液壓驅(qū)動(dòng)往復(fù)泵泵閥運(yùn)動(dòng)規(guī)律的仿真

西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 直動(dòng)式液壓往復(fù)泵設(shè)計(jì) 摘要:該畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)直動(dòng)式液壓往復(fù)泵的設(shè)計(jì)。往復(fù)泵借助于活塞（柱塞）在液 缸工作腔內(nèi)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使工作腔容積產(chǎn)生周期性變化來(lái)達(dá)到輸送液體的目的，它是 把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為壓力能的裝置。此種泵的流量只取決于工作腔容積變化值及在單位時(shí) 間內(nèi)的變化次數(shù)（頻率），而在理論上與排出壓力無(wú)關(guān)。液壓往復(fù)泵以有壓液體作為 動(dòng)力源，具有效率高、吸入性好、輸送介質(zhì)廣泛等優(yōu)點(diǎn)，在石油鉆井、油田注化學(xué)劑 等方面發(fā)揮著不可替代的作用。目前在石油鉆機(jī)上廣泛使用的是機(jī)動(dòng)往復(fù)泵，這種往 復(fù)泵體積大、重量大、維護(hù)難度高、流量不均度高，不再能滿足現(xiàn)代生產(chǎn)要求。 本次設(shè)計(jì)是通過(guò)對(duì)已知數(shù)據(jù)的分析以及參考相關(guān)資料完成的，該液壓往復(fù)泵系三 缸單作用泵，主要由動(dòng)力端的液壓缸和往復(fù)泵液力端部分組成。通過(guò)對(duì)其泵筒、泵閥 等零部件及整機(jī)進(jìn)行具體的分析和計(jì)算，完成了本次的設(shè)

建立了往復(fù)式隔膜泵球閥運(yùn)動(dòng)規(guī)律的數(shù)學(xué)模型。該模型解決了球閥在開啟和關(guān)閉階段升程為零的方程奇點(diǎn)問(wèn)題,因而這種球閥運(yùn)動(dòng)規(guī)律的數(shù)學(xué)模型更加完整。此外還編制了仿真程序,并對(duì)zgl50/135-k140-2sm350hd軟管隔膜泵進(jìn)行了仿真試驗(yàn),最后比較了同等條件下的仿真與實(shí)測(cè)結(jié)果,二者基本相符。

對(duì)一種電子控制液壓驅(qū)動(dòng)式泵-噴嘴供油系統(tǒng)進(jìn)行了建模與仿真,在amesim環(huán)境下使用機(jī)械、液壓和控制部件的標(biāo)準(zhǔn)元件搭建仿真模型,用一維集總參數(shù)法進(jìn)行仿真計(jì)算.利用試驗(yàn)測(cè)出的柱塞升程和柱塞腔內(nèi)壓力以及循環(huán)供油量檢驗(yàn)?zāi)Ｐ偷臏?zhǔn)確性和精度,在此基礎(chǔ)上通過(guò)對(duì)仿真模型的優(yōu)化,計(jì)算了不同控制參數(shù)下的噴油規(guī)律,對(duì)該噴油器的改進(jìn)設(shè)計(jì)及其與發(fā)動(dòng)機(jī)的合理匹配和供油系統(tǒng)控制策略的研究具有一定的指導(dǎo)意義.

為解決往復(fù)泵恒壓力恒流量輸出問(wèn)題,設(shè)計(jì)了一種液壓雙缸單作用泵。其液壓系統(tǒng)由雙油泵供油,采用帶單向機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)閥與普通換向閥相結(jié)合的油量分配方式,轉(zhuǎn)閥動(dòng)作由活塞行程控制,轉(zhuǎn)閥動(dòng)作精度不受主油泵變量的影響,系統(tǒng)控制可靠。該泵在實(shí)際應(yīng)用中取得了良好的效果。

