乳化液泵站设计•专业：机械工程及自动化
导师：姜虹学生：
斯郎旺加
一.课题研究背景及意义•1.课题研究背景
•乳化液泵站的技术是随着煤矿机械化的发展而迅速发展起来的。

•早在70年代初，随着我国TZ-1型全工作面液压支架的研制成功，我国自行设计®公称压力为10MPa，公称流量为10OL/min的RB100/100行乳化液泵同时研制成功，从此我国煤矿生产有了第一套液压支架和第一套乳化液泵站。

之后，不同型号的乳化液泵站，喷雾泵站，注水泵站又陆续被研制出来，并得到了推广和应用。

•我国乳化If泵站从低压10 Mpa，小流量100L/min起步，压力逐步提高到20 Mpa，31.5 Mpa，和35Mpa，流量分别提高到110L/min，125 L/min,现已提高到200 L/min，甚至更大的流量。

定流量的乳化液泵站技术的发展带动了自动变量乳化液泵的研究，也提出了分级卸载式乳化液泵站。

乳化液泵站产品的发展，带动了喷雾泵站和注水泵站的发展，掘进机用喷雾泵的研制也取得了进展。

为了提高乳化液泵及泵站元件、喷雾泵站及元件、注水泵及元件的产品质量，推进乳化液泵站的技术水平提高，相关部门起草了一系列的标准、规范档，为乳化液泵站试验装置的研制和使用提供了科学的技术依据。

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•正是由于泵站是综合机械化采煤工作面的主要装备之一，重要的动力源，相关技术，装备的发展源头等诸多方面的原因，对泵站的研究，改进成功提高综采装备质量的关键
一步。

•我们通过乳化液泵站的研究，加深了对综合机械化采煤；作面各环节的认识，培养了进行综合分析和提高解决实际问题的能力；巩固，扩大，深化所学的知识。

.设计的主要计算
齿轮的设计计算齿轮轴的校核计算曲轴的设计计算
连杆和连杆螺栓的设计计算
滑块销的设计计算柱塞与泵头的设计计算吸、排液阀得设计计算及箱体强度计算
轴瓦和滚动轴承的核验计算
齿轮的设计计算
齿轮属于该泵传动系统中的主要承载零件之一，本设计采用由一对齿轮构成的乳化液泵减速箱，电动机驱动，经一级齿轮减速带动曲轴旋转。

为使结构紧凑，工作中无轴向分力，遙择童齿圆tt齿轮彳专云ii。

由于泵转速较高，且齿轮箱局部发热较严重，因而需
要齿轮有较高的强度和齿面硬度。

故选择齿轮轴材料
38CrMoAIA，调质处理，氮化处理，Hv》850，相当于HRC>65；非齿面约HB229;大齿轮为400，齿面氮化处理，HRC48-55；HB为241〜286，取为250o用这些材料及热处理
方法能得到强度高、韧性好，齿面硬的齿轮。

本设计以接触疲劳强度设计，以弯曲疲劳强度校核。

齿
轮的设计计算
•1.以接触疲劳强度设计计算•初步计算•校核
计算•确定主要传
动尺寸
•2.齿根弯曲疲劳强度验算
齿轮轴的校核计算
•齿轮轴主要受齿轮的轴向力，轴承的支反力和联轴器传递过来的扭矩，有必要对其进行校核。

•1.齿轮轴受的力矩
•齿轮轴选用38OM0AIA材料，胚料锻造，其后进行调质处理，表面离子氮化，，氮化层深0.3mm
•2.齿轮轴的强度校核
•按许用弯曲应力和疲劳强度验算
由于齿轮轴受力较小，两支撑跨度乂诙小，故无须进行静强度核刚度校核。

曲轴的设计计算
曲轴为乳化液泵的主要承载构件，它的设计合理与否，直接影响着整个泵的运行情况。

目前，
大多数乳化液泵采用三曲拐整体结构的曲轴，为保证曲轴有足够的强度和刚度，其内部不钻孔，曲柄做成圆盘形。

曲轴颈与曲柄圆盘处用圆角光滑过渡，以免引起过大的应力集中。

本设计曲轴选用40Cr圆钢材调质处理，表面
离子氮化。

以使其具有较高的强度和表面硬度，从而提高其表面耐磨性，延长使用寿命。

曲轴三曲柄成120。

分布，使得动平衡良好，也使得流量脉动M小。

•1.曲柄滑块机构的受力分析
•2.曲轴的设计计算
•3.曲轴强度计算
•乳化液泵曲轴三曲拐互错12Q；，三个柱塞交替工作，每个柱塞的吸、排液行程各180°，曲柄
销工作时，有时是两个曲柄销同时承受压力，一个
曲柄销处于柱塞的吸液行程，不承受压力。

