畢業(yè)論文定稿-150型全液壓注漿泵設(shè)計(jì)

《畢業(yè)論文定稿-150型全液壓注漿泵設(shè)計(jì)》由會(huì)員分享，可在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)《畢業(yè)論文定稿-150型全液壓注漿泵設(shè)計(jì)（61頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

150 型全液壓注漿泵設(shè)計(jì)詳細(xì)圖紙可扣扣咨詢(xún) 414951605 或 1304139763摘 要隨著產(chǎn)品技術(shù)水平的不斷提高，油田 80%以上鉆機(jī)產(chǎn)品的功能設(shè)置及實(shí)際使用的需要，都要求配備往復(fù)式泥漿泵。在鉆機(jī)各部件的動(dòng)力傳動(dòng)中，除空壓機(jī)，泥漿泵外其它部件均采用了液壓傳動(dòng)及控制技術(shù)，由于機(jī)械式往復(fù)泥漿泵結(jié)構(gòu)復(fù)雜，動(dòng)力傳動(dòng)及流量控制不靈活，沖擊大，重量重影響了鉆機(jī)產(chǎn)品整體水平的提高。以往的 150 型注漿泵都是采用了機(jī)械動(dòng)力源，而這次課題的設(shè)計(jì)主要是將機(jī)械動(dòng)力源改進(jìn)為全液壓動(dòng)力源。該方案使用了液控自動(dòng)往復(fù)機(jī)構(gòu)原理，不同于以往的機(jī)械往復(fù)機(jī)構(gòu)。該換向機(jī)構(gòu)及控制原理簡(jiǎn)單，換向平穩(wěn)、可靠，換向時(shí)間可調(diào)，無(wú)死點(diǎn)。系統(tǒng)所使用零件皆為通用件，加工容易，成本低，易磨損零件少，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)和推廣，只要機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、計(jì)算準(zhǔn)確可以避免換向時(shí)的沖擊現(xiàn)象，保證系統(tǒng)換向自如。本次設(shè)計(jì)收集關(guān)于泥漿泵的資料、分析了液壓自動(dòng)換向機(jī)構(gòu)、提出了新型液壓泥漿泵系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，然后對(duì)機(jī)械與液壓系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)與計(jì)算并通過(guò)三維軟件制出 150型全液壓泥漿泵的三維圖。關(guān)鍵字：泥漿泵 液壓 自動(dòng)換向 三維設(shè)計(jì)150 型全液壓注漿泵設(shè)計(jì)詳細(xì)圖紙可扣扣咨詢(xún) 414951605 或 1304139763AbstractWith increasing levels of product technology , more than 80% oil rig product feature set and requires actual use , are required with a reciprocating mud . The power transmission member of the drilling rig , in addition to the air compressor , the other parts are made of mud outside the hydraulic drive and control technology , the complexity of the mechanical structure of the reciprocating mud pump , flow control and power transmission is not flexible , shock , heavy weight influence the improvement of the overall level of rig products .Past 150 injection pump are using mechanical power source , and this topic is designed primarily to improve the mechanical power source for the full hydraulic power source. The program uses the principle of automatic reciprocating hydraulic control mechanism , unlike the conventional mechanical reciprocating mechanism . The commutation mechanism and