國(guó)、俄國(guó)同類型泵的先進(jìn)水平對(duì)比，容積效率和質(zhì)量比等方面達(dá)到了先進(jìn)水平，唯有總效率還有差距，也就是說(shuō)機(jī)械效率偏低，美國(guó)和俄國(guó)的泵的機(jī)

9、械效率一般為 左右，而我國(guó)僅為85左右。這主要是因?yàn)槲覈?guó)機(jī)械制造精度較差，表面粗糙度值較大，裝配質(zhì)量也較差之故。因此，為了使我國(guó)鉆探用泥漿泵易損件使用壽命達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，必須在三個(gè)方面下功夫 ：一是要盡快研制和應(yīng)用抗磨損、抗腐蝕、價(jià)格合理的新型合成橡膠；二是要研制有效實(shí)用的泥漿凈化系統(tǒng)，并應(yīng)用到鉆探使用中，使泥漿的含砂量控制在05以下，或者使用無(wú)固相優(yōu)質(zhì)泥漿，三是適當(dāng)降低沖次和加長(zhǎng)沖程，雖然會(huì)帶來(lái)增大泵的體積和加重質(zhì)量以及提高制造成本的問(wèn)題，但其經(jīng)濟(jì)效益的提高還是可取的。國(guó)外泵業(yè)發(fā)展迅速，高科技的發(fā)展和應(yīng)用起了致關(guān)重要的作用，如CAD/CAM技術(shù)的應(yīng)用，推動(dòng)了泵的設(shè)計(jì)多樣化，生產(chǎn)朝多品種、小

10、批量方向發(fā)展。制造技術(shù)的提高給泵業(yè)的發(fā)展注入了新的力量，由合成纖維、陶瓷及聚四氟乙烯等材料制成的低摩擦壓縮填料和石棉填料相比，在多方面顯出了優(yōu)勢(shì)，顯示了新的生命力。國(guó)內(nèi)泵業(yè)就近幾年來(lái)發(fā)展很迅速，生產(chǎn)的能力已具有了相當(dāng)大的規(guī)模，在原有的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)研究新產(chǎn)品，引進(jìn)國(guó)外的工藝及技術(shù)。如泵計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)CAD系統(tǒng)，中國(guó)泵制造業(yè)與相關(guān)行業(yè)信息計(jì)算機(jī)運(yùn)程通訊系統(tǒng)等新技術(shù)的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)促進(jìn)了我國(guó)泵業(yè)技術(shù)水平的提高。綜上所述，無(wú)論在國(guó)內(nèi)、國(guó)外，新型輕便的灌用泥漿泵還不是很多，而現(xiàn)在對(duì)此泵的需求量卻在日益增大。通過(guò)調(diào)研了解到，以往灌用泥漿泵的體積都比較大，整體看起來(lái)比較笨重，結(jié)構(gòu)一般都是三缸單作用，三缸泵流量大，

11、壓力大，比較受歡迎，但目前的三缸泵也存在著由于密封圈壽命太短，軸承蓋容易損壞，勞動(dòng)強(qiáng)度大，適應(yīng)差等缺點(diǎn)。而傳動(dòng)則采用傳統(tǒng)古老的V行夾織物成組橡膠密封圈，難于承受細(xì)碎的砂石和微顆粒水泥漿介質(zhì)，使用壽命最長(zhǎng)不超過(guò)60小時(shí)，就需要經(jīng)常更換密封件。鑒于以上原因，我們決定開(kāi)發(fā)輕便的灌用泥漿泵。其存在主要問(wèn)題是：液力部件耐磨性差，壽命短，可靠性低。為了解決上述問(wèn)題，本項(xiàng)目擬設(shè)計(jì)的灌用泥漿泵的特點(diǎn)：一是采用更好的密封材料，提高密封件的耐磨性和使用壽命；二是采用行星減速器內(nèi)置大皮帶輪內(nèi)的結(jié)構(gòu)，使其體積小，重量輕，便于搬運(yùn)。經(jīng)過(guò)幾次方案討論決定，輕便灌用泥漿泵應(yīng)具有以下特點(diǎn)：1.經(jīng)濟(jì)耐用可靠，質(zhì)優(yōu)價(jià)廉；2.體積

12、小，重量輕，便于搬運(yùn)；3.密封件更換時(shí)間短，使用壽命長(zhǎng)；4.操作簡(jiǎn)單，維修方便；5.適用于壩基工程，巖基帷幕灌漿等多種場(chǎng)合；6.動(dòng)力為電機(jī)。第一章 泵的總體設(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)調(diào)研和幾次方案論證，考慮到工作現(xiàn)場(chǎng)的特點(diǎn)，從實(shí)際實(shí)用的角度出發(fā)，確定方案如下：1. 考慮到多種場(chǎng)合的野外作業(yè)，動(dòng)力可選擇電機(jī)；2. 考慮到使流量更加平滑穩(wěn)定，增加一個(gè)空氣室；3. 考慮到密封件容易損壞，需經(jīng)常更換，選擇新型的密封材料聚四氟乙烯，可延長(zhǎng)使用壽命；4. 考慮到泵體容易損壞，選用高強(qiáng)度材料，提高承載能力；5. 柱塞選用更好的材料，提高柱塞耐磨性，延長(zhǎng)柱塞使用壽命。6. 在滿足上述要求的同時(shí)，盡量結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，適合于搬

