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黑龍江科技學院
畢業(yè)設計（論文）任務書
姓名： 張大巍
任務下達日期： 2006 年 3 月 13 日
設計（論文）開始日期： 2006 年 3 月 13 日
設計（論文）完成日期： 2006 年 6 月 20 日
一、設計（論文）題目： 液壓注聚泵
二、專題題目： 實現(xiàn)液壓泵自動換向
三、設計的目的和意義：聚合物驅注入工藝是我國近十年來發(fā)展起來的提高原油采收率三次采油技術，它與常規(guī)原油開采相比,具有注聚項目藥劑費用投入大、運行費用高的復雜的系統(tǒng)工程。我國經(jīng)過十多年的科技攻關和礦場試驗，聚合物驅油已進入工業(yè)化階段。由于聚合物液有其特殊的工藝要求，油田迫切需要開發(fā)一種流量大、高效節(jié)能、壽命長、排量可調、易于維護和操作的新型液壓注聚泵。
四、設計（論文）主要內容：本文介紹了注聚泵的作用及其優(yōu)缺點，另外還介紹了往復泵的特點、分類、應用和發(fā)展，詳細介紹了液壓泵的規(guī)格及泵的安裝、調整、使用和保養(yǎng)，還有泵的維護。
五、設計目標：開發(fā)一種流量大、高效節(jié)能、壽命長、排量可調、易于維護和操作的新型液壓注聚泵。
六、進度計劃： 2006年3月13日至3月31日進行為期3周的生產(chǎn)實習；4月1日至4月10日完成對設計題目的資料收集與查詢；4月11日至5月10日完成對設計圖紙的繪制；5月11日至6月10日完成畢業(yè)設計說明書的編寫；6月11日至6月20日最后的審稿及說明書和圖紙的打印。
七、參考文獻資料：張連山，長沖程抽油機的現(xiàn)狀與發(fā)展，石油機械 ， 1997，25（6），49-52 10；徐志清,昊淑蓉，付劍等優(yōu)化注聚參數(shù)提高注聚效果，油氣田地面工程，(2002.7) 51-52；章宏甲.液壓傳動[M].北京:機械工業(yè)出版社，1992. 44-45, 122一123；《往復泵設計》編寫組，往復泵設計，北京機械工業(yè)出版社，403一405；機械設計手冊編委會，機械設計手冊，機械工業(yè)出版社，2004
指 導 教 師：
院（系）主管領導：
年 月 日
一、設計（論文）題目： 液壓注聚泵
二、專題題目： 實現(xiàn)液壓泵自動換向
三、設計的目的和意義：聚合物驅注入工藝是我國近十年來發(fā)展起來的提高原油采收率三次采油技術，它與常規(guī)原油開采相比,具有注聚項目藥劑費用投入大、運行費用高的復雜的系統(tǒng)工程。我國經(jīng)過十多年的科技攻關和礦場試驗，聚合物驅油已進入工業(yè)化階段。由于聚合物液有其特殊的工藝要求，油田迫切需要開發(fā)一種流量大、高效節(jié)能、壽命長、排量可調、易于維護和操作的新型液壓注聚泵。
四、設計（論文）主要內容：本文介紹了注聚泵的作用及其優(yōu)缺點，另外還介紹了往復泵的特點、分類、應用和發(fā)展，詳細介紹了液壓泵的規(guī)格及泵的安裝、調整、使用和保養(yǎng)，還有泵的維護。
五、設計目標：開發(fā)一種流量大、高效節(jié)能、壽命長、排量可調、易于維護和操作的新型液壓注聚泵。
六、進度計劃： 2006年3月13日至3月31日進行為期3周的生產(chǎn)實習；4月1日至4月10日完成對設計題目的資料收集與查詢；4月11日至5月10日完成對設計圖紙的繪制；5月11日至6月10日完成畢業(yè)設計說明書的編寫；6月11日至6月20日最后的審稿及說明書和圖紙的打印。
七、參考文獻資料：張連山，長沖程抽油機的現(xiàn)狀與發(fā)展，石油機械 ， 1997，25（6），49-52 10；徐志清,昊淑蓉，付劍等優(yōu)化注聚參數(shù)提高注聚效果，油氣田地面工程，(2002.7) 51-52；章宏甲.液壓傳動[M].北京:機械工業(yè)出版社，1992. 44-45, 122一123；《往復泵設計》編寫組，往復泵設計，北京機械工業(yè)出版社，403一405；機械設計手冊編委會，機械設計手冊，機械工業(yè)出版社，2004
目錄
摘要 I
Abstract II
第1章 緒論 1
1.1往復泵的作用及優(yōu)缺點 1
1.2往復泵的特點 2
1.2.1瞬時流量是脈動的 2
1.2.2平均流量是恒定的 3
1.2.3泵的壓力取決于管路特性 3
1.2.4對輸送的介質有較強的適應性 4
1.2.5有良好的自吸性能 4
1.3往復泵的分類 5
1.3.1按泵的的液力端特點分 5
1.3.2按傳動端的結構特點分 5
1.3.3按泵的驅動方式或配帶的原動機分 5
1.3.4按泵的排出壓力分 6
1.3.5按泵的每分鐘往復次數(shù)分 6
1.3.6按泵輸送介質某一突出特性分 6
1.3.7按泵的用途分 6
1.4往復泵的應用與發(fā)展 7
第2章 液壓注聚泵的方案確定 10
2.1液壓注聚泵主要結構參數(shù)的選擇與確定 10
2.2液壓系統(tǒng)主要技術參數(shù) 13
2.2.1系統(tǒng)內液流流速突變引起的液壓沖擊 13
2.2.2由運動部件制動所產(chǎn)生的液壓沖擊 14
2.2.3空氣室的理論設計 15
2.3液壓油.濾油器.溢流閥的確定 17
2.3.1液壓油的功能和基本要求 17
2.3.2溢流閥的選擇 18
2.3.3濾油器的選擇 19
2.4電動機的選擇 21
2.5選擇液壓泵的規(guī)格 21
2.5.1齒輪泵 22
2.5.2葉片泵 23
2.5.3柱塞泵 24
2.5.4螺桿泵 25
第3章 泵的結構及工作原理 27
3.1泵的結構 27
3.1.1底座 25
3.1.2動力組件 25
3.1.3傳動組件 25
3.1.4液缸組件 25
3.1.5安全閥組件 25
3.1.6穩(wěn)壓器組件 25
3.2泵的工作原理 28
第4章 泵的安裝、調整、使用和保養(yǎng) 30
4.1泵的安裝 30
4.1.1泵在安裝中存在的問題 30
4.2泵的調整 31
4.2.1曲柄的位置調整 31
4.2.2柱塞密封的調整 31
4.3泵的使用 31
4.3.1啟動及停車 31
4.4泵的維護與保養(yǎng) 33
4.5泵有關部件的調整和易損件的更換 33
4.5.1安全閥的調整 33
4.5.2柱塞及密封填料的更換 34
4.5.3閥、閥座、閥彈簧的更換 35
第5章 泵可能產(chǎn)生的故障及原因 36
結論 38
致謝 40
參考文獻 41
專題 42
附錄1 46
附錄2 54
摘 要
針對國內中后期油田高含水和特殊油藏開采需要，通過對往復泵的概述分析，說明了液壓注聚泵所要解決的主要問題，高效節(jié)能，排量可調，液壓傳動在國民生產(chǎn)各部門占有相當?shù)谋戎?，如何提高液壓系統(tǒng)的性能，減少它的缺點是我們現(xiàn)在和將來都一直努力的方向。本設計就是主要針對油田使用的注聚泵而進行的。注聚泵是油田中重要的生產(chǎn)工具，它的設計合格與否直接影響到油田的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)成本。因此，在設計中我通過查閱大量的有關資料，盡量使本次設計符合要求，減少它的缺點。本次設計也是對我們大學四年學習的一個總結。
關鍵詞： 液壓傳動 液壓系統(tǒng) 注聚泵
Abstract
Hydraulic transmission every department occupy a suitable one than serious, how improve hydraulic pressure systematic performance in national product, All diligent direction of the present and the future that the shortcoming of reducing it is us. Design and gather pump and go on to note that oil field use mainly originally. It is the important tool of production among the oil field that the note gathers the pump, its design is qualified to influence the production efficiency of the oil field and production cost directly . So, I try one's best to enable designing and fulfil requirements this time through consulting a large amount of relevant materials in the design, Reduce its shortcoming. This design is to a summary of study of four years of our university too.
