全氣動(dòng)高壓注油機(jī)及其油脂泵的設(shè)計(jì)
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全氣動(dòng)高壓注油機(jī)及其油脂泵的設(shè)計(jì)論文.doc
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緒論
注油機(jī)目前主要用于重型，礦山機(jī)械行業(yè)。重型，礦山機(jī)械大致包含了采礦，冶煉，軋制，鍛壓，潤(rùn)滑和液壓等幾大類(lèi)設(shè)備，是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)的重要輔助設(shè)備。我國(guó)的注油機(jī)發(fā)展與國(guó)外先進(jìn)水平相比，尚有較大的差距。其中，主要原因是成套設(shè)備和控制水平低。油脂被廣泛運(yùn)用于軸承等運(yùn)動(dòng)部件的潤(rùn)滑。由于其流動(dòng)性差，給注油帶來(lái)了一定的困難。且國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的注油機(jī)，由于通常注油阻力大，特別在北方，冬季環(huán)境溫度低的地方，油脂粘度大。而普通注油機(jī)壓力低，流量小，不但注油費(fèi)時(shí)，工效低，且難以將油脂注入，加大了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。
本課題原是為滿(mǎn)足上海隧道工程的需要，為隧道工程機(jī)械的潤(rùn)滑而設(shè)計(jì)的注油機(jī)。課題前期工作已完成。所設(shè)計(jì)制造的注油機(jī)已經(jīng)用于生產(chǎn)實(shí)際。本次設(shè)計(jì)實(shí)在原設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上做系列化和改進(jìn)設(shè)計(jì)。本課題是要求學(xué)生完成氣缸缸徑為250mm的全氣動(dòng)高壓注油機(jī)的高壓油脂油脂泵設(shè)計(jì)，并從中探討研究其設(shè)計(jì)方法。
油脂泵的內(nèi)在特性是指包括產(chǎn)品性能、零部件質(zhì)量、整機(jī)裝配質(zhì)量、外觀質(zhì)量等在內(nèi)的產(chǎn)品固有特性，或者簡(jiǎn)稱(chēng)之為品質(zhì)。在這一點(diǎn)上，是目前許多油脂泵生產(chǎn)廠商所關(guān)注的也是努力在提高、改進(jìn)的方面。而實(shí)際上，我們可以發(fā)現(xiàn)，有許多的產(chǎn)品在工廠檢測(cè)符合發(fā)至使用單位運(yùn)行后，往往達(dá)不到工廠出廠檢測(cè)的效果，發(fā)生諸如過(guò)載、噪聲增大，使用達(dá)不到要求或壽命降低等等方面的問(wèn)題；而油脂泵在實(shí)際當(dāng)中所處的運(yùn)行點(diǎn)或運(yùn)行特征，我們稱(chēng)之為油脂泵的外在特性或系統(tǒng)特性。
正如科學(xué)技術(shù)的發(fā)展一樣，現(xiàn)階段科技領(lǐng)域中交叉學(xué)科、邊緣學(xué)科越來(lái)越豐富，跨學(xué)科的共同研究是十分普遍的事情，作為油脂泵產(chǎn)品的技術(shù)發(fā)展亦是如此。以屏蔽式油脂泵為例，取消油脂泵的軸封問(wèn)題，必須從電機(jī)結(jié)構(gòu)開(kāi)始，單局限于油脂泵本身是沒(méi)有辦法實(shí)現(xiàn)的；解決油脂泵的噪聲問(wèn)題，除解決油脂泵的流態(tài)和振動(dòng)外，同時(shí)需要解決電機(jī)風(fēng)葉的噪聲和電磁場(chǎng)的噪聲；提高潛水油脂泵的可靠性，必須在潛水電機(jī)內(nèi)加設(shè)諸如泄漏保護(hù)、過(guò)載保護(hù)等措施；提高油脂泵的運(yùn)行效率，須借助于控制技術(shù)的運(yùn)用等等。這些無(wú)一不說(shuō)明要發(fā)展油脂泵技術(shù)水平，必須從配套的電機(jī)、控制技術(shù)等方面同時(shí)著手，綜合考慮，最大限度地提升機(jī)電一體化綜合水平。
注油機(jī)的高壓油脂油脂泵的顯著缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，零件制造精度高，成本也高，對(duì)油液污染敏感。這些給生產(chǎn)、使用和維護(hù)帶來(lái)一定的困難。
圖1（齒輪油脂泵原理圖）
1.液壓泵的比較：
1.1齒輪油脂泵：
工作原理：依靠油脂泵缸與嚙合齒輪間所形成的工作容積變化和移動(dòng)來(lái)輸送液體或使之增壓的回轉(zhuǎn)油脂泵。
外嚙合雙齒輪油脂泵的結(jié)構(gòu)。一對(duì)相互嚙合的齒輪和油脂泵缸把吸入腔和排出腔隔開(kāi)。齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，吸入腔側(cè)輪齒相互脫開(kāi)處的齒間容積逐漸增大，壓力降低，液體在壓差作用下進(jìn)入齒間。隨著齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，一個(gè)個(gè)齒間的液體被帶至排出腔。這時(shí)排出腔側(cè)輪齒嚙合處的齒間容積逐漸縮小，而將液體排出。過(guò)容許值而損壞油脂泵或原動(dòng)機(jī)齒輪油脂泵適用于輸送不含固體顆粒、無(wú)腐蝕性、粘度范圍較大的潤(rùn)滑性液體。油脂泵的流量可至300米3/時(shí)，壓力可達(dá)3×107帕。它通常用作液壓油脂泵和輸送各類(lèi)油品。
優(yōu)點(diǎn)：齒輪油脂泵結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊,制造容易,維護(hù)方便，有自吸能力。
缺點(diǎn)：流量、壓力脈動(dòng)較大且噪聲大。齒輪油脂泵必須配帶安全閥，以防止由于某種原因如排出管堵塞使油脂泵的出口壓力超過(guò)安全值
