畢業(yè)論文定稿-150型全液壓注漿泵設(shè)計(jì)
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150 型全液壓注漿泵設(shè)計(jì)詳細(xì)圖紙可扣扣咨詢(xún) 414951605 或 1304139763摘 要隨著產(chǎn)品技術(shù)水平的不斷提高,油田 80%以上鉆機(jī)產(chǎn)品的功能設(shè)置及實(shí)際使用的需要,都要求配備往復(fù)式泥漿泵。在鉆機(jī)各部件的動(dòng)力傳動(dòng)中,除空壓機(jī),泥漿泵外其它部件均采用了液壓傳動(dòng)及控制技術(shù),由于機(jī)械式往復(fù)泥漿泵結(jié)構(gòu)復(fù)雜,動(dòng)力傳動(dòng)及流量控制不靈活,沖擊大,重量重影響了鉆機(jī)產(chǎn)品整體水平的提高。以往的 150 型注漿泵都是采用了機(jī)械動(dòng)力源,而這次課題的設(shè)計(jì)主要是將機(jī)械動(dòng)力源改進(jìn)為全液壓動(dòng)力源。該方案使用了液控自動(dòng)往復(fù)機(jī)構(gòu)原理,不同于以往的機(jī)械往復(fù)機(jī)構(gòu)。該換向機(jī)構(gòu)及控制原理簡(jiǎn)單,換向平穩(wěn)、可靠,換向時(shí)間可調(diào),無(wú)死點(diǎn)。系統(tǒng)所使用零件皆為通用件,加工容易,成本低,易磨損零件少,易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)和推廣,只要機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、計(jì)算準(zhǔn)確可以避免換向時(shí)的沖擊現(xiàn)象,保證系統(tǒng)換向自如。本次設(shè)計(jì)收集關(guān)于泥漿泵的資料、分析了液壓自動(dòng)換向機(jī)構(gòu)、提出了新型液壓泥漿泵系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案,然后對(duì)機(jī)械與液壓系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)與計(jì)算并通過(guò)三維軟件制出 150型全液壓泥漿泵的三維圖。關(guān)鍵字:泥漿泵 液壓 自動(dòng)換向 三維設(shè)計(jì)150 型全液壓注漿泵設(shè)計(jì)詳細(xì)圖紙可扣扣咨詢(xún) 414951605 或 1304139763AbstractWith increasing levels of product technology , more than 80% oil rig product feature set and requires actual use , are required with a reciprocating mud . The power transmission member of the drilling rig , in addition to the air compressor , the other parts are made of mud outside the hydraulic drive and control technology , the complexity of the mechanical structure of the reciprocating mud pump , flow control and power transmission is not flexible , shock , heavy weight influence the improvement of the overall level of rig products .Past 150 injection pump are using mechanical power source , and this topic is designed primarily to improve the mechanical power source for the full hydraulic power source. The program uses the principle of automatic reciprocating hydraulic control mechanism , unlike the conventional mechanical reciprocating mechanism . The commutation mechanism and control principle is simple, for the smooth , reliable commutation time is adjustable, no dead spots . System used parts are common parts, easy processing , low cost, easy to less wear and tear parts , easy to implement industrial production and promotion, as long as the institutions designed to calculate the exact impact of the phenomenon can be avoided when reversing , ensure that the system commutation freely.150 型全液壓注漿泵設(shè)計(jì)詳細(xì)圖紙可扣扣咨詢(xún) 414951605 或 1304139763The design of the collection of information about the mud , the analysis of the hydraulic automatic reversing mechanism proposed new hydraulic mud system design , and mechanical and hydraulic system design and calculation , and the whole system out of 150 hydraulic mud through three-dimensional software pump three-dimensional map .Keywords: Mud pump Aydraulic Automatic commutation 3D design目 錄摘 要 .1Abstract.2第一章 緒論 .41.1 概述 .41.1.1 泥漿泵介紹 .41.1.2 泥漿泵的作用和特點(diǎn) .51.1.3 鉆探工作對(duì)泥漿泵性能的要求 52)泥漿泵的排出壓力也要能在較大范圍進(jìn)行調(diào)節(jié); .6150 型全液壓注漿泵設(shè)計(jì)詳細(xì)圖紙可扣扣咨詢(xún) 414951605 或 13041397631.2 泥漿泵的發(fā)展現(xiàn)況 .61.3 泥漿泵的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 71.3.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀 71.3.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀 71.4 課題研究背景及主要任務(wù) 8第二章 全液壓泥漿泵的總體設(shè)計(jì) .92.1 液壓泥漿泵簡(jiǎn)介 92.2 傳統(tǒng)式泥漿泵的原理分析 102.3 方案設(shè)計(jì) .102.3.1 方案一:機(jī)動(dòng)一液控自動(dòng)換向機(jī)構(gòu) 112.3.2 方案二:機(jī)動(dòng)— 電控自動(dòng)換向機(jī)構(gòu) .112.3.3 方案三:電液換向閥的換向機(jī)構(gòu) 122.3.4 方案四:液控自動(dòng)往復(fù)換向機(jī)構(gòu) 132.4 方案的確定 14第三章 全液壓泥漿泵的設(shè)計(jì)計(jì)算 .153.1 參數(shù)要求 .153.2 泵的設(shè)計(jì) .153.2.1 泵的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .153.2.2 泵的功率計(jì)算 153.2.3 各零部件的尺寸確定和校核 163.2.4 進(jìn)出油口徑的確定 .183.3 驅(qū)動(dòng)油缸的設(shè)計(jì) .19150 型全液壓注漿泵設(shè)計(jì)詳細(xì)圖紙可扣扣咨詢(xún) 414951605 或 13041397633.3.1 驅(qū)動(dòng)油缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .193.3.2 液壓系統(tǒng)的功率計(jì)算 .203.3.3 液壓系統(tǒng)參數(shù)計(jì)算 .20第四章 全液壓泥漿泵的計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)繪圖 .254.1 缸體的設(shè)計(jì) 254.2 泵體的設(shè)計(jì) 264.3 缸蓋的設(shè)計(jì) .274.4 活塞的設(shè)計(jì) .274.4 泥漿泵裝配設(shè)計(jì) .28第五章 全液壓泥漿泵的使用和維護(hù) .295.1 安裝 295.2 泥漿泵的使用與維護(hù) 295.2.1 泥漿泵在開(kāi)啟前的維護(hù)與保養(yǎng) 305.2.2 泥漿泵在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中的使用與維護(hù) 30第六章 150 型泥漿泵的經(jīng)濟(jì)可行性分析 .32結(jié) 論 .33參考文獻(xiàn) .34致 謝 .35附錄:外文翻譯 .36150 型全液壓注漿泵設(shè)計(jì)詳細(xì)圖紙可扣扣咨詢(xún) 414951605 或 1304139763第一章 緒論1.1 概述1.1.1 泥漿泵介紹泥漿泵,是指在鉆探過(guò)程中向鉆孔里輸送泥漿或水等沖洗液的機(jī)械。