Keyword: Hydraulic transmission Hydraulic pressure system The note gathers the pump
2
目錄
摘要 I
Abstract II
第1章 緒論 1
1.1往復泵的作用及優(yōu)缺點 1
1.2往復泵的特點 2
1.2.1瞬時流量是脈動的 2
1.2.2平均流量是恒定的 3
1.2.3泵的壓力取決于管路特性 3
1.2.4對輸送的介質有較強的適應性 4
1.2.5有良好的自吸性能 4
1.3往復泵的分類 5
1.3.1按泵的的液力端特點分 5
1.3.2按傳動端的結構特點分 5
1.3.3按泵的驅動方式或配帶的原動機分 5
1.3.4按泵的排出壓力分 6
1.3.5按泵的每分鐘往復次數(shù)分 6
1.3.6按泵輸送介質某一突出特性分 6
1.3.7按泵的用途分 6
1.4往復泵的應用與發(fā)展 7
第2章 液壓注聚泵的方案確定 10
2.1液壓注聚泵主要結構參數(shù)的選擇與確定 10
2.2液壓系統(tǒng)主要技術參數(shù) 13
2.2.1系統(tǒng)內液流流速突變引起的液壓沖擊 13
2.2.2由運動部件制動所產(chǎn)生的液壓沖擊 14
2.2.3空氣室的理論設計 15
2.3液壓油.濾油器.溢流閥的確定 17
2.3.1液壓油的功能和基本要求 17
2.3.2溢流閥的選擇 18
2.3.3濾油器的選擇 19
2.4電動機的選擇 21
2.5選擇液壓泵的規(guī)格 21
2.5.1齒輪泵 22
2.5.2葉片泵 23
2.5.3柱塞泵 24
2.5.4螺桿泵 25
第3章 泵的結構及工作原理 27
3.1泵的結構 27
3.1.1底座 25
3.1.2動力組件 25
3.1.3傳動組件 25
3.1.4液缸組件 25
3.1.5安全閥組件 25
3.1.6穩(wěn)壓器組件 25
3.2泵的工作原理 28
第4章 泵的安裝、調整、使用和保養(yǎng) 30
4.1泵的安裝 30
4.1.1泵在安裝中存在的問題 30
4.2泵的調整 31
4.2.1曲柄的位置調整 31
4.2.2柱塞密封的調整 31
4.3泵的使用 31
4.3.1啟動及停車 31
4.4泵的維護與保養(yǎng) 33
4.5泵有關部件的調整和易損件的更換 33
4.5.1安全閥的調整 33
4.5.2柱塞及密封填料的更換 34
4.5.3閥、閥座、閥彈簧的更換 35
第5章 泵可能產(chǎn)生的故障及原因 36
結論 38
致謝 40
參考文獻 41
專題 42
附錄1 46
附錄2 54
摘 要
針對國內中后期油田高含水和特殊油藏開采需要，通過對往復泵的概述分析，說明了液壓注聚泵所要解決的主要問題，高效節(jié)能，排量可調，液壓傳動在國民生產(chǎn)各部門占有相當?shù)谋戎?，如何提高液壓系統(tǒng)的性能，減少它的缺點是我們現(xiàn)在和將來都一直努力的方向。本設計就是主要針對油田使用的注聚泵而進行的。注聚泵是油田中重要的生產(chǎn)工具，它的設計合格與否直接影響到油田的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)成本。因此，在設計中我通過查閱大量的有關資料，盡量使本次設計符合要求，減少它的缺點。本次設計也是對我們大學四年學習的一個總結。
關鍵詞： 液壓傳動 液壓系統(tǒng) 注聚泵
Abstract
Hydraulic transmission every department occupy a suitable one than serious, how improve hydraulic pressure systematic performance in national product, All diligent direction of the present and the future that the shortcoming of reducing it is us. Design and gather pump and go on to note that oil field use mainly originally. It is the important tool of production among the oil field that the note gathers the pump, its design is qualified to influence the production efficiency of the oil field and production cost directly . So, I try one's best to enable designing and fulfil requirements this time through consulting a large amount of relevant materials in the design, Reduce its shortcoming. This design is to a summary of study of four years of our university too.
Keyword: Hydraulic transmission Hydraulic pressure system The note gathers the pump
59
第1章 緒 論
1.1往復泵的作用及優(yōu)缺點
往復泵是工業(yè)泵中不可缺少的一類產(chǎn)品。它的突出優(yōu)點是：可獲得高的排壓，且流量與壓力無關，適應輸送介質十分廣泛，吸入性能好，效率高，泵的性能不隨壓力和輸送介質粘度的變動而變動。在當今世界能源緊缺的形勢，往復泵作為節(jié)能產(chǎn)品，在石油開發(fā)、管道輸煤、煤氣化工、電站排渣、礦山開采等方面起著重要作用，而且在壓力容器檢測和實現(xiàn)現(xiàn)代化石油化工工業(yè)全面自動化操作方面也是不可缺少的品種。近年來，其產(chǎn)量明顯增長，證明了它在國民經(jīng)濟發(fā)展中的地位。
往復泵的主要缺點就在于它是一種低速機械，因此，體積和重量很大。這類泵結構比較復雜，配套性強而通用性差；品種多而批量小，它的總產(chǎn)量約占整個泵類總產(chǎn)值3%左右。正因為如此，往往不注意這類產(chǎn)品的開發(fā)。以致這類產(chǎn)品的研究成果和文獻資料也很少。至今全面地、系統(tǒng)地介紹往復泵結構、設計方面的書，至今還很少。
