高壓往復(fù)泵泵閥設(shè)計(jì)研究

1、文章編號(hào) :100320794(2006 0920020203高壓往復(fù)泵泵閥設(shè)計(jì)研究桂 艷(淮海工業(yè)學(xué)院 , 江蘇 連云港 222005摘 要 :泵閥是往復(fù)泵的重要零部件 , 對(duì)往復(fù)泵的使用性能有著重要影響 , 由于泵閥具有工作過(guò)程復(fù)雜 , 結(jié)構(gòu)復(fù)雜等特點(diǎn) , 其設(shè)計(jì)一直被認(rèn)為是難點(diǎn) 。 在對(duì)泵閥設(shè)計(jì)理論進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上 , 從 結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)到強(qiáng)度校核 , 對(duì)往復(fù)泵泵閥設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析研究 , 為正確設(shè)計(jì)往復(fù)泵泵閥奠定理論基 礎(chǔ) 。關(guān)鍵詞 :往復(fù)泵 ; 泵閥 ; 參數(shù)設(shè)計(jì) ; 強(qiáng)度校核 中圖號(hào) :TH3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 :ADesign and Study about V alve GUI (Huai

2、hai of T Abstract :Thevalve of pum of p ,it has im portant in fluence on the of use com plexity in use and structure , s o its design has been to be On the of study about the existed reciprocating pum p design theory ,ana 2lyzed and about valve of reciprocating pum p from structural parameters to st

3、rength check. This study established the foundation in theory for the correct design about the valve of reciprocating pum p. K ey w ords :reciprocatingpum p ; pum p valve ; parametric design ; strength check0 前言往復(fù)泵由于其吸入介質(zhì)廣泛 , 吸入性好和效率 高等特點(diǎn) , 被廣泛應(yīng)用于煤氣化工 、 石油開發(fā)和礦山 開采等行業(yè) , 其特殊的應(yīng)用場(chǎng)合對(duì)其性能也有著較 圖 7為啟動(dòng)和額定運(yùn)行時(shí)的

4、張力曲線 。 分析可 知 , 在承載段和回程段沿輸送帶運(yùn)行方向 , 張力逐步 增大 , 在頭部位置達(dá)到最大 , 符合水平或向上傾斜輸 送機(jī)的張力特點(diǎn) , 與文獻(xiàn)中給出的關(guān)于此例的張力 曲線一致 。圖 7 張力曲線 Fig . 7 T ension curves通過(guò)以上實(shí)例驗(yàn)證 , 表明本文開發(fā)的大型帶式 輸送機(jī)通用設(shè)計(jì)系統(tǒng)完全能夠?qū)崿F(xiàn) CE M A 標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行 輸送機(jī)設(shè)計(jì)的目標(biāo) , 能夠應(yīng)用于實(shí)際工程的設(shè)計(jì) 。 4 結(jié)語(yǔ)大運(yùn)量、 高帶速和長(zhǎng)距離帶式輸送機(jī)的應(yīng)用符 合現(xiàn)代化工業(yè)需要 , 對(duì)大型輸送機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)提出了 更高要求 , 應(yīng)用先進(jìn)的設(shè)計(jì)分析技術(shù)和系統(tǒng)軟件 , 是 設(shè)計(jì)安全 、 穩(wěn)定 、 高效

5、和節(jié)能的輸送機(jī)的需要 。本文將 C AD 技術(shù)應(yīng)用于帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì) , 開發(fā) 了完整的帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)系統(tǒng) 。 系統(tǒng)采用面向?qū)ο?的組件技術(shù) , 建立可視化動(dòng)態(tài)圖形組件 , 將設(shè)計(jì)功能 和部件設(shè)計(jì)選型全部模塊化 , 實(shí)現(xiàn)了可視化動(dòng)態(tài)側(cè) 形建模 、 計(jì)算校核 、 模型驗(yàn)證等功能 。參考文獻(xiàn) :1MA Alspaugh. Latest Developments in Belt C onvey or T echnologyJ.w w w. overlandconvey or. com. 2004.2CEM A (US A :Belt C onvey ors for Bulk M aterials. 5

6、th EditionM.C BIPublishing New Y ork US A , 2002.3DIN22101:Belt C onvey ors for Bulk M aterials M.G erman S tandards Organization , 2002.4北京起重運(yùn)輸機(jī)械研究所 , 武漢豐凡科技開發(fā)有限責(zé)任公司 . DT (A 型帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè) M.北京 :冶金工業(yè)出版社 ,2003. 5宋偉剛 , 鄧永勝 . 現(xiàn)代帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)方法 J.物流技術(shù)與應(yīng) 用 ,2000(4 :37-41.作者簡(jiǎn)介 :何青 (1962- , 江蘇揚(yáng)中人 , 教授 , 華北電力大學(xué)動(dòng) 力工