control principle is simple, for the smooth , reliable commutation time is adjustable, no dead spots . System used parts are common parts, easy processing , low cost, easy to less wear and tear parts , easy to implement industrial production and promotion, as long as the institutions designed to calculate the exact impact of the phenomenon can be avoided when reversing , ensure that the system commutation freely.150 型全液壓注漿泵設(shè)計(jì)詳細(xì)圖紙可扣扣咨詢(xún) 414951605 或 1304139763The design of the collection of information about the mud , the analysis of the hydraulic automatic reversing mechanism proposed new hydraulic mud system design , and mechanical and hydraulic system design and calculation , and the whole system out of 150 hydraulic mud through three-dimensional software pump three-dimensional map .Keywords: Mud pump Aydraulic Automatic commutation 3D design目 錄摘 要 .1Abstract.2第一章 緒論 .41.1 概述 .41.1.1 泥漿泵介紹 .41.1.2 泥漿泵的作用和特點(diǎn) .51.1.3 鉆探工作對(duì)泥漿泵性能的要求 52）泥漿泵的排出壓力也要能在較大范圍進(jìn)行調(diào)節(jié)； .6150 型全液壓注漿泵設(shè)計(jì)詳細(xì)圖紙可扣扣咨詢(xún) 414951605 或 13041397631.2 泥漿泵的發(fā)展現(xiàn)況 .61.3 泥漿泵的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 71.3.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀 71.3.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀 71.4 課題研究背景及主要任務(wù) 8第二章 全液壓泥漿泵的總體設(shè)計(jì) .92.1 液壓泥漿泵簡(jiǎn)介 92.2 傳統(tǒng)式泥漿泵的原理分析 102.3 方案設(shè)計(jì) .102.3.1 方案一：機(jī)動(dòng)一液控自動(dòng)換向機(jī)構(gòu) 112.3.2 方案二：機(jī)動(dòng)— 電控自動(dòng)換向機(jī)構(gòu) .112.3.3 方案三：電液換向閥的換向機(jī)構(gòu) 122.3.4 方案四：液控自動(dòng)往復(fù)換向機(jī)構(gòu) 132.4 方案的確定 14第三章 全液壓泥漿泵的設(shè)計(jì)計(jì)算 .153.1 參數(shù)要求 .153.2 泵的設(shè)計(jì) .153.2.1 泵的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .153.2.2 泵的功率計(jì)算 153.2.3 各零部件的尺寸確定和校核 163.2.4 進(jìn)出油口徑的確定 .183.3 驅(qū)動(dòng)油缸的設(shè)計(jì) .19150 型全液壓注漿泵設(shè)計(jì)詳細(xì)圖紙可扣扣咨詢(xún) 414951605 或 13041397633.3.1 驅(qū)動(dòng)油缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .193.3.2 液壓系統(tǒng)的功率計(jì)算 .203.3.3 液壓系統(tǒng)參數(shù)計(jì)算 .20第四章 全液壓泥漿泵的計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)繪圖 .254.1 缸體的設(shè)計(jì) 254.2 泵體的設(shè)計(jì) 264.3 缸蓋的設(shè)計(jì) .274.4 活塞的設(shè)計(jì) .274.4 泥漿泵裝配設(shè)計(jì) .28第五章 全液壓泥漿泵的使用和維護(hù) .295.1 