針對(duì)三缸單作用往復(fù)式鉆井泵泵閥振動(dòng)信號(hào)成分復(fù)雜和相互干擾的特點(diǎn),研究了往復(fù)泵泵閥故障診斷前從多信源振動(dòng)信號(hào)中分離提取泵閥沖擊信號(hào)的方法,包括有時(shí)標(biāo)信號(hào)時(shí)泵閥沖擊信號(hào)的分離提取方法和無(wú)時(shí)標(biāo)信號(hào)時(shí)泵閥沖擊信號(hào)的分離提取方法,實(shí)現(xiàn)了泵閥振動(dòng)信號(hào)的預(yù)處理。對(duì)兩種方法提取的泵閥沖擊信號(hào)進(jìn)行小波包分頻帶能量值計(jì)算,計(jì)算結(jié)果表明,這兩種方法均能有效地消除目標(biāo)泵閥振動(dòng)信號(hào)中混雜的其他泵閥振動(dòng)分量,達(dá)到相同的效果,從而使后續(xù)分析中得到的監(jiān)測(cè)診斷信息的準(zhǔn)確性和可靠性得到保障。

簡(jiǎn)述了大型漿體泵輸送系統(tǒng)中,清水閥的液壓驅(qū)動(dòng)與自動(dòng)控制的實(shí)現(xiàn)方法。介紹了液壓站和可編程序控制器在工業(yè)上應(yīng)用的具體實(shí)例。

將經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解(emd)和魏格納-維利分布(wvd)兩種方法應(yīng)用于往復(fù)泵泵閥振動(dòng)信號(hào)特征的提取。首先對(duì)現(xiàn)場(chǎng)采集的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行emd分解,再對(duì)分解得到的固有模態(tài)函數(shù)(imf)分量進(jìn)行wvd分析后疊加,最終得到的信號(hào)wigner-ville分布可以有效抑制由于干擾項(xiàng)引起的頻率混疊和干擾問(wèn)題,有助于將原始信號(hào)在時(shí)間歷程、頻率成分和幅值大小三個(gè)方面的特征信息同時(shí)進(jìn)行準(zhǔn)確提取。試驗(yàn)結(jié)果表明,該方法能夠全面、有效地表征出振動(dòng)信號(hào)中所蘊(yùn)含的泵閥狀態(tài)信息,為后續(xù)進(jìn)行泵閥狀態(tài)識(shí)別和故障診斷奠定基礎(chǔ)。

計(jì)量泵分為柱塞泵、隔膜泵和齒輪泵等多種形式,廣泛應(yīng)用于石油化工等領(lǐng)域。其中液壓驅(qū)動(dòng)隔膜計(jì)量泵以其無(wú)泄漏、可靠性高的特點(diǎn)被某工程塑料裝置選用。技術(shù)人員在使用過(guò)程中通過(guò)解決出口壓力大幅波動(dòng)和出口無(wú)流量等故障熟悉了解了該型泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。

簡(jiǎn)要介紹了隔膜泵的結(jié)構(gòu)及工作原理,重點(diǎn)討論了泵閥參數(shù)的設(shè)計(jì)方法及確定原則,分析研究了閥件在使用中的主要損壞形式、產(chǎn)生原因及相應(yīng)的改進(jìn)方法。為泵閥設(shè)計(jì)與檢修提供了理論分析和參考意見。

針對(duì)目前常用的泥漿泵和隔膜泵存在的問(wèn)題,提出了2種液壓驅(qū)動(dòng)隔膜泵動(dòng)力端設(shè)計(jì)方案,與傳統(tǒng)隔膜泵動(dòng)力端相比,將曲柄連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)為液壓缸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu),由大功率電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)定量泵供油,利用液壓缸一端的密閉空間壓力控制液壓缸換向,使活塞在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)勻速往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)(傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中,活塞滿足正弦曲線運(yùn)動(dòng)),將從根本上解決傳統(tǒng)隔膜泵吸入、排出料漿時(shí)流量的不均勻性、振動(dòng)大、噪聲大等問(wèn)題,并在很大程度上減小了泵的體積與成本。