7、程專業(yè) , 主要從事動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì) , 狀態(tài)監(jiān)測(cè) , 故障診斷等方面研究工 作 ,T el E -mail :heq . cn.收稿日期 :200620620602 第 27卷第 9期 2006年 9月 煤 礦 機(jī) 械 C oal Mine Machinery V ol 127N o 19Sep 12006高的要求 。 泵閥是高壓往復(fù)泵的重要組成部件 , 也 是往復(fù)泵中最重要的易損件之一 , 它的設(shè)計(jì)好壞直 接影響泵的工作性能和使用壽命 。因此 , 正確分析 和設(shè)計(jì)往復(fù)泵泵閥 , 是保證泵高效 、 安全可靠工作和 延長(zhǎng)泵閥使用周期的重要條件之一 。1

8、基本設(shè)計(jì)理論 1. 1 泵閥主要設(shè)計(jì)參數(shù)泵閥類型一般有平板閥和錐形閥 , 其中平板閥 由于結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單 、 加工方便 、 成本低 , 而被多數(shù)往 復(fù)泵采用 。 此處采用平板閥 , 整個(gè)泵閥包括吸入閥 和排出閥 , 主要由閥座 、 閥板 、 閥導(dǎo)向桿 、 彈簧等零件 組成 , 圖 1和圖 2分別為閥座和閥板模型 , 圖 3 所示 為泵閥總裝配三維模型 , 為了看清內(nèi)部結(jié)構(gòu) , 模型部 分作了透明處理 。圖 1 閥座三維模型Fig . 1 Three -dimensional model of valve seating圖 2 閥板三維模型Fig . 2 Three -dimensional mo

9、del of valve plate圖 3 閥門總裝配三維模型Fig . 3 T hree -dim ensional model o f general assemb ly o f valve(1 閥座孔徑 d K根據(jù)閥座孔最大流速初步確定閥座孔徑 d K =0. 02v K max(1通過(guò)單作用泵一個(gè)閥 (吸入閥或排出閥 的理論平均流量 Q tf =60000000Z f(2式中Z f 各缸 (工作腔 中 , 吸入閥或排出閥的數(shù)目 ;A 柱塞截面積 ,m 2; S 柱塞行程 ,m ;n 柱塞每分鐘往復(fù)次數(shù) , 次 min ; v K max 閥座孔最大瞬時(shí)流速 ,m s 。 v K max

10、 一般按經(jīng)驗(yàn)選取 。 流速過(guò)大 , 阻力損失大 , 影響泵的吸入性能 ; 流速選取過(guò)小 , 泵閥尺寸過(guò)大 , 。 v K max =13m s 內(nèi) 1 d , 應(yīng)控制在 d K 15。(按式 (3 經(jīng)驗(yàn)式初定 , 而后再進(jìn)行強(qiáng)度校核=(74d K (3 (3 閥板直徑 d f當(dāng)閥座孔徑 d K , 密封寬度 b 已確定 , 閥板直徑 d f =d K +2b (4(4 閥板重量 G f G f =785000d 2f f(5式中 f 閥板的比重 ,N m 3。 (5 允許關(guān)閉速度 u f 的確定由于泵閥是處于經(jīng)常啟閉下工作 , 頻率很高。因此泵閥不僅要滿足靜壓強(qiáng)度校核而且特別要注意到關(guān)閉速度

11、。 因此 , 彈簧閥設(shè)計(jì)的重要控制條件之 一 , 就是控制允許的關(guān)閉速度 , 即 u f K A j m f(6式中A j 閥板與閥密封接觸面面積 , 對(duì)盤形閥 A j =d z b ;d z 密封面平均直徑 , d z =2(d f+d K ; m f 泵閥質(zhì)量 ,kg ;K 阿道爾夫試驗(yàn)系數(shù) ,kg 1/2m s ,K =010126010135, 平均取 K =010130。 (6 閥板最大升程 h max h max =u (7因?yàn)?=30 10, 所以 h max 011u n12文章編號(hào) :100320794(2006 0920022203梯齒形扁平接鏈環(huán)優(yōu)化設(shè)計(jì)與疲勞壽命的研究楊