13、運(yùn)。盡量做到標(biāo)準(zhǔn)化，通用化，系列化。工作原理此泥漿泵是采用單缸雙作用柱塞泵工作。由電機(jī)通過(guò)帶傳動(dòng)輸入動(dòng)力，通過(guò)行星減速器減速。經(jīng)偏心輪將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)雙作用柱塞泵作功。柱塞泵的進(jìn)漿室、排漿室各有兩個(gè)鋼球組成的單向控制閥（如下圖所示）。當(dāng)活塞桿向左驅(qū)動(dòng)時(shí)，缸體右腔進(jìn)漿（單向閥F2打開(kāi)，單向閥F4關(guān)閉），缸體左腔排漿（單向閥F3打開(kāi)，單向閥F1關(guān)閉）。當(dāng)活塞桿向右圖1.1驅(qū)動(dòng)時(shí)，缸體左腔進(jìn)漿（單向閥F1打開(kāi)，單向閥F3關(guān)閉），缸體右腔排漿（單向閥F4打開(kāi)，單向閥F2關(guān)閉）。（見(jiàn)以上工作原理圖1.1）除此之外,在主通路上安裝空氣力表用來(lái)調(diào)整泵在抽吸過(guò)程中產(chǎn)生的波動(dòng)大小。第二章 原動(dòng)

14、機(jī)的選擇泵的原動(dòng)機(jī)類型應(yīng)根據(jù)動(dòng)力來(lái)源、工廠或裝置能量平衡、環(huán)境條件、調(diào)節(jié)控制要求以及經(jīng)濟(jì)效益而定?，F(xiàn)今電動(dòng)機(jī)主要有鼠籠式和線繞式兩種，三向交流鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)是石化裝置用泵的主要原動(dòng)機(jī)，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便、價(jià)格較低、體積緊湊、啟動(dòng)及運(yùn)行均較方便可靠的優(yōu)點(diǎn)。但是它不能經(jīng)濟(jì)、方便地實(shí)現(xiàn)范圍較廣的平滑調(diào)速、運(yùn)行中必須從電網(wǎng)吸收滯后的無(wú)功電流而使電網(wǎng)功率因素變低，一般不適于大型泵及調(diào)速泵，而多用于中、小型泵。相比之下，三相交流繞線型電機(jī)和三相交流同步電機(jī)，則可用于對(duì)啟動(dòng)、調(diào)速、改善電網(wǎng)功率因數(shù)、大功率、高效率、轉(zhuǎn)速恒定等有特殊要求的場(chǎng)合，但用于驅(qū)動(dòng)泵的不多。直流電機(jī)雖有調(diào)速性好、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大等優(yōu)點(diǎn)

15、，但需直流電源，造價(jià)高，維修較復(fù)雜，一般也不常用于生產(chǎn)裝置中。當(dāng)需要改變工廠的蒸汽平衡，對(duì)裝置中大型泵或需調(diào)速等特殊要求的泵，可采用氣輪機(jī)作泵的原動(dòng)機(jī)。隨著石化裝置技術(shù)水平及經(jīng)濟(jì)性的提高，采用反轉(zhuǎn)離心泵或液力透平作為泵的輔助或主要原動(dòng)機(jī)，以回收壓力液流的可用能量；采用調(diào)速或多速電機(jī)，或采用電磁的、液力的、機(jī)械的耦合器以達(dá)到泵調(diào)速的目的等技術(shù)，近年來(lái)已應(yīng)用于石化裝置。此外，在特定的情況下，也有用蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、燃汽機(jī)等作為泵的原動(dòng)機(jī)的。然而，電機(jī)的選擇還要根據(jù)某些參數(shù)才能確定最終的電機(jī)型號(hào)計(jì)算過(guò)程如下：由已知參數(shù)可知Q=75/min，P=3.5Mpa.而根據(jù)公式F=AP可得， F=3.53.14

16、=4846N 其中F主軸所受的軸向力A運(yùn)動(dòng)活塞的截面積P作用在軸上的最大壓力由以上便可得主軸的轉(zhuǎn)矩T： T=Fr=484651=247.146N.m根據(jù)公式， P=，可得 P= =443.45/r 其中p為排量； M 為轉(zhuǎn)矩 ； P為最大壓力； 又由Q=，可得軸的轉(zhuǎn)速r=， r= =170r/min； 其中Q為流量（L/min）； P為排量（/r）；最終根據(jù)以上所求的參數(shù)，可根據(jù)公式T=9550 求得軸的輸出功率 P= = =4.39Kw；取每級(jí)齒輪的傳動(dòng)效率為0.97，帶的傳動(dòng)效率為0.92。可算得電機(jī)的輸出功率為P= =5.08Kw。一般的，Y系列是供一般用途的全封閉自扇冷鼠籠型三相異步電