往復泵是泵類產(chǎn)品中出現(xiàn)最早的一種，至今已有2100多年的歷史。在旋轉式原動機出現(xiàn)以前，往復泵幾乎是唯一的泵類。在旋轉式原動機出現(xiàn)以后，才逐步地產(chǎn)生了離心泵和轉子泵等其它類型的泵。后出現(xiàn)的泵，由于它們的結構比較簡單、操作比較方便，而且還有體積小、重量輕、流量均勻等一系列優(yōu)點，致使原來使用往復泵的地方逐步地為這些泵類所取代。目前，往復泵的產(chǎn)量只占整個泵類總產(chǎn)量很少的一部分。但是，往復泵所具有的特點并沒有被其它類型泵所取代。有些特點仍為其它類型泵所不及，因此，它非但不會被淘汰，而且仍將作為一種不可缺少的泵類，被廣泛采用。
1.2往復泵的特點
在離心式和容積式兩大類泵中，往復泵屬于容積式泵。亦即它也是借助工作腔里的容積周期性變化來達到輸送液體的目的；原動機的機械能經(jīng)泵直
接轉化為輸送液體的壓力能；泵的流量只取決于工作腔容積變化值及其在單位時間內的變化次數(shù)（頻率），而（在理論上）與排出壓力無關。
往復泵和其它類型容積式泵的區(qū)別，僅在于它實現(xiàn)工作腔容積變化的方式和結構特點上；往復泵是借助于活塞（柱塞）在液缸工作腔內的往復運動（或通過隔膜、波紋管等撓性元件在工作腔內的周期性變形）來使工作腔容積產(chǎn)生周期性變化的。在結構上，往復泵的工作腔是借助密封裝置與外界隔開，通過泵閥（吸入閥和排出閥）與管路溝通或閉合。
往復泵這一實現(xiàn)工作腔容積變化的方式和結構特點，構成了這類類型泵性能參數(shù)和總體結構的一系列特點。這些特點也正是這類類型泵借以生存、競爭和發(fā)展的依據(jù)：
1.2.1瞬時流量是脈動的
這是因為在往復泵中，液體介質的吸入和排出過程（即容積變化過程）是交替進行的，而且活塞（柱塞）在位移過程中，其速度又在不斷地變化之中。在只有一個工作腔（單缸泵）的泵中，泵的瞬時流量不僅隨時間而變化，而且是不連續(xù)的；在具有多個工作腔（多缸泵）的泵中，如果工作腔的工作相位安排適當，則可減小排出集液管路中瞬時流量的脈動幅度，乃至可達到在實用上可認為是穩(wěn)定流的地步。當然，此時相應的泵的結構也就變得復雜了。也正因為如此，往復泵的工作腔不宜設置過多。因此，往復泵瞬時流量的脈動性也就不可避免，只不過因不同泵型其脈動程度有大有小而已。
1.2.2平均流量是恒定的
由前述往復泵實現(xiàn)工作腔容積變化的方式和結構特點可知，當泵的設計合理、制造質量又好時，泵的流量只取決于工作腔容積的變化值及其頻率。具體地講：泵的流量只取決于泵的主要結構參數(shù)——n（每分鐘往復次數(shù)）、S（活塞或柱塞行程）、D（活塞或柱塞直徑）、Z（工作腔或活塞數(shù)目），而（在理論上）與排出壓力無關，且與輸送介質(液體)的溫度、粘度等物理、化學性質無關（實際上，由于介質性質和排出壓力不同，密封或泵閥處的泄漏量
也有所不同，因此也可以說有一點關系）。當泵的每分鐘往復次數(shù)一定時，泵的流量也是恒定的。
往復泵這一特點也正是作為計量泵選型的基礎。
由于受活塞（柱塞）密封技術以及泵閥、液缸體等設計技術及材料強度等方面的限制、往復泵的工作腔容積一般不宜太大（特別是高壓時），工作腔數(shù)目不宜太多、每分鐘往復次數(shù)也不宜太高。因此，泵的流量也就不可能很大。
1.2.3泵的壓力取決于管路特性
離心式泵流量和揚程是由泵本身所限定的，而且兩者是密切相關的。往復泵則不同，它的排出壓力不能由泵本身限定，而是取決于泵裝置的管路特性，并且與流量無關。換句話說，不論泵裝置的管路有多大的水力阻力，原則上泵都可以按其主要結構參數(shù)所決定的恒定流量予以排出。也就是說，如果認為輸送液體是不可壓縮（因液體壓縮率很小，通?？蛇@樣認為，但在高壓或超高壓下、液體的壓縮性也不容忽視）的，那么，在理論上可認為往復泵的排出壓力將不受任何限制，即可根據(jù)泵裝置的管路特性，建立泵的任何所需的排出壓力。
當然，在往復泵實際出廠時，都有一個泵的排出壓力的規(guī)定，這不是說該泵的排出壓力不會再升高，而只是說，由于受到配帶原動機的額定功率（或其它動力源參數(shù)）和該泵本身的結構強度（包括液力端和傳動端所有承壓、受力的零部件）的限制，不允許高出這一排出壓力下使用而已。
1.由這一特點導致往復泵在啟動和操作過程中與離心泵有著重大區(qū)別：
2.在泵的排出管路上必須設置安全閥，以保證泵的排出壓力不高于它的額定值；
3.在泵啟動前，必須把管路上的排出閥門全部打開，且不允許排出管路堵塞，否則就可能造成設備或人身傷亡事故；
4.往復泵允許降壓使用，此時不會產(chǎn)生超載，也沒有機件損傷的可能，只不過充分發(fā)揮原設計的功能而已。
1.2.4對輸送的介質有較強的適應性
往復泵原則上可以輸送任何介質，幾乎不受介質的物理性能或化學性能的限制。當然，在實際應用中，有時也會遇到不能適應的情況。但是，當遇到這種情況時，多半是因為液力端的材料和制造工藝以及密封技術一時不能解決的緣故。其它類型泵就不能做到這一點。
1.2.5有良好的自吸性能
往復泵不僅有良好的吸入性能，而且還有良好的自吸性能。因此，對多數(shù)往復泵（除高速泵外）來說，在啟動前通常不需灌泵。
由上述往復泵的主要特點可以看出往復泵的主要適用范圍。即往復泵主要適用于高壓（或超高壓）、小流量，要求泵的流量恒定或定量（計量）或成比例地輸送各種不同的介質（液體），或者要求吸入性能好或者要求有自吸性能的場合。
1.3往復泵的分類
往復泵（相對離心泵來講）的特點決定了它的“通用性”越來越差，而專業(yè)配套性越來越強。于是就出現(xiàn)了這樣的情況——雖然它的產(chǎn)量少，但泵型和品種卻繁多，以至于已經(jīng)無法按照某一統(tǒng)一原則來進行分類了。這里所講的分類，只能是只能是按照這類型泵各方面特點進行比較，并兼顧到目前已經(jīng)習慣了的稱呼，予以相對的分類和命名：
1.3.1按泵的的液力端特點分
１.按與輸送介質接觸的工作構件可分為：活塞泵、柱塞泵和隔膜泵(包括油隔離)泵；
２.按泵的工作原理或流量的脈動特性可分為：單作用泵、雙作用泵、差動泵、單缸泵、雙缸泵、三缸泵、多缸泵；
３.按泵的活塞（柱塞）數(shù)目可分為：單聯(lián)泵、雙聯(lián)泵、三聯(lián)泵、多聯(lián)泵等；
４.按活塞（柱塞）中心線所處的位置可分為：臥式泵、立式泵、角度式（Y形、V形等）泵、對置式泵和軸向平行式（無曲柄）泵等；
１.3.2按傳動端的結構特點分
根據(jù)傳動端把原動機的旋轉運動轉化為活塞（柱塞）的往復運動的方式特點可分為：曲柄（曲柄連桿機構）泵、凸輪（凸輪軸機構）泵和（無曲柄機構）泵等；
1.3.3按泵的驅動方式或配帶的原動機分
機動（以電動機或旋轉式內燃機驅動的）泵、直動（以蒸氣、氣體或液體直接驅動的）泵和手動（人力驅動）泵。
1.3.4按泵的排出壓力分
根據(jù)泵排出壓力高與低可分為：低壓泵、中壓泵、高壓泵和超高壓泵；
1.3.5按泵的每分鐘往復次數(shù)分
按每分鐘往復次數(shù)高與低可分為：低速泵（n<80spm）、高速泵（n>550spm）。介于兩者之間的，對一般性往復泵來講，通常是正常選擇范圍（當然各類型往復泵，其正常范圍也有所不同），因此，沒有劃分。