有时是
一个曲柄销承受压力，两个曲柄销处于柱塞的吸液
行程，不承受压力。

因而曲轴是在对称循环交变应
力下工作的。

设计曲轴时，应根据两个曲柄销同时
承受最大压力情况进行计算。

•两个曲柄销同时受力又有三种情况，即曲柄销I、II; II、III;或I、III同时受力。

计算支撑反力时，应按靠近支撑的两个曲柄销同时受力来处理。

这时所求的支反力为最大值。

显然，这时曲轴所受的弯矩也最大。

连杆和连杆螺栓的设计计算
连杆为曲轴和滑块的中间连接件，它由连杆体和连杆盖两部分组成。

连杆大端与曲轴连接，小端通过滑块与柱塞连接。

选用工字型截面连杆，
它悬裒奄同样强度条件下，运动质量小、毛还可铸造等优点。

连杆小端轴承采用整体的青铜轴套，使小端结构简化。

大端轴承为双金属轴瓦。

小端采用滑块 _马滑块连接。

该连杆采用大端定位，在大端轴瓦两端面与曲柄销的配合端面之间采用较小的间隙（0.2〜0.5 mm)，而在小端轴套端面与滑块配合端面之间取较大的间隙（2〜5 mm)。

• MRB—100/31.5型乳化液泵连杆选用QT40-10铸造成型，毛坯去毛刺后作喷丸处理，以消除铸造应力，并提高其机械设计性能。

1 .连杆基本尺寸的确定
2.连杆强度校核
3.连杆杆体的稳定性计算
4.连杆端盖的强度校核
5.连杆小端的强度校核
6.连杆螺栓的计算
羽表4.16螺栓校核
滑块销的设计计算
• 滑块销用来连接连杆与滑块，其受力情
况与连大端盖相似。

滑块销一般为空心圆柱型
•f块销的直径可按柱塞承受的最大压力P 确定
•确定基本尺寸
柱塞与泵头的设计计算
•本设计柱塞选用38CrMoAIA合金材料，调质热处理，HB约为229,表面氮化HV850,氮化层深c0.3mm
•柱塞强度的校核
•柱塞稳定性校核
•泵头的强度计算
吸、排液阀得设计计算及箱
体强度计算
•本乳化液泵采用三翼式锥形阀，采用1Cr13不锈钢材，调质热处理，HB=187〜217。

；为便于加工、使用和维修，进、排液阀采用通用结构。

阀口通流面积阀
芯
阀的最大开启高度
吸、排液阀弹簧阀
座比压验算
吸、排液阀弹簧的自振频率验算泵缸及阀的性能验算箱体强度计算
轴瓦和滚动轴承的核验计算
•连杆轴瓦的核验计算
•连杆小头衬套校核
•小齿轮轴轴承的验算
•曲轴轴承的验算
•本设计遵循一般机械设计步骤：搜集资料；开题；结构方案的设计确定；计算、绘草图并校核；画图；修改；最后完成毕业设计。

其中计算、绘草图是关键步骤。

•在计算绘草图中遵循一边绘草图，一边计算校核的原则。

从主要参数确定算起，到传动零件校核，最后到单向阀的计算。

中间对设计的原理进行了介绍。

• MRB—100/31.5型乳化液泵与配套乳化液箱组成乳化液泵站，为矿井下煤层综合机械化釆煤液压支架提供动力源。

泵站一般由两台泵组成，平时一台工作，一台检修，需大流量时两台泵可以同时开启。

•在毕业设计的半年多的时间里，我得到了老师、、同学的热情帮助，在这里，我向他们表示最衷心的感谢。

•首先，要感谢我的毕业设计导师〜老师，〜老师在做毕业设计时经常督促我，帮助我。

我的基础本来就打的不好，再加上这门设计有很多地方都是计算的，在这种情况下老师耐心的帮助我，在此我非常感谢我能选到这么善解人意，宽宏大量的老师。

谢谢。