安裝 295.2 泥漿泵的使用與維護(hù) 295.2.1 泥漿泵在開(kāi)啟前的維護(hù)與保養(yǎng) 305.2.2 泥漿泵在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中的使用與維護(hù) 30第六章 150 型泥漿泵的經(jīng)濟(jì)可行性分析 .32結(jié) 論 .33參考文獻(xiàn) .34致 謝 .35附錄：外文翻譯 .36150 型全液壓注漿泵設(shè)計(jì)詳細(xì)圖紙可扣扣咨詢(xún) 414951605 或 1304139763第一章 緒論1.1 概述1.1.1 泥漿泵介紹泥漿泵，是指在鉆探過(guò)程中向鉆孔里輸送泥漿或水等沖洗液的機(jī)械。泥漿泵是鉆探設(shè)備的重要組成部分。在常用的正循環(huán)鉆探中﹐它是將地表沖洗介質(zhì)──清水﹑泥漿或聚合物沖洗液在一定的壓力下，經(jīng)過(guò)高壓軟管﹑水龍頭及鉆桿柱中心孔直送鉆頭的底端，以達(dá)到冷卻鉆頭、將切削下來(lái)的巖屑清除并輸送到地表的目的。常用的泥漿泵是活塞式或柱塞式的，由動(dòng)力機(jī)帶動(dòng)泵的曲軸回轉(zhuǎn)，曲軸通過(guò)十字頭再帶動(dòng)活塞或柱塞在泵缸中做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。在吸入和排出閥的交替作用下，實(shí)現(xiàn)壓送與循環(huán)沖洗液的目的。150 型全液壓注漿泵設(shè)計(jì)詳細(xì)圖紙可扣扣咨詢(xún) 414951605 或 13041397631.1.2 泥漿泵的作用和特點(diǎn)在使用旋轉(zhuǎn)鉆井法鉆石油、天然氣井的作業(yè)中，鉆井往復(fù)泵用于泵送鉆井液—泥漿，使其循環(huán)流動(dòng)進(jìn)行沖井。所以鉆井泵通常被稱(chēng)為泥漿泵。按其工作重要性，又被比擬為“鉆機(jī)的心臟”。泥漿循環(huán)是旋轉(zhuǎn)鉆井過(guò)程中的關(guān)鍵作業(yè)，主要有以下作用:1）清除井底的巖屑并將其經(jīng)由環(huán)形空間攜至地面；2）在井壁上造泥餅，防止井壁坍塌；3）平衡或控制已鉆開(kāi)的井段中的油、氣、水層壓力，防止井噴；4）處理井下復(fù)雜情況。如遇裂縫地層時(shí)泵入堵漏材料，遇卡鉆時(shí)泵入原油、柴油解卡等。5）冷卻鉆頭，潤(rùn)滑旋轉(zhuǎn)的鉆柱。1.1.3 鉆探工作對(duì)泥漿泵性能的要求鉆探工作對(duì)泥漿泵的要求主要有以下幾點(diǎn)：1）泥漿泵的排量要能簡(jiǎn)便、迅速地在較大范圍進(jìn)行調(diào)節(jié)，最好能實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)；150 型全液壓注漿泵設(shè)計(jì)詳細(xì)圖紙可扣扣咨詢(xún) 414951605 或 13041397632）泥漿泵的排出壓力也要能在較大范圍進(jìn)行調(diào)節(jié)；3）當(dāng)根據(jù)鉆進(jìn)工藝規(guī)程將泵量調(diào)定以后，它不能隨泵的排出壓力的變化而發(fā)生變化；4）工作可靠、易損件壽命長(zhǎng)、便于維修保養(yǎng)；5）要能適應(yīng)不利條件下的工作；6）運(yùn)移性要好。1.2 泥漿泵的發(fā)展現(xiàn)況到目前為止，使用泥漿泵鉆井己有一百多年的歷史。早期的泥漿泵的功能僅在于循環(huán)泥漿、冷卻井底、攜帶巖屑和在井壁形成泥餅。在四十年代末，采用了噴射式鉆井，以及后來(lái)的井下動(dòng)力鉆具鉆井，利用高壓泥漿的沖蝕力輔助破碎巖石可以加快鉆井速度，利用泥漿的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)井下渦輪鉆具也可以旋轉(zhuǎn)鉆井，從而擴(kuò)大了泥漿泵的功能和使用范圍。泥漿泵早期的典型結(jié)構(gòu)是雙缸雙作用泵，這種泵使用時(shí)比較可靠，但是體積和重量都較大，效率低，壓力波動(dòng)大。隨著鉆井井深的增加和套管層次的增多，對(duì)鉆井泵的排量和泵壓提出了愈來(lái)愈高的要求。這也導(dǎo)致了泵功率的急劇加大，泵的重量和外形尺寸也隨之增加。為減輕泵重，當(dāng)時(shí)在雙缸泵的設(shè)計(jì)上較大的改進(jìn)是以鋼代鐵和減小泵寬。以鋼帶鐵是用鋼板焊接的泵殼代換鑄鐵泵殼，并將一些零件改用優(yōu)質(zhì)合金鋼制造;減小泵寬是應(yīng)用大直徑的滾動(dòng)軸承作連桿大端支撐，摒棄懸臂曲拐軸設(shè)計(jì)。這樣，兩缸中心距明顯縮小。這些都是50年代雙缸泵的主要改進(jìn)之處。當(dāng)然，除此之外在細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)上也有不少改進(jìn)。盡管在50-60年代噴射鉆井工藝本身提出了 Pa的泵壓5210?