1.3.6按泵輸送介質某一突出特性分
根據(jù)泵設計時主要適用的介質可分為：熱油泵、酸泵、堿泵、鹽泵、液氨泵、甲銨（氨基甲酸銨）泵、泥漿泵、重水泵、清水泵、高溫泵、低溫泵、超低溫泵、高粘液泵、低粘液泵等。
1.3.7按泵的用途分
根據(jù)泵主要的使用部門或主要用途可分為：工業(yè)用泵、農(nóng)業(yè)用泵、路用泵、船用泵、化工用泵、原子能用泵、電站用泵、石油礦場用泵、液壓機用泵、壓裂泵、固井泵、農(nóng)藥噴霧用泵、注水泵、清砂泵、清渣泵、除銹泵、試壓泵、消防泵、計量泵和平流泵等。
由上述分類可知，往復泵的品種十分復雜，而且從分類命名中也很難找出它們之間相互聯(lián)系，有些稱呼也不能確切地反映泵的特點。在實際采用上述稱
呼時（特別是設計和生產(chǎn)部門），往往為了較為確切地反映該泵的結構特點和性能特點，常常就要冠以一連串的組合式稱呼，例如：臥式三聯(lián)（缸）單作用機動柱塞泵、臥式雙缸雙作用蒸氣直接作用活塞泵、立式五缸單作用機動柱塞泵等等。這種組合方式是多種多樣的。見表1
表1 往復泵的大致分類
1.4往復泵的應用與發(fā)展
綜合前述可知，往復泵是一類品種多、批量少，而通用化程度較低、專業(yè)很強的產(chǎn)品。它常常是隨著某一生產(chǎn)工藝的需要而產(chǎn)生，又隨著這一生產(chǎn)工藝的重大改革或取消而更新或淘汰。當這種生產(chǎn)工藝長期穩(wěn)定時，也有基本上適應這一工藝需要的定型產(chǎn)品。從上述分類可知，往復泵的應用仍然十分廣泛。其實際應用領域有如下方面：
用于化肥生產(chǎn)配套用的有銅液泵、堿液泵和氨基甲酸銨（甲銨）泵和液氨泵等；
用于高壓聚乙烯裝置配套用的超高壓催化劑注射泵等；
用于提供造船或機械制造大型鍛壓設備上配套用的液壓機用泵；用于輸送石油及其副產(chǎn)品和電站鍋爐給水備用配套的各種蒸氣直動泵；
用于路上石油鉆井或海上石油開發(fā)配套用的鉆井泥漿泵、壓裂泵、固井泵和注水泵等；
用于鑄造、軋鋼方面的水力清砂、除銹泵；
用于長距離管道輸送媒粉、冶金礦尾礦的油隔離泵，用于礦井排水的無曲柄泵以及用于加固井壁、防止地下水害的注漿、堵水用泵等；
用于船舶的滄底泵；
用于農(nóng)藥噴霧機配套用的農(nóng)用泵；
用于水壓試驗或容器爆破試驗以及水力切割配套的高壓泵和超高壓泵；
用于污水清洗車配套的清洗泵，用于消防的消防泵；
用于電站或船臺等污水處理的各種計量泵。
總之，往復泵無論是在工業(yè)或農(nóng)業(yè)、陸上或海上、國防與民用、科研與生產(chǎn)等各個部門，仍然是作為一種不可缺少的品種被廣泛地采用著?？偫ǜ黝愅鶑捅?，它的排出壓力可由常壓一直到15000kgf/cm2,其流量范圍由cc/h~600m3/h,輸送介質的溫度由—200~4500C，粘度由0.1cp~250000cp。被輸送的介質，由一般常溫清水直至具有強腐蝕、易揮發(fā)、易結晶、易燃、易爆、劇毒、惡臭、磨礪性強、比重大、粘度高、有放射性或其它貴重液體等。
從今后發(fā)展的角度來看，盡管往復泵原來占據(jù)的位置有不少已被其它類型泵所取代，生產(chǎn)量也很少，但這并不意味著往復泵有全部被取代的趨勢。實際情況是：在各類型泵的生存與競爭中，則是更加突出地發(fā)揮了它們各自的特長，顯示其本身的優(yōu)越性，從而更好地為國民經(jīng)濟、為四個現(xiàn)代化服務。由此可知，要想求得往復泵的生存與更進一步的發(fā)展，從根本意義上來講，就是要揚長避短，充分發(fā)揮往復泵本身的優(yōu)勢。這就是說:
1.4.1要充分發(fā)揮往復泵配套性強、適應介質廣泛的優(yōu)勢。
對于其它任何一類泵來講，它所適應的介質受到限制。例如，離心泵就不
能適應粘度很高的液體；轉子泵則通常不能適應于化工介質。而目前石油化工、化學工業(yè)、醫(yī)藥衛(wèi)生等部門生產(chǎn)技術的發(fā)展，使得輸送介質的名目繁多、性狀各異。有些介質對其它類型泵來講，就不能適應，但對往復泵來講，因為它原則上不受介質的物理和化學性能的限制，可見，往復泵是用武之地的。
1.4.2要充分發(fā)揮往復泵在流量比較小而排出壓力又很高的情況下，它的整機效率高、運轉經(jīng)濟性好的優(yōu)勢。
上述兩點，往往不被使用部門重視。他們往往是過分地注意了往復泵體積較大、結構較復雜、瞬時流量又脈動這些缺點，而忽視了這類泵的特長，因此常常習慣于選用其它類型泵。特別是當排出壓力很高（高壓或超高壓）而流量又小時，其它類型泵已經(jīng)不僅是效率很低的問題，而是根本不能適用。因此，往復泵主要是在高壓或超高壓、流量小或比較小的范圍內發(fā)展新品種。在這一領域內，往復泵是獨占優(yōu)勢的。
1.4.3要充分發(fā)揮往復泵的流量恒定而且與排出壓力無關的優(yōu)勢。
往復泵這一特長是它成為計量泵選型的基礎，而計量泵這一新品種是隨著現(xiàn)代工業(yè)朝著自動化操作，遠距離自動控制這一發(fā)展形勢出現(xiàn)的。由于計量泵這一新品種的出現(xiàn)，使得原來生產(chǎn)工藝由手工進行物料配比這一環(huán)節(jié)，被計量泵所取代，使物料配比實現(xiàn)了遠距離自動控制下的連續(xù)操作，并使物料配比更加準確無誤，從而為提高產(chǎn)品質量、降低成本、改善勞動條件、提高全員勞動生產(chǎn)率、全面實現(xiàn)工藝流程的自動化創(chuàng)造了條件。計量泵雖然只是從本世紀五十年代才興起的新品種，但是至今已經(jīng)不僅是在石油、化工合成裝置上被廣泛采用，而且在水處理裝置、研究院所的中間試驗裝置以及化學分析儀器、醫(yī)藥、食品加工和礦井注漿堵水方面也已被廣泛采用。
當然，要求得往復泵的不斷發(fā)展，不僅要注意到充分發(fā)揮它的優(yōu)勢或特長，而且還要不斷地克服它的缺點。為此，就必須加強技術基礎的研究、不斷地提高產(chǎn)品質量、注意采用新技術、新材料、新工藝，以及在保證產(chǎn)品好用、耐用的同時，要力求結構簡單、操作方便、體積小、重量輕和外形美觀。
第2章 液壓注聚泵的方案確定
通過實習期間，到工廠中調研，收集資料，聯(lián)系工廠中的生產(chǎn)實際情況和我對液壓原理的一些了解，擬定以下設計方案：
2.1液壓注聚泵主要結構參數(shù)的選擇與確定
泵的主要參數(shù)是n、s、D，為了確定. n、s、D組合最佳方案，首先要選擇合適的Um，爾后確定n，進而再比較ψ；活塞平均速度Um的選擇直接影響運動副，活塞及其密封件的摩擦和磨損，特別是對聚合物的失效尤為顯著。
2.1.1泵的基本參數(shù)—排出壓力P和流量Q根據(jù)現(xiàn)場工作需要確定為P=18Mpa；Q=3.5m3/h；
Q—泵的實際流量M3/ h