齒輪油脂泵的額定排出壓力與工作部件尺寸，轉(zhuǎn)速無(wú)關(guān)，主要取決于油脂泵的密封性能和軸承承載能力。齒輪油脂泵會(huì)產(chǎn)生困油現(xiàn)象，是封閉容積中的壓力急劇升高或下降，產(chǎn)生很大的附加承載，功率損失及液體發(fā)熱等不良現(xiàn)象。本課題要求輸出壓力達(dá)到42MPA,工作環(huán)境為高壓，考慮的齒輪油脂泵的泄漏和困油等缺點(diǎn)，故不適合
1.2發(fā)展趨勢(shì)
我國(guó)隧道工程用注油機(jī)都是從國(guó)外進(jìn)口，價(jià)格昂貴。隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，交通事業(yè)也蓬勃發(fā)展，隧道工程日益增多，迫切需要注油機(jī)的國(guó)產(chǎn)化。隨著工業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程的不斷深入，用于隧道、礦山、石油開(kāi)采、汽車(chē)拖拉機(jī)制造等行業(yè)的大型干油注油機(jī)（壓力大于400bar，干油流量大于4000ml/min）的需求越來(lái)越大，而綜觀國(guó)內(nèi)此類(lèi)設(shè)備的市場(chǎng)，幾乎是進(jìn)口產(chǎn)品的一統(tǒng)天下。進(jìn)口產(chǎn)品其價(jià)格高（幾倍甚至十幾倍于國(guó)產(chǎn)品的價(jià)格），配件難求（至少數(shù)周甚至數(shù)月才能到貨的現(xiàn)狀勢(shì)必大大影響生產(chǎn)）的弊端越來(lái)越顯現(xiàn)。為此，根據(jù)國(guó)家863計(jì)劃，大型干油注油機(jī)的國(guó)產(chǎn)化是勢(shì)在必行的。
本研制的注油機(jī)以壓縮空氣為動(dòng)力，借助氣缸活塞運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)油脂油脂泵，將潤(rùn)滑油脂直接從油脂桶內(nèi)吸出，然后輸送到機(jī)器設(shè)備需要潤(rùn)滑的部位課題前期工作已完成。所設(shè)計(jì)制造的注油機(jī)已經(jīng)用于生產(chǎn)實(shí)際。本次設(shè)計(jì)實(shí)在原設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上做系列化和改進(jìn)設(shè)計(jì)。本課題是要求學(xué)生完成氣缸缸徑為250mm的全氣動(dòng)高壓注油機(jī)的高壓油脂油脂泵設(shè)計(jì)，并從中探討研究其設(shè)計(jì)方法。
市場(chǎng)上注油機(jī)的分類(lèi)真空注油機(jī)、電動(dòng)注油機(jī)、鋼絲繩注油機(jī)、電動(dòng)注油機(jī)、自動(dòng)注油機(jī)、高壓注油機(jī)、氣動(dòng)注油機(jī)、手動(dòng)注油機(jī)、定量注油機(jī)、手機(jī)注油機(jī)等。
圖中恒流量變量機(jī)構(gòu)由帶有節(jié)流閥的雙邊控制閥(恒流量閥)和差動(dòng)變量缸組成。控制閥C端預(yù)壓彈簧調(diào)定后，節(jié)流閥兩側(cè)壓力差在控制閥閥芯上產(chǎn)生的液壓力與彈簧力相平衡，閥芯處于中垃，斜盤(pán)傾角固定在某一角度，油脂泵輸出流量為調(diào)定值。
當(dāng)油脂泵轉(zhuǎn)速增加時(shí)，輸出流量也相應(yīng)增加。由于節(jié)流器面積不變，則節(jié)流器兩端壓力差 增大，推動(dòng)控制閥閥芯左移，帶動(dòng)變量活塞左移，斜盤(pán)傾角減小，流量城少，直至恢復(fù)到調(diào)定值。此時(shí)，閥芯上液壓力與彈簧力重新平衡閥芯處于中位，斜盤(pán)傾角穩(wěn)定，油脂泵輸出流量為恒定值。反之，當(dāng)油脂泵轉(zhuǎn)速減小后，輸出流量減少。類(lèi)似的分析可知，斜盤(pán)傾角會(huì)增加，流量也隨之增加，仍保持為一恒定值
圖9.5(b)為變量特性曲線(xiàn)。 為保持調(diào)定流量 的最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速。從圖中可以看出，從 以上，油脂泵輸出流量不隨轉(zhuǎn)速變化而改變，始終保持恒定值。
恒流量變星油脂泵用于對(duì)液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)要求速度恒定的設(shè)備中。例如，機(jī)床、運(yùn)輸機(jī)械等液壓系統(tǒng)。但是恒流量變量油脂泵恒定流星的精度不高，誤差較大，這也限制了它的應(yīng)用。
結(jié)論
液壓油脂泵是向液壓系統(tǒng)提供一定流量和壓力的油液的動(dòng)力元件,它是每個(gè)液壓系統(tǒng)中不可缺少的核心元件,合理的選擇液壓油脂泵對(duì)于液壓系統(tǒng)的能耗﹑提高系統(tǒng)的效率﹑降低噪聲﹑改善工作性能和保證系統(tǒng)的可靠工作都十分重要.
選擇液壓油脂泵的原則是:根據(jù)主機(jī)工況﹑功率大小和系統(tǒng)對(duì)工作性能的要求,首先確定液壓油脂泵的類(lèi)型,然后按系統(tǒng)所要求的壓力﹑流量大小確定其規(guī)格型號(hào).
一般來(lái)說(shuō),由于各類(lèi)液壓油脂泵各自突出的特點(diǎn),其結(jié)構(gòu)﹑功用和運(yùn)轉(zhuǎn)方式各不相同,因此應(yīng)根據(jù)不同的使用場(chǎng)合選擇合適的液壓油脂泵.一般在機(jī)床液壓系統(tǒng)中,往往選用雙作用葉片油脂泵和限壓式變量葉片油脂泵;而在筑路機(jī)械﹑港口機(jī)械以及小型工程機(jī)械中,往往選擇抗污染能力比較強(qiáng)的齒輪油脂泵;在負(fù)載大﹑功率大的場(chǎng)合往往選擇油脂泵.