要求，但雙缸泵的實(shí)際持續(xù)工作泵壓只能達(dá)到 Pa左右。限制泵壓提高的主要因510?素是活塞橡膠皮碗的壽命。雙缸雙作用泵的活塞是“捂”在缸體里的，冷卻散熱條件極差。盡管沖次不高，但在高壓下由于活塞皮碗與缸套的摩擦，仍將產(chǎn)生100℃上下的溫度:再加上與缸套間的各種磨損作用，皮碗很快老化破裂，不能保證鉆井作業(yè)的正常進(jìn)行和使用的合理壽命。但這種單向活塞和敞口缸套的結(jié)構(gòu)給吸入帶來(lái)了特殊的問(wèn)題，即三缸泵的吸入過(guò)程中，只要缸內(nèi)壓力低于當(dāng)?shù)卮髿鈮?，空氣就可能從活塞背后侵入液缸而破壞正常吸入。所以，在原則上三缸泵應(yīng)配置灌注泵，這也是國(guó)外通常的做法。三缸單作用泥漿泵的優(yōu)點(diǎn)在于體積小、重量輕、效率高、壓力波動(dòng)小，特別適用于鉆井。三缸單作用泥漿泵經(jīng)過(guò)三十多年的不斷改進(jìn)和完善，在性能上、結(jié)構(gòu)上、可靠性、150 型全液壓注漿泵設(shè)計(jì)詳細(xì)圖紙可扣扣咨詢(xún) 414951605 或 1304139763適應(yīng)性與經(jīng)濟(jì)性等方面，已經(jīng)走向成熟，使用效果也很顯著。在我國(guó)，第一臺(tái)泵是五十年代誕生的，為雙缸泵。在七十年代，由于鉆井工藝的試驗(yàn)和推廣，引進(jìn)國(guó)外三缸泵及技術(shù)。從此開(kāi)始了三缸泵的研制工作，它在短短的數(shù)年中取代了雙缸泵，成為提高噴射鉆井水平的關(guān)鍵設(shè)備。1.3 泥漿泵的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.3.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀國(guó)外對(duì)注漿泵的研究開(kāi)發(fā)起步比較早，技術(shù)也比國(guó)內(nèi)先進(jìn)“德國(guó)是歐洲注漿泵發(fā)展最快的國(guó)家,第一臺(tái)得到成功應(yīng)用的注漿泵就是在德國(guó)誕生,對(duì)注漿泵的起步和發(fā)展做出很大貢獻(xiàn) 1932 年由荷蘭開(kāi)發(fā)的第一臺(tái)機(jī)械式注漿泵，明確了注漿泵的構(gòu)造原理，為后來(lái)的機(jī)械式注漿泵開(kāi)發(fā)奠定了基礎(chǔ)“隨著科學(xué)技術(shù)的快速進(jìn)步，注漿泵往復(fù)換向的驅(qū)動(dòng)方式也從最初的機(jī)械式驅(qū)動(dòng)發(fā)展到現(xiàn)在的機(jī)電一體化形式“機(jī)械式驅(qū)動(dòng)方式以曲柄滑塊機(jī)構(gòu)為主,采用機(jī)械驅(qū)動(dòng)的注漿泵重量大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、磨損較快，造價(jià)高，所以現(xiàn)在使用場(chǎng)合較少“當(dāng)前應(yīng)用較多的幾種自動(dòng)換向機(jī)構(gòu)是:機(jī)動(dòng)一液控,機(jī)動(dòng)一電控,電一液,以及全液壓控制方式”它們依據(jù)自身特點(diǎn),在適當(dāng)?shù)墓ぷ鲌?chǎng)合使用,都能較好的實(shí)現(xiàn)往復(fù)換向不足之處在于,綜合前三種驅(qū)動(dòng)方式,機(jī)械碰撞使系統(tǒng)的可靠性不高，再有受電磁換向閥的電磁推力影響，不適合大流量閥，流量太大，壓力沖擊也很大，而且在環(huán)境條件惡劣,比如濕度較大場(chǎng)合，都會(huì)影響電器設(shè)備的性能,故障率較高，還存在安全隱患。而全液壓自動(dòng)換向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，換向平穩(wěn)可靠,使用維護(hù)方便,工況受環(huán)境因素影響較小，一直以來(lái)科技工作者在較大程度上都致力于開(kāi)發(fā)高性能的全液壓自動(dòng)換向控制系統(tǒng)“世界上第一臺(tái)由液壓驅(qū)動(dòng)的注漿泵是由施維英公司生產(chǎn)制造的,它以其排量大,振動(dòng)較小,而且能實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速等優(yōu)點(diǎn)使注漿泵進(jìn)入了較高的發(fā)展階段?！?011.5 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)碩士學(xué)位論文 3 小時(shí) 159 立方米,泵送水平距離可達(dá) 1600 米,泵送垂直距離可達(dá) 400 米美國(guó)也不乏有大的注漿泵制造商如湯姆森公司,亦能生產(chǎn)各類(lèi)型的注漿泵產(chǎn)品,日本目前擁有一批大型的注漿泵制造企業(yè),比如:三菱重工,極東開(kāi)發(fā)等。