2QS4.817型蒸汽往复泵设计（蒸汽动力部分）.doc

1、2QS4.8/17型蒸汽往复泵设计（蒸汽动力部分）前 言往复泵是工业泵中不可缺少的一类产品。它的突出优点是：可获得高的排出压力，且流量与压力无关，适应输送介质十分广泛，吸入性能好，效率高，泵的性能不随压力和输送介质粘度的变动而变动。在当今世界能源紧缺的形势下，往复泵作为节能产品，在石油开发，管道输煤，煤气化工，电站排渣，矿山开采等方面起着重要作用，而且在压力容器检测和实现现代化石油化工工业全面自动化操作方面也是不可缺少的品种。近年来，其产量明显增长，证实了它在国民经济发展中的地位。往复泵的主要缺点就在于它是一种低速机械，因此体积和重量较大。这类泵结构比较复杂，配套性强而通用性差；品种多而批量小

2、，它的总产量约占整个泵类总产值的3%左右。摘 要该毕业设计的题目是“2QS4.8/17型蒸汽往复泵设计”。蒸汽往复泵没有曲柄连杆传动机构，其液缸活塞直接与汽缸活塞连接在一起。通过配汽机构利用蒸汽推动汽缸活塞在汽缸腔内作往复运动，由于连杆作用带动液缸活塞在液缸工作腔内往复运动，使工作腔容积产生周期性变化来达到输送液体的目的。它是首先将蒸汽的内能转化为活塞的机械能，再将活塞的机械能转化为压力能的装置。本次设计是通过对已知数据的分析以及参考相关资料完成的，该系列蒸汽往复泵是双缸双作用泵，主要由蒸汽动力部分和液缸体组成。对其活塞、连杆、十字头等零部件进行具体的分析和计算，完成本次设计的任务。关键词：蒸

3、汽往复泵；活塞；连杆AbstractThe graduation project is entitled 2QS4.8/17 type steam reciprocating pump design. The steam reciprocating pump does not have the crank- rod drive mechanism ，the fluid cylinder piston is directly connected with the cylinder piston. Through the steam allocation mechanism, the steam

4、promotes cylinder piston to reciprocate in the cylinder cavity, as a result of the connecting rod leads the fluid cylinder piston to reciprocate in the fluid cylinder cavity, the volume of the work cavity changes cyclically so as to achieve the purpose of transmitting fluid. The pump is a device tha

5、t first transforms the steam internal energy into the mechanical energy of the piston, and transforms the mechanical energy into the pressure energy.I finished the design by analyzing the known data, and referencing much information. The series of steam reciprocating pump is dual role and double cyl

6、inder pump, which are mainly made up of the liquid and steam power cylinder components. I made some analysis and specific terms about the piston, connecting rod, crosshead and other parts of the pump to complete the design task. Key words: steam reciprocating pump; piston; connecting rod目 录前 言i摘 要ii

7、Abstractiii绪 论1第一章 概述1第一节 蒸汽往复泵的结构和工作原理2一、蒸汽往复泵的结构和工作原理2二、泵的理论流量3三、泵的流量4四、泵的容积效率4第二节 蒸汽往复泵的特点6第三节 蒸汽往复泵的典型结构7第二章 蒸汽往复泵的总体设计9第一节 泵型及总体结构形式选择9一、直接作用泵的特点9二、卧式泵的特点10三、联数、缸数和作用数10第二节 液力端结构形式的选择11一、卧式双联（缸）双作用活塞泵液力端11二、立式双联（缸）双作用活塞泵液力端12第三节 蒸汽直接作用泵驱动部分主要构件的典型结构13一、汽缸13二、中间连接体14三、配汽阀15第四节 2QS蒸汽直接作用泵配汽机构工作原理

8、16一、双缸蒸汽直接作用泵配汽机构工作原理16二、双缸蒸汽直接作用泵配气机构的特点18第三章 2QS4.8/17型蒸汽往复泵设计（蒸汽动力部分）19第一节 蒸汽直接作用泵主要参数的选择和主要尺寸的确定19一、容积效率的选择20二、活塞平均速度的选择20三、活塞每分钟往复次数和行程长度S21四、液缸活塞直径D的确定22五、程径比的选择22六、活塞杆直径的选择23七、液缸吸入和排出管内径选取23八、泵的理论流量24九、泵的容积效率24十、液缸直径24十一、汽缸直径25十二、蒸汽直接作用泵的蒸汽耗量的确定26十三、配汽阀气窗截面积26十四、活塞行程极限位置到缸底距离26十五、汽垫尺寸27十六、传动系

9、统27十七、汽缸进汽、排汽管直径27十八、泵阀尺寸28十九、泵汽缸的指示功率28二十、泵的有效功率28二十一、泵的输入功率29第二节 蒸汽汽缸活塞、活塞杆、活塞环30一、汽缸活塞30二、活塞杆强度校核31三、活塞杆稳定性校核32四、螺纹连接强度校核33五、活塞环尺寸确定36第三节 填料密封38一、填料密封38二、填料40三、填料安装与维护40第四节 机体41一、机体41二、机体的结构设计41第五节 十字头42一、十字头的结构形式42二、十字头结构设计一般设计要求43三、十字头销43第六节 中心架和摇杆43第七节 往复泵的润滑45一、润滑的目的在于：45二、设计和选择润滑方式的基本要求是：45参