泥漿泵是鉆探設(shè)備的重要組成部分。在常用的正循環(huán)鉆探中﹐它是將地表沖洗介質(zhì)──清水﹑泥漿或聚合物沖洗液在一定的壓力下,經(jīng)過(guò)高壓軟管﹑水龍頭及鉆桿柱中心孔直送鉆頭的底端,以達(dá)到冷卻鉆頭、將切削下來(lái)的巖屑清除并輸送到地表的目的。常用的泥漿泵是活塞式或柱塞式的,由動(dòng)力機(jī)帶動(dòng)泵的曲軸回轉(zhuǎn),曲軸通過(guò)十字頭再帶動(dòng)活塞或柱塞在泵缸中做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。在吸入和排出閥的交替作用下,實(shí)現(xiàn)壓送與循環(huán)沖洗液的目的。150 型全液壓注漿泵設(shè)計(jì)詳細(xì)圖紙可扣扣咨詢(xún) 414951605 或 13041397631.1.2 泥漿泵的作用和特點(diǎn)在使用旋轉(zhuǎn)鉆井法鉆石油、天然氣井的作業(yè)中,鉆井往復(fù)泵用于泵送鉆井液—泥漿,使其循環(huán)流動(dòng)進(jìn)行沖井。所以鉆井泵通常被稱(chēng)為泥漿泵。按其工作重要性,又被比擬為“鉆機(jī)的心臟”。泥漿循環(huán)是旋轉(zhuǎn)鉆井過(guò)程中的關(guān)鍵作業(yè),主要有以下作用:1)清除井底的巖屑并將其經(jīng)由環(huán)形空間攜至地面;2)在井壁上造泥餅,防止井壁坍塌;3)平衡或控制已鉆開(kāi)的井段中的油、氣、水層壓力,防止井噴;4)處理井下復(fù)雜情況。如遇裂縫地層時(shí)泵入堵漏材料,遇卡鉆時(shí)泵入原油、柴油解卡等。5)冷卻鉆頭,潤(rùn)滑旋轉(zhuǎn)的鉆柱。1.1.3 鉆探工作對(duì)泥漿泵性能的要求鉆探工作對(duì)泥漿泵的要求主要有以下幾點(diǎn):1)泥漿泵的排量要能簡(jiǎn)便、迅速地在較大范圍進(jìn)行調(diào)節(jié),最好能實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)節(jié);150 型全液壓注漿泵設(shè)計(jì)詳細(xì)圖紙可扣扣咨詢(xún) 414951605 或 13041397632)泥漿泵的排出壓力也要能在較大范圍進(jìn)行調(diào)節(jié);3)當(dāng)根據(jù)鉆進(jìn)工藝規(guī)程將泵量調(diào)定以后,它不能隨泵的排出壓力的變化而發(fā)生變化;4)工作可靠、易損件壽命長(zhǎng)、便于維修保養(yǎng);5)要能適應(yīng)不利條件下的工作;6)運(yùn)移性要好。1.2 泥漿泵的發(fā)展現(xiàn)況到目前為止,使用泥漿泵鉆井己有一百多年的歷史。早期的泥漿泵的功能僅在于循環(huán)泥漿、冷卻井底、攜帶巖屑和在井壁形成泥餅。在四十年代末,采用了噴射式鉆井,以及后來(lái)的井下動(dòng)力鉆具鉆井,利用高壓泥漿的沖蝕力輔助破碎巖石可以加快鉆井速度,利用泥漿的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)井下渦輪鉆具也可以旋轉(zhuǎn)鉆井,從而擴(kuò)大了泥漿泵的功能和使用范圍。泥漿泵早期的典型結(jié)構(gòu)是雙缸雙作用泵,這種泵使用時(shí)比較可靠,但是體積和重量都較大,效率低,壓力波動(dòng)大。隨著鉆井井深的增加和套管層次的增多,對(duì)鉆井泵的排量和泵壓提出了愈來(lái)愈高的要求。這也導(dǎo)致了泵功率的急劇加大,泵的重量和外形尺寸也隨之增加。為減輕泵重,當(dāng)時(shí)在雙缸泵的設(shè)計(jì)上較大的改進(jìn)是以鋼代鐵和減小泵寬。以鋼帶鐵是用鋼板焊接的泵殼代換鑄鐵泵殼,并將一些零件改用優(yōu)質(zhì)合金鋼制造;減小泵寬是應(yīng)用大直徑的滾動(dòng)軸承作連桿大端支撐,摒棄懸臂曲拐軸設(shè)計(jì)。這樣,兩缸中心距明顯縮小。這些都是50年代雙缸泵的主要改進(jìn)之處。當(dāng)然,除此之外在細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)上也有不少改進(jìn)。盡管在50-60年代噴射鉆井工藝本身提出了 Pa的泵壓5210?