Hv—泵的容積效率(輸送粘稠的石油產(chǎn)品取0.7)
D—活塞直徑M（取0.1M）
L—活塞行程長度M(取0.4M)
Z—活塞聯(lián)數(shù) （取4）
Um—活塞平均速度m/s
n—活塞每分鐘往復次數(shù)spm
ψ—程徑比
①確定活塞每分鐘往復次數(shù)n
n=20次/min
②確定活塞平均速度Um
Um=n×L/30=20×0、4/30=2.6666m/s
遠小于各類型泵選取范圍，可以采用
③程徑比ψ的選取
ψ=L/D=0.4/0.1=4
符合泵取值范圍
1.液壓泵輸出端給定的參數(shù)有：
輸 出 壓：18Mpa 輸出流量：3.5M3/h；
沖 程：400mm 沖 次：20次/min
2.首先計算輸出端柱塞的作用面積：
LSn=Q
其中：S—柱塞的作用面積m2
Q—輸出端的液體流量
可得
400×10×10-3S=30×10-3 S=3.25×10-3㎡
3.計算柱塞的推力
計算公式為：
F=PS×103
式中 F—柱塞的推力 KN
d—柱塞直徑
A=（π/4）d2
F=18×103×3.25×10-3=60KN
4.柱塞直徑d的計算
根據(jù)速度比的要求來計算柱塞直徑d,在機械設計手冊上表37.7—62查得速度比為1.46
由計算公式 φ=D2/(D2-d2)
計算可得d=D[（φ—1）/φ]1/2=0.06m
5.計算雙桿液壓缸的工作壓力
低壓缸內的活塞直徑為0.1m 雙桿活塞式液壓缸的推力計算公式為
F=PA×103 其中：A=π/4(D2—d2)
式中：
A=π/4(0.12—0.062)=0.005㎡
P=F/A×10—3=60/0.005×10—3=12Mpa
6.確定液壓泵的最大工作壓力PP
PP≥P+ΣΔP
式中：P—液壓缸的最大工作壓力
ΣΔP—從液壓泵出口到液壓缸入口之間總的管路損失，取ΣΔ
P=0.6Mpa
PP=12 .6 Mpa
7.確定液壓泵的流量Qp 液壓泵的輸出流量應為：
Qp≥K(∑Qmax)m3/s
式中：K—系統(tǒng)泄漏系數(shù)，在機械設計手冊上查,選K=1.2
∑Qmax—液壓缸的最大總流量
8.求出低壓腔內的流量即是液壓泵的輸出流量，低壓腔內的流量為：
Q1=（A1—π/4×r2）Ln
其中：Q1—低壓腔的流量 m3/s
A1—低壓腔活塞的面積 m2
r—活塞桿的半徑 m
L—活塞的沖程 m
n—沖次 次/min
Q=（π0.0562—π0.032）×0.4×20=0.056 m3/min
因此液壓泵流量：QP=3.36 m3/h2、
2.2液壓系統(tǒng)主要技術參數(shù)
液壓注聚泵采用了長沖程、低沖次結構，工作中，在換向、啟動及負載突然發(fā)生變化時，由于慣性和阻尼的存在，柱塞不能對壓力及時作出響應，因此會出現(xiàn)運動部件的動能將在液壓缸回油腔和管路內引起液壓沖擊，液體中的瞬時峰值壓力可以比正常壓力大近幾倍。產(chǎn)生很大的噪聲，易使系統(tǒng)中的密封件早期失效，影響工作質量，導致產(chǎn)品可靠性降低。必須解決工作中對系統(tǒng)液壓沖擊，產(chǎn)品才能正常工作。需要對液壓注聚泵系統(tǒng)進行動態(tài)特性的分析，通過設計相應的空氣室，改善液壓系統(tǒng)的性能；
2.2.1系統(tǒng)內液流流速突變引起的液壓沖擊
液壓沖擊是管道中流動液體的動能瞬時地轉變?yōu)閴毫δ?。當管道的末端突然關閉時，液體立即停止運動。根據(jù)能量轉化和守恒定律，液體的動能轉化成液體的彈性能既
所以液壓沖擊時壓力的生高值
K‘—為液體的等效體積模量；Pa
C—為沖擊波在管中的傳播速度，；m/s
對于特定的液壓油和管道材質來說，和C均為定值，因此要想減少的辦法是加大管道的通流截面積以降低V值。
2.2.2由運動部件制動所產(chǎn)生的液壓沖擊
設總質量為的運動部件在制動時的減速
時間為，速度的減少值為，則根據(jù)動量定律可近似地求得系統(tǒng)中的沖擊壓力，
由于
得
經(jīng)過分析，在系統(tǒng)的出口需要設置空氣室，不但縮短了壓力波傳播的距離，減少了相應的換向時間，并能吸收壓力沖擊。
2.2.3空氣室的理論設計
液壓注聚泵在工作中啟動和換向時，系統(tǒng)中設置空氣室是清除管路內壓力沖擊的較好的辦法，利用空氣室內的空氣的壓縮和膨脹來貯存或放出比平均流量多的或少的那部分液體，從而達到減少管路中流量脈動的目的。如果泵的瞬時流量為平均流量時所對應的空氣壓力為Pm，則當泵的瞬時流量大于平均流量時，排出壓力就大于Pm，因此，空氣就被壓縮，空氣室內的液體量增加，把泵排出的瞬時流量的一部分存入了空氣室，使空氣室后的管路內瞬時流量小于該瞬間泵排出的瞬時流量；可以建立下列關系式
（1）
—液壓泵輸出流量，m3/s；
—進入空氣室的瞬時流量，m3/s；
—通過輸出管的流量，m3/s；
液壓泵的輸出管道的輸出壓力：
R—為液體阻力；
空氣室的短管連接的受力平衡方程為：
（2）
—空氣室內的氣體壓力；
—為液體密度；MPa
—短管長度；m
—短管截面積：m2
—短管液阻；
空氣室入口處的輸入流量連續(xù)方程為：
（3）
—氣體的壓縮系數(shù)；
—空氣室內氣體體積；m3
空氣室用于吸收液壓沖擊時，空氣室容積VA的大小是由其充氣壓力PA、系統(tǒng)最高工作壓力P1和瞬時吸收的液體動能來決定的。
得
在系統(tǒng)中設置了空氣室后，能有效的吸收系統(tǒng)在液壓泵突然啟動或停止、液壓閥突然關閉或開啟、液壓缸突然運動或停止時所出現(xiàn)的液壓沖擊，噪音也大大的降低了，也能較好的解決了系統(tǒng)的壓力脈動。
2.3液壓油.濾油器.溢流閥的確定
2.3.1液壓油液的功能和基本要求
液壓油液是液壓系統(tǒng)中傳遞能量的工作介質，同時還兼有潤滑、密封、冷卻和防銹等功能。
在液壓系統(tǒng)中，由于壓力、速度及溫度在很大范圍內變化，為了保證工作狀態(tài)的穩(wěn)定，要求所應用的液壓油液能適應這種變化，并保持穩(wěn)定的性能，不致因外界條件的變化而引起很大的改變或破壞，因此對液壓油液提出如下基本要求：
1.具有適當?shù)恼扯群土己玫恼常瓬靥匦?
粘度要符合實際工作條件，粘度過大，摩擦損失將增加；粘度過小，會造成泄漏。粘度過大或過小都將導致效率的降低。因此為了使液壓系統(tǒng)能夠穩(wěn)定的工作，液壓油液的粘度隨溫度的變化要小，也即要具有良好的粘－溫特性。
2.具有優(yōu)良的潤滑性
液壓油液對液壓系統(tǒng)中的各運動部件起潤滑作用，以降低摩擦和減少磨損，保證系統(tǒng)能夠長時間正常工作。當前，液壓系統(tǒng)和元件正朝高壓、高速方向發(fā)展，液壓元件內部摩擦副處于邊界潤滑狀態(tài)，這時，液壓油液更應具有良好的潤滑性。
3.具有良好的化學穩(wěn)定性
液壓油液與空氣接觸會產(chǎn)生膠質沉淀物質，這些沉淀粘附在滑閥表面或節(jié)流縫隙處會堵塞孔、隙等通道，影響元件的動作，從而降低系統(tǒng)的效率。因此，液壓油液應具有良好的化學穩(wěn)定性。