針對(duì)目前石油、冶金、電力等行業(yè)中常用的隔膜泵存在的隔膜破裂后不能繼續(xù)工作、影響正常生產(chǎn)的問(wèn)題,以三缸單作用液壓驅(qū)動(dòng)隔膜泵為研究對(duì)象,提出一種新的隔膜破裂報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案:當(dāng)單個(gè)隔膜破裂時(shí),系統(tǒng)可以發(fā)出報(bào)警信號(hào),經(jīng)工作人員確認(rèn)后相應(yīng)的液壓缸停止工作,而其他兩液壓缸可以繼續(xù)工作;兩個(gè)或兩個(gè)以上隔膜破裂時(shí),系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)的同時(shí)隔膜泵停止運(yùn)轉(zhuǎn)?；趐lc的邏輯控制功能,利用三菱fx2-64mr型plc對(duì)這種隔膜破裂報(bào)警方案進(jìn)行了程序設(shè)計(jì),可實(shí)現(xiàn)隔膜破裂實(shí)時(shí)報(bào)警、隔膜破裂個(gè)數(shù)檢測(cè)、停止報(bào)警、兩液壓缸工作相位調(diào)整、隔膜泵自動(dòng)停機(jī)及料漿輸出量測(cè)定和調(diào)整等功能?，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)表明:在plc的控制下,這種隔膜破裂報(bào)警設(shè)計(jì)方案,可以保證單個(gè)隔膜破裂后隔膜泵的正常運(yùn)行,是一種有效的設(shè)計(jì)方案。

針對(duì)往復(fù)泵閥組件密封面司太立合金堆焊的技術(shù)要求,通過(guò)工藝試驗(yàn),確定了合理的工藝,達(dá)到了閥組件的性能要求。

第一章往復(fù)泵

用工程分析軟件pro/engineer和ansys對(duì)sl3hb-100型往復(fù)泵閥箱的強(qiáng)度進(jìn)行了有限元分析。通過(guò)分析,得到了閥箱的最大應(yīng)力位置及其應(yīng)力值,此位置與閥箱實(shí)際破裂時(shí)的位置一致。分析結(jié)果表明,閥箱在30mpa壓力下是安全的,可以正常工作。

介紹快關(guān)蝶閥液壓驅(qū)動(dòng)裝置的維護(hù)方法與維修要點(diǎn)。

為了研究適用于對(duì)作業(yè)車速恒定有嚴(yán)格要求的專用底盤,提出一種采用機(jī)械靜壓驅(qū)動(dòng)的解決方案。該方案采用傳統(tǒng)機(jī)械變速器用于高速行駛、附加液壓傳動(dòng)裝置用于低速作業(yè)。應(yīng)用系統(tǒng)協(xié)同仿真軟件amesim建立稀漿封層機(jī)液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的仿真模型,對(duì)其動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行仿真分析。結(jié)果表明:稀漿封層機(jī)要避免工作在300kn以上的載荷工況;系統(tǒng)對(duì)正弦載荷的響應(yīng),存在負(fù)荷上升階段壓力波動(dòng)較負(fù)荷下降階段壓力波動(dòng)大,且受小頻率載荷影響明顯。

液壓驅(qū)動(dòng)裝置在閥門上的應(yīng)用 介紹了閥門常用液壓驅(qū)動(dòng)裝置的類型、性能;工作原理和使用范圍。分 析了液壓驅(qū)動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、適用工況及其選用方法。 1、概述液壓控制技術(shù)是現(xiàn)代機(jī)械傳動(dòng)及控制領(lǐng)域中一項(xiàng)重要的基礎(chǔ)技 術(shù)。液壓傳動(dòng)具有輸出力大，方便調(diào)整和控制使用壓力，防止過(guò)載，安全性 大，可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速等優(yōu)點(diǎn)。由于液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)元件密封性好，其可在高粉 塵、高污染、易燃易爆或水下(采用特殊防護(hù))等環(huán)境中安全可靠工作。隨著科 技的進(jìn)步，真空技術(shù)網(wǎng)(chvacuum/)認(rèn)為國(guó)內(nèi)外液動(dòng)閥門需求量逐年增加。 2、結(jié)構(gòu)原理液動(dòng)閥門通常由液動(dòng)閥門本體，液壓控制系統(tǒng)、電氣控制系 統(tǒng)三部分組成，機(jī)電液一體化控制技術(shù)的水平，將決定液動(dòng)閥門產(chǎn)品的技術(shù)水 平。閥門常用的液壓驅(qū)動(dòng)裝置有液壓缸直接推拉驅(qū)動(dòng)式、齒輪齒條擺動(dòng)油缸驅(qū) 動(dòng)式、螺線式擺動(dòng)油缸驅(qū)動(dòng)式和多回轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)式。 2.1、液壓缸直接推拉驅(qū)動(dòng)式