1.3.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀我國(guó)在五十年代開(kāi)始從國(guó)外引進(jìn)注漿泵,直到二十世紀(jì)八十年代,才較大范圍的推廣使用注漿泵“目前,國(guó)內(nèi)注漿泵生產(chǎn)企業(yè)有十余家,總生產(chǎn)能力 600 輛,主要集中在中聯(lián)重工三一重工、遼寧海諾、安徽星馬、上海普斯特 5 個(gè)企業(yè),產(chǎn)量占全行業(yè)的 95%泵150 型全液壓注漿泵設(shè)計(jì)詳細(xì)圖紙可扣扣咨詢(xún) 414951605 或 1304139763車(chē)的型號(hào)也有多種,泵送高度從 20 多米到 50 多米,國(guó)內(nèi)目前生產(chǎn)的注漿泵車(chē)多集中在37m 以下“我國(guó)雖然起步較晚,但發(fā)展相當(dāng)迅速,借鑒歐洲技術(shù)自主開(kāi)發(fā)”目前國(guó)內(nèi)占主導(dǎo)地位的泵送液壓系統(tǒng)有 3 種,一種是主要由三一重工所采用全液壓液控?fù)Q向系統(tǒng);第二種是采用電信號(hào)換向,主要為中聯(lián)重科采用；第三種是主要用在泵車(chē)上的閉式系統(tǒng),換向沖擊小,但成本比較高。全球注漿設(shè)備銷(xiāo)售額僅占工程機(jī)械銷(xiāo)售額的 3%,而在中國(guó)市場(chǎng)卻占到 10%中聯(lián)重科和三一重工兩大工程機(jī)械巨頭,都是從制造注漿泵和混凝土泵起家,以此積累資本延伸到其他工程機(jī)械產(chǎn)品的,而且注漿泵目前仍然是公司的主打產(chǎn)品“中國(guó)大規(guī)模的城市建設(shè)和整改在一定程度上促進(jìn)注漿泵和注漿機(jī)械工業(yè)的持續(xù)繁榮”近年來(lái),隨著注漿泵市場(chǎng)不斷擴(kuò)大,注漿技術(shù)水平的不斷提高,注漿泵的發(fā)展趨勢(shì)明顯呈現(xiàn)以下特點(diǎn)：1）發(fā)展全液壓驅(qū)動(dòng)往復(fù)式注漿泵是主流2）盡量使得系統(tǒng)液壓沖擊小、噪聲低、注重環(huán)保3）提高注漿泵的輸出壓力4）液壓系統(tǒng)趨于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔,安裝調(diào)試方便等特點(diǎn)多采用集成閥塊形式5）提高注漿泵的工作可靠性和作業(yè)效率6）小批量、多品種適應(yīng)用戶(hù)要求1.4 課題研究背景及主要任務(wù)隨著產(chǎn)品技術(shù)水平的不斷提高，油田 80%以上鉆機(jī)產(chǎn)品的功能設(shè)置及實(shí)際使用的需要，都要求配備往復(fù)式泥漿泵。在鉆機(jī)各部件的動(dòng)力傳動(dòng)中，除空壓機(jī)，泥漿泵外其它部件均采用了液壓傳動(dòng)及控制技術(shù)，由于機(jī)械式往復(fù)泥漿泵結(jié)構(gòu)復(fù)雜，動(dòng)力傳動(dòng)及流量控制不靈活，沖擊大，重量重影響了鉆機(jī)產(chǎn)品整體水平的提高。目前油氣地震勘探工作正在向地理?xiàng)l件更加惡劣的地區(qū)轉(zhuǎn)移，油氣勘探鉆機(jī)需要配備高效，節(jié)能，重量輕，維護(hù)方便的泥漿泵，因此，將泥漿泵的驅(qū)動(dòng)，控制方式由機(jī)械式改進(jìn)為液壓驅(qū)動(dòng)與控制對(duì)鉆機(jī)技術(shù)性能提高有著非常重要的作用。以往的 150 型注漿泵都是采用了機(jī)械動(dòng)力源，而這次課題的設(shè)計(jì)主要是將機(jī)械動(dòng)力源改進(jìn)為全液壓動(dòng)力源。全液壓動(dòng)力源的好處在于，它相對(duì)機(jī)械動(dòng)力源受到外界干擾比較少，可以增加注漿泵在惡劣的工作環(huán)境中的壽命，它是密封環(huán)境下工作的，可150 型全液壓注漿泵設(shè)計(jì)詳細(xì)圖紙可扣扣咨詢(xún) 414951605 或 1304139763以避免外界因素的干擾，加強(qiáng)了抗腐蝕性，同時(shí)也加強(qiáng)了工作時(shí)的安全性，密封環(huán)境下也降低了工作時(shí)的噪聲。全液壓動(dòng)力源提高了工作效率。同時(shí)，液壓注漿泵因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,相對(duì)減少了生產(chǎn)的難度，防爆性能好,易于過(guò)載保護(hù)輸出特性可無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)和并下狹窄空間易于安裝布置等優(yōu)點(diǎn),深受煤礦行業(yè)歡迎。