12、新樂(lè) 1, 李惟慷 1, 劉清富 2(1. 遼寧工程技術(shù)大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院 , 遼寧 阜新 123000; 2. 勝利油田 , 山東 東營(yíng) 257000摘 要 :在對(duì)梯齒形接鏈環(huán)進(jìn)行理論分析后 , 利用 ANSY S 優(yōu)化模塊對(duì)接鏈環(huán)齒形結(jié)構(gòu)進(jìn)行了 優(yōu)化 , 并對(duì)優(yōu)化前 、 后接鏈環(huán)的齒形進(jìn)行了疲勞壽命的計(jì)算 , 由此得出優(yōu)化后的接鏈環(huán)結(jié)構(gòu)是合理 的 , 為進(jìn)一步研究 、 制造高強(qiáng)度礦用接鏈環(huán)提供了可靠的理論依據(jù) 。關(guān)鍵詞 :接鏈環(huán) ; 疲勞 ; 有限元 ; 優(yōu)化中圖號(hào) :T D406文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 :ADesign of Optimization and R esearch of F atigu

13、e forLadder of Tooth Shape YANG Xin -le 1, LI k Q -fu2(1. Mechanical Engineering C ollege of Liaoning T ; 2. Oil Field , D ongying 257000,China Abstract :After unites , utilized ANSY S s oftware to opti 2mize the , fatigue life to the tooth shape of them. Then a conclu 2sion is it is of optimization

14、. Provided reliable theory basis for deeply researching and manu 2facturing quality connector unites.K ey w ords :connectorunites ; fatigue ; finite element ; optimization0 引言接鏈環(huán)廣泛應(yīng)用于礦業(yè)、 船舶業(yè)等機(jī)械設(shè)備的 運(yùn)動(dòng)受力部件 圓環(huán)鏈的連接 , 以實(shí)現(xiàn)整鏈的傳輸 功能 , 尤其是在礦業(yè)生產(chǎn)中 , 占有重要的地位 。 隨著 礦用圓環(huán)鏈質(zhì)量的不斷提高 , 對(duì)作為聯(lián)接元件的接鏈環(huán)也有很高的強(qiáng)度 、 韌性 、 耐磨性和抗腐性

15、能要求 。 但由于設(shè)計(jì)制造 、 使用維護(hù)以及工作面特殊的 工作條件等方面的影響 , 接鏈環(huán)的破斷在牽引鏈破 損中占有較大的比例 , 因此接鏈環(huán)的質(zhì)量日益受到 廣泛重視 。1. 2 泵閥強(qiáng)度校核(1 閥板與閥座密封面比壓校核略去閥板在關(guān)閉時(shí)的彈簧力 F 0和介質(zhì)中重量 (1-f G f , 則錐形閥的比壓 p y =2500d z pb p y (8式中 b 閥板與閥座密封面寬度 ,m ; p 泵的排壓 p 2與吸入壓力 p 1之差 , p=p 2-p 1。 當(dāng) p 2較大時(shí) ,p p 2; p y 材料的允許比壓 , 不銹鋼 , 高強(qiáng)度鋼的p y 值分別為 5×107Pa 和 18&

16、#215;107Pa 。(2 閥板彎曲強(qiáng)度校核閥板按靜壓作用校核彎曲強(qiáng)度 。對(duì)于錐形閥 , 可簡(jiǎn)化成周邊自由支承的 、 受均布載荷 p 的平板 , 產(chǎn)生在閥板中心的最大彎曲應(yīng)力 =3100d 2z p 2 (9式中 閥板材料許用彎曲應(yīng)力 ,Pa 。 2 結(jié)語(yǔ)根據(jù)上述方法設(shè)計(jì)往復(fù)泵泵閥 , 據(jù)無(wú)錫某高壓泵閥廠現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行實(shí)驗(yàn)表明 , 閥啟閉迅速 、 磨損均勻 、 密封性能好 , 完全滿足生產(chǎn)要求 , 進(jìn)一步完善了高壓 往復(fù)泵的設(shè)計(jì)理論 。在此理論基礎(chǔ)上 , 可結(jié)合計(jì)算 機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù) , 進(jìn)行往復(fù)泵泵閥的參數(shù)化設(shè)計(jì) , 提 高設(shè)計(jì)效率和水平 。參考文獻(xiàn) :1趙勝 , 趙振東 , 葉長(zhǎng)根 , 等 . 往復(fù)泵設(shè)計(jì) M.北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 ,1983.2趙洪激 . 往復(fù)泵泵閥參數(shù)的計(jì)算 J.油氣田地面工程 ,1995,14(3 :46-47.3馬安昌 , 董星 , 等 . 雙流量立