17、動(dòng)機(jī)，具有效率高、性能好、噪音低、振動(dòng)小、體積小、重量輕、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。而Y系列電動(dòng)機(jī)主要擁有啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩高、啟動(dòng)電流小等優(yōu)點(diǎn)。 根據(jù)以上的敘述和有關(guān)計(jì)算，決定選擇Y132S-4型三向異步電動(dòng)機(jī)，其功率為5.5Kw，轉(zhuǎn)速為1440r/min，重量為95Kg。即Y132S-4，5.5Kw、1440r/p。此系列的電動(dòng)機(jī)的主要特點(diǎn)：1 啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩高、啟動(dòng)電流小，效率較高，損耗少，運(yùn)行可靠，運(yùn)行溫度低；2 由于其結(jié)構(gòu)型式為封閉式，因此可以在塵土飛揚(yáng)、水土飛濺的環(huán)境中使用，在比較潮濕及有輕微腐蝕性氣體的環(huán)境中也能有較長(zhǎng)的使用壽命。第三章 吸漿管與排漿管的選擇與直徑計(jì)算3.1吸漿管直徑計(jì)算dx=（

18、4Q/vX）1/2=490.90/（3.141360）1/2=0.180mm取20mm式中：vX液流在吸入管中的流速 取vX=1.3 m/S=13 dm/S Q計(jì)算流量Q=Q/V=75/0.825=90.90L/min3.2排漿管直徑計(jì)算dp=（4Q/vp）1/2=（490.90/（3.142060）1/2=0.272mm取30mm式中：vp液流在排水管中的流速 取vp=2m/S=20 dm/S3.3漿管的選擇根據(jù)工作壓力和按上式求得的管子的內(nèi)徑，選擇膠管的尺寸規(guī)格。對(duì)于頻繁，經(jīng)常扭者要降低40%。膠管在使用及設(shè)計(jì)中應(yīng)注意下列事項(xiàng)：（1） 膠管的彎曲半徑不宜過(guò)小，膠管與管接頭的連接處應(yīng)留有一段

19、直的部分，此段長(zhǎng)度不應(yīng)小于關(guān)外半徑的兩倍。（2） 膠管的長(zhǎng)度應(yīng)考慮到膠管在通入壓力液后，長(zhǎng)度方向?qū)l(fā)生收縮變形，一般收縮量為管長(zhǎng)的3-4%。因此，膠管安裝時(shí)應(yīng)避免處于拉緊狀態(tài)。（3） 膠管在安裝時(shí)應(yīng)保證不發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形，為了便于安裝，可沿管長(zhǎng)涂以色紋，以便檢查。（4） 膠管的管接頭軸線，應(yīng)盡量放置在運(yùn)動(dòng)的平面內(nèi)，避免兩端互相運(yùn)動(dòng)時(shí)膠管收扭。（5） 膠管應(yīng)避免與機(jī)械上尖角部分相接觸和摩擦，以免管子損壞。第四章 泥漿泵零件選擇及其強(qiáng)度的計(jì)算泥漿泵零件強(qiáng)度的計(jì)算是按皮帶傳動(dòng)，電機(jī)功率5.5Kw，泵的額定壓力P=3500N/cm2 ，流量，柱塞D=0mm來(lái)進(jìn)行的。4.1 機(jī)架 機(jī)架是由8#槽鋼、平墊板、

20、撐管、加固筋等結(jié)構(gòu)件焊接而成。4.2 泵體 泵體可實(shí)現(xiàn)吸、排水泥漿功能。泵體由主軸、偏心套、連桿、滑套、十子頭、活塞銷等組成。泵頭由拉桿、柱塞、漿缸、閥座、閥蓋、球閥、進(jìn)漿室、排漿室、進(jìn)漿膠管接頭、空氣室等組成。行星軸和主軸均安有圓錐滾子軸承，既能承受向心力又能承受斜齒輪產(chǎn)生的軸向分力，有較高的抗彎強(qiáng)度。柱塞和拉桿都采用兩道C形滑環(huán)組合密封，能承受高壓，高溫度250，低溫-100，耐磨，自潤(rùn)滑，適用于水、水泥漿、砂漿、礦物油、酸、堿等各類介質(zhì)。柱塞通過(guò)一套冷卻裝置降低溫升，只需要把膠皮水管一端接近直通管接頭，冷卻水即可進(jìn)入冷卻水管，冷卻拉桿、柱塞。 泵的進(jìn)口為，設(shè)置在進(jìn)漿室的右側(cè)、內(nèi)孔為，有膠

21、管一端接進(jìn)漿膠管接頭，另一端接水泥漿攪拌桶出口。攪拌機(jī)的出漿口必須高于或等于進(jìn)漿膠管接頭孔的高度，使?jié){涂順利的被泵吸入。泵的出口為，纖維編織兩層高壓膠管制，接排漿室膠管接頭。4.3 連桿十字頭連接處銷子強(qiáng)度的計(jì)算 銷的類型可根據(jù)工作要求選定，用于聯(lián)結(jié)的銷，其直徑可根據(jù)聯(lián)結(jié)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)按經(jīng)驗(yàn)確定，必要時(shí)再作強(qiáng)度較核。 定位銷通常不受載荷或只受很小的載荷，數(shù)目不能少于兩個(gè)。銷在每一個(gè)被聯(lián)結(jié)的件內(nèi)的長(zhǎng)度約為銷直徑的1-2倍，定位銷的材料通常選35、45鋼，并進(jìn)行硬化處理，根據(jù)工作需要也可以選用30CrMnSiA、1Cr13、2Cr13、H62和1Cr18Ni9Ti等材料；彈性圓柱銷多采用65Mn，其槽