正如科學(xué)技術(shù)的發(fā)展一樣，現(xiàn)階段科技領(lǐng)域中交叉學(xué)科、邊緣學(xué)科越來(lái)越豐富，跨學(xué)科的共同研究是十分普遍的事情，作為油脂泵產(chǎn)品的技術(shù)發(fā)展亦是如此。以屏蔽式油脂泵為例，取消油脂泵的軸封問(wèn)題，必須從電機(jī)結(jié)構(gòu)開(kāi)始，單局限于油脂泵本身是沒(méi)有辦法實(shí)現(xiàn)的；解決油脂泵的噪聲問(wèn)題，除解決油脂泵的流態(tài)和振動(dòng)外，同時(shí)需要解決電機(jī)風(fēng)葉的噪聲和電磁場(chǎng)的噪聲；提高潛水油脂泵的可靠性，必須在潛水電機(jī)內(nèi)加設(shè)諸如泄漏保護(hù)、過(guò)載保護(hù)等措施；提高油脂泵的運(yùn)行效率，須借助于控制技術(shù)的運(yùn)用等等。這些無(wú)一不說(shuō)明要發(fā)展油脂泵技術(shù)水平，必須從配套的電機(jī)、控制技術(shù)等方面同時(shí)著手，綜合考慮，最大限度地提升機(jī)電一體化綜合水平。
參 考 文 獻(xiàn)
〔1〕李培滋﹑王占林主編.《飛機(jī)液壓傳動(dòng)與伺服控制》（上冊(cè)）.國(guó)防工業(yè)出版社.1989
〔2〕曾祥榮﹑葉文柄﹑吳沛容編著.《液壓傳動(dòng)》.國(guó)防工業(yè)出版社.1980
〔3〕何存興主編.《液壓元件》.機(jī)械工業(yè)出版社.1982
〔4〕張赤誠(chéng)等編.《液壓傳動(dòng)》.地質(zhì)出版社.1986
〔5〕齊任賢主編.《液壓傳動(dòng)和液力傳動(dòng)》.冶金工業(yè)出版社.1981
〔6〕上海煤礦機(jī)械研究所編.《液壓傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)》.上海人民出版社.1976
〔7〕（日）市川常雄著.雞西煤礦機(jī)器廠譯.《液壓技術(shù)基本理論》.煤炭工業(yè)出版社.1975
〔8〕（美）H﹒E﹒梅里特著.陳燕慶譯.《液壓控制系統(tǒng)》.科學(xué)出版社.1979
〔9〕成大先主編.《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》.化學(xué)工業(yè)出版社.2004
〔10〕聞德生著.《開(kāi)路式油脂泵》.航空工業(yè)出版社.1998
〔11〕吉林工業(yè)大學(xué)等校編.《工程機(jī)械液壓與液力傳動(dòng)》.機(jī)械工業(yè)出版社.1978
〔12〕AD 811166.1981.
〔13〕馬玉貴、馬治武主編.《新編液壓件使用與維修技術(shù)大》.中國(guó)建材工業(yè)出版社.1998
〔14〕左健民主編. 《液壓與氣壓傳動(dòng)》.機(jī)械工業(yè)出版社.1999
〔15〕文懷興主編.《油脂泵的排量設(shè)計(jì)工況及優(yōu)化設(shè)計(jì)》. 北京.機(jī)械工業(yè)出版社.2005
〔16〕成大先主編.《機(jī)械設(shè)計(jì)圖冊(cè)》.化學(xué)工業(yè)出版社.2000
〔17〕沙毅 聞建龍主編.《油脂泵與風(fēng)機(jī)》.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社.2005
〔18〕陳允中 曹占文 黃紅梅 鄧國(guó)強(qiáng)等譯.《油脂泵手冊(cè)》.中國(guó)石化出版社.2003
〔19〕路甬祥主編.《液壓氣動(dòng)技術(shù)手冊(cè)》.北京.機(jī)械工業(yè)出版社.2002
〔20〕張耀宸.《機(jī)械加工設(shè)計(jì)手冊(cè)》.北京.航空工業(yè)出版社,1987
致 謝
本論文是在講師的悉心指導(dǎo)下完成的，在我即將完成學(xué)士學(xué)位學(xué)習(xí)之際，衷心感謝老師們給我提供了良好的學(xué)習(xí)條件、科研環(huán)境和全面鍛煉的機(jī)會(huì)以及在生活、學(xué)習(xí)上給予的關(guān)心和幫助。各位老師不僅以其淵博的學(xué)識(shí)、創(chuàng)造性的思維方式、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)風(fēng)范、高度的責(zé)任感使作者在學(xué)術(shù)上受益匪淺、而且言傳身教，以其高尚的人格和坦蕩寬廣的胸懷教導(dǎo)了我做人的道理。值此論文完成之際，瑾向張勇老師以及全系各位老師表示最衷心的感謝，并致以崇高的敬意！在課題的研究和論文撰寫(xiě)過(guò)程中，得到了學(xué)院老師的大力支持，在此對(duì)你們表示衷心的感謝。
開(kāi)題報(bào)告 課題名稱(chēng) 250氣動(dòng)高壓注油機(jī)及其 油脂泵的設(shè)計(jì) 專(zhuān) 業(yè) 機(jī)械電子工程 專(zhuān)業(yè)方向 機(jī)電一體化 班 級(jí) 學(xué) 號(hào) 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 教研室 2010 年 09 月 15 日1 開(kāi)題依據(jù) 油機(jī)的應(yīng)用簡(jiǎn)述 注油機(jī)目前主要用于重型，礦山機(jī)械行業(yè)。重型，礦山機(jī)械大致包含了采礦，冶煉，軋制，鍛壓，潤(rùn)滑和液壓等幾大類(lèi)設(shè)備，是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)的重要輔助設(shè)備。我國(guó)的注油機(jī)發(fā)展與國(guó)外先進(jìn)水平相比，尚有較大的差距。其中，主要原因是成套設(shè)備和控制水平低。油脂被廣泛運(yùn)用于軸承等運(yùn)動(dòng)部件的潤(rùn)滑。由于其流動(dòng)性差，給注油帶來(lái)了一定的困難。