要求,但雙缸泵的實(shí)際持續(xù)工作泵壓只能達(dá)到 Pa左右。限制泵壓提高的主要因510?素是活塞橡膠皮碗的壽命。雙缸雙作用泵的活塞是“捂”在缸體里的,冷卻散熱條件極差。盡管沖次不高,但在高壓下由于活塞皮碗與缸套的摩擦,仍將產(chǎn)生100℃上下的溫度:再加上與缸套間的各種磨損作用,皮碗很快老化破裂,不能保證鉆井作業(yè)的正常進(jìn)行和使用的合理壽命。但這種單向活塞和敞口缸套的結(jié)構(gòu)給吸入帶來(lái)了特殊的問(wèn)題,即三缸泵的吸入過(guò)程中,只要缸內(nèi)壓力低于當(dāng)?shù)卮髿鈮?,空氣就可能從活塞背后侵入液缸而破壞正常吸入。所以,在原則上三缸泵應(yīng)配置灌注泵,這也是國(guó)外通常的做法。三缸單作用泥漿泵的優(yōu)點(diǎn)在于體積小、重量輕、效率高、壓力波動(dòng)小,特別適用于鉆井。三缸單作用泥漿泵經(jīng)過(guò)三十多年的不斷改進(jìn)和完善,在性能上、結(jié)構(gòu)上、可靠性、150 型全液壓注漿泵設(shè)計(jì)詳細(xì)圖紙可扣扣咨詢(xún) 414951605 或 1304139763適應(yīng)性與經(jīng)濟(jì)性等方面,已經(jīng)走向成熟,使用效果也很顯著。在我國(guó),第一臺(tái)泵是五十年代誕生的,為雙缸泵。在七十年代,由于鉆井工藝的試驗(yàn)和推廣,引進(jìn)國(guó)外三缸泵及技術(shù)。從此開(kāi)始了三缸泵的研制工作,它在短短的數(shù)年中取代了雙缸泵,成為提高噴射鉆井水平的關(guān)鍵設(shè)備。1.3 泥漿泵的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.3.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀國(guó)外對(duì)注漿泵的研究開(kāi)發(fā)起步比較早,技術(shù)也比國(guó)內(nèi)先進(jìn)“德國(guó)是歐洲注漿泵發(fā)展最快的國(guó)家,第一臺(tái)得到成功應(yīng)用的注漿泵就是在德國(guó)誕生,對(duì)注漿泵的起步和發(fā)展做出很大貢獻(xiàn) 1932 年由荷蘭開(kāi)發(fā)的第一臺(tái)機(jī)械式注漿泵,明確了注漿泵的構(gòu)造原理,為后來(lái)的機(jī)械式注漿泵開(kāi)發(fā)奠定了基礎(chǔ)“隨著科學(xué)技術(shù)的快速進(jìn)步,注漿泵往復(fù)換向的驅(qū)動(dòng)方式也從最初的機(jī)械式驅(qū)動(dòng)發(fā)展到現(xiàn)在的機(jī)電一體化形式“機(jī)械式驅(qū)動(dòng)方式以曲柄滑塊機(jī)構(gòu)為主,采用機(jī)械驅(qū)動(dòng)的注漿泵重量大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、磨損較快,造價(jià)高,所以現(xiàn)在使用場(chǎng)合較少“當(dāng)前應(yīng)用較多的幾種自動(dòng)換向機(jī)構(gòu)是:機(jī)動(dòng)一液控,機(jī)動(dòng)一電控,電一液,以及全液壓控制方式”它們依據(jù)自身特點(diǎn),在適當(dāng)?shù)墓ぷ鲌?chǎng)合使用,都能較好的實(shí)現(xiàn)往復(fù)換向不足之處在于,綜合前三種驅(qū)動(dòng)方式,機(jī)械碰撞使系統(tǒng)的可靠性不高,再有受電磁換向閥的電磁推力影響,不適合大流量閥,流量太大,壓力沖擊也很大,而且在環(huán)境條件惡劣,比如濕度較大場(chǎng)合,都會(huì)影響電器設(shè)備的性能,故障率較高,還存在安全隱患。而全液壓自動(dòng)換向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,換向平穩(wěn)可靠,使用維護(hù)方便,工況受環(huán)境因素影響較小,一直以來(lái)科技工作者在較大程度上都致力于開(kāi)發(fā)高性能的全液壓自動(dòng)換向控制系統(tǒng)“世界上第一臺(tái)由液壓驅(qū)動(dòng)的注漿泵是由施維英公司生產(chǎn)制造的,它以其排量大,振動(dòng)較小,而且能實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速等優(yōu)點(diǎn)使注漿泵進(jìn)入了較高的發(fā)展階段。”2011.5 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)碩士學(xué)位論文 3 小時(shí) 159 立方米,泵送水平距離可達(dá) 1600 米,泵送垂直距離可達(dá) 400 米美國(guó)也不乏有大的注漿泵制造商如湯姆森公司,亦能生產(chǎn)各類(lèi)型的注漿泵產(chǎn)品,日本目前擁有一批大型的注漿泵制造企業(yè),比如:三菱重工,極東開(kāi)發(fā)等。