22、口位置不應(yīng)裝在銷子受壓的一面，要在裝配圖上表示出槽口的方向。 設(shè)計(jì)安全銷時(shí)，應(yīng)考慮銷剪斷后要不易飛出和要易于更換。安全銷的材料可選用35、45、50鋼或T8A、T10A等，熱處理后硬度為30-36HRC；銷套材料可選用45鋼、35SiMn、40Cr等，熱處理后的硬度為40-50HRC。安全銷的直徑應(yīng)按銷的抗剪強(qiáng)度b進(jìn)行計(jì)算，一般可取b =（0.6-0.7）b。根據(jù)本設(shè)計(jì)的實(shí)際情況，選擇45鋼d=16mm的圓柱銷。材料：45號(hào)鋼機(jī)械性能：s=36000N/cm2 b=61000N/ cm2= s/1.5=24000N/ cm2（1） 外加負(fù)荷P=D2P/4=5.52200/4=4749.25N（

23、2） 各支點(diǎn)反力FA，F(xiàn)BZ=0FA+ FB= P=4749.25NMA=018 P36 FB=0解得：FB=2374.625N FA =2374.625N（3） 各支點(diǎn)彎矩如圖4.1MA=MB=0MC=18FA=4274.3N.cm (4)按彎曲強(qiáng)度計(jì)算從圖4.1的彎矩圖可知危險(xiǎn)短面為C處截面，截面C處的抗彎摸量WW=0.1d3=0.11.63=0.41 cm 3截面C處的彎曲應(yīng)力WW=MC/W=4274.3/0.41=10425 N/ cm2 安全系數(shù)nn=/ W=24000/10425=2.3 安全圖4.1 彎矩圖（5）按剪切強(qiáng)度計(jì)算由于此銷為雙剪切故剪力Q=P/2=2374.625N剪

24、應(yīng)力=Q/F=2374.625X4/1.62=1182 N/ cm2安全系數(shù)n=/ =8150/1182=6.9 安全式中：許用剪應(yīng)力=8150 N/ cm2 （6）按擠壓強(qiáng)度計(jì)算擠壓應(yīng)力JYP/FJY=4749.25/1.6X2.4=1237 N/ cm2 安全系數(shù)n= JY /JY=5100/1237=4.12 安全式中：JY擠壓剪應(yīng)力JY=5100 N/ cm2 綜上所敘連桿小頭銷子直徑為16mm滿足強(qiáng)度要求。4.4 柱塞上螺紋強(qiáng)度計(jì)算4.4.1螺紋的選擇和強(qiáng)度校核螺紋強(qiáng)度校核是假定螺紋只沿螺紋中徑傳力，而不受徑向力的影響。而且只有半數(shù)螺紋參加工作，螺紋工作圈數(shù)之間載荷均勻分配，內(nèi)螺紋之

25、間沒(méi)有間隙。此外，本柱塞螺紋是當(dāng)作松聯(lián)接，及受剪切載荷作用的聯(lián)接來(lái)計(jì)算的。圖4.2 螺紋計(jì)算簡(jiǎn)圖材料：45號(hào)鋼機(jī)械性能：s=36000 N/ cm2b=61000 N/ cm2 = s /1.5=24000 N/ cm2計(jì)算簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖4.2主要尺寸公稱尺寸 d =2 cm 內(nèi)徑 d1= 1.7835 cm 螺 距s=0.2 工作高度h=0.10825 螺紋梯形寬度b=2htg300 =0.15 旋上差寬l=2.2 cm 旋入等容Z =2.2/0.2=11（1）按彎曲強(qiáng)度計(jì)算彎曲應(yīng)力：=2M/2W=2X257/11X0.021=2225 N/ cm2式中：M彎矩M=h P /2=0.1082547

26、49.25/2=257 N. cm W一圈的抗彎摸量W=d1b2/6=1.7835 0.152/6=0.021 cm3安全系數(shù)n= /=24000/2225=10.7（2）按剪切強(qiáng)度計(jì)算剪切應(yīng)力：=2Q/（ZF）=24749.25/（110.84）=1028N/cm2式中：F一圈的剪切面積F=d1b=3.141.78350.15=0.84 cm2安全系數(shù)n= /=72000/1028=7式中：許用剪切應(yīng)力= S/5=36000/5=7200 N/ cm2（3）按擠壓強(qiáng)度計(jì)算擠壓應(yīng)力JY =2Q/（ZFJY）=24749.25/（110.643）=1343 N/ cm2 式中： FJY一圈的擠壓

27、面積FJY=（d2 d12）/4=（22 1.78352）/4=0.634cm2安全系數(shù)n= JY /JY=28800/1343=21.45 安全 JY許用擠壓應(yīng)力JY= S/1.25=36000/1.25=28800 N/ cm24.4.2螺紋連接的防松方式的選擇 連接螺紋通常均能滿足自鎖條件（），且擰緊后螺母和螺栓頭部支撐面存在著摩擦力。因此，在靜載荷且工作溫度變化不大時(shí)，可保證連接自鎖而不松退。但在沖擊、振動(dòng)或變載荷的作用下，或在高溫、溫度變化較大的情況下，仍會(huì)出現(xiàn)聯(lián)結(jié)松動(dòng)甚至松退，使機(jī)器不能正常工作甚至造成嚴(yán)重事故。因此，對(duì)螺紋聯(lián)結(jié)必須采取有效的防松措施，以保證正常的工作。 按防松原理

