充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 摘 要 本設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的是高壓均質(zhì)機(jī)動(dòng)力端主要零件。首先，文章介紹了高壓均質(zhì)機(jī)的工作原理。流體在高壓狀態(tài)下通過(guò)細(xì)小縫隙時(shí)，會(huì)產(chǎn)生較大的剪切力、撞擊力和空穴力，使流體中的固體顆粒破碎為微小顆粒，高壓均質(zhì)機(jī)就是利用這一原理工作的。接著，文章參考現(xiàn)有的均質(zhì)機(jī)結(jié)構(gòu)，確定了均質(zhì)機(jī)主要結(jié)構(gòu)參數(shù)，然后，按照高壓往復(fù)泵的設(shè)計(jì)方法對(duì)高壓均質(zhì)機(jī)的主要零部件，如傳動(dòng)裝置、曲軸、連桿等進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。還有液力端泵閥的設(shè)計(jì)，并對(duì)其進(jìn)行了相應(yīng)的強(qiáng)度校核。最后，文章介紹了本次設(shè)計(jì)中還有高壓均質(zhì)機(jī)的運(yùn)動(dòng)仿真，采用了 C 語(yǔ)言程序，并對(duì)其進(jìn)行 了詳細(xì)的說(shuō)明。 關(guān)鍵詞：高壓均質(zhì)機(jī) 食品機(jī)械 均質(zhì)閥 江南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 2 頁(yè) 共 34 頁(yè) 目 錄 摘要 1 緒論 4 第一章 均質(zhì)機(jī)及其基本參數(shù) 5 1.1 均質(zhì)機(jī)的均質(zhì)原理 5 1.2 均質(zhì)機(jī)的工作原理 5 1.3 均質(zhì)機(jī)的基本參數(shù) 6 第二章 總體 設(shè)計(jì) 9 2.1 傳動(dòng)端結(jié)構(gòu)形式的選擇 9 2.2 液力端結(jié)構(gòu)形式的選擇 9 2.3 確定泵的主要結(jié)構(gòu)參數(shù) 10 2.4 原動(dòng)機(jī)的選擇 12 第三章 動(dòng)力端的設(shè)計(jì)計(jì)算 14 3.1 傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì) 14 3.2 曲軸的設(shè)計(jì) 15 3.3 連桿與其軸瓦 15 3.4 十字頭 16 第四章 液力端零部件設(shè)計(jì) 16 4.1 泵閥設(shè)計(jì) 16 第五章 運(yùn)動(dòng)仿真 20 5.1 C 語(yǔ)言程序簡(jiǎn)介 20 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 5.2 傳動(dòng)端運(yùn)動(dòng)及程序 20 設(shè)計(jì)小結(jié) 32 致謝 33 參考資料 34 買(mǎi)文檔送全套圖紙 扣扣 414951605 江南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 4 頁(yè) 共 34 頁(yè) 緒 論 高壓均質(zhì)是一種制備超細(xì)液液乳化物或液固分散物的通用設(shè)備，被廣泛應(yīng)用與各行業(yè)的生產(chǎn)者和科技研領(lǐng)域。例： 一、 食品飲料行業(yè) ： 豆奶、花生奶、松子奶等各種植物蛋白飲料。 核桃露、杏仁露、蓮子露、椰子汁等各種懸浮果汁飲料。 酸奶、均質(zhì)奶、純牛奶、甜牛奶、乳酸飲料、冰淇淋、豆奶粉等各種乳品和乳制品。 二、 制藥 ： 抗生素、各種乳劑 、漿液制劑、中藥制劑、花粉破碎及各種營(yíng)養(yǎng)保健液。 三、 輕工化工行業(yè)： 香精香料、化妝品、乳化硅油、感光劑、增亮劑、高級(jí)涂料、顏料、染料等。 四、 生物工程技術(shù) ： 對(duì)大腸桿菌、胞進(jìn)行破碎，撮取其有效成分。 隨著人民生活水平的提高，食品工業(yè)必將跟上時(shí)代的步伐，不僅要求食品本身的營(yíng)養(yǎng)豐富，還對(duì)其質(zhì)量、口味、外觀、保存等提出了高標(biāo)準(zhǔn) ,這樣必然把食品工業(yè)推上一個(gè)新高潮。 食品品種繁多，本設(shè)計(jì)是主要應(yīng)用于乳品工業(yè)中。它是一種特殊的高壓泵，用于噴霧干燥設(shè)備中，可使液體分散成細(xì)微的霧滴，便于干燥成粉狀。通過(guò)均質(zhì)的煉乳、冰淇淋、代乳粉 ，液體中的分散項(xiàng)破裂成細(xì)微狀態(tài)，可減少沉淀，增加粘稠性，口感細(xì)膩，并延長(zhǎng)存放時(shí)間。均質(zhì)機(jī)不僅在乳品工業(yè)和冰淇淋生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，而且還適用于醫(yī)藥、化工生產(chǎn)中?？傊?