1.3.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀我國(guó)在五十年代開(kāi)始從國(guó)外引進(jìn)注漿泵,直到二十世紀(jì)八十年代,才較大范圍的推廣使用注漿泵“目前,國(guó)內(nèi)注漿泵生產(chǎn)企業(yè)有十余家,總生產(chǎn)能力 600 輛,主要集中在中聯(lián)重工三一重工、遼寧海諾、安徽星馬、上海普斯特 5 個(gè)企業(yè),產(chǎn)量占全行業(yè)的 95%泵150 型全液壓注漿泵設(shè)計(jì)詳細(xì)圖紙可扣扣咨詢(xún) 414951605 或 1304139763車(chē)的型號(hào)也有多種,泵送高度從 20 多米到 50 多米,國(guó)內(nèi)目前生產(chǎn)的注漿泵車(chē)多集中在37m 以下“我國(guó)雖然起步較晚,但發(fā)展相當(dāng)迅速,借鑒歐洲技術(shù)自主開(kāi)發(fā)”目前國(guó)內(nèi)占主導(dǎo)地位的泵送液壓系統(tǒng)有 3 種,一種是主要由三一重工所采用全液壓液控?fù)Q向系統(tǒng);第二種是采用電信號(hào)換向,主要為中聯(lián)重科采用;第三種是主要用在泵車(chē)上的閉式系統(tǒng),換向沖擊小,但成本比較高。全球注漿設(shè)備銷(xiāo)售額僅占工程機(jī)械銷(xiāo)售額的 3%,而在中國(guó)市場(chǎng)卻占到 10%中聯(lián)重科和三一重工兩大工程機(jī)械巨頭,都是從制造注漿泵和混凝土泵起家,以此積累資本延伸到其他工程機(jī)械產(chǎn)品的,而且注漿泵目前仍然是公司的主打產(chǎn)品“中國(guó)大規(guī)模的城市建設(shè)和整改在一定程度上促進(jìn)注漿泵和注漿機(jī)械工業(yè)的持續(xù)繁榮”近年來(lái),隨著注漿泵市場(chǎng)不斷擴(kuò)大,注漿技術(shù)水平的不斷提高,注漿泵的發(fā)展趨勢(shì)明顯呈現(xiàn)以下特點(diǎn):1)發(fā)展全液壓驅(qū)動(dòng)往復(fù)式注漿泵是主流2)盡量使得系統(tǒng)液壓沖擊小、噪聲低、注重環(huán)保3)提高注漿泵的輸出壓力4)液壓系統(tǒng)趨于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔,安裝調(diào)試方便等特點(diǎn)多采用集成閥塊形式5)提高注漿泵的工作可靠性和作業(yè)效率6)小批量、多品種適應(yīng)用戶(hù)要求1.4 課題研究背景及主要任務(wù)隨著產(chǎn)品技術(shù)水平的不斷提高,油田 80%以上鉆機(jī)產(chǎn)品的功能設(shè)置及實(shí)際使用的需要,都要求配備往復(fù)式泥漿泵。在鉆機(jī)各部件的動(dòng)力傳動(dòng)中,除空壓機(jī),泥漿泵外其它部件均采用了液壓傳動(dòng)及控制技術(shù),由于機(jī)械式往復(fù)泥漿泵結(jié)構(gòu)復(fù)雜,動(dòng)力傳動(dòng)及流量控制不靈活,沖擊大,重量重影響了鉆機(jī)產(chǎn)品整體水平的提高。目前油氣地震勘探工作正在向地理?xiàng)l件更加惡劣的地區(qū)轉(zhuǎn)移,油氣勘探鉆機(jī)需要配備高效,節(jié)能,重量輕,維護(hù)方便的泥漿泵,因此,將泥漿泵的驅(qū)動(dòng),控制方式由機(jī)械式改進(jìn)為液壓驅(qū)動(dòng)與控制對(duì)鉆機(jī)技術(shù)性能提高有著非常重要的作用。以往的 150 型注漿泵都是采用了機(jī)械動(dòng)力源,而這次課題的設(shè)計(jì)主要是將機(jī)械動(dòng)力源改進(jìn)為全液壓動(dòng)力源。全液壓動(dòng)力源的好處在于,它相對(duì)機(jī)械動(dòng)力源受到外界干擾比較少,可以增加注漿泵在惡劣的工作環(huán)境中的壽命,它是密封環(huán)境下工作的,可150 型全液壓注漿泵設(shè)計(jì)詳細(xì)圖紙可扣扣咨詢(xún) 414951605 或 1304139763以避免外界因素的干擾,加強(qiáng)了抗腐蝕性,同時(shí)也加強(qiáng)了工作時(shí)的安全性,密封環(huán)境下也降低了工作時(shí)的噪聲。全液壓動(dòng)力源提高了工作效率。同時(shí),液壓注漿泵因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,相對(duì)減少了生產(chǎn)的難度,防爆性能好,易于過(guò)載保護(hù)輸出特性可無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)和并下狹窄空間易于安裝布置等優(yōu)點(diǎn),深受煤礦行業(yè)歡迎。