28、，螺紋聯(lián)結(jié)的防松方法可分為摩擦防松、機(jī)械防松和破壞螺紋副防松等幾種。 根據(jù)本設(shè)計(jì)的實(shí)際情況，選擇摩擦防松中的防松螺母來(lái)擰緊防松。此處用GB/T6170-2000六角頭防松螺母瑣定于被聯(lián)結(jié)件上，防松可靠。4.5泵體壁厚強(qiáng)度計(jì)算和選擇材料：蠕墨鑄鐵 機(jī)械性能： b=330 N/ cm2 S=230 N/ cm2許用安全系數(shù)S=23.5 取S =3.5則= /S =23000/3.5=6571.429 N/ cm2實(shí)際壁厚=8 mm=0.8cm（1） 按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算= r1P/(0.6p)+C=2002/(6571.43-0.6200)+0.8= 0.662cm0.8 cm式中：r1_缸的內(nèi)半徑r1

29、=2 cmC_考慮腐蝕和鑄造偏心的壁厚附加量C=0.10.8 cm 取C=0.4 cm（2） 按承壓強(qiáng)度計(jì)算=0.5D（+0.4P）/（1.3P）1/21+a=0.84（+0.4200）/（1.32200）1/21+0.4解得=1960 N/ cm2式中：D泵體最大內(nèi)徑a 考慮腐蝕和鑄造偏心的壁厚附加量 a=0.4 cm安全系數(shù)n= /=657143/1960=3.35 7.7Kw。2. 由于環(huán)境溫度的影響，應(yīng)驗(yàn)算熱平衡時(shí)臨界功率,按已知條件查表2-8、表2-9、表3-17、得=1，=1，因?yàn)?5.5/111.11=4.9%，用插值法得=1=5.5111=5.5Kw通過(guò)查表3-15得=21Kw

30、5.5Kw.工作狀態(tài)的熱功率小于減速器熱平衡功率，因此無(wú)需增加冷卻措施。3. 行星減速器各齒輪參數(shù) 行星減速器選用型雙聯(lián)機(jī)構(gòu)，行星輪n=3，i=6；1）中心輪參數(shù)=30； ；旋向向左。2） 行星輪參數(shù)=30；旋向向左；3）行星輪參數(shù)=18； = =0.8；旋向右旋。4.8 V帶傳動(dòng)的計(jì)算 帶傳動(dòng)是由固聯(lián)于主動(dòng)軸上的帶輪、固聯(lián)于從動(dòng)軸上的帶輪和緊套在兩輪上的傳動(dòng)帶組成的。當(dāng)原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)主動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于帶和帶輪間的摩擦（或嚙合），便拖動(dòng)從動(dòng)輪一起轉(zhuǎn)動(dòng)，并傳動(dòng)一定動(dòng)力。帶傳動(dòng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳動(dòng)平穩(wěn)、造價(jià)低廉以及緩沖吸振等特點(diǎn)，所以此次設(shè)計(jì)中選用了帶傳動(dòng)。 在帶傳動(dòng)中，常用的有平帶傳動(dòng)，V帶傳動(dòng)，多楔

31、帶傳動(dòng)和同步帶傳動(dòng)等。在一般機(jī)械中，應(yīng)用最廣的是帶傳動(dòng)。V帶傳動(dòng)較其它帶傳動(dòng)能產(chǎn)生更大的摩擦力。這是V帶傳動(dòng)的主要優(yōu)點(diǎn)。因此，我選用了V帶傳動(dòng)。(1)計(jì)算功率Pi=N=1.15.5=6.05kw 式中: Kg=工作情況系數(shù) Kg=1.1(2)膠帶型號(hào)的選擇 根據(jù) Pi=6.05kw及n1=1440r/min 由參考文獻(xiàn)1圖8-8選定B型膠帶 (3) 傳動(dòng)比為i=2.16 ； (4)小帶輪直徑D1的確定 根據(jù)參考文獻(xiàn)1圖8-8選 =123mm (5)大帶輪直徑D2的計(jì)算 =i（1-）=2.16100（1-0.01）=265.74mm 其中，小帶輪直徑（mm）； i 傳動(dòng)比； 彈性滑動(dòng)率； 由表8

32、-9可查得，大帶輪直徑為266mm。(6)帶速VV=n/(601000)=3.141001440/（601000）=7.536m/s 速度在525 m/s的范圍內(nèi)，合適(7) 初定軸間距a00.7(+)a02(+) 0.7(123+266)a02(123+266)282.3a0778取a0=560mm(8)初算膠帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度L0L0=2 a0+(+)/2+(-)2/4a0 =2300+(266+123)/2+(266-123)2/(4560)=600+610.73+9.12=1219.85mm選取基準(zhǔn)長(zhǎng)度Li=1250mm查參考文獻(xiàn)1表8-2(9) 實(shí)際中心距a a=a0+(Lp-L0)/2=3