10、考文献46结 束 语47外文资料48中文翻译52致 谢55绪 论本毕业设计是完成机械专业培养目标所必须的重要的教学环节，是培养我们独立思考和科学的工作方法的重要过程。毕业设计的目的主要是培养学生综合运用所学理论知识和技能，分析解决实际问题的能力、培养我们掌握设计的思想和方法，树立严肃认真的工作作风、培养我们调查研究、查阅技术文献、资料、手册以及编写技术文献的能力。通过毕业设计，要求我们在指导教师的指导下，独立完成所分担的设计课程的全部内容。这对我们今后走向工作岗位有很大的帮助。这次设计主要是对蒸汽往复泵零部件的设计，是设计任务的重点。这次设计我们将本着：独立分析，互相讨论，仔细认真的思考，充分

11、发挥自己的才能，把毕业设计搞好。在设计中，我查找了相关的资料，多次向指导老师询问，以及和同学们讨论。首先对蒸汽往复泵总体进行了设计；然后是2QS4.8/17型蒸汽往复泵（蒸汽动力部分）的设计，达到了毕业设计的目的。作为一名即将上岗的工程技术人员，应当从现在开始做起，掌握更多的专业知识和实际操作能力。在指导老师的精心指导下，以及查阅了相关的大量文献，较为圆满的完成了这次设计工作，由于学识和经验不足，其中肯定会出现很多问题，不足之处恳请各位老师加以批评和指导。第一章 概述蒸汽直接作用泵是往复泵中比较完善的，并能独立存在的一大类。它与机动往复泵不同，没有曲柄连杆传动机构，其液缸活塞直接与汽缸活塞连接

12、在一起，活塞的运动没有固定不变的规律。它的运动规律取决于每个瞬时作用在活塞上的蒸汽压力、液体压力等各力的合力。正因为如此，用解析法研究蒸汽直接作用泵活塞运动规律是相当困难的。直接作用泵不仅可以用蒸汽作为工质，而且还可以用压缩空气或压力液体作为工质。但是，用蒸汽作为工质的占多数。通常所说的蒸汽直接作用泵就是以蒸汽作为工质的直接作用泵。尽管蒸汽直接作用泵的经济性较差，但是，它在国民经济各部门仍然得到广泛的应用。尤其是在石油炼制工业中，用该泵输送易燃、易爆介质十分适用。应该指出的是，虽然蒸汽直接作用泵在上世纪五十年代就已出现，但是与机动泵比较，对其理论研究的还是很少。第一节 蒸汽往复泵的结构和工作原

13、理一、蒸汽往复泵的结构和工作原理蒸汽往复泵属于容积式泵，它是借助工作腔里的容积周期性变化来达到输送液体的目的。蒸汽的内能经配汽机构转化为汽缸活塞的机械能，再经连杆机构带动液缸活塞运动来改变工作腔容积，从而将机械能转化为输送液体的压力能。（一） 蒸汽往复泵的原理图如下图所示，主要部件包括：汽缸、汽缸活塞、活塞杆、配汽装置、连杆机构、泵缸、液缸活塞、吸入阀、排出阀。其中吸入阀和排出阀均为单向阀。 图1.1蒸汽往复泵的原理图（二）蒸汽往复泵工作原理：1、汽缸活塞与液缸活塞由同一活塞杆连接，由蒸汽推动活塞往复运动。2、活塞从右向左运动时，泵缸内形成低压，排出阀受排出管内液体的压力而关闭，吸入阀由于受液

14、体压强的作用而打开，液体被吸入缸内。3、活塞从左向右运动时，液体压力增加，吸入阀关闭，排出阀打开向外排液。4、说明：蒸汽往复泵是依靠活塞的往复运动而吸入和排出液体的。通常把活塞在泵缸内移动的距离称为冲程。单动泵，活塞往复运动一次，吸、排液交替进行，各一次，输送液体不连续，如上图所示。双动泵，活塞两侧都装有阀室，活塞的每一次行程都在吸液和向管路排液，因而供液连续。二、泵的理论流量在不计泵内任何容积损失时，泵在单位时间内应排出的液体容积称为泵的理论平均流量，简称泵的理论流量。由于不计任何容积损失，泵在单位时间内吸入和排出的体积，可用下式表示：单作用泵：双作用泵： 式中：单作用泵：双作用泵：式中Qt理论流量；A柱塞（或活塞）的截面积；A=D2（D柱塞或活塞直径）S行程长度n曲轴转速(或柱塞的每分钟往复次数)Z联数(柱塞或活塞数)K系数K=1- (活塞杆截面积)=1-()2 （Dr活塞杆直径）三、泵的流量单位时间内在泵口处实际测得的液体体积（包括包含于其中的气体和固体体积并折算成泵进口状态下的体积）称为泵的实际平均流量，简称泵的流量。流量的常用单位有、等。由于泵内存在容积损失，因此，泵的流量小于泵理论流量，相互之间的关系为： 式中：泵的流量； 泵的理论流量； 泵的流量损失。四、泵的容积效率泵的流量与理论流量之比称为容积效率：式中：v容积效率； Q 泵的流量；