運(yùn)用往復(fù)式壓縮機(jī)理論研究了不同彈簧剛度、曲軸轉(zhuǎn)速和升程時(shí)的進(jìn)氣閥運(yùn)動(dòng)規(guī)律,通過(guò)閥片位移曲線分析了彈簧剛度、曲軸轉(zhuǎn)速和升程對(duì)滯后關(guān)閉與顫振的影響。分析結(jié)果表明,隨著剛度的增大和轉(zhuǎn)速的降低,滯后關(guān)閉現(xiàn)象逐漸消失,在曲軸轉(zhuǎn)速980r/min、彈簧剛度455n/m時(shí),滯后關(guān)閉角達(dá)到41.1°;當(dāng)剛度增至5300n/m或轉(zhuǎn)速低于370r/min時(shí),閥片開始出現(xiàn)顫振,此時(shí)最大彈簧力與最大推力的比值隨著曲軸轉(zhuǎn)速和彈簧剛度的增大而增大;若曲軸轉(zhuǎn)速由370r/min提高到2000r/min,對(duì)應(yīng)的彈簧剛度需從455n/m增至14kn/m,此時(shí)最大彈簧力與最大推力的比值由0.17增至1.00。

為適應(yīng)設(shè)備生產(chǎn)的自動(dòng)化、信息化的日益發(fā)展，文章探索了往復(fù)泵出口常用的明桿閥門與電力拖動(dòng)電路聯(lián)動(dòng)控制的相融合，實(shí)踐證明?？梢詮募夹g(shù)層面上有效避免出現(xiàn)人為憋壓隱患的問(wèn)題。

液壓驅(qū)動(dòng)空調(diào)的研發(fā),一方面解決了汽車起重機(jī)上車操縱室空調(diào)因回轉(zhuǎn)功能不能從下車引空調(diào)管路及動(dòng)力源獲取問(wèn)題;另一方面由于是連接到主機(jī)液壓系統(tǒng)支腿、回轉(zhuǎn)功能回油路上(或單獨(dú)泵源),充分利用了主機(jī)液壓系統(tǒng)的富余動(dòng)力。

闡述了pn64mpadn50mm電液驅(qū)動(dòng)球閥的工作原理、性能、用途和設(shè)計(jì)計(jì)算。

【104】?第37卷?第6期?2015-06(下) 柱塞式往復(fù)泵的擾力分析 calculatingfordisturbingforceofplungerreciprocatingpump 徐雷雷，魏修亭 xulei-lei,weixiu-ting （山東理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，淄博255049） 摘要：在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)設(shè)備基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中，擾力值的確定是主要內(nèi)容之一。通過(guò)對(duì)單缸、多缸對(duì)置式、多缸 非對(duì)置式柱塞泵的擾力產(chǎn)生原因的分析，計(jì)算、歸納出多缸柱塞泵的擾力計(jì)算通式。通過(guò)對(duì) 計(jì)算通式的分析，總結(jié)出減小柱塞式往復(fù)泵擾力方案和擾力值為0的條件，對(duì)柱塞式往復(fù)泵的 設(shè)計(jì)和在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的擾力分析有一定意義。 關(guān)鍵詞：旋轉(zhuǎn)設(shè)備；往復(fù)泵；對(duì)置；非對(duì)置；擾力 中圖分類號(hào)：th12文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a文章編號(hào)：1009-0134(2015)06(