33、00+(1250-1219.85)/2 =398mm(10)小帶輪包角11=60（-）/a =60(266-123)/398 = 合適(11)單根膠帶傳遞的功率N0 根據(jù)：n1=1440r/min =100mm 查得 P0=1.32kw查參考文獻(xiàn)1表8-5a(12)單根膠帶傳遞功率的增量P0根據(jù)i=n1/n2=960/255=3.76 n1=960r/min查得P0=0.15 kw查參考文獻(xiàn)1表8-5b(13)膠帶根數(shù)Z=2.96 取Z=3 式中K 包角系數(shù)K =0.91KL查參考文獻(xiàn)1表8-8 KL 長(zhǎng)度系數(shù)KL =0.91 查參考文獻(xiàn)1表8-8(14)單根膠帶的預(yù)緊力F0F0=500（）+

34、m=500（）+0.1=146.05N式中：q皮帶每米長(zhǎng)的重量 q=0.1kg/m查參考文獻(xiàn)1表8-4(15)帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸 1.小帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸確定 由所選電機(jī)的類型，Y132S-4型三向異步電動(dòng)機(jī)。起軸伸直徑d=38mm，長(zhǎng)度L=88mm，故小帶輪軸孔的直徑應(yīng)取=38mm，轂長(zhǎng)應(yīng)小于88mm。由表14-18查得，小帶輪應(yīng)為實(shí)心軸。輪槽尺寸及輪寬應(yīng)按表14-16計(jì)算，可得=11mm，=3mm，=11mm，e=15mm，=10mm，=6mm。=80mm。取。 2.大帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸確定 根據(jù)小帶輪尺寸的選定，以及以上關(guān)于帶輪傳動(dòng)的計(jì)算和減速器的結(jié)構(gòu)尺寸，可得，=14mm，=3mm，=15mm，

35、e=19mm，=12mm，=7.5mm。 =120mm。取4.9 軸的設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核材料：40Cr機(jī)械性能：調(diào)質(zhì)后 b=7500N/cm2 s=5200 N/ cm2E=210 E= 37000N/ cm24.9.1 估算軸徑ddA（P/W）1/3 =510-3（5.5103/255）1/3=0.0453m 式中:A與材料有關(guān)的系數(shù) A =510-3 考慮開(kāi)鍵槽應(yīng)增大1015%，然后將軸徑圓整，取軸徑d=48cm 4.9.2軸的受力分析(1) 由于皮帶傳動(dòng)產(chǎn)生的作用力QQ=1781.8NQx=Qcos=1781.8cos19.5=1679.6NQy=Qsin=1781.8sin19.5=594

36、.8N(2) 由于缸內(nèi)壓力對(duì)軸的作用 假設(shè)條件:(a) 只計(jì)算缸內(nèi)的作用力,其它構(gòu)件的慣性力忽略不計(jì),因軸的轉(zhuǎn)速較低.圖4.5 軸受力圖 (b) 由于法向力所引起的產(chǎn)生應(yīng)力,切向力所引起的切向應(yīng)力及起扭轉(zhuǎn)產(chǎn)生的切應(yīng)力是同時(shí)存在.(c) 偏心裝置上產(chǎn)生的力如圖4.5所示(d) 切向力T: T=Psin(+)/cos法向力Z: Z=Pcos(+)/cos式中：偏心角度連桿的偏角由于缸內(nèi)壓力所引起的連桿偏心機(jī)構(gòu)的力是變化的，通過(guò)對(duì)泵軸的受力分析，可知當(dāng)E=360時(shí)ZE=Zmax，TZ=0，缸正處于排液狀態(tài)，軸受力最惡劣，其中 L/sin60=/sin即sin=sin60/L=25/（1902）=0.

37、11395=6.54 F=D=高壓缸:ZE=5.52200/4=4749.25NTE=0ZD=D2P cos(D+D)/（4 cosD）=2827.25NTD=D2P sin (D+D)/（4cosD）=3851.6N低壓缸:ZF=D2P cos (F +F)/（4cosF）=141.36NTF=D2P sin (F +F)/（4cosF）=192.58N將以上各力分別向水平及垂直面上投影,見(jiàn)圖4.6aXD= ZD cos30TD cos60=522.7NYD= ZD sin30TD sin60=4748.2NXE= 0YE= 4749.25NXF = ZF cos 30TF cos 60=2

38、35NYF = ZF SIN30+ TF SIN 60=237N由于TD ,TF而產(chǎn)生的扭矩MND=TD=3851.62510-3=96.29NmMNF=TF=192.582510-3=4.8Nm軸所傳遞的扭矩M=N/W=304103/(3.14255)=149.79 Nm(3)各支點(diǎn)反力X平面見(jiàn)圖5.7aMA=0QX74+XD152.5+XF245.4XB305=0NXB=(170974+522.7152.5+26.1245.5)/305=697NX=0XA= XB+ QXXDXF=697+1709522.7261=1857.2NY平面見(jiàn)圖5.7aMA=0QY74+YE59.5+YD152.