本文在分析現(xiàn)有機(jī)種自動(dòng)換向液壓往復(fù)機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上,提出了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換向的新方法,并用于驅(qū)動(dòng)雙缸雙作用往復(fù)液壓泵工作,實(shí)現(xiàn)泥漿泵的全液壓驅(qū)動(dòng)。課題主要完成的工作內(nèi)容:1)液壓自動(dòng)換向機(jī)構(gòu)的應(yīng)用研究2)新型液壓泥漿泵系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)3)機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)與計(jì)算4)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)與計(jì)算5)繪制裝配圖、零件圖和三維圖150 型全液壓注漿泵設(shè)計(jì)詳細(xì)圖紙可扣扣咨詢(xún) 414951605 或 1304139763第二章 全液壓泥漿泵的總體設(shè)計(jì)2.1 液壓泥漿泵簡(jiǎn)介目前,在油氣生產(chǎn)使用的泥漿幾乎都是機(jī)械動(dòng)力傳動(dòng)和控制的往復(fù)式活塞泵,由于機(jī)械式泥漿泵的動(dòng)力傳遞的特點(diǎn)決定了其傳遞效率低、體積大、部件磨損快、維修困難等缺點(diǎn)。近年來(lái),此問(wèn)題已吸引了各行業(yè)的許多工程技術(shù)人員對(duì)其進(jìn)行不斷的研150 型全液壓注漿泵設(shè)計(jì)詳細(xì)圖紙可扣扣咨詢(xún) 414951605 或 1304139763究,以期使此問(wèn)題得到解決,提高資源的利用率。隨著液壓技術(shù)的迅猛發(fā)展,利用液壓油缸實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換向直接驅(qū)動(dòng)泥漿泵的往返運(yùn)動(dòng)的方法稱(chēng)為眾多專(zhuān)家所關(guān)注、討論和實(shí)施的方案。解決泥漿泵的液壓驅(qū)動(dòng)和控制時(shí)的液壓壓力波動(dòng)大、泥漿對(duì)液壓活塞的磨損、合理的沖程長(zhǎng)度與缸徑比等問(wèn)題的方法已有眾多文章所分析、介紹。液壓往復(fù)泥漿泵往復(fù)動(dòng)作非常簡(jiǎn)單,只是要求換向機(jī)構(gòu)能夠及時(shí)、平穩(wěn)的自動(dòng)換向,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且動(dòng)作可靠,使用壽命長(zhǎng)等。其中,自動(dòng)換向機(jī)構(gòu)性能的好壞直接影響泥漿泵的使用性能。因此,本章就液壓泥漿泵的自動(dòng)換向問(wèn)題提出了新的解決方案。液壓泥漿泵的基本原理如下:隨著小型勘探鉆機(jī) 和水井鉆機(jī)技術(shù)的發(fā)展以及泥漿鉆井技術(shù)的使用不斷擴(kuò)展,小型泥漿泵的使用也越來(lái)越廣泛。但機(jī)械驅(qū)動(dòng)式泥漿泵結(jié)構(gòu)復(fù)雜、重量重、效率低,這些問(wèn)題嚴(yán)重制約著產(chǎn)品的技術(shù)水平提高。2.2 傳統(tǒng)式泥漿泵的原理分析以下圖所示傳統(tǒng)單缸雙作用泥漿泵為例分析泥漿泵的工作原理以便指導(dǎo)全液壓泥漿泵的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。如圖示由電機(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)雙作用活塞泵作功?;钊玫倪M(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 2.1 傳統(tǒng)泥漿泵原理圖150 型全液壓注漿泵設(shè)計(jì)詳細(xì)圖紙可扣扣咨詢(xún) 414951605 或 1304139763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 2.1)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。