本文在分析現(xiàn)有機(jī)種自動(dòng)換向液壓往復(fù)機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上，提出了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換向的新方法，并用于驅(qū)動(dòng)雙缸雙作用往復(fù)液壓泵工作，實(shí)現(xiàn)泥漿泵的全液壓驅(qū)動(dòng)。課題主要完成的工作內(nèi)容：1）液壓自動(dòng)換向機(jī)構(gòu)的應(yīng)用研究2）新型液壓泥漿泵系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)3）機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)與計(jì)算4）液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)與計(jì)算5）繪制裝配圖、零件圖和三維圖150 型全液壓注漿泵設(shè)計(jì)詳細(xì)圖紙可扣扣咨詢(xún) 414951605 或 1304139763第二章 全液壓泥漿泵的總體設(shè)計(jì)2.1 液壓泥漿泵簡(jiǎn)介目前，在油氣生產(chǎn)使用的泥漿幾乎都是機(jī)械動(dòng)力傳動(dòng)和控制的往復(fù)式活塞泵，由于機(jī)械式泥漿泵的動(dòng)力傳遞的特點(diǎn)決定了其傳遞效率低、體積大、部件磨損快、維修困難等缺點(diǎn)。近年來(lái)，此問(wèn)題已吸引了各行業(yè)的許多工程技術(shù)人員對(duì)其進(jìn)行不斷的研150 型全液壓注漿泵設(shè)計(jì)詳細(xì)圖紙可扣扣咨詢(xún) 414951605 或 1304139763究，以期使此問(wèn)題得到解決，提高資源的利用率。隨著液壓技術(shù)的迅猛發(fā)展，利用液壓油缸實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換向直接驅(qū)動(dòng)泥漿泵的往返運(yùn)動(dòng)的方法稱(chēng)為眾多專(zhuān)家所關(guān)注、討論和實(shí)施的方案。解決泥漿泵的液壓驅(qū)動(dòng)和控制時(shí)的液壓壓力波動(dòng)大、泥漿對(duì)液壓活塞的磨損、合理的沖程長(zhǎng)度與缸徑比等問(wèn)題的方法已有眾多文章所分析、介紹。液壓往復(fù)泥漿泵往復(fù)動(dòng)作非常簡(jiǎn)單，只是要求換向機(jī)構(gòu)能夠及時(shí)、平穩(wěn)的自動(dòng)換向，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且動(dòng)作可靠，使用壽命長(zhǎng)等。其中，自動(dòng)換向機(jī)構(gòu)性能的好壞直接影響泥漿泵的使用性能。因此，本章就液壓泥漿泵的自動(dòng)換向問(wèn)題提出了新的解決方案。液壓泥漿泵的基本原理如下：隨著小型勘探鉆機(jī) 和水井鉆機(jī)技術(shù)的發(fā)展以及泥漿鉆井技術(shù)的使用不斷擴(kuò)展，小型泥漿泵的使用也越來(lái)越廣泛。但機(jī)械驅(qū)動(dòng)式泥漿泵結(jié)構(gòu)復(fù)雜、重量重、效率低，這些問(wèn)題嚴(yán)重制約著產(chǎn)品的技術(shù)水平提高。2.2 傳統(tǒng)式泥漿泵的原理分析以下圖所示傳統(tǒng)單缸雙作用泥漿泵為例分析泥漿泵的工作原理以便指導(dǎo)全液壓泥漿泵的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。如圖示由電機(jī)通過(guò)帶傳動(dòng)輸入動(dòng)力，通過(guò)行星減速器減速。經(jīng)偏心輪將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)雙作用活塞泵作功?；钊玫倪M(jìn)漿室、排漿室各有兩個(gè)鋼球組成的單向控制閥（如下圖所示） 。當(dāng)活塞桿向左驅(qū)動(dòng)時(shí)，缸體右腔進(jìn)漿（單向閥F2 打開(kāi)，單向閥 F4 關(guān)閉） ，缸體左腔排漿（單向閥 F3 打開(kāi)，單向閥 F1 關(guān)閉） 。當(dāng)活塞桿向右圖 2.1 傳統(tǒng)泥漿泵原理圖150 型全液壓注漿泵設(shè)計(jì)詳細(xì)圖紙可扣扣咨詢(xún) 414951605 或 1304139763驅(qū)動(dòng)時(shí)，缸體左腔進(jìn)漿（單向閥 F1 打開(kāi)，單向閥 F3 關(guān)閉） ，缸體右腔排漿（單向閥 F4 打開(kāi)，單向閥 F2 關(guān)閉） 。 （見(jiàn)以上工作原理圖 2.1）除此之外,在主通路上安裝空氣力表用來(lái)調(diào)整泵在抽吸過(guò)程中產(chǎn)生的波動(dòng)大小。