39、5YF245.5YB305 =0NYB=(58974+4749.2559.5+4748.2152.5237245.5)/305=3253NY=0YA=YE+YDQYY=4749.25+4748.25892373253=5417.4N圖4.6a水平面彎矩圖4.6b垂直面彎矩圖4.6c合成彎矩 (4)彎矩水平面見(jiàn)圖4.6aMXA =QX7410-3=17077410-3=126.4 NmMXE=(QX135.5XA)=(1709319.5+1857.2545)10-3=117.6NmMXF=(QX319.5+ XA245.5+ XD93)10-3=(1709319.5+1857.2245.5+52

40、2.793)10-3=41.4 NmMXD=(QX226.5+XA125.3)10-3=(1709226.5+ 1857.2125.3)10-3=104.2 NmMXC=0 MXB=0 垂直面見(jiàn)圖4.6bMYA=QY7410-3=5897410-3=43.6 NmMYE=(QY133.5YA 59.5)10-3=(589133.5541959.5) 10-3=401 NmMYD=(YB152.5YF93)10-3=(3253152.5237 93)10-3=518.1 NmMYF=YB59.510-3=325359.510-3=193.6 NmMYB =0 MYC=0 合成彎矩見(jiàn)圖4.6cMA

41、 =( MXA2+ MYA2)1/2=( 126.42+ 43.62)1/2=133.7NmME =( MXE2+ MYE2)1/2=(117.62+ 4012)1/2=417.9NmMD =( MXD2+ MYD2)1/2=(104.22+ 518.12)1/2=528.5NmMF =( MXF2+ MYF2)1/2=(41.42+ 193.62)1/2=197.9Nm最大彎矩MMAX = MD =528.5Nm最大扭矩MnMAX = MND + MNF =96.29+4.8=101.09Nm4.9.3 驗(yàn)算軸徑由資料查得 40Cr d100mm時(shí)b=7500N/cm2 s=5200N/cm

42、2 -1=37000N/cm2 H=241286D截面 K=1.71 k=1.465K=1.95 k=1.795應(yīng)用過(guò)盈配合公式dMwa= MD =528.5 NM=52850 NcmMna= MNMAX /2=101.09/2=50.545 Nm =5054.5 Ncm=0.69%取S=1.8-1=-1/S=37000/1.8=20550 N/ cm2d=44.69d=48 cm故取d=48cm 強(qiáng)度合格4.10軸承選擇 滾動(dòng)軸承是現(xiàn)代機(jī)器中廣泛應(yīng)用的部件之一，它是依靠主要元件間的滾動(dòng)接觸來(lái)支承轉(zhuǎn)動(dòng)零件的。與滑動(dòng)軸承相比，滾動(dòng)軸承具有摩擦阻力小，功率消耗小，啟動(dòng)容易等特點(diǎn)。因此，此次設(shè)計(jì)的軸

43、承主要選擇滾動(dòng)軸承。A即主軸左端處軸承為：33210 其主要性能參數(shù)：C=27800N C0=17500N nlim=7500r/min 主要特性：額定動(dòng)載荷比為1.6-3.5，可以同時(shí)承受徑向載荷及軸向載荷。外圈可分離，安裝時(shí)可調(diào)整軸承的游隙，承載能力大，一般成對(duì)使用。B處即主軸右端處軸承為32005，與A處的軸承是配對(duì)使用的。 其主要性能參數(shù)與處的軸承是一樣的。C=21010N C0=13900N nlim=8500r/minC處即為連桿與偏心裝置處的軸承為：?jiǎn)瘟猩顪锨蜉S承61912， 其主要性能：主要承受徑向載荷，也可同時(shí)承受小的軸向載荷；當(dāng)量摩擦系數(shù)較小，軸向位移限制在軸向游隙范圍內(nèi)；

44、極限轉(zhuǎn)速高；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸小；潤(rùn)滑簡(jiǎn)單；密封性好，防塵性好。C=47200N C0=42600N nlim=8500r/min行星軸上的軸承選擇：角接觸球軸承，左右兩邊各一個(gè)，配對(duì)使用，并且型號(hào)都為6301。由前面軸的受力分析可以看出，軸承只受徑向力，而無(wú)軸向力。軸承所承受的徑向力分別為：FrA=（XA2+YA2）1/2=（1857.22+5419.42）1/2=5728.8NFrB=（XB2+YB2）1/2=（6972+32532）1/2=3326.8NFrE=YE=4749.25N4.10.1軸承壽命計(jì)算（1）當(dāng)量動(dòng)載荷PPA=fP FrA =1.25728.8=6874.6NPB=fP

45、FrB =1.23326.8=3992.2NPE=fP FrE =1.24749.25=5699.1N式中fP載荷系數(shù)=1.2（2）軸承壽命LhA處軸承:LhA=16670（C/ PA）10/3/n=16670（27800/ 6874.6）10/3/255=6887.35hB處軸承:LhB=16670（C/ PB）10/3/n=16670（20100/3992.2）10/3/255=8343hC處軸承:LhE=16670（C/ PE）10/3/n=16670（27800/ 5699.1）10/3/255=37136.7h4.10.2靜載荷計(jì)算（1）COA/S0=17500/1.2=14583N

46、COB/S0=13900/1.2=11593NCOB/S0=42600/1.2=35500N式中：S0靜載荷安全系數(shù) 取S0=1.2（2）驗(yàn)算當(dāng)量靜載荷P0P0A=X0FA+Y0Fa =0.65728.8+0 =3437.2NFAP0A=FAP0B=X0FB+Y0FB=0.63326.8+0=1996.1NFB取P0B=FBP0E=X0FE+Y0FE =0.65699.1=3419.5Fe式中: X0靜載荷系數(shù)(徑向)X0=0.6 Y0靜載荷系數(shù)(軸向) Y0=0.5P0A COA/S0P0B COB/S0P0E COE/S0故滿足要求。4.11 軸上鍵的選擇主軸上與齒輪連接處為花鍵連接，與連