2.3 方案設(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)對(duì)傳統(tǒng)式泥漿泵的原理進(jìn)行分析結(jié)合設(shè)計(jì)背景要求,此次設(shè)計(jì)保留泵的結(jié)構(gòu)不變把機(jī)械式原動(dòng)機(jī)改為全液壓驅(qū)動(dòng),并且為提高泵的排量,減小泵的往復(fù)換向頻率和換向脈動(dòng)本此設(shè)計(jì)采用雙缸雙作用對(duì)稱(chēng)布置式往復(fù)泵。而要通過(guò)液壓驅(qū)動(dòng)泵的往復(fù)動(dòng)作,關(guān)鍵在于選擇合適的液壓換向機(jī)構(gòu),下面對(duì)幾種換向機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)如下:2.3.1 方案一:機(jī)動(dòng)一液控自動(dòng)換向機(jī)構(gòu)此類(lèi)機(jī)構(gòu)的換向特點(diǎn)是:當(dāng)活塞到達(dá)行程終點(diǎn)時(shí),與活塞桿聯(lián)動(dòng)的撞塊碰撞缸體上的先導(dǎo)閥閥芯或機(jī)架上的閥塊,使換向閥換向,進(jìn)而使液壓缸的運(yùn)動(dòng)換向,帶動(dòng)泥漿泵的活塞周而復(fù)始的往復(fù)運(yùn)動(dòng),其原理見(jiàn)下圖:圖中 A\B 是固定在缸體上的碰撞式行程換向閥,也成先導(dǎo)閥;C 為液恐換向閥;D 為固定在液壓缸活塞桿上的機(jī)械撞塊。此機(jī)構(gòu)要求結(jié)構(gòu)復(fù)雜,機(jī)械碰撞可靠性差,使用換向回路換向頻率較低,換向時(shí)沒(méi)有設(shè)計(jì)緩沖,換向沖擊大,不能充分利用液壓缸的長(zhǎng)度空間,但可以調(diào)整換向位置以適應(yīng)不同的換向距離要求,不能充分利用液壓缸的長(zhǎng)度空間,但可以調(diào)整換向位置以使用不同的換向距離要求,對(duì)機(jī)構(gòu)其他元件的使用性能影響大,整個(gè)系統(tǒng)的可靠性不高??捎糜谝话銠C(jī)械設(shè)備的液壓控制系統(tǒng)。2.3.2 方案二:機(jī)動(dòng)—電控自動(dòng)換向機(jī)構(gòu)下圖中,DT1、DT2 分別為對(duì)應(yīng)觸點(diǎn)行程開(kāi)關(guān)和電磁鐵開(kāi)關(guān),當(dāng)觸電行程開(kāi)關(guān)得150 型全液壓注漿泵設(shè)計(jì)詳細(xì)圖紙可扣扣咨詢(xún) 414951605 或 1304139763電時(shí),相應(yīng)的電磁鐵得電產(chǎn)生動(dòng)作,電磁換向閥 DT1、DT2 為一對(duì)互鎖開(kāi)關(guān),即其中一個(gè)開(kāi)關(guān)得電時(shí),另一個(gè)必然掉電,且不能同時(shí)得電。這類(lèi)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是:當(dāng)活塞到達(dá)行程終點(diǎn)時(shí),與活塞桿聯(lián)動(dòng)的撞塊碰撞機(jī)械觸電開(kāi)關(guān),通過(guò)電控系統(tǒng)使電磁換向閥換向,進(jìn)而使液壓缸活塞換向,實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的功能。因電磁閥受電磁力的限制,主要用于小型流量閥,當(dāng)流量較大時(shí),產(chǎn)生沖擊壓力較大,該系統(tǒng)同樣未考慮活塞在換向時(shí)的沖擊,也不能充分利用液壓缸的長(zhǎng)度空間,但可以調(diào)整換向位置以適應(yīng)不同換向距離的要求,適合在功率較小的場(chǎng)合,如普遍機(jī)床液壓系統(tǒng)等。2.3.3 方案三:電液換向閥的換向機(jī)構(gòu)電磁閥受電磁推力的限制,主要用于小型流量閥,它的換向時(shí)間短,每分鐘換向次數(shù)可達(dá) 600 次,在流量較大時(shí),產(chǎn)生沖擊力較大。一般在流量較大時(shí),采用液動(dòng)換向閥控制,換向時(shí)間較長(zhǎng),但換向中極力較小。此外,液動(dòng)換向閥單獨(dú)使用次數(shù)較少,常與電磁換向閥一起使用,即電——燁換向閥。利用電磁換向閥給出電訊號(hào)比較方便的優(yōu)點(diǎn),用來(lái)控制液動(dòng)換向閥的控制油路,為小流量閥,因其在電——液換向閥中起先導(dǎo)作用,一般稱(chēng)作先導(dǎo)閥。液動(dòng)換向閥由液壓控制,操作力大,為大流量閥,控制執(zhí)行元件的主油路,稱(chēng)主閥。以彈簧對(duì)中的三位四通換向閥(34EY)組成的自動(dòng)換向回路為例,介紹其自動(dòng)換向原理,如下圖:150 型全液壓注漿泵設(shè)計(jì)詳細(xì)圖紙可扣扣咨詢(xún) 414951605 或 1304139763換向時(shí)可能出現(xiàn)沖擊現(xiàn)象,該系統(tǒng)控制原理簡(jiǎn)單,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,使用可靠。