，在我國(guó)均質(zhì)機(jī)發(fā)揮出的作用越來(lái)越大，因此需要人們對(duì)其進(jìn)行深入的研究，以便設(shè)計(jì)生產(chǎn)。 本設(shè)計(jì)參考現(xiàn)有的均質(zhì)機(jī)而設(shè)計(jì)，力求經(jīng)濟(jì)、結(jié)構(gòu)合理 ,但肯定還有許多的不足之處，希望在老師和同學(xué)的幫助下，得到進(jìn)一步的改進(jìn)。 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 第 1 章 均質(zhì)機(jī)及其基本參數(shù) 均質(zhì)機(jī)是一種特殊的高壓泵 ,利用高壓的作用，使物料中的脂肪球的破裂到直徑小于2 m 達(dá) 99%。均質(zhì)機(jī)由均質(zhì)頭和高壓泵組成 ,即往復(fù)柱塞泵。它包括液力端和動(dòng)力端。通過(guò)均質(zhì)后的牛奶、脂肪球直徑和所占比例均發(fā)生變化，如表 1-1： 表 1-1脫脂乳與均質(zhì)乳中的脂肪球比較 脂肪球 （ m ） 脫脂乳 （ ） 均質(zhì)乳（ ） 一段 二段 0 1 41.8 19.2 89.2 1 2 47.7 66.5 10.3 2 3 9.2 12.6 0.5 3 4 0.9 1.7 0 4 5 0.1 0 0 5 6 0 0 0 1.1 均質(zhì)機(jī)的均質(zhì)原理 1.1.1 剪切作用 流體在高速流動(dòng)時(shí)，在均質(zhì)機(jī)頭隙縫處，產(chǎn)生剪切作用而均質(zhì)。脂肪球通過(guò)三個(gè)柱塞往復(fù)泵吸入泵體時(shí)，在縫隙處先是被延展，同時(shí)又存在著液流通過(guò)均質(zhì)閥時(shí)的渦動(dòng)作用，使延展部分被剪切為更小的脂肪球微粒。又因?yàn)橐毫髦写嬖谥砻婊钚晕镔|(zhì)，它圍繞在更細(xì)小的脂肪球微粒外層形成一種這些微粒不再互相粘合的膜 .脂肪滴由此離開(kāi)，而后面部分的還沒(méi)有流進(jìn)縫隙。當(dāng)?shù)竭_(dá)均質(zhì)閥活門(mén)縫隙處時(shí)，會(huì)同樣的剪切作用繼續(xù)形成更小的脂肪球微粒。 1.1.2 撞擊學(xué)說(shuō) 三聯(lián)柱塞往復(fù)泵的高壓作用使液體中脂肪球和均質(zhì)閥發(fā)生高 速撞擊現(xiàn)象，因而使料液中的脂肪球破裂。 1.1.3 空穴學(xué)說(shuō) 因高壓作用使料液高速流過(guò)均質(zhì)閥縫隙處時(shí)，造成相當(dāng)于高頻振動(dòng)的效果，能在瞬間引起空穴現(xiàn)象，使脂肪球碎裂。 在實(shí)際工作中，高壓均質(zhì)機(jī)的原理是以上幾種學(xué)說(shuō)的綜合 。 1.2 均質(zhì)機(jī)的工作原理 江南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 6 頁(yè) 共 34 頁(yè) 如圖 1-1 所示，當(dāng)高壓液體通過(guò)閥的閥座和閥桿的狹窄通道時(shí) (可以用調(diào)節(jié)手柄調(diào)節(jié)間隙大小 )，使液料速度達(dá) 150300m/s，壓力降低至液料汽化壓力，使之形成氣泡。當(dāng)液料離開(kāi)閥座門(mén)間 的間隙時(shí)，其速度降低，壓力升高，導(dǎo)致氣泡被壓破，產(chǎn)生內(nèi)爆，產(chǎn)生的空穴和高頻振動(dòng)使脂肪球顆粒 破碎。此過(guò)程中，能量強(qiáng)烈釋放，液料形成湍流，沖擊沖擊流，完成均質(zhì)過(guò)程。 均質(zhì)料液均質(zhì)料液第一級(jí)調(diào)節(jié)閥柄第二級(jí)調(diào)節(jié)閥柄圖 1-1 雙級(jí)均質(zhì)閥工作示意圖 1.3 均質(zhì)機(jī)的基本參數(shù) 1.3.1 瞬時(shí)流量 理論上，瞬時(shí)流量 =工作腔容積變化率 如圖 1-2 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 圖 1-2 圖 1-3 雙缸泵的無(wú)因次流量曲線 / 3 / 3 / 3圖 1-4 三缸泵的無(wú)因 次流量曲線 q = Atxdd =Au=Ar (u) (q)= Arq= (u) 其中 (q) -無(wú)因次瞬時(shí)流量 ； (u)-無(wú)因次瞬時(shí)速度 , (u)=ru=-(sin +2sin2 )。 衡量流量脈動(dòng)性的指標(biāo)為不均勻系數(shù) Q =tQqmax = ZAqsinmax 單缸泵： Q B =3.14 ； 雙缸泵： Q B /2=1.57 ； 三缸泵： Q B /3=1.04 ； 四缸泵： Q B1.1 ； 江南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 8 頁(yè) 共 34 頁(yè) 可以看出 ,四缸泵的脈動(dòng)性反而比三缸泵有所增加 ,流量曲線如圖 1-3，圖 1-4。 