4.剪切安定性好
液壓油液通過液壓元件和狹窄通道時要經(jīng)受劇烈的剪切，使一些聚合型增粘劑分子破壞，造成粘度永久性下降，這在高速、高壓時尤為嚴重。為延長液壓油液使用壽命，液壓油液的剪切安全性要好。
5.抗乳化性好
水可能從不同途徑進入液壓油液，含水的液壓油液在泵和其他元件的劇烈攪拌下極易乳化，致使液壓油液變質或生成沉淀物，防礙冷卻器的導熱，阻滯閥門和管道，降低潤滑性且腐蝕金屬，所以，液壓油液應具有良好的抗乳化性。
6.消泡抗泡性能好
在大氣中，礦物油通常能溶解5%至10%的空氣，空氣混入液壓油液后會產(chǎn)生氣泡，氣泡在液壓系統(tǒng)內循環(huán)，不僅會使系統(tǒng)的剛性下降，動特性變壞，潤滑條件惡化，而且還會產(chǎn)生異常的噪音、振動。此外，氣泡還增大了與空氣的接觸，使氧化加速，所以，液壓油液應具有良好的消泡和抗泡能力。
7.防銹性能好
對金屬的腐蝕性小。長期與液壓油液接觸的金屬件，在溶解于液壓油液中水分和空氣的作用下會產(chǎn)生銹蝕，而使精度和表面質量受到破壞。銹蝕而使精度和表面質量受到破壞。銹蝕顆粒在系統(tǒng)中循環(huán)，還會使磨損加速和系統(tǒng)發(fā)生故障。所以，液壓油液應具有良好的防銹性能和不腐蝕金屬性能。
8.對密封等材料的相容性
密封材料長期共存于液壓油液中會產(chǎn)生溶脹軟化或干縮硬化，使密封失效，產(chǎn)生泄漏，系統(tǒng)壓力下降，以致工作不正常。所以，液壓油液對密封材料應有良好的相容性。 液壓自動張緊裝置是在工作時，其工作環(huán)境的溫度不高，但有防塵要求，油壓缸的最高工作壓力為18 MPa，確定選用20號精密機床液壓油。20壓力油的運動粘度～23)×10-6m2/s,取=20×10-6m2/s，密度為0.9×103kg/m3 則20號液壓油的動力粘度為：
2.3.2溢流閥的選擇
溢流閥是使系統(tǒng)中多余流體通過該溢流閥溢出，從而維持其進口壓力近于
恒定的壓力控制閥。
在液壓系統(tǒng)中，溢流閥可作定壓閥，用以維持系統(tǒng)壓力，實現(xiàn)遠程調壓火多極調壓；作安全閥，防止液壓系統(tǒng)過載；作制動閥，對執(zhí)行機構進行緩沖、制動；作背壓閥，給系統(tǒng)加載或提供背壓；它還可與電磁閥組成電磁溢流閥，控制系統(tǒng)卸荷。
按結構類型和工作原理，溢流閥可分為直動式溢流閥和先導式溢流閥。直動式溢流閥是作用在閥芯上的主油路液壓力與調壓彈簧力直接相平衡的溢流閥，下圖為直動式溢流閥的原理圖和圖形符號。
1-調壓手輪 2-縮緊螺母 3-閥體 4-閥芯
直動式溢流閥圖形符號
在直動式溢流閥中，當液壓作用力低于調定彈簧力時，閥口關閉，閥芯在彈簧力的作用下壓緊在閥座上，溢流口無液體溢出；當液壓作用力超過彈簧力時，閥芯開啟，液體溢流，彈簧力隨著開口量的增加而增加，直至與液壓作用力相平衡。
當閥芯重力、摩擦力和液動力忽略不計時，直動式溢流閥在穩(wěn)態(tài)狀態(tài)下的力平衡方程為：
P=K(X0+X)/A （15—1）
式中 P——進口壓力即系統(tǒng)壓力（Pa）；
A——閥芯的有效承壓面積（m2）；
K——彈簧鋼度（N/m）；
X0——彈簧預壓縮量（m）；
X——閥開口量（m）。
由式（15—1）可以看出，只要在設計時保證XX0，即可使P=K(X0+X)/AKX0/A=常數(shù)。這就表明，當溢流量變化時，直動式溢流閥的進口壓力是近于恒定的。
2.3.3濾油器的選擇
濾油器是一種利用多孔的過濾介質分離懸浮在工作介質中的污染微粒的裝置。
當工作介質被各種雜質污染時，液壓元件和系統(tǒng)的可靠性將下降，壽命縮短?；祀s在工作介質中的顆粒污染物，促使液壓元件磨損，并造成液壓滑閥閥芯的卡死，以及節(jié)流縫隙和其他小截面油道的堵賽等事故。另外，懸浮在工作油液中的污染微粒對一些具有分配窗口作用的刃邊起磨料作用，從而使遮蓋度逐漸減少，造成操作失靈。油液的污染還促使液壓元件腐蝕及油液本身的惡化變質。所以保持介質的清潔度是很重要的。
對濾油器的基本要求是：
1.能滿足液壓系統(tǒng)要求的過濾精度。
2.能滿足液壓系統(tǒng)對壓力和流量的要求。
3.濾油器的濾芯結構材料應具有一定的強度，并在一定的工作溫度下有穩(wěn)定的性能，有足夠的耐久性。
4.濾油器的結構材料應與使用的介質有相容性。
根據(jù)實際要求，由于液壓系統(tǒng)的工作壓力較大，要求過濾質量較高，故選用燒結式過濾器。其結構圖如下：
2.4電動機的選擇
液壓泵由電機驅動，輸入量是轉矩和轉速（角速度），輸出量是液體的壓力和流量。如果不考慮液壓泵在能量轉換過程中的損失，則輸出功率等于輸入功率，也就是它的理論功率是
Pt= PP Qp=12 .6×102×3.37/360=11.79KW
其中
Pt—電機的理論功率 KW
Qp—液體流量 m3/s
查機械設計手冊選用Y160M—4型籠型異步電動機，其額定功率為15KW，轉速為1460r/min，效率為88%。
2.5選擇液壓泵的規(guī)格
2.5.1齒輪泵
1.外嚙合齒輪泵
低壓齒輪泵的側板一般做成固定側板結構如下圖所示。
齒 輪 泵 圖
高壓齒輪泵常采用浮動側板以補償側隙，其典型結構如上圖所示。泵體5與兩側泵蓋6、4之間裝有浮動側板3、9，泵蓋槽內嵌有弓形密封圈7和擋圈8。側板厚度比它外圈的墊板1和2小0.2mm，故在弓形密封圈內的側板與蓋板之間形成了一個密封腔C，在側板3和9上各有兩個小孔b。通過b孔使C腔和泵的過渡區(qū)壓力油相通，因此在弓形密封圈內充滿有一定壓力的油液，油液壓力使側板變形而貼緊在齒輪端面上，當端面磨損后，側板繼續(xù)變形而自動補償間隙形成良好密封。它的工作原理是當齒輪按圖所示方向旋轉時，在A腔，由于齒輪脫開使容積逐漸增大，形成真空從油箱吸油，隨著齒輪的旋轉充滿在齒槽內的油被帶到B腔，在B腔，由于齒輪嚙合，容積逐漸減小，把液壓油排擠出去。這樣齒輪連續(xù)不斷的旋轉，連續(xù)不斷地從A腔吸油，從B腔排油。
外嚙合齒輪泵的特點是①結構簡單緊湊體積小，工藝性好。②自吸性能好。③轉速范圍大。④對液壓油污染的要求不高。
2.內嚙合齒輪泵
典型的內嚙合齒輪泵主要有內齒輪、外齒輪及隔板等組成。它的工作原理是當傳動軸帶動外齒輪旋轉時，與此相嚙合的內齒輪也隨著旋轉。吸油腔由于齒輪脫開而吸油，經(jīng)隔板后，油液進入壓油腔，壓油腔由于齒輪嚙合而壓油。
內嚙合齒輪泵的特點是①結構緊湊、體積小、重量輕。②由于內外齒輪轉向相同，齒輪相對滑動速度小，因此磨損小、壽命長。③由于齒輪相對速度小，可以高速旋轉。④工藝性不如外嚙合齒輪泵，造價高。
2.5.2葉片泵
1.單作用葉片泵