2.3 方案設(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)對(duì)傳統(tǒng)式泥漿泵的原理進(jìn)行分析結(jié)合設(shè)計(jì)背景要求，此次設(shè)計(jì)保留泵的結(jié)構(gòu)不變把機(jī)械式原動(dòng)機(jī)改為全液壓驅(qū)動(dòng)，并且為提高泵的排量，減小泵的往復(fù)換向頻率和換向脈動(dòng)本此設(shè)計(jì)采用雙缸雙作用對(duì)稱(chēng)布置式往復(fù)泵。而要通過(guò)液壓驅(qū)動(dòng)泵的往復(fù)動(dòng)作，關(guān)鍵在于選擇合適的液壓換向機(jī)構(gòu)，下面對(duì)幾種換向機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)如下：2.3.1 方案一：機(jī)動(dòng)一液控自動(dòng)換向機(jī)構(gòu)此類(lèi)機(jī)構(gòu)的換向特點(diǎn)是：當(dāng)活塞到達(dá)行程終點(diǎn)時(shí)，與活塞桿聯(lián)動(dòng)的撞塊碰撞缸體上的先導(dǎo)閥閥芯或機(jī)架上的閥塊，使換向閥換向，進(jìn)而使液壓缸的運(yùn)動(dòng)換向，帶動(dòng)泥漿泵的活塞周而復(fù)始的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，其原理見(jiàn)下圖：圖中 A\B 是固定在缸體上的碰撞式行程換向閥，也成先導(dǎo)閥；C 為液恐換向閥；D 為固定在液壓缸活塞桿上的機(jī)械撞塊。此機(jī)構(gòu)要求結(jié)構(gòu)復(fù)雜，機(jī)械碰撞可靠性差，使用換向回路換向頻率較低，換向時(shí)沒(méi)有設(shè)計(jì)緩沖，換向沖擊大，不能充分利用液壓缸的長(zhǎng)度空間，但可以調(diào)整換向位置以適應(yīng)不同的換向距離要求，不能充分利用液壓缸的長(zhǎng)度空間，但可以調(diào)整換向位置以使用不同的換向距離要求，對(duì)機(jī)構(gòu)其他元件的使用性能影響大，整個(gè)系統(tǒng)的可靠性不高。可用于一般機(jī)械設(shè)備的液壓控制系統(tǒng)。2.3.2 方案二：機(jī)動(dòng)—電控自動(dòng)換向機(jī)構(gòu)下圖中，DT1、DT2 分別為對(duì)應(yīng)觸點(diǎn)行程開(kāi)關(guān)和電磁鐵開(kāi)關(guān)，當(dāng)觸電行程開(kāi)關(guān)得150 型全液壓注漿泵設(shè)計(jì)詳細(xì)圖紙可扣扣咨詢(xún) 414951605 或 1304139763電時(shí)，相應(yīng)的電磁鐵得電產(chǎn)生動(dòng)作，電磁換向閥 DT1、DT2 為一對(duì)互鎖開(kāi)關(guān)，即其中一個(gè)開(kāi)關(guān)得電時(shí)，另一個(gè)必然掉電，且不能同時(shí)得電。這類(lèi)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是：當(dāng)活塞到達(dá)行程終點(diǎn)時(shí)，與活塞桿聯(lián)動(dòng)的撞塊碰撞機(jī)械觸電開(kāi)關(guān)，通過(guò)電控系統(tǒng)使電磁換向閥換向，進(jìn)而使液壓缸活塞換向，實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的功能。因電磁閥受電磁力的限制，主要用于小型流量閥，當(dāng)流量較大時(shí)，產(chǎn)生沖擊壓力較大，該系統(tǒng)同樣未考慮活塞在換向時(shí)的沖擊，也不能充分利用液壓缸的長(zhǎng)度空間，但可以調(diào)整換向位置以適應(yīng)不同換向距離的要求，適合在功率較小的場(chǎng)合，如普遍機(jī)床液壓系統(tǒng)等。2.3.3 方案三：電液換向閥的換向機(jī)構(gòu)電磁閥受電磁推力的限制，主要用于小型流量閥，它的換向時(shí)間短，每分鐘換向次數(shù)可達(dá) 600 次，在流量較大時(shí)，產(chǎn)生沖擊力較大。一般在流量較大時(shí)，采用液動(dòng)換向閥控制，換向時(shí)間較長(zhǎng)，但換向中極力較小。此外，液動(dòng)換向閥單獨(dú)使用次數(shù)較少，常與電磁換向閥一起使用，即電——燁換向閥。利用電磁換向閥給出電訊號(hào)比較方便的優(yōu)點(diǎn)，用來(lái)控制液動(dòng)換向閥的控制油路，為小流量閥，因其在電——液換向閥中起先導(dǎo)作用，一般稱(chēng)作先導(dǎo)閥。液動(dòng)換向閥由液壓控制，操作力大，為大流量閥，控制執(zhí)行元件的主油路，稱(chēng)主閥。