1.3.2 泵的壓力 均質(zhì)壓力對(duì)脂肪球大小的影響如表 1-2： 表 1-2 壓力（ kgf/cm2 ） 脂肪球直徑（ m ） 平均直徑（ m ） 0 1 18 3.71 35 1 14 2.39 70 1 7 1.68 105 1 4 1.40 141 1 3 1.08 176 1 3 0.99 211 0.5 2 0.76 隨著壓力的提高，脂肪球顆粒減少，考慮到制造工藝性、經(jīng)濟(jì)性，壓力不宜太高，所以本機(jī)選 180 kg f/cm2 。 1.3.3 均質(zhì)溫度 均質(zhì)與溫度的關(guān)系如表 1-3 表 1-3 脂肪球直徑（ m ） 20 40 65 0 1 2.3 1.9 4.3 1 2 29.3 36.7 74.4 2 3 23.3 21.1 9.0 3 4 29.8 25.2 12.3 4 5 - 15.2 0 5 6 15.2 0 0 表中可以看出，均質(zhì)最佳溫度為 65。本設(shè)計(jì)要求料液溫度為 6070，同時(shí)，可以提高密封圈效率 。 1.3.4 效率 理論流量與實(shí)際流量之間有一定的流量損失，即容積損失，它包括四部分： 流體的壓縮或膨脹造成的1V， 閥在關(guān)閉時(shí)滯后造成的2V， 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 閥關(guān)閉不嚴(yán)造成的泄漏3V， 柱塞與密封圈之間的泄漏4V， 取V=1V+2V+3V+4V=0.8 第 2 章 總體設(shè)計(jì) 2.1 傳動(dòng)端結(jié)構(gòu)形式的選擇 傳動(dòng)端為從動(dòng)力輸入端到十字頭為止的部件，包括機(jī)體、曲柄、連桿、曲軸、十字頭及潤(rùn)滑冷卻等輔助設(shè)備。 2.1.1 曲軸 曲軸為整體澆鑄體，材料為 QT60-2，本機(jī)采用二支點(diǎn) 三拐式。三個(gè)曲柄相位角相差 120，曲柄與連桿之間軸瓦材料用 20%錫鋁合金。 確定曲軸半徑時(shí)考慮到兩個(gè)方面的問(wèn)題 .較小時(shí)，強(qiáng)度、剛度無(wú)法滿足 ,撓度、轉(zhuǎn)角增加；較粗大時(shí)，要考慮加 工撓性問(wèn)題。 曲拐的運(yùn)動(dòng)順序?yàn)橐?、三、二。第一曲拐轉(zhuǎn)角 1 = ，第二曲拐轉(zhuǎn)角 2 = +240，第三曲拐3= +120。這可以使偏角 大致相等，力求使機(jī)械慣性力和慣性力矩得到平衡，減輕對(duì)基礎(chǔ)的餓撓性載荷。 2.1.2 連桿 連桿大頭采用剖分式，用特制定位螺栓定位，扣緊螺母防松，小頭定位。是澆鑄件，材料為 QT60-2。連桿體和大小頭中開(kāi)油槽，油孔，來(lái)潤(rùn)滑曲柄和十字頭。 根據(jù)總體結(jié)構(gòu)選 =r/l=0.0625。 2.1.3 軸承 有沖擊載荷，適宜選用滾子軸承 。 2.1.4 十字頭 整體鑄件，材料 ZG35。 2.1.5 傳動(dòng)方式選擇 采用一級(jí)帶傳動(dòng)。 2.2 液力端結(jié)構(gòu)形式的選擇 液力端是從柱塞一直到泵進(jìn)出口管接頭的部件，是介質(zhì)的過(guò)流部分，包括液體缸、柱塞和密封件、吸排液閥組件、缸蓋、 閥箱蓋。 在選擇液力端結(jié)構(gòu)形式時(shí)，應(yīng)遵循下述基本要求： a 過(guò)流性能好，水力阻力損失小，為此，液流通道應(yīng)力求短而直，盡量逃避拐彎和急劇的斷面變化； 江南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 10 頁(yè) 共 34 頁(yè) b 液流通道應(yīng)利于氣體排出，不允許有死區(qū)，造成氣體滯留。通常，吸入閥應(yīng)置于液缸體頂部； c 吸入閥和排出閥一般應(yīng)該垂直布置，以利于閥板正常起閉和密封； d 余隙容積應(yīng)盡可能的小，尤其是對(duì)高壓短程泵； e 易損件壽命長(zhǎng)，更換方便； f 制造工藝性好。 2.2.1 泵體 臥式三聯(lián)單作用泵的泵體為一整體式長(zhǎng)方體不銹鋼塊鍛造，材料為 1Cr18Ni9Ti,其剛性好，工作腔間距小，機(jī)加工量小，吸排出閥布置為直通式三通體。其優(yōu)點(diǎn)為過(guò)流性能好，余隙容積較小，結(jié)構(gòu)緊湊，尺寸小，柱塞雖然不可以從液缸前塞處裝拆，但 T型孔加工工藝性好。 2.2.2 柱塞 柱塞材料為 3Cr13，表面經(jīng)高頻淬火，再精密加工和磨光，具有等硬度和光潔度的表面，有較高的耐磨性和防腐性。因?yàn)橹睆叫。捎脤?shí)心結(jié)構(gòu)，加工簡(jiǎn)單。為不使柱塞發(fā)熱，保證設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)，柱塞上冷卻水不可斷。柱塞與十字頭之間采用平面連接，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便，易于裝拆。 2.2.3 均質(zhì)閥 均質(zhì)閥借調(diào)整螺旋彈簧對(duì)閥心的壓力，得到調(diào)整 流體壓力的作用。