47、桿連接處為普通平鍵連接，4.11.1 平鍵的選擇 根據(jù)主軸的直徑，可選擇平鍵的寬為8mm，高為7mm，長(zhǎng)為20mm。4.11.2 平鍵的強(qiáng)度校核 由于此平鍵的連接為動(dòng)連接，則依據(jù)校核公式P=61.21pa 其中，T為傳遞的轉(zhuǎn)矩（N.m）； d為軸的直徑（mm）； k為鍵與輪轂的接觸高度（mm），平鍵為0.4h； l為鍵的工作長(zhǎng)度（mm）。通過(guò)查表可得，此鍵的許用壓強(qiáng)p為40Mpa，pp，所以，此鍵連接安全。4.11.3 花鍵的選擇 在本次設(shè)計(jì)里，花鍵的連接主要應(yīng)用在主軸與齒輪之間的連接處，根據(jù)矩形花鍵的小徑定心原理，主軸最左處d=36，可選擇花鍵的規(guī)格為836407（NdDB），主軸上套筒與齒

48、輪連接處d=46，可選擇花鍵類型為846509（NdDB）。4.11.4 花鍵的強(qiáng)度校核 花鍵連接的類型和尺寸通常根據(jù)被連接件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，使用要求和工作條件選擇。為避免鍵齒工作表面壓潰（靜連接）或過(guò)度磨損（動(dòng)連接），應(yīng)進(jìn)行必要的強(qiáng)度校核計(jì)算，計(jì)算公式如下： P=0.2Mpa 其中 T傳遞轉(zhuǎn)矩（N.mm）； 各齒間載荷不均勻系數(shù)，一般取0.7-0.8，齒數(shù)多時(shí)取偏小值； Z花鍵的齒數(shù)； l齒的工作長(zhǎng)度（mm）； h鍵齒工作長(zhǎng)度（mm）； d平均直徑（mm）；而花鍵連接的許用壓強(qiáng)為p=310Mpa，并且pp,所以此花鍵連接安全。同理，載荷套與齒輪連接處的花鍵p=1.3p，也安全。4.12活塞密封圈

49、的選擇根據(jù)以前的資料，泥漿泵一般選用O型密封圈，但是一般都?jí)勖婚L(zhǎng)，須經(jīng)常更換，這不僅增加了泵的維修護(hù)理費(fèi)用，更是浪費(fèi)了寶貴的時(shí)間，降低了工人的勞動(dòng)生產(chǎn)率，所以通過(guò)查找有關(guān)資料了解到，一種C形滑環(huán)式的組合密封能夠解決上述問(wèn)題。柱塞在行腔內(nèi)采用兩道C形滑環(huán)式組合密封，能承受高壓，高溫度，低溫，耐磨，自潤(rùn)滑，適用于水、水泥漿、砂漿、礦物油、酸、堿等各類介質(zhì)。柱塞通過(guò)一套冷卻裝置降低溫升，只需把膠皮水管一端接進(jìn)直通管接頭，冷卻水即可進(jìn)入冷卻水管，冷卻拉桿和柱塞。 4.13. 泵的潤(rùn)滑 1.擰開(kāi)箱體尾上部的加油螺塞，可向箱內(nèi)加潤(rùn)滑油，直到圓形塑料油標(biāo)線為止。 2.泵在運(yùn)轉(zhuǎn)前和運(yùn)轉(zhuǎn)中，應(yīng)經(jīng)常觀察油標(biāo)。油

50、位不得低于油標(biāo)的中心高。低時(shí)，應(yīng)補(bǔ)充加油。 3.連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，應(yīng)檢查潤(rùn)滑油的變化情況，潤(rùn)滑油變質(zhì)、變臟，要及時(shí)更換。放臟油時(shí)，只需擰開(kāi)箱體底部的放油螺塞。 4.帶輪和減速器的傳動(dòng)部位選用脂潤(rùn)滑的方式，可定時(shí)涂抹潤(rùn)滑脂。第五章 泵的使用和維護(hù)5.1用途XQB75/3.5型灌用泥漿泵用于各種壩基工程和各種加固工程中灌漿，是輸送水泥漿或水泥沙漿介質(zhì)的灌漿工程配套設(shè)備。使用于壩基工程，巖基帷幕灌漿、邊坡固結(jié)灌漿、隧道灌漿、地鐵灌漿加固工程的基礎(chǔ)處理鉚索灌漿。 5.2結(jié)構(gòu) XQB75/3.5型灌用泥漿泵為立式單作用柱塞泵，由單獨(dú)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)及泵體裝在同一個(gè)機(jī)架上，用三根B型三角皮帶將動(dòng)力直接傳遞給泵從動(dòng)皮帶輪，帶動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)。 泵由底座，泵體，電機(jī)，皮帶輪，減速器，主軸，缸套，連桿，柱塞，空氣室，壓力表及防護(hù)罩等組成。缸套，柱塞，閥座，及鋼球是完成吸入及排出泥漿的部分。柱塞由軸上的偏心裝置通過(guò)連桿帶動(dòng)的，泵軸上的軸承