以彈簧對(duì)中的三位四通換向閥（34EY）組成的自動(dòng)換向回路為例，介紹其自動(dòng)換向原理，如下圖：150 型全液壓注漿泵設(shè)計(jì)詳細(xì)圖紙可扣扣咨詢(xún) 414951605 或 1304139763換向時(shí)可能出現(xiàn)沖擊現(xiàn)象，該系統(tǒng)控制原理簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用可靠。但需要專(zhuān)門(mén)額控制電源，工作效率低，可在功率較小的機(jī)械設(shè)備中使用。圖中節(jié)流閥是通過(guò)控制先導(dǎo)閥的高壓流量為調(diào)節(jié)主閥的換向快慢的，由于此類(lèi)機(jī)構(gòu)沒(méi)有設(shè)計(jì)液壓缸的壓力或位置反饋裝置，可能因?yàn)樨?fù)載的不確定性而不能及時(shí)判斷液壓缸中活塞是否到達(dá)頂端，可能會(huì)造成空行程活活塞達(dá)到液壓缸頂端部后仍未換向而對(duì)系統(tǒng)零部件的損壞；降低了液壓缸的空間使用效率。2.3.4 方案四：液控自動(dòng)往復(fù)換向機(jī)構(gòu)換向機(jī)構(gòu)的工作原理是：該液壓換向機(jī)構(gòu)使用了緩沖液壓缸（原理圖見(jiàn)方案四），通過(guò)緩沖缸兩端產(chǎn)生的高壓控制油控制液壓換向閥換向。A 、B 為液壓缸的主油路進(jìn)、出油口，a、 b 為液壓缸的控制油路出油口，控制油路中設(shè)置了可調(diào)是節(jié)流閥、單向閥和蓄能器，主油路中設(shè)置了蓄能器。主油路換向使用了一個(gè)普通液控二位四通換向閥。液壓缸的換向由緩沖液壓缸活塞運(yùn)行至缸體端部時(shí)，活塞與缸體端部出現(xiàn)的局部密封產(chǎn)生的高壓油流控制換向閥換向。工作過(guò)程中如下：方案四所示位置換向閥技能是液壓缸活塞正向右運(yùn)動(dòng)，液壓缸左腔為高壓腔，右腔為低壓回油腔，控制口分別取得各自工作腔的壓力，因此Pa=PAPb=PB,二位四通換向閥保持右位機(jī)能不變 ,液壓缸活塞繼續(xù)向右運(yùn)動(dòng),當(dāng)活塞運(yùn)動(dòng)至右端緩沖區(qū)時(shí),活塞與缸體端部出現(xiàn)的局部封閉空間使壓力迅速升高,活塞開(kāi)始減速,控制口 b 得到這個(gè)壓力,該壓力值可以通過(guò)控制油路上的節(jié)流閥調(diào)定大小,我們是這個(gè)壓力高于系統(tǒng)壓力的某個(gè)值,即高于控制口 a 的壓力值 ,此時(shí),Pa=PAPB，二位四通換150 型全液壓注漿泵設(shè)計(jì)詳細(xì)圖紙可扣扣咨詢(xún) 414951605 或 1304139763向閥換向?yàn)橛椅粰C(jī)能，液壓缸左腔為低壓回油腔，右腔為高壓腔，液壓缸活塞換向后向左移動(dòng)，這是 Pa=PAPb=PB,二位四通換向閥保持右位機(jī)能不變 ,液壓缸活塞繼續(xù)向右運(yùn)動(dòng),當(dāng)活塞運(yùn)動(dòng)至右端緩沖區(qū)時(shí),活塞與缸體端部出現(xiàn)的局部封閉空間使壓力迅速升高,活塞開(kāi)始減速,控制口 b 得到這個(gè)壓力,該壓力值可以通過(guò)控制油路上的節(jié)流閥調(diào)定大小,我們是這個(gè)壓力高于系統(tǒng)壓力的某個(gè)值,即高于控制口 a 的壓力值 ,此時(shí),Pa=PAPB，二位四通換向閥換向?yàn)橛椅粰C(jī)能，液壓缸左腔為低壓回油腔，右腔為高壓腔，液壓缸活塞換向后向左移動(dòng)，這是 Pa=PA0.1cm=1mm取控制口直徑為：5mm，完全滿(mǎn)足控制油流在層流狀態(tài)流動(dòng)。7、密閉空間幾何尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算密閉空間前后的壓力為：P1=0.2MPa，P2=10MPa控制口兩端壓差△P=9.8MPa根據(jù)控制口兩端作用力相等，控制有關(guān)的通徑 d=Ф5mm，且近似認(rèn)為液壓油不可壓縮。,即2412PD???22d591?則密閉空間直徑為：，取 40mmm4.3859???考慮到實(shí)際使用時(shí)控制管路中液壓油的壓縮和不可避免的泄漏，以及當(dāng)系統(tǒng)在即將換向時(shí)停機(jī)后控制油的泄漏，還應(yīng)當(dāng)保持系統(tǒng)不能存在換向死點(diǎn)，按照換向容積V 換向閥 =10.8cm3增加 20%作為密閉空間的實(shí)際容積，得密閉空間的容積為Q 密閉 =13cm3因此計(jì)算得密閉空間的最小長(zhǎng)度 m6.1c.54132????L為保險(xiǎn)及驗(yàn)證假設(shè)條件及計(jì)算是否合理，取密閉空間長(zhǎng)度為 20mm其余結(jié)構(gòu)尺寸不一一計(jì)算。