在雙級(jí)均質(zhì)閥中，第一級(jí)流體壓力為 18MPa，主要使脂肪球破碎，第二級(jí)壓力減至 2.7MPa,主要使脂肪球均勻分散。 本機(jī)用手動(dòng)輪直接控制壓力，操作方便，體積減小。 均質(zhì)頭制造成兩面均可使用的圓柱形結(jié)構(gòu)，加工方便，使用壽命長(zhǎng)。 2.3 確定泵的主要結(jié)構(gòu)參數(shù) 2.3.1 活塞平均速度 Um的選擇 Um的大小直接影響泵各運(yùn)動(dòng)副零部件的摩擦和磨損，特別是對(duì)柱塞及其密封的影響尤為顯著。 Um過(guò)大則摩擦和磨損嚴(yán)重，會(huì)造成泄漏，流量下降，排出壓力也不能達(dá)到額定值。 Um過(guò)小則液力端徑向尺寸增加，傳動(dòng)端受力也增加從而使泵的總體尺寸和重量增加。一般可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式得到 Um的定量選取范圍： Um= KtN4.0ezm/s 式中 Um 柱塞平均速度 ， m/s； Kt 統(tǒng)計(jì)系數(shù)，液壓機(jī)用三聯(lián)或多聯(lián)機(jī)動(dòng)泵一般為 0.210.70； 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 Nez 折合成單聯(lián)單作用泵的有效功率 ,kw。 Nez=( p2- p1) Q / 612Z (k+1) p2Q/ 612Z(k+1) kw 式中 Q 泵的流量， l/min p2 泵的排出壓力， kg f/cm2 ； p1 泵的吸入壓力， kg f/cm2 ； 當(dāng) p2 p1 或 p1 為常壓時(shí)，全壓力 p2 p1 p2 。 Z 泵的聯(lián)數(shù)（柱塞數(shù)）； K 系數(shù)， K-1= Ar /A， K=0，對(duì)雙作用泵， Ar /A1， 0K1。 本設(shè)計(jì)中， Q=1.5 m 3 /h=25 l/min, p=180 kg f/cm 2 , Z=3, K=0, Kt=0.45, 則 Nez=180 25/（ 612 3） =2.45KW Um=0.45 2.454.0 =0.6m/s 2.3.2 曲軸轉(zhuǎn)速 n 和柱塞行程長(zhǎng)度 S 的選擇 已知偏心距 30,則行程為 30,由 Um=ns/30 得 n=30 Um/S=30 0.6/0.03=600rpm 2.3.3 柱塞直徑 D 的確定 D=VKSnZQ )1(240式中 Q 泵的流量 , m3 /S； S 柱塞行程長(zhǎng)度 ,m； n 曲軸轉(zhuǎn)速 (rpm)或柱塞的每分鐘往復(fù)次數(shù) ,spm； Z 泵的聯(lián)數(shù) (柱塞數(shù) )； K 系數(shù) ,K=1 Ar /A 對(duì)單作用泵 , Ar /A=1,K=0,對(duì)雙作用泵 , Ar /A1, 0K1； 江南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 12 頁(yè) 共 34 頁(yè) V 泵的容積效率。 本設(shè)計(jì)中， Q=1.5 m3 /h=0.000417 m3 /h, S=30mm=0.03m, n=600rpm, Z=3, K=0, V=0.8,則 D=0.027m 取柱塞直徑 D 為 30 mm,則行程比 =S/D=1,符合其取值范圍。 2.3.4 進(jìn)出口的內(nèi)管經(jīng) d1=14vQ； d2=24vQ式中 d1 吸入管內(nèi)經(jīng)， m； d2 排出管內(nèi)經(jīng)， m； Q 泵的流量， m3 /s； v1 吸入管內(nèi)介質(zhì)的平均流速， m/s； v2 排出管內(nèi)介質(zhì)的平均流速， m/s； 本設(shè)計(jì)中， d1 =360025.14=0.016m d2 =36005.25.14=0.015m 考慮到加工工藝性，以及減小總體長(zhǎng)度，可將濾網(wǎng)安在吸入 管內(nèi)，充分利用吸 入管的空間，可取 d1 =40mm， d2 =25mm。 2.4 原動(dòng)機(jī)的選擇 2.4.1 泵的有效功率 N 和泵的總效率 單位時(shí)間內(nèi)，被泵排出的液體由泵獲得的能量稱為有效功率。 Ne=p Q/612kw 式中 p=p2 p1 泵的全壓力， kg f/cm2 p2 泵的排出壓力， kg f/cm2 p1 泵的吸入壓力， kg f/cm2 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 Q 泵的流量 l/min 本設(shè)計(jì)中， p=180kgf/cm Q=25 l/min 則 Ne=180 25/612=7.35kw 泵的效率是綜合衡 量泵的能量損失的指標(biāo)，用下式表示： = Ne/N 式中 Ne 泵的有效功率； N 泵的輸入功率。 一般，泵的效率用計(jì)算方法很難確定，只能用實(shí)驗(yàn)方法確定。一般的選取范圍是： 電動(dòng)泵的效率范圍是d=0.600.90 蒸氣直接作用泵的效率范圍是d=0.800.95 2.4.2 原動(dòng)機(jī)功率 Nd= Ne/(d d)kw 式中 d 泵的傳動(dòng)裝置效率； d 原動(dòng)機(jī)效率。 