且國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的注油機(jī)，由于通常注油阻力大，特別在北方，冬季環(huán)境溫度低的地方，油脂粘度大。而普通注油機(jī)壓力低，流量 小，不但注油費(fèi)時(shí)，工效低，且難以將油脂注入，加大了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。 本課題原是為滿(mǎn)足上海隧道工程的需要，為隧道工程機(jī)械的潤(rùn)滑而設(shè)計(jì)的注油機(jī)。課題前期工作已完成。所設(shè)計(jì)制造的注油機(jī)已經(jīng)用于生產(chǎn)實(shí)際。本次設(shè)計(jì)實(shí)在原設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上做系列化和改進(jìn)設(shè)計(jì)。本課題是要求學(xué)生完成氣缸缸徑為 250 全氣動(dòng)高壓注油機(jī)的 高壓油脂泵 設(shè)計(jì) ，并從中探討研究其設(shè)計(jì)方法。 1、齒輪泵： 工作原理： 圖 1（ 齒輪泵原理圖） 依靠泵缸與嚙合齒輪間所形成的工作容積變化和移動(dòng)來(lái)輸送液體或使之增壓的 回轉(zhuǎn)泵 。 外嚙合雙齒輪泵的結(jié)構(gòu)。一對(duì)相互嚙合的齒輪和泵缸把吸入腔和排出腔隔開(kāi)。齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，吸入腔側(cè)輪齒相互脫開(kāi)處的齒間容積逐漸增大，壓力降低，液體在壓差作用下進(jìn)入齒間。隨著齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng) ，一個(gè)個(gè)齒間的液體被帶至排出腔。這時(shí)排出腔側(cè)輪齒嚙合處的齒間容積逐漸縮小，而將液體排出。過(guò)容許值而損壞泵或 原動(dòng)機(jī) 齒輪泵適用于輸送不含固體顆粒、無(wú)腐蝕性、 粘度 范圍較大的潤(rùn)滑性液體。泵的 流量 可至 300米 3/時(shí)，壓力可達(dá) 3×107 帕。它通常用作 液壓泵 和輸送各類(lèi)油品。 優(yōu)點(diǎn)： 齒輪泵結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊 ,制造容易 ,維護(hù)方便，有 自吸 能力 。 缺點(diǎn)： 流量、壓力脈動(dòng)較大且 噪聲 大。齒輪泵必須配帶 安全閥 ，以防止由于某種原因如排出管堵塞使泵的出口壓力超 過(guò)安全值。 2 齒輪泵的額定排出壓力與工作部件尺寸，轉(zhuǎn)速無(wú)關(guān)，主要取決于泵的密封性能和軸承承載能力。齒輪泵會(huì)產(chǎn)生困油現(xiàn)象，是封閉容積中的壓力急劇升高或下降，產(chǎn)生很大的附加承載，功率損 失及液體發(fā)熱等不良現(xiàn)象。本課題要求輸出壓力達(dá)到 42作環(huán)境為高壓，考慮的齒輪泵的泄漏和困油等缺點(diǎn)，故不適合 工作原理： 1 轉(zhuǎn)子 2 轉(zhuǎn)子 3 葉片 圖 2（ 葉片泵原理圖） 葉片泵轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，葉片在離心力和壓力油的作用下，尖部緊貼在 定子 內(nèi)表面上。這樣兩個(gè)葉片與轉(zhuǎn)子和定子內(nèi)表面所構(gòu)成的工作容積，先由小到大吸油后再由大到小排油，葉片旋轉(zhuǎn)一周時(shí)，完成兩次吸油與排油。 優(yōu)點(diǎn) ： 流量大， 噪聲較低流量脈動(dòng)小， 調(diào)節(jié)也很方便 ，徑向載荷小，具有過(guò)載保護(hù)功能。 缺點(diǎn) ： 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)油液污染敏感，葉片一絞死，工作可靠性差。 葉片泵流量均勻，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪音小，容積效率高，但不適用高壓場(chǎng)合，自吸能力差，對(duì)污物敏感，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工精度要求高。故不滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。 3．柱塞泵 ： 工作原理： 3 圖 3（ 柱塞泵原理圖） 柱塞泵由缸體與柱塞構(gòu)成，柱塞在缸體內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，由柱塞與缸孔組成的密閉工作容腔發(fā)生容積變化而實(shí)現(xiàn)吸油，排油過(guò)程。柱塞泵可分為徑向式和軸向式兩大類(lèi)。猶豫徑向柱塞泵結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積較大，在許多場(chǎng)合已經(jīng)逐漸被軸向柱塞泵替代。軸向柱塞泵因柱塞的軸線(xiàn)與缸體軸線(xiàn)平行或接近于平行而得名。工作 壓力高，一般可達(dá) 32~40高壓下仍能保持較高的容積效率。 優(yōu)點(diǎn)： 柱塞泵具有 額定壓力 高、結(jié)構(gòu)緊湊、效率高和 流量 調(diào)節(jié) 方便，容積效率高，容易實(shí)現(xiàn)變量。 缺點(diǎn)： 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，跟葉片泵比沒(méi)有過(guò)載保護(hù)功能，對(duì)油液污染敏感，濾油精度要求高，材質(zhì)加工精度 的要求也較高，價(jià)格昂貴。 展趨勢(shì) 我國(guó)隧道工程用注油機(jī)都是從國(guó)外進(jìn)口，價(jià)格昂貴。隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，交通事業(yè)也蓬勃發(fā)展，隧道工程日益增多，迫切需要注油機(jī)的國(guó)產(chǎn)化。 隨著工業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程的不斷深入，用于隧道、礦山、石油開(kāi)采、汽車(chē)拖拉機(jī)制造等行業(yè)的大型干油注油機(jī)（壓力大于 400油流量大于4000ml/需求越來(lái)越大，而綜觀國(guó)內(nèi)此類(lèi)設(shè)備的市場(chǎng)，幾乎是進(jìn)口產(chǎn)品的一統(tǒng)天下。進(jìn)口產(chǎn)品其價(jià)格高（幾倍甚至十幾倍于國(guó)產(chǎn)品的價(jià)格），配件難求（至少數(shù)周甚至數(shù)月才能到貨的現(xiàn)狀勢(shì)必大大影響生產(chǎn)）的弊端越來(lái)越 顯現(xiàn)。為此，根據(jù)國(guó)家 863 計(jì)劃，大型干油注油機(jī)的國(guó)產(chǎn)化是勢(shì)在必行的。 本研制的注油機(jī)以壓縮空氣為動(dòng)力，借助氣缸活塞運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)油脂泵，將潤(rùn)滑油脂直接從油脂桶內(nèi)吸出，然后輸送到機(jī)器設(shè)備需要潤(rùn)滑的部位 課題前期工作已完成。所設(shè)計(jì)制造的注油機(jī)已經(jīng)用于生產(chǎn)實(shí)際。本次設(shè)計(jì)實(shí)在原設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上做系列化和改進(jìn)設(shè)計(jì)。本課題是要求學(xué)生完成氣缸缸徑為250 全氣動(dòng)高壓注油機(jī)的 高壓油脂泵 設(shè)計(jì) ，并從中探討研究其設(shè)計(jì)方法。 4 二 文獻(xiàn)綜述 ： 市場(chǎng)上注油機(jī)的分類(lèi)真空注油機(jī)、電動(dòng)注油機(jī)、鋼絲繩注油機(jī)、電動(dòng)注油機(jī)、自動(dòng)注油機(jī)、高壓注油機(jī)、 氣動(dòng)注油機(jī)、手動(dòng)注油機(jī)、定量注油機(jī)、手機(jī)注油機(jī)等。 動(dòng)液壓注油機(jī) 圖 4 手動(dòng)液壓注油機(jī)結(jié)構(gòu)圖 原理圖說(shuō)明： 5 圖 5 工作原理圖 工作原理 ：右邊的活塞上升時(shí)，活塞內(nèi)壓力下降，單向閥 1 打開(kāi)，單向閥 2 關(guān)閉，活塞進(jìn)油。當(dāng)右邊的活塞下壓時(shí)，單 向閥 1 關(guān)閉，單向閥 2 打開(kāi)，油液傳送到左邊3 號(hào)腔內(nèi)。 通過(guò)缸體內(nèi)的油液傳動(dòng)，可將壓力傳遞到左邊的活塞上，從而將活塞頂起使 4 號(hào)腔內(nèi)的油脂從出油管排出。完成注油的工作。當(dāng)截止閥被打開(kāi)，油液便會(huì)從油缸中流到油箱。 優(yōu)缺點(diǎn)分析： 優(yōu)點(diǎn)： 操作簡(jiǎn)便，不需要借助外界機(jī)械動(dòng)力。 缺點(diǎn)： 壓力傳遞不連續(xù)，頻率不高，出力不大。故此種原理在此次設(shè)計(jì)中不太可取。機(jī)器為手動(dòng)操作，且存在著注油壓力低。一次注油量少，注油勞動(dòng)強(qiáng)度大，效率低等缺點(diǎn)，因此使用范圍受 到限制。 手動(dòng)注油機(jī)的驅(qū)動(dòng)力為人工手動(dòng)壓油，液壓缸的往復(fù)運(yùn)動(dòng)帶動(dòng) 活塞注油。 本次課題要求輸出油壓 P 為 42于高壓，手動(dòng)液壓注油機(jī) 機(jī)器為手動(dòng)操作，故存在著注油壓力低，所以 輸出壓力達(dá)不到要求，且不滿(mǎn)足連續(xù)供油的要求。 動(dòng)黃油注油機(jī) 原理圖說(shuō)明： 6 圖 6 電動(dòng)黃油注油機(jī)結(jié)構(gòu)圖 １車(chē)架 ２電動(dòng)機(jī) ３皮帶輪 ４缸體 ５前缸蓋 ６皮帶輪 ７擋圈 ８軸承壓蓋 ９軸承 10 活塞軸 11活塞螺母 12 密封環(huán) 13后缸蓋 14 出油頭 15車(chē)輪 電動(dòng)黃油注油機(jī)以電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力，通過(guò)皮帶輪帶動(dòng)活塞軸，活塞軸上螺紋配合有活塞螺母（活塞軸上螺紋配合有活塞螺母如圖 7）。使用時(shí)開(kāi)電 動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，將活塞螺母退回加油孔端，加入黃油，然后開(kāi)電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)或正傳，活塞螺母在活塞軸螺紋推動(dòng)下進(jìn)退，給黃油增加壓力，黃油通過(guò)出油頭、膠管和加油頭給機(jī)械加油。 機(jī)械結(jié)構(gòu)： 電動(dòng)機(jī) 2 為驅(qū)動(dòng)裝置 i，通過(guò)皮帶輪傳動(dòng)給液壓缸進(jìn)行壓油。 活塞軸安裝在缸體內(nèi)，缸體前面有前缸蓋，軸承壓蓋，后端有后缸蓋軸承和出油頭，缸體固定在車(chē)架上，車(chē)架底面有車(chē)輪可推動(dòng)。 優(yōu)點(diǎn) ： 1 移動(dòng)方便，是汽車(chē)，拖拉機(jī)，和礦山機(jī)械的理想注油機(jī)。 2 可使黃油腔實(shí)現(xiàn)注油機(jī)械化 缺點(diǎn) ： 1、電動(dòng)黃油機(jī)裝油不方便 2、結(jié)構(gòu)復(fù)雜 3、出油率低 4、不能實(shí)現(xiàn)連續(xù)注油 7 5、不能改變行程 6、不能滿(mǎn)足高壓大流量，排量與流量均可調(diào)的高效注油需要。 