但需要專(zhuān)門(mén)額控制電源,工作效率低,可在功率較小的機(jī)械設(shè)備中使用。圖中節(jié)流閥是通過(guò)控制先導(dǎo)閥的高壓流量為調(diào)節(jié)主閥的換向快慢的,由于此類(lèi)機(jī)構(gòu)沒(méi)有設(shè)計(jì)液壓缸的壓力或位置反饋裝置,可能因?yàn)樨?fù)載的不確定性而不能及時(shí)判斷液壓缸中活塞是否到達(dá)頂端,可能會(huì)造成空行程活活塞達(dá)到液壓缸頂端部后仍未換向而對(duì)系統(tǒng)零部件的損壞;降低了液壓缸的空間使用效率。2.3.4 方案四:液控自動(dòng)往復(fù)換向機(jī)構(gòu)換向機(jī)構(gòu)的工作原理是:該液壓換向機(jī)構(gòu)使用了緩沖液壓缸(原理圖見(jiàn)方案四),通過(guò)緩沖缸兩端產(chǎn)生的高壓控制油控制液壓換向閥換向。A 、B 為液壓缸的主油路進(jìn)、出油口,a、 b 為液壓缸的控制油路出油口,控制油路中設(shè)置了可調(diào)是節(jié)流閥、單向閥和蓄能器,主油路中設(shè)置了蓄能器。主油路換向使用了一個(gè)普通液控二位四通換向閥。液壓缸的換向由緩沖液壓缸活塞運(yùn)行至缸體端部時(shí),活塞與缸體端部出現(xiàn)的局部密封產(chǎn)生的高壓油流控制換向閥換向。工作過(guò)程中如下:方案四所示位置換向閥技能是液壓缸活塞正向右運(yùn)動(dòng),液壓缸左腔為高壓腔,右腔為低壓回油腔,控制口分別取得各自工作腔的壓力,因此Pa=PAPb=PB,二位四通換向閥保持右位機(jī)能不變 ,液壓缸活塞繼續(xù)向右運(yùn)動(dòng),當(dāng)活塞運(yùn)動(dòng)至右端緩沖區(qū)時(shí),活塞與缸體端部出現(xiàn)的局部封閉空間使壓力迅速升高,活塞開(kāi)始減速,控制口 b 得到這個(gè)壓力,該壓力值可以通過(guò)控制油路上的節(jié)流閥調(diào)定大小,我們是這個(gè)壓力高于系統(tǒng)壓力的某個(gè)值,即高于控制口 a 的壓力值 ,此時(shí),Pa=PAPB,二位四通換150 型全液壓注漿泵設(shè)計(jì)詳細(xì)圖紙可扣扣咨詢(xún) 414951605 或 1304139763向閥換向?yàn)橛椅粰C(jī)能,液壓缸左腔為低壓回油腔,右腔為高壓腔,液壓缸活塞換向后向左移動(dòng),這是 Pa=PAPb=PB,二位四通換向閥保持右位機(jī)能不變 ,液壓缸活塞繼續(xù)向右運(yùn)動(dòng),當(dāng)活塞運(yùn)動(dòng)至右端緩沖區(qū)時(shí),活塞與缸體端部出現(xiàn)的局部封閉空間使壓力迅速升高,活塞開(kāi)始減速,控制口 b 得到這個(gè)壓力,該壓力值可以通過(guò)控制油路上的節(jié)流閥調(diào)定大小,我們是這個(gè)壓力高于系統(tǒng)壓力的某個(gè)值,即高于控制口 a 的壓力值 ,此時(shí),Pa=PAPB,二位四通換向閥換向?yàn)橛椅粰C(jī)能,液壓缸左腔為低壓回油腔,右腔為高壓腔,液壓缸活塞換向后向左移動(dòng),這是 Pa=PA0.1cm=1mm取控制口直徑為:5mm,完全滿(mǎn)足控制油流在層流狀態(tài)流動(dòng)。7、密閉空間幾何尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算密閉空間前后的壓力為:P1=0.2MPa,P2=10MPa控制口兩端壓差△P=9.8MPa根據(jù)控制口兩端作用力相等,控制有關(guān)的通徑 d=Ф5mm,且近似認(rèn)為液壓油不可壓縮。,即2412PD???22d591?則密閉空間直徑為:,取 40mmm4.3859???考慮到實(shí)際使用時(shí)控制管路中液壓油的壓縮和不可避免的泄漏,以及當(dāng)系統(tǒng)在即將換向時(shí)停機(jī)后控制油的泄漏,還應(yīng)當(dāng)保持系統(tǒng)不能存在換向死點(diǎn),按照換向容積V 換向閥 =10.8cm3增加 20%作為密閉空間的實(shí)際容積,得密閉空間的容積為Q 密閉 =13cm3因此計(jì)算得密閉空間的最小長(zhǎng)度 m6.1c.54132????L為保險(xiǎn)及驗(yàn)證假設(shè)條件及計(jì)算是否合理,取密閉空間長(zhǎng)度為 20mm其余結(jié)構(gòu)尺寸不一一計(jì)算。- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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