由于泵的效率包括了泵的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的摩擦損失，所以，泵的傳動(dòng)裝置效率只與 泵的減速機(jī)構(gòu)的機(jī)械損失有關(guān)。當(dāng)采用皮帶傳動(dòng)時(shí)，d=0.920.98 三角皮帶傳動(dòng)時(shí)， d=0.900.94 齒輪傳動(dòng)時(shí)，d=0.900.94 （閉式）；蝸桿傳動(dòng)時(shí)，d=0.700.90（閉式）。 本設(shè)計(jì)中，采用三角皮帶傳動(dòng)，電動(dòng)機(jī)為原動(dòng)機(jī)，故 =0.85 =0.94 則 Nd=7.35/（ 0.85 0.94） =9.2kw 考慮到往復(fù)泵的流量是脈動(dòng)的，泵的載荷也是脈動(dòng)的，此外，柱塞泵密封處的機(jī)械摩擦損失等也很嫩精確確定。為了使泵在實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)中不致超載，應(yīng)留有一定的余量，稱為儲(chǔ)備系數(shù) K，則實(shí)際原動(dòng)機(jī)功率為： Nd= KcNd本設(shè)計(jì)中查 得 Kc=1.15，則 江南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 14 頁(yè) 共 34 頁(yè) Nd=1.15 9.2=10.58kw 2.4.3 原動(dòng)機(jī)的選擇 原動(dòng)機(jī)的選擇應(yīng)注意兩點(diǎn) :1、原動(dòng)機(jī)必須滿足 Nd 的要求 ,2、選擇原動(dòng)機(jī)時(shí)應(yīng)注意到轉(zhuǎn)差率。 根據(jù)本設(shè)計(jì)的要求，選擇電動(dòng)機(jī)為 Y160M-4 型電動(dòng)機(jī)，額定功率 11KW，同步轉(zhuǎn)速1500r/min，滿載轉(zhuǎn)速 14。 第 3 章 動(dòng)力端的設(shè)計(jì)計(jì)算 3.1 傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì) 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，采用普通 V 帶傳動(dòng)。本設(shè)計(jì)中，帶輪材料采用灰鑄鐵，查得牌號(hào)為HT15-33 其指標(biāo)如下表 3-1： 表 3-1 最小抗拉強(qiáng)度b/MPa 硬度 HBS 175 137 205 145 119 179 130 110 166 120 141 157 3.1.1小帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸 由 Y160M-4電動(dòng)機(jī)可知，其軸身直徑 d=42mm，長(zhǎng)度 L=110mm。故小帶輪軸孔直徑應(yīng)取d0=42mm，轂長(zhǎng)應(yīng)小于 110 mm。 由表查得，小帶輪實(shí)心輪。結(jié)構(gòu)如圖 3-1： 3.1.2 大帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 3.1.3 由曲軸尺寸知，孔經(jīng)為 65mm，基準(zhǔn)直徑為 355 mm，則結(jié)構(gòu)如圖 3-2： 3.2 曲軸的設(shè)計(jì) 在往復(fù)泵中，曲軸是把原動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為柱塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)的重要不見(jiàn)之一。 工作時(shí)，它承受周期性的交變載荷，產(chǎn)生交變的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力和彎曲應(yīng)力，因此也是曲軸連桿機(jī)構(gòu)最重要的受力部件。見(jiàn)圖 曲軸的相關(guān)設(shè)計(jì)和校核見(jiàn)“高壓均質(zhì)機(jī)”設(shè)計(jì) 3.3 連桿與其軸瓦 連桿是傳動(dòng)端曲柄連桿機(jī)構(gòu)中連接曲柄和十字頭的部件。連桿的運(yùn)動(dòng)是一平面運(yùn)動(dòng)，可以把連桿看成是沿液缸中心線移動(dòng)和繞十字頭銷(xiāo)擺動(dòng)的兩種簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)的合成。 連桿的相關(guān)設(shè)計(jì)見(jiàn)“高壓均質(zhì)機(jī)”設(shè)計(jì)。