此方案采用電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力較前方案的手動(dòng)注油機(jī)更為方便。工作效率較之前的方案有很大的提高。 但是由于，采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，考慮到移動(dòng)的方便，電機(jī)不會(huì)太大，從而導(dǎo)致電機(jī)的輸出力不會(huì)太大，從而輸出的油脂的壓力不高。并且不能連續(xù)的注油，不能改變行程，排量與流量均不可調(diào)。 由于以上缺點(diǎn)，該注油機(jī)不能滿(mǎn)足課程設(shè)計(jì)的要求。 ，不能滿(mǎn)足高壓大流量，高效的注油需要。無(wú) 法實(shí)現(xiàn)連 續(xù)注油等缺點(diǎn) 因此使用范圍受到限制，不適合本次設(shè)計(jì)的要求。 壓 注油機(jī) 原理圖說(shuō)明： 1 油脂盤(pán) 2 單向閥 3 注油管 4 閥 5 上天輪 6 下天輪 7 壓力表 8 高壓油泵 9 電機(jī) 10 濾油器 11 油箱 12 溢流閥 13 手動(dòng)換向閥 14 注油泵 圖 7 液壓 注油機(jī) 原理圖 注油機(jī)的工作原理如圖 7 所示，潤(rùn)捐脂加入油盤(pán)后，起動(dòng)電動(dòng)油泵，打開(kāi)手動(dòng)換向 閥 ，液壓油進(jìn)入油缸 B 腔． A 腔回油， C 腔產(chǎn)生負(fù)壓，潤(rùn)滑脂在大氣壓作用下．進(jìn)入 C 腔。當(dāng) C 腔容積達(dá)到最 8 大值后，操作手動(dòng)換向閥， A 腔進(jìn)油， B 腔回油， C 腔潤(rùn)滑脂注完后重復(fù)上述動(dòng)作 ，實(shí)現(xiàn)注油的目的。 機(jī)械結(jié)構(gòu)： 電動(dòng)油泵、注油油缸 等部件組成了驅(qū)動(dòng)裝置，通過(guò)液壓力帶動(dòng)主油泵 14 往復(fù)運(yùn)動(dòng)。 潤(rùn)滑脂注油機(jī)由電動(dòng)油泵、注油油缸、加油盤(pán)、注油管、換向閥和球閥等組成，其主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是電動(dòng)油泵體積小、重量輕、壓力高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。注油油缸由上下二個(gè)油缸組成．上部油缸實(shí)現(xiàn)吸潤(rùn)滑脂和壓注潤(rùn)滑脂的目的，上部油缸活塞的運(yùn)動(dòng)由下部油缸來(lái)完成，該油缸缸徑 Φ100程為 380C 腔的最大容積為 3L。 由于潤(rùn)滑脂的粘性大，運(yùn)動(dòng)阻力很大，故設(shè)計(jì)中盡量縮短加油盤(pán)到油缸吸油口的距離．使?jié)櫥茼樌M(jìn)入油缸，在吸油和排 油側(cè)安裝單向閱的目的是實(shí)現(xiàn)吸油和排油的自動(dòng)打開(kāi)或關(guān)閉油路。管路連接采用快速接頭，可實(shí)現(xiàn)快速拆裝，閥門(mén)采用球閥，操作方便。 優(yōu)點(diǎn)： （ 1） 加注潤(rùn)滑脂速度快，加油時(shí)間 比 手工注油每次可節(jié)約 3h，每年可節(jié)約時(shí)間 150h， 其速度提高近 10 倍，且勞動(dòng)效率大大提高。 （ 2）注油壓力大，使軸與軸套及天輪兩端軸承潤(rùn)滑均勻，取得良好的潤(rùn)滑效果。 （ 3）采用電動(dòng)操作比手動(dòng)操作勞動(dòng)強(qiáng)度大大降低，且節(jié)省了人工。 （ 4） 可以滿(mǎn)足同時(shí)多點(diǎn)注油 缺點(diǎn)： 1、 只能單向注油，無(wú)法實(shí)現(xiàn)連續(xù)往復(fù)的注油 2、效率低 3、不能調(diào) 節(jié)排量 4、不能改變行程 這個(gè)設(shè)計(jì)采用液壓傳動(dòng)，較前幾個(gè)方案，大大提高了輸出油脂的壓力。并且可以同時(shí)多點(diǎn)注油。 但缺點(diǎn)顯而易見(jiàn)，加油盤(pán)的油脂必須手動(dòng)加入，無(wú)法實(shí)現(xiàn)連續(xù)注油，從而導(dǎo)致效率太低。并且不能改變排量及行程，給注油的工作帶來(lái)了一定的難度。適合于注油次數(shù)不高，頻率較低的產(chǎn)品。故不滿(mǎn)足本次課題的要求。 車(chē)輪注油機(jī) 工作原理： 9 圖 8 礦車(chē)輪系統(tǒng)原理圖 連桿機(jī)構(gòu)將驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變成油缸活塞的往復(fù)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，從而來(lái) 實(shí)現(xiàn)吸油 和壓油。 當(dāng)活塞 9 向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，油缸 5 左腔形成較大的負(fù)壓，從而吸下單向闊 6 的鋼球，油桶 7 內(nèi)的黃油就被吸入油缸 5 的左腔。在這個(gè)過(guò)程中，油缸５右腔產(chǎn)生較高的油壓，使錐面閥口氣室 10 通 ，油缸右腔的黃油經(jīng) 錐面閥口氣室 10、注油嘴開(kāi)關(guān) 13 而注入礦車(chē)輪內(nèi)。當(dāng) 活 塞 9 向左運(yùn)動(dòng)時(shí) 油缸 5 右腔形成較大的負(fù)壓，單向閥 8 被打開(kāi)，油桶 7 內(nèi)的黃油經(jīng)單向閥 8 進(jìn)入油缸右腔。在此過(guò)程中，油缸 5 左腔油壓升高， 錐面閥口氣室 10通 ，油缸左腔的黃油經(jīng) 錐面閥口氣室 10、注油嘴開(kāi)關(guān) 13 而注入礦車(chē)輪中。