泵體內有定子和轉子，轉子徑向設有葉片槽，葉片在轉子的葉片槽內可以可以自由滑動。當傳動軸帶動轉子旋轉時，葉片在離心力和壓力油的作用下，尖部緊貼在定子內表面上。這樣兩個葉片與轉子和定子內表面所構成的工作容積，在旋轉過程中，先由小到大，進而由大變小交替變化
小到大的過程吸油，大到小的過程排油，這樣連續(xù)吸油及連續(xù)排油起到了泵的作用。由于這種泵的定子與轉子是偏心的，如果改變偏心距的大小就可以改變排出的油量，故可以用作變量泵。
單作用葉片泵的特點是①改變定子和轉子之間的偏心便可以改變流量。偏心反向時，吸油壓油方向也相反。②處在壓油腔的葉片頂部受有壓力油的作用，要把葉片推入轉子槽內。為了使葉片頂部可靠地和定子內表面相接觸，壓油腔一側的葉片底部要通過特殊的溝槽和壓油腔相通。吸油腔一側的葉片底部要和吸油腔相通，這里的葉片僅靠離心力的作用頂住在定子內表面上。③轉子受有不平衡的徑向液壓作用力。
2.雙作用葉片泵
它的作用原理和單作用葉片泵相似，不同之處只在于定子內表面是由兩段長半徑圓弧、兩段短半徑圓弧和四段過渡曲線八個部分組成，且定子和轉子是同心的。一般的雙作用葉片泵，為了保證葉片和定子內表面緊密接觸，葉片底部都是通壓油腔的。但當葉片處在吸油腔時，葉片底部作用著壓油腔的壓力，頂部作用著吸油腔的壓力，這一壓力差使葉片以很大的力壓向定子內表面，加速了定子內表面的磨損，影響了泵的壽命。
2.5.3柱塞泵：
1.軸向柱塞泵
軸向柱塞泵可分為斜盤式和斜軸式兩大類。軸向柱塞泵由斜盤、柱塞、缸體、配油盤等主要零件組成。斜盤和配油盤是不動的，傳動軸帶動缸體、柱塞一起轉動，柱塞靠機械裝置或在低壓油作用下壓緊在斜盤上。當傳動軸旋轉時，柱塞在其自下而上回轉的半周內逐漸向外伸出，使缸體孔內密封工作腔容積不斷增加，產(chǎn)生局部真空，從而將油液經(jīng)配油盤上的配油窗口吸入，柱塞在其自下而上回轉的半周內又逐漸向里推入，使密封工作腔容積不斷減小，將油液從配油盤窗口向外壓出。缸體每轉一轉，每個柱塞往復運動一次，完成一次吸油和壓油動作。改變斜盤的傾角，可以改變柱塞往復行程的大小，因而也就改變了泵的排量。
軸向柱塞泵結構緊湊，徑向尺寸小，重量輕，轉動慣量小，易于實現(xiàn)變量，壓力可以很高，但它對油液的污染較為敏感。
2.徑向柱塞泵
徑向柱塞泵由定子、轉子、配油軸、襯套和柱塞等主要零件組成。襯套緊配在轉子孔內，隨著轉子一起旋轉，而配油軸則是不動的。當轉子順時針方向旋轉時，柱塞一方面和轉子一起旋轉，另一方面又靠離心力（或在低壓油的作用下）壓緊在定子內壁上，由于轉子和定子間有偏心，故轉子在上半周轉動時柱塞向外伸出，徑向孔內的密封工作腔容積逐漸增大，產(chǎn)生局部真空，將油箱中的油液經(jīng)配油軸上的吸油腔吸入；轉子轉到下半周時，柱塞向里推入，密封工作腔容積逐漸減小，將油液從配油軸上的壓油腔向外排出。轉子每轉一轉，柱塞在每個徑向孔內吸油、壓油各一次。移動定子以改變偏心，可以改變泵的排量。
徑向柱塞泵徑向尺寸大，結構較復雜，自吸能力差，且配油軸受到徑向不平衡液壓力的作用，易于磨損，這些都限制了它轉速和壓力的提高。
2.5.4螺桿泵：
螺桿泵是由一根主動螺桿與兩根從動螺桿相互嚙合，裝在一個泵體內。三根螺桿的嚙合線把螺旋槽分割成若干個密封容積。當螺桿旋轉時，這個密封容積沿軸向移動而吸油和壓油。螺桿泵工作平穩(wěn)，震動及噪聲小，壓力、流量脈動小?？奢斔透哒扯鹊囊后w及含有一定大小固體顆粒的液體。其結構簡單，但螺桿的螺旋面加工工藝很復雜，精度不易保證。泵的工作壓力一般較低。
根據(jù)設計要求，經(jīng)過比較分析，選用軸向注塞油泵最合適。
第3章 泵的結構及工作原理
3.1泵的結構
本注聚泵由下列幾部件組成：底座、動力組件、傳動組件、液缸組件、安全閥組件和穩(wěn)壓器組件。
3.1.1底座
為整體式焊接件，泵的整套設備均裝在底座上，它便于運輸和
裝配。
3.1.2動力組件
動力組件是將電機的動力通過皮帶傳遞給傳動組件的。皮帶采
V型系列窄V帶，皮帶外裝有防護罩，電機機座固定在底座上，其上面帶有T型槽，以方便皮帶的安裝與拆卸，并可在泵運轉過程中隨時調節(jié)皮帶的松緊。
3.1.3傳動組件
1.傳動組件是將電動機的旋轉運動變?yōu)橹本€往復運動的機械部分，并帶動液力端的柱塞作往復直線運動以完成泵的不斷吸入和排出過程。
2.傳動組件的傳動箱為箱式結構，其內腔下部作油池。傳動組件中各摩擦副靠曲軸，連桿運動時飛濺及刮下來的潤滑油潤滑。潤滑油位由圓形油標來顯示。
3.動箱體油池內裝有一套磁性器，用來吸凈潤滑油中的金屬雜質。
4.連桿大頭軸瓦采用高錫合金薄壁軸瓦，連桿小頭采用青銅襯套，其配合間隙靠加工精度來保證。
5.傳動箱體頂部裝有放氣裝置，其內焊有過濾網(wǎng)，因此該裝置也可以作添加潤滑油用。
6.十字接頭連桿作往復運動時靠三只橡膠密封圈封住動力端的油不被帶出。
3.1.4液缸組件
液缸組件由液缸體、柱塞、填料箱、柱塞密封填料、填料調節(jié)螺母、進排液閥、閥彈簧定位套等件組成，液缸體又由吸入液缸體和排出液缸體組成，目的是為了便于泵內零件的安裝及維修。
3.1.5安全閥組件
安全閥是在超高壓時排出液缸里的高壓液體，以防止液缸內壓力過高，保護泵的安全運轉。
3.1.6穩(wěn)壓器組件
穩(wěn)壓器設置在泵的出口端。主要用于吸收柱塞泵的流量壓力的脈動，以減少泵的流量和排出壓力的脈動值，使泵的工作平穩(wěn)。
3.2泵的工作原理
當電動機轉動驅動變量油泵時，機械能轉換為從油泵輸出的高壓油液的壓力能，通過二位四通換向閥和液控換向閥給工作缸提供動力，驅動油缸和注聚泵柱塞作同步交替往復運動，當柱塞向右運動時，左側注聚泵缸體內壓力腔產(chǎn)生負壓，將吸液閥打開，液體在負壓和運行的喂入泵液壓作用下流入缸體內，完成吸液；當柱塞向左運動時，注聚泵閥體內吸液閥球閥自重和液流的作用下關閉，缸體內產(chǎn)生一定的壓力打開排液閥，將高壓液能供給液壓系統(tǒng)。最終使聚合物經(jīng)吸、排液閥和管路完成吸入和輸出，實現(xiàn)了向井位供液的目的。除此之外，在主油路上安裝蓄能器和壓力表，用來吸收液壓沖擊及顯示壓力值。在回油管路上安裝了回油濾油器，確保油箱內液壓油的清潔；在油泵和換向閥之間設計安裝了溢流閥、用于過載保護；
第4章 泵的安裝、調整、使用和保養(yǎng)
4.1泵的安裝
4.1.1泵在安裝中存在的問題
1.泵的安裝應符合?機械設備安裝工程施工及驗收規(guī)范?TJ231（五）-78-泵安裝的有關規(guī)定。
2.在吸排管路上不應有急劇的轉彎，并應盡量減少管路的彎曲或接頭處數(shù)。
3.吸入管的管徑應大約是泵吸入口直徑的1.2—2倍，并應盡量縮短吸入管的長度。如確需設置長管路時，可在靠近泵的地方設置吸入空氣室。當介質粘度大、流動性較差時，如泵送高分子聚合物，應設置前置泵，使吸入管內有0.2—0.4Mpa的壓力，以改善泵的吸入性能和工作條件。
4.吸排管路及附件設置時應考慮其支承，不能將吸排管路、閥門、緩沖器等管路附件的重量由泵頭來承擔。特別在進出口管路與泵聯(lián)接出現(xiàn)錯位時，不允許強行對接，否則會直接影響泵的正常運行壽命。