見(jiàn)圖 江南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 16 頁(yè) 共 34 頁(yè) 3.4 十字頭 三聯(lián)但作用泵的最大柱塞力為 P=1272KGF，采用整體式十字頭，十字頭材料為 ZG35 鑄鋼，工作面澆鑄 ChSnSB11-6 軸承合金，十字銷(xiāo)材料選用 20Cr，連接方式為連桿銷(xiāo)連接。 十字頭的相關(guān)設(shè)計(jì)見(jiàn)“高壓均質(zhì)機(jī)”設(shè)計(jì)。 第 4 章 液力端主要零部件設(shè)計(jì) 4.1 泵閥設(shè)計(jì) 泵閥是往復(fù)泵工作過(guò)程的直接組成件，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。錐形閥的制造較為復(fù)雜，但流道比較平滑，流量系數(shù)大，水力阻力小，過(guò)流能力強(qiáng)，密封性能好，不論介質(zhì)粘度較高或粘度較低都比較適宜。而且，因?yàn)殚y板剛度較大，通常多用于高壓和超高壓泵上，在計(jì)量泵自重閥中也有采用。 本設(shè)計(jì)選用下部翼形導(dǎo)向的錐形閥。為減輕閥重，增加流通能力，導(dǎo)翼斷面為半月形凹槽，剛度好。閥和閥座材料為 3Cr13 不銹鋼。 4.1.1 尺寸設(shè)計(jì) 內(nèi) 容和項(xiàng)目 參數(shù)選取及計(jì)算公式 計(jì)算結(jié)果 名稱 符號(hào) 單位 泵的排出 P2 kg f/cm2 常用壓力（表壓） 180 吸入壓力 P1 kg f/cm2 （表壓） 0 聯(lián)或缸數(shù) Z 3 每缸排出閥或吸入閥數(shù) Zf 1 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 泵理論流量 Qt L/min 25 柱塞直徑 D cm 3 柱塞行程 S cm 3 每分鐘往復(fù)次數(shù) n Spm 600 介 質(zhì)重度 jg/cm3 1 泵閥型式 度 錐形閥 45 閥板材料重度 fg/cm3 不銹鋼沖壓件 7.8 柱塞截面積 A cm2 A=42D cm2 7.065 通過(guò)一個(gè)閥的流量 Qtfscm/3 Qtf=fZASn60212 閥座孔最大瞬時(shí)流速 VmaxKcm/s 一般范圍 150 300cm/s 212 閥座孔徑 dK cm dK =2maxktfQ2 密封面接觸寬度 b cm b=0.2kd0.28 閥板直徑 dfcm df=dK +2bsin 2.4 閥板厚度 cm =(61:101) dK =0.2-0.33 0.6 閥板重量 Gfg Gf=ffd 2421 密封面接觸面積 Ajcm2 Aj= ( dK +b)b 1.368 閥板的公斤質(zhì)量 mf kg 0.021 試驗(yàn)系數(shù) K kg /cmgs 1.30 允許關(guān)閉速度 uf cm/s uffjmAK 12 最大升程 hmaxcm hmaxn u10 f0.2 江南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 18 頁(yè) 共 34 頁(yè) 比值 hmax/ dKhmax/ dK=0.1 0.1 當(dāng)量系數(shù) 1由 df/dK=0.1，查得1=2.4 2.4 系數(shù) K3K3=23221sin512)(kfjdGSD 0.128 系數(shù) KhhK22322)811()8121(2 1.03 系數(shù) K1K1 =0.684Kh k3 (maxhdk )2 9.018 彈簧初始安裝力 F0g 0F )1(12fjk Kgd Gf 1506 系數(shù) K4 60 彈簧剛度 C g/cm C=Gf gk /425070 彈簧最大工作力 F1 g F1 = F0+Chmax2520 閥上最大載荷 Fmaxg F max F1 +(1-fj /)Gf2538 彈簧中經(jīng) Dmmm 按結(jié)構(gòu)選取 22 彈簧指數(shù) Ch查表 11 彈簧曲度系數(shù) Kn 查表 1.13 許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力 kg/mm2 查表，按 65Mn 鋼絲取 30 鋼絲直徑 dhmm dh 1.631 10 nhKCF 2 剪切彈性模量 G kg/mm2 8000 彈簧工作圈數(shù) I 圈 i=CDGdmh344810 7.5 彈簧總?cè)?shù) i1 圈 i1 =i+(1.5-2) 9 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 彈簧節(jié)距 t mm t=hhm dGdFD 4133004 =4.8 5 自由高度 H mm H=(t-dh)i+( i1-0.5)dh39 安裝高度 H0mm H0=H-10 F0/C 36 鋼絲展開(kāi)長(zhǎng) L mm L= i1 )( 22 tD m 554.1 4.1.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4.1.3 泵閥強(qiáng)度校核 A.