由于安全閥11 的調(diào)定壓力較高，所以它在注油的 過(guò)程中并沒(méi)有被打開(kāi)，當(dāng)一個(gè)礦車(chē)輪注滿(mǎn)黃油后，關(guān)閉注油嘴開(kāi)關(guān) 13，氣室 12 內(nèi)的油壓迅速增大，當(dāng)達(dá)到安全閥 11 的調(diào)定壓力時(shí)，安全閥 11 被打開(kāi)，黃油經(jīng)安全閥 11 流回油桶 7 中，起到了安全保險(xiǎn)作用。等到注油嘴再插入另一礦車(chē)輪后，打開(kāi)開(kāi)關(guān) 13 又開(kāi)始注油 機(jī)械結(jié)構(gòu)： 10 圖 9 機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖 油泵部分包括：油缸、活塞、泵體、端蓋、進(jìn)油單向閥和出油單向閥等。 進(jìn)油單向閥 是由一個(gè)塔式彈簧和一個(gè)鋼球組成，為了便于油泵的吸油，其彈簧的預(yù)緊力要盡可能的小。在不工作情況下能保證鋼球與油桶上的進(jìn)油孔接觸即可。吸油時(shí)，在較大的負(fù)壓作 用下，鋼球壓縮彈簧使單向 閥 打開(kāi) 。 壓油時(shí)，鋼球在彈簧力和油壓作用下關(guān)閉單向 閥 ，保證單向閥正常的壓油。 圖 10（出油梭閥） 11 出油 出油梭閥 結(jié)構(gòu)如圖 10 所示，鋼球與孔為間隙配合，鋼管與孔為過(guò)盈配臺(tái)。當(dāng)左端出油時(shí)，鋼球在其左端的壓力和右端的吸力作用下迅速移動(dòng)到右端壓緊在鋼管 3 的端面上，打開(kāi)了左端的油通道而關(guān)閉了右端的油通道，當(dāng)右端出油時(shí)則相反，鋼球向左移動(dòng)，關(guān)閉左端的單向 閥 而打開(kāi)右端的單向閥。為了保證單向閥的密封性能，兩個(gè)鋼管的端部要加工出比較精密 的 錐面閥口 。 圖 11（氣室結(jié)構(gòu)圖） 氣室上裝有安全 閥 壓力表和注油管。氣室具有濾氣作用，當(dāng)從油桶里吸的黃油帶有空氣時(shí)，或某處密封不好有少量氣體進(jìn)入時(shí)，帶有空氣的油進(jìn)入氣室后，氣體就會(huì)跑到氣室的上部，這樣就可以減少或避免注油時(shí)的噴油現(xiàn)象。壓力油進(jìn)入氣室后，將氣室內(nèi)的空氣壓縮，等到氣室內(nèi)達(dá)到 一定壓力后才能給礦車(chē)輪注油，這樣由于 氣室內(nèi)氣體壓力的作用，均勻了注油速度，使注油時(shí)便于控制。氣室內(nèi)的壓力可以從壓力表上讀出。它的最大壓力通過(guò)安全 閥 來(lái)調(diào)定。當(dāng)達(dá)到最大壓力時(shí)，安全 閥 打開(kāi)，壓力油通過(guò)安全 閥流 進(jìn) 油桶。 優(yōu)點(diǎn) ： 1、由于裝有下車(chē)型的底座，使用起來(lái)靈活方便 2、由于裝有 氣室 ， 可以減少或避免注油時(shí)的噴油現(xiàn)象 3、能調(diào)節(jié)注油壓力 4、能實(shí)現(xiàn)連續(xù)注油 5、具有過(guò)載保護(hù)功能 缺點(diǎn) ： 1、采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，不能遠(yuǎn)程傳輸力 2、采用電機(jī)，在礦場(chǎng)容易引起事故 3、傳動(dòng)力小，無(wú)法輸出高壓的潤(rùn)滑油 4、排量與流量均不可調(diào) 由于存在這些缺點(diǎn)，不適合這次的設(shè)計(jì)要求。 動(dòng)干油泵 ： 氣動(dòng)注油機(jī)因以空氣作為動(dòng)力源，較易取得，用后的空氣可直接排入大氣中， 處理方便，氣缸可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速。 現(xiàn)有的氣動(dòng)干油泵，如美國(guó) 的林肯干油泵，由氣馬達(dá)、柱塞泵、油箱、卸荷閥等等零部件組成， 12 分離，用管聯(lián)接，零件多，聯(lián)接點(diǎn)面多，易泄漏，活塞易磨損，熱脹冷縮性大、工作可靠性差、，整機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積大。而如圖 9 示的氣動(dòng)干油泵整機(jī)結(jié)構(gòu)新穎緊湊，體積小，零件數(shù)量少，換向靈活，工作可靠，使用壽命長(zhǎng)，安裝、維修方便，外形美，噪音低。 氣動(dòng)干油泵，由氣馬達(dá)、柱塞泵、卸荷閥、油箱等零部件組成，本實(shí)用新型的特征在于：氣馬達(dá)（ 4）由本體（ 62）、缸體（ 23）、缸蓋（ 22）、活塞（ 21）、活塞桿（ 20）、上密封環(huán)（ 24）、下密封環(huán)（ 13）、螺套（ 31）、擺（ 28）、撥塊（ 29）、滑套（ 18）、配氣塊（ 17）等零部件組成，缸體（ 23）聯(lián)接在本體（ 62）上，缸蓋（ 22）聯(lián)接在缸體（ 23）上，本體（ 62）上開(kāi)設(shè)有出氣孔（ 15）、進(jìn)氣孔（ 25）、氣道（ 15）、余油出口（ 13）、單向閥（ 30）聯(lián)接孔、擺套（ 26）聯(lián)接孔及中部氣室孔（ 63），氣室孔（ 63）的兩端裝有螺套（ 31）和上密封環(huán)（ 24），中間裝有下密封環(huán)（ 13）、撥塊（ 29）、滑套（ 18）、配氣塊（ 17），擺（ 28）由擺套（ 26）、活塞、擺桿、滾輪、銷(xiāo)軸、彈簧（ 27）等零部件組成，擺套（ 26）聯(lián)接在本體（ 62）上 ，活塞裝入擺套中，擺桿的一端聯(lián)接在活塞上，另一端與滾輪聯(lián)接，滾輪卡入撥塊（ 29）一側(cè)的擺槽里，撥塊（ 29）套在滑套（ 18）的外圓周上，撥塊（ 29）的另一側(cè)上有配氣塊（ 17），活塞桿（ 20）穿過(guò)螺套（ 31）、下密封環(huán)（ 13）、滑套（ 18）、上密封環(huán)（ 24）的內(nèi)孔，活塞桿（ 20）的上端裝有活塞（ 21），下端與柱塞泵的接桿（ 37）聯(lián)接，柱塞泵的上管（ 36）與螺套（ 31）聯(lián)接，卸荷閥的閥體（ 55）聯(lián)接在氣馬達(dá)的本體（ 62）上，閥體（ 55）里設(shè)置有氣腔（ 58）、油腔（ 59），氣腔（ 58）與高壓油輸出管相聯(lián)。 