五柱塞往复泵结构设计本科生毕业设计论文

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1、五柱塞往复泵结构设计本科生毕业设计论文1绪论往复泵是一种发展较早的动力机械之一，往复泵包括活塞泵和柱塞泵．它适用于输送流量较小、压力较高的各种介质．如低粘度、腐蚀性、易燃、易爆、剧毒等各种液体．具有较高的效率和良好的运行性能．因此，直到目前仍广泛用于国民经济的各个领域中。特别往复泵在石油化工领域的应用非常广泛。按照用途的不用，石油工程中用的往复泵往往被冠以相应的名称，如：往复泵、固井泵、压裂泵、注水泵、抽油泵、钻井泵等。在我国的国民生产和生活中，泵作为一种输送液体的“心脏”，倍受各行各业的重视。在石油领域中，往复泵的使用面

2、广、用量大，其耗电量占化工厂及油田用电的50%以上。研制开发使用性能良好的往复泵将带来广阔的社会效益和经济效益。近年来，国内外在往复泵的理论和实验研究、设计制造和选择使用方面，做了许多工作。特别是三缸和多缸单作用往复泵在石油工业中推广使用，大大提高了工作效益。石油工业的发展对往复泵提出了更高的要求，主要是泵的压力越来越高，功率越来越大、而制造和维修成本要低，体积和质量不能过大。由于石油工程用往复泵的工作条件十分恶劣。提高其易损件(主要是泵阀、活塞—缸套、柱塞—密封等)的工作寿命，就成为往复泵设计、制造和使用中迫切需要解决的

3、问题。因此直线电机驱动的多缸往复泵的开发与研究显得尤为重要。柱塞泵是一种供油装置，常用于机器的润滑系统中，属于往复式容积泵，它是借助于活塞在液压工作腔内的往复运动使工作腔容积产生周期性变化来达到输送目的，动力的机械能经过柱塞泵转化为被输送液体的压力能。它主要是有泵体、阀体和柱塞组成。其工作腔借助动、密封装置与外界隔开，通过阀体与外管路沟通与闭合。从输送介质来看，最早泵的输送对象为单一的水及其它可流动的液体、气体或浆体到现在可输送固液混合物、气液混合物、固液气混合物，直至输送活的物体，如土豆、鱼等等。不同的输送对象对于泵的内

4、部结构要求均不同。除了输送对象对泵的结构有不同要求外，泵的安装形式、管道布置形式、维护维修等方面对泵的内在或外在的结构也提出了新要求。同时，各个生产厂商在结构的设计上又加入了各自企业的理念，更加提高了泵结构的多元化程度。基于可持续发展和环保的总体背景，泵的运行环境对泵的设计又提出了众多的要求，如泄漏减少、噪声振动降低、可调性增加、寿命延长等等均对泵的设计提出了不同的侧重点或几个着重点并行均需考虑，也必然形成泵的多元化形式。481.1往复泵的特点往复泵和其他类型容积式泵的区别，仅在于它实现工作腔溶剂变化的方式和特点上：往复泵

5、是借助于柱塞在液缸工作腔内的往复运动来时工作腔容积产生周期性变化。在结构上，往复泵的工作腔是借助密封装置与外界隔开，通过泵阀（吸入阀和排出阀）与管路沟通或闭合。往复泵这一实现工作腔容积变化的方式和结构特点，构成了这类类型泵性能参数和总体结构的一系列特点。这些特点也是这类类型泵借以生存，竞争和发展的依据。往复泵结构图有以下特点，首先瞬时流量是脉动的。其次平均流量是恒定的。再次泵的压力取决于管路特性。最后对输入的介质有较强的适应性，且有良好的自吸性能。随着泵内排出量压力增大，泵内泄漏损失加大，泵的实际流量只略有下降;适用于较宽

6、压力、高粘度、较窄的流量范围；随着排出压力增大，轴功率增大泵效率提高；柱塞往复次数底，有脉冲，平均流量恒定，吸入能力好；有摩擦件相对运动；泵效率高，配用功率较小，节约能源。1.2结构上存在的问题现场使用中，国内外传统的多缸单作用往复式钻井泵的结构及强度存在的主要问题：(1)钻井泵质量大,难以适应现代轻便钻机的要求,制约钻机的移运性；(2)冲程短,冲次高。钻井泵在不适合的冲次范围内工作,致使液力端寿命短；(3)泵压低,不能完全满足钻井工艺的需要；(4)结构复杂,系统效率低，制造加工难度大；(5)缸套寿命短,难以满足钻机高效率

7、要求；(6)泵各零件静强度均满足要求，零部件破坏的主要原因为动载荷疲劳损坏；(7)排量变化时需要更换零件太多；(8)柱塞寿命短，且难更换；(9)泵头设计不合理，导致应力集中，易损坏；1.3往复泵的分类1.3.1按泵的液力端特点（1）按与输送介质接触的工作构件可分为：活塞泵，柱塞泵和隔膜（包括油隔离）等；（2）按泵的工作原理或流量的脉动特性可分为：单作用泵，双作用泵，差动泵，单缸泵，双缸泵，三缸泵，多缸泵等；（3）按泵的活塞（柱塞）数目可分为：单联泵，双联泵，三联泵，多联泵等；（4）48按活塞（柱塞）中心线所处的为止可分为：

8、卧式泵，立式泵，角度泵，对置式泵和轴向平行式泵等；1.3.2按传动端的结构特点分根据传动端把原动机的旋转运动转化为活塞（柱塞）的往复运动的方式特点可分为；曲柄（曲柄连杆机构）泵，凸轮（凸轮轴机构）泵和无曲柄（无曲柄机构）等1.3.3按泵的驱动方式或配带的原动机分机动（以电动机或旋转式内燃机驱动的）泵，直