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 F0和介質(zhì)中重量（ 1- fj ） Gf； 則比壓 py=bdz 4sin py 式中 py 材料的允許比壓， kg f/cm2 ； 不銹鋼的 py=300-800 B.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，即： 8 0 631.0 2 2 pd zw 式中 w 在閥板中心最大彎曲應(yīng)力， kg f/cm2 ； 江南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 20 頁(yè) 共 34 頁(yè) p 泵的排壓與吸入壓之差， kg f/cm2 ； 180 閥板材料許用彎曲應(yīng)力， kg f/cm2 ； 不銹鋼 =1000-1200 第 5 章 運(yùn)動(dòng)仿真 5.1 C 語(yǔ)言程序簡(jiǎn)介 C 語(yǔ)言是一種結(jié)構(gòu)化語(yǔ)言。它層次清晰，便于按模塊化方式組織程序，易于調(diào)試和維護(hù)。 C 語(yǔ)言的表現(xiàn)能力和處理能力極強(qiáng)。它不僅具有豐富的運(yùn)算符和數(shù)據(jù)類(lèi)型，便于實(shí)現(xiàn)各類(lèi)復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。它還可以直接訪問(wèn)內(nèi)存的物理地址，進(jìn)行位（ bit）一級(jí)的操作。由于 C 語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)了對(duì)硬件的編程操作，因此 C語(yǔ)言集高級(jí)語(yǔ)言和低級(jí)語(yǔ)言的功能于一體。既可用于系統(tǒng)軟件 的開(kāi)發(fā)，也適合于應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)。此外， C 語(yǔ)言還具有效率高，可移植性強(qiáng)等特點(diǎn)。因此廣泛地移植到了各類(lèi)各型計(jì)算機(jī)上，從而形成了多種版本的 C 語(yǔ)言。 5.2 傳動(dòng)端運(yùn)動(dòng)及程序 #include #include #define PI 3.1415926 int xa=70,ya=270,xb,yb,xc,yc,xd=183,yd=270,xe,ye,xf,yf=75； double lalfa,lalfa1=360.0； double lab=50.5,lbc=108.75,lcd=112.5,lad=112.5,lde=225,lef=315,lb=195； double A,B,C,ac,a3,omiga1=5.236,omiga2,omiga3,omiga4,sc,vc； double alfa1,alfa2,alfa3,alfa4,alfa5； double ab=67.5,bc=145,cd=150,ad=150,de=300,ef=420,b=260； int alfa=0,l=300,m=100,xxc,yxc,xvc,yvc,xac,yac； /*/ void set_angle() lalfa1-=10； if(lalfa10) lalfa1=lalfa1+360； lalfa=PI*lalfa1/180； void draw_link() int i； float A,B,C,l； double thita,gama； A=ad-ab*cos(lalfa)； B=-ab*sin(lalfa)； C=(A*A+B*B+cd*cd-bc*bc)/(2*cd)； thita=2*atan(B+sqrt(A*A+B*B-C*C)/(A-C)； 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 if(thita0) thita+=PI； xb=(int)(lab*cos(lalfa)+xa； yb=ya-(int)(lab*sin(lalfa)； xc=xd+(int)(lcd*cos(thita)； yc=yd-(int)(lcd*sin(thita)； gama=thita-0.5； xe=(int)(lde*cos(gama)+xd； ye=yd-(int)(lde*sin(gama)； l=lde*sin(gama)-lb； xf=(int)(sqrt(lef*lef+l*l)+xe； setbkcolor(BLUE)； setcolor(RED)； setlinestyle(0,0,3)； moveto(xa,ya)； lineto(xb,yb)； lineto(xc,yc)； lineto(xd,yd)； lineto(xe,ye)； lineto(xf,yf)； line(xc,yc,xe,ye)； setcolor(15)； setlinestyle(0,0,0)； circle(xa,ya,5)； floodfill(xa,ya,WHITE)； circle(xd,yd,5)； floodfill(xd,yd,WHITE)； circle(xb,yb,3)； floodfill(xb,yb,WHITE)； circle(xc,yc,3)； floodfill(xc,yc,WHITE)； circle(xe,ye,3)； floodfill(xe,ye,WHITE)； moveto(xa,ya)； lineto(xa-10,ya+10)； lineto(xa+10,ya+10)； lineto(xa,ya)； line(xa-15,ya+10,xa+15,ya+10)； for(i=4；i=30；i+=4) line(xa-15+i,ya+10,xa-15+i-3,ya+15)； moveto(xd,yd)； lineto(xd-10,yd+10)； lineto(xd+10,yd+10)； lineto(xd,yd)； 