直线电机驱动往复泵设计ppt课件.ppt

ZWB30型直线电机驱动往复泵的设计,学生姓名：谢鑫伟指导教师：张金中,论文主要内容,4 结论,4,3 结构设计,3,2 总体方案确定,2,1 绪论,1,1 绪论,1.1 几种常见的往复泵,a.曲柄连杆机构往复泵,曲柄连杆机构往复泵流量、压力脉动大,1 绪论,b.液压驱动往复泵,液压往复泵由于存在着换向冲击,引起流量和压力的脉动及泵体振动，液压系统的液压元件故障率高、工作可靠性差、密封件寿命短、液压油容易漏失等缺点。,1 绪论,c.凸轮机构往复泵,凸轮机构往复泵的凸轮结构设计、加工、运行条件高，冲程短，只适合流量不大和较小功率的泵,1 绪论,近年来，一种新型的驱动技术直线电机驱动技术获得了飞速发展，并开始在石油机械中应用。将直线电机作为往复泵的动力端，为我们开发一种全新的往复泵技术提供了新的思路。将直线电机直接与柱塞杆相连接，省去曲轴、连杆、十字头等部件，简化了装置，有效地提高了往复泵的可靠性和传递效率；由于直线电机运行平稳，速度恒定，从理论上基本消除了输出流量和压力的脉动性。,1.2 直线电机往复泵,2 总体方案确定,直线电机为22型：额定推力30KN。初定柱塞直径为40mm。由此可计算出最大泵压为p=22.5Mpa。,直线电机的运动曲线如右图所示,为了消除流量脉动配备两台直线电机，每台直线电机连接两台泵。四台泵联接后流量曲线如下图所示,2 总体方案确定,直线电机的参数设定：初定冲次n=20，则周期T=3s。流量参照3DSJ-1/200的流量标准，初选流量为30L/min。则电机最大速度由Q=Fu可知u=Q/F=0.40m/s。（F为柱塞截面积）冲程s=u/2xT/2=0.3m。,两套泵整体装配方案,泵入口,泵出口,3.1 往复泵柱塞设计计算,本设计中柱塞选用45号钢强度分析：由公式 可计算出最大应力为23.9MPa，材料的屈服应力为340MPa，满足强度要求。柱塞稳定性分析：由公式 计算出安全系数为5.7大于许用安全系数=35，满足稳定性要求。,柱塞与电机的连接,3.2 往复泵泵阀设计,泵阀包括阀、阀座、阀弹簧，阀又由阀体、阀胶皮、阀螺母等组成。泵阀是往复工作过程的直接组成件、也是往复泵中最重要的易损件之一，它的设计、加工和装配的优劣直接影响泵的工作性能、可靠性和使用寿命。本设计中选用带筋阀。,阀体的结构尺寸参照中华人民共和国石油天然气行业标准SY/T608394，三维建模如右图所示。,带筋阀阀座的结构,阀螺母阀螺母的主要作用是将阀胶皮固定在阀体上,阀箱是液力端的重要部件，其内部安装吸入和排出阀，由阀箱内部零件的尺寸结构可设计出阀箱结构。根据公式 可计算出阀箱壁厚，为8mm。,吸入阀安装位置,排出阀安装位置,阀箱的内部结构图,3.3 计算机辅助设计,阀箱装配体将各零件装配到阀箱内，缸套、阀盖、及密封圈等装配好后，虚拟装配模型如下图所示,总装配图 两台直线电机连接四台往复泵的装配：首先装配四个包括阀箱部件、柱塞密封等的单缸往复泵液力端装配体；再装配上两台直线电机将四个单缸液力端装配体装配电机两端；最后装配吸入管和排出管、密封圈、固定用螺栓等，最终的整体虚拟装配图如下所示。,吸入管,排出管,直线电机往复泵整体虚拟装配图,4 结论,本文以恒流量往复泵为目的，将直线电机应用于往复泵的动力端，研究设计了直线电机往复泵的总体方案以及结构。通过本次设计总结出如下结论：1、直线电机往复泵结构简单。省去了曲轴、连杆、十字头等部件，直接将直线电机与往复泵液力端柱塞杆相连，使往复泵结构大大简化，制造、运输、拆装等都更加简便。2、直线电机往复泵流量恒定，泵阀冲击小。3、直线电机往复泵冲程长、冲次低，冲次的降低可减少吸入阀和排出阀的往复次数，载荷往复冲击次数也减少，这些都有效提高了易损件寿命。直线电机作为一种正在发展中的动力机械，在石油矿场中的应用还很少，直线电机往复泵从设计到应用还有一段很长的路要走。,Thank You!,谢谢各位老师的指导！,