5.對于輸送懸浮液或易沉淀介質，以及有沖洗要求時，應在泵吸排口附近設置三通和閥門，以便在停泵后不拆開管路就能進行泵缸內的沖洗。
6.為了確保泵的安全運轉，應在排出管道上設置安全閥，如需減少輸送液體的脈動，可在靠近泵排出管路上設置空氣室。
7.在排出管路上，建設設置電接點壓力表，其壓力設置應高于安全閥的1.05倍。當安全閥失靈超壓后，能及時停泵起保護作用。
8.當吸入管路上設有過濾器時，應經(jīng)常清洗濾網(wǎng)，以免影響泵的吸入性能。輸送高粘度介質時，當用清水清洗管路焊渣后，應取消進口濾網(wǎng)。
4.2泵的調整
4.2.1曲柄的位置調整：
曲柄的位置必須使連桿的中心線與十字接頭中心線一致。連桿大端兩側的間隙要基本一致，調整的方法是增加或減少機座兩側和軸承端蓋之間的厚度。
4.2.2柱塞密封的調整：
泵的柱塞密封均采用方形填料旋轉式壓緊密封。在調整柱塞密封時以微泄漏為宜，但不得將填料壓得過緊，否則會使柱塞發(fā)熱，加速柱塞和填料的磨損。如發(fā)現(xiàn)填料漏損嚴重，不能再用調整填料蓋的方法來達到不漏或微漏時，應更換新的填料。
4.3泵的使用
泵在使用前，應清洗泵的外露表面。打開機座上的加油螺塞(透氣塞)，加入20—40號機油，使油面達到最高油位線。用手盤動皮帶輪數(shù)轉，無任何卡阻現(xiàn)象后方可正式開車，開車必須打開進出口閥門。
4.3.1啟動及停車
1.啟動步驟如下：
（1）檢查各部位的連接，螺栓有無松動情況，首次啟動，還必須盤車，
（2）檢查傳動各部分有無泄漏現(xiàn)象。
（3）檢查傳動箱內油位高度
（4）開啟吸入管道上的閘閥
（5）開啟回流閥門
確定泵無障礙的情況下，啟動泵電機緩慢關閉回流閥門，視泵達到額定壓力后，打開排出管道上的閘閥，關閉回流閥門，泵即轉入負載運行。
2.停車步驟如下：
（1） 開啟排液管路上的回流閥門，使泵轉入空載運行
（2） 切斷電機電源
（3） 關閉進液管路上的閘閥和回流閥門
3.注意事項：
（1） 泵體內沒有時，建議不要啟動泵
（2） 嚴禁在排出管路中的回流閥門關閉的情況下啟動泵
（3） 新泵或經(jīng)過大修后的泵就位安裝結束后，必須經(jīng)過空載試車，空載運轉時間不少于2小時，負載運轉試車時，壓力升高按額定工作壓力的四分之一逐次升壓，建議每隔30分鐘上升一次，如遇不正常情況應立即停車，查明原因，排出故障后再繼續(xù)開車，如無逐次升壓條件也可直接升壓到額定壓力，但空載運行時間必須達到4小時以上。
（4） 在負載運行過程中，瞬時最高壓力不得超過額定壓力的110%
（5） 泵在運行過程中，嚴禁任何修理工作（防止發(fā)生不幸事件）
（6） 如果長期停車，必須放盡液缸體內的液體，對加工零部件要清洗干凈，并對整機的各加工零部件進行防銹處理。
4.泵在運轉中的檢查工作
1.檢查潤滑油的溫度，不得超過75度
2.檢查軸承的溫度不得超過85度
3.檢查泵傳動端的油面高度，油面高度應在規(guī)定的范圍內
4.檢查泵出口壓力表指針，應無嚴重晃動
5.填料密封處的填料壓套應經(jīng)常調節(jié)，不宜過緊，此處允許有微量泄漏（15滴/分左右），如果發(fā)現(xiàn)大量液體泄漏，應及時檢查密封情況，確定密封零件損壞時，必須及時更換
6.檢查十字頭接桿密封處漏油情況，如發(fā)現(xiàn)泄漏量過大，應檢查密封圈磨損情況，確定密封圈損壞時，應及時更換
7.檢查液力端各法蘭螺母有無松動
8.泵在運轉中如出現(xiàn)不正常的聲音，應立即停車檢查和修理，待故障排出后方可開車。
4.4泵的維護與保養(yǎng)
1.新泵在使用半月后換油一次，以后每季換油一次
2.柱塞密封如有明顯漏損則應更換密封，更換密封時，首先將柱塞和接桿分開，取出填料壓蓋則可取出柱塞，更換新密封。其余各處如有滲漏，應檢查和更換密封件。
3.泵運行3—6個月后，應拆卸檢查內部零件運行情況，及時更換易損零件，長期停用（一個月以上）應注意拆機擦干內部水份，轉動部分涂上黃油，其它部分上防銹油，裝合后用罩布蓋上，以防上灰，在寒冷地區(qū)使用，停機注意放盡泵內及管道內余液，以防管道凍裂破壞。
4.5泵有關部件的調整和易損件的更換
4.5.1安全閥的調整
安全閥出廠時，保護壓力已調整到泵最大排出壓力的1.05—1.1倍，因此
在使用過程中，一般不再進行任何調整，在某些情況下，如必須調整保護壓力時，可按下列順序進行：
1.開啟排出管道的旁通管上的回流閥
2.關閉排出管道閥門
3.開啟泵
4.緩慢關閉回流閥，使泵的排出壓力逐漸升高，觀察排出壓力表針,直至壓力表指針達到需要調整的保護壓力
5.卸下安全閥上的壓緊螺母，松開索緊螺母
6.緩慢松開安全閥上的壓緊螺釘，當安全閥下閥起跳，其溢流口產(chǎn)生較大溢流時，擰緊索緊螺母，裝上蓋螺母，調整完畢。
4.5.2柱塞及密封填料的更換
密封填料在保管過程中，備用的填料一定要外包防潮蠟紙，并放入鐵盒內，以防填料吸潮，影響使用性能。在使用過程中，要嚴格保證填料的清潔，尤其不能讓它粘上金屬顆粒和砂石之類的尖硬物質，否則柱塞極易拉傷。不允許用汽油、堿水等清洗填料，因為這些都能破壞填料的潤滑性能。
更換柱塞及密封填料有兩種方法，請按下列順序進行
第1種方法：
（1）松開螺母，卸下卡箍
（2）盤車使十字頭接桿退至后始點
（3）松開填料壓緊螺母，并取下壓套
（4）微量開啟進口管閥門，利用進口壓力將隔環(huán)、填料、導向套從填料箱內全部壓出，然后從填料箱內將柱塞取出
（5）安裝新柱塞和新的密封填料的方法與上述順序相反。注意裝填料時要一環(huán)一環(huán)地裝，各切口處要相錯120度。
第2種方法：
（1）按第一種方法1—3進行
（2）松開螺栓，卸下壓蓋，用專用工具取出吸入端彈簧座，用手取出閥彈簧和閥
（3）松開螺栓，卸下前蓋，用專用工具取出前堵
（4）將柱塞和十字頭接桿放一適當長的鐵棍，用盤車方法將柱塞從缸體前部孔中頂出
（5）從缸體前部孔中放入專用工具，使其抵住導向套的端部，然后用鐵錘敲擊專用工具后部，直到將隔環(huán)和填料從填料箱中取出為止
將新柱塞從缸體前部孔裝入，然后按順序裝入導向套、填料、隔環(huán)等。
4.5.3閥、閥座、閥彈簧的更換
1.松開螺母，卸下壓蓋
2.用專用工具將吸入端彈簧座和排出端彈簧座取出，然后用手取出閥彈簧和閥，用專用工具將閥座提出，更換新的備件即可。
3.泵的裝配
4.裝配時按拆下時的順序逆序裝還原。
第五章 泵可能產(chǎn)生的故障及原因
泵可能產(chǎn)生的故障，故障產(chǎn)生的原因見下表：
故 障 情 況
產(chǎn) 生 原 因
消 除 方 法
1
電動機不能啟動
A、電源無電
B、電源一相或二相斷電
C、排出管道閘門未開
A、檢查電源供電情況
B、檢查保險絲及接觸點是否良好
C、打開閘門
2
啟動后液體流量不足不均勻
A、吸入管道閘門開