江南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 22 頁(yè) 共 34 頁(yè) line(xd-15,yd+10,xd+15,yd+10)； for(i=4；i=30；i+=4) line(xd-15+i,yd+10,xd-15+i-3,yd+15)； bar(xf-10),(yf+6),(xf+10),(yf-6)； line(375,yf+6,640,yf+6)； for(i=0；i260；i+=8) line(380+i,yf+6,380+i-3,yf+11)； /*line(0,310,640,310)； line(200,0,200,480)；*/ void set_text() setcolor(YELLOW)； settextstyle(4,0,5)； /* outtextxy(180,200,MADE BY SPHINX!)；*/ outtextxy(250,250,2000.5.18)； links() int graphdriver=VGA,graphmode=VGAMED； initgraph(&graphdriver,&graphmode, )； do setactivepage(1)； clearviewport()； set_angle()； draw_link()； set_text()； setvisualpage(1)； setactivepage(0)； clearviewport()； set_angle()； draw_link()； set_text()； setvisualpage(0)； while(!kbhit()； getch()； closegraph()； /*/ set_c() A=ad-ab*cos(alfa1)； B=-ab*sin(alfa1)； C=(A*A+B*B+cd*cd-bc*bc)/(2*cd)； alfa3=2*atan(B+sqrt(A*A+B*B-C*C)/(A-C)； 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 if(alfa364) yxc=yxc-64；*/ setcolor(RED)； lineto(xxc,yxc)； draw_v() xvc=(int)(alfa+m)； 江南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 24 頁(yè) 共 34 頁(yè) yvc=(int)(l-vc)； setcolor(YELLOW)； lineto(xvc,yvc)； draw_a() xac=(int)(alfa+m)； yac=(int)(l-ac)； setcolor(GREEN)； lineto(xac,yac)； chart() int graphdriver=VGA,graphmode=VGAHI； initgraph(&graphdriver,&graphmode, )； moveto(m,l)； setbkcolor(BLACK)； do alfa1=alfa*PI/180； set_c()； draw_x()； alfa=alfa+1； while(alfa=540)； moveto(m,l)； alfa=0； do alfa1=alfa*PI/180； set_c()； draw_v()； alfa=alfa+1； while(alfa=540)； moveto(m,l)； alfa=0； do alfa1=alfa*PI/180； set_c()； draw_a()； alfa=alfa+1； while(alfa=540)； setfillstyle(1,RED)； bar(5,450,25,460)； settextstyle(0,0,2)； setcolor(RED)； outtextxy(30,446,displacement)； setfillstyle(1,YELLOW)； bar(240,450,260,460)； 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 settextstyle(0,0,2)； setcolor(YELLOW)； outtextxy(265,446,velocity)； setfillstyle(1,GREEN)； bar(410,450,430,460)； settextstyle(0,0,2)； setcolor(GREEN)； 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