泵，其特征在于氣馬達(dá)的本體（ 62）側(cè)邊開(kāi)設(shè)有與出氣孔（ 15）聯(lián)通的空腔（ 65），空腔（ 65）外側(cè)聯(lián)接有蓋板（ 66），蓋板（ 66）上有使空腔（ 65）與大氣相通的小孔（ 67），空腔（ 65）與油箱（ 10）的空腔通過(guò)聯(lián)接管（ 68）聯(lián)通。 本實(shí)用新型提供了一種氣動(dòng)干油泵，可給各種機(jī)械自動(dòng)注射潤(rùn)滑干油（如鋰基潤(rùn)滑脂）。 現(xiàn)有的氣動(dòng)干油泵，如美國(guó)的林肯干油泵，由氣馬達(dá)、柱塞泵、油箱、卸荷閥等零部件組成，其不足之處在于：氣馬達(dá)的換向機(jī)構(gòu)安置在最高位置，換向桿細(xì)長(zhǎng)，既不好加工，又易彎曲變形，換向機(jī)構(gòu)復(fù)雜，加工難度大，換向不靈 活，換向活塞、密封圈易進(jìn)塵埃，易磨損。卸荷閥與氣馬達(dá)分離，用聯(lián)接管聯(lián)接，零件多，聯(lián)接點(diǎn)面多，易泄漏，活塞易磨損，熱脹冷縮性大、工作可靠性差，整機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積大，加工困難，安裝、維修不便。 本實(shí)用新型的目的在于克服上述不足之處而提供一種氣動(dòng)干油泵，它結(jié)構(gòu)新穎，工作可靠，使用壽命長(zhǎng)，噪音低、外形美。 本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：氣動(dòng)干油泵由氣馬達(dá)、柱塞泵、卸荷閥、油箱、安全閥等零部件組成，卸荷閥的閥體聯(lián)接在氣馬達(dá)的本體上，氣馬達(dá)本體聯(lián)接在油箱上，柱塞泵的接桿、上管 13 與氣馬達(dá)的活塞、螺套聯(lián)接，并安置在油箱里，卸 荷閥的閥體設(shè)有氣腔和油腔，氣腔里安置有氣馬達(dá)的擺套，油腔里安置有柱塞泵系統(tǒng)的單向閥，安全閥聯(lián)接在卸荷閥上，安置在油箱里。氣馬達(dá)由本體、缸體、缸蓋、活塞、活塞桿、上密封環(huán)、下密封環(huán)、螺套、擺、撥塊、滑套、配氣塊等零部件組成，缸體聯(lián)接在本體上，缸蓋聯(lián)接在缸體上，本體上開(kāi)設(shè)有出氣孔、進(jìn)氣孔、氣道、余油出口、單向閥聯(lián)接孔、擺套聯(lián)接孔及氣室孔，氣室孔的兩端裝有螺套和上密封環(huán)，中間裝有下密封環(huán)、撥塊、滑套、配氣塊等零部件，擺含有擺套、活塞、擺桿、滾輪、銷(xiāo)軸、彈簧等零部件。擺套聯(lián)接在氣馬達(dá)的本體上，安置在卸荷閥閥體的氣腔 里，活塞裝入擺套中，擺桿的一端聯(lián)接在活塞上，另一端用銷(xiāo)軸與滾輪聯(lián)接滾輪卡入撥塊一側(cè)的擺槽里，撥塊套在滑套的外圓周上，撥塊的另一側(cè)上有配氣塊，滑套上有外臺(tái)肩和內(nèi)突緣，撥塊上有外臺(tái)肩，活塞桿上有外臺(tái)肩，活塞桿依次穿過(guò)螺套，下密封環(huán)、滑套、上密封環(huán)的內(nèi)孔，其下端與柱塞泵的接桿聯(lián)接，上端裝有活塞，活塞與缸體的內(nèi)孔配合。消聲系統(tǒng)由氣馬達(dá)本體側(cè)邊上的空腔、蓋板、聯(lián)接管等零部件組成，本體側(cè)邊空腔與出氣口相通，蓋板上有若干個(gè)小孔，使空腔與大氣相通，聯(lián)接管聯(lián)接油箱與空腔，因而油箱內(nèi)的空腔亦與大氣相通。 本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于： 整機(jī)結(jié)構(gòu)新穎，體積小，零件數(shù)量少（比現(xiàn)有的林肯干油泵少 23%）。換向靈活，工作可靠，使用壽命長(zhǎng)，安裝、維修方便、外形美、噪音低。 結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例作進(jìn)一步的說(shuō)明。 圖 12 為氣動(dòng)干油泵總圖 1；進(jìn)油口； 234567- 14 壓縮空氣進(jìn)氣口； 891011 氣動(dòng)干油泵由氣馬達(dá)（ 4）、柱塞泵 (2)、卸荷閥 (6)、油箱（ 10）等零部 件組成，卸荷閥 (6)與氣馬達(dá)（ 4）緊湊地聯(lián)接為一體，柱塞泵 (2)與氣馬達(dá)（ 4）連接，并安置在油箱（ 10）內(nèi)，油箱（ 10）內(nèi)還有回油管（ 11）和安全閥 (61)(參照?qǐng)D 4)，油箱（ 10）側(cè)邊開(kāi)設(shè)有加油口 (1)和觀察孔 (3)，卸荷閥 (6)的側(cè)邊設(shè)有壓縮空氣進(jìn)口 (7)和高壓油出口 (9)，油箱（ 10）有提手 (8)，氣馬達(dá) (4)上有防護(hù)罩(5)。 工作時(shí)，氣馬達(dá)（ 4）驅(qū)動(dòng)柱塞泵（ 2），柱塞泵將油箱（ 10）內(nèi)的油從高壓出油口泵出，來(lái)給機(jī)械加油潤(rùn)滑。 圖 13 為氣動(dòng)干油的馬達(dá)主視圖 121314、 1615171819202122232415、 29262728306263氣馬達(dá)有本體、缸體、缸蓋、活塞、活塞桿、上密封環(huán)、下密封環(huán)、螺套、擺、滑套、配器塊 15 等零件組成，缸體聯(lián)接在本體上，缸蓋連接在缸體上，本體上開(kāi)設(shè)有氣孔、近氣孔、氣道、余油出口、單向閥連接孔、擺套聯(lián)接空及氣勢(shì)孔，氣室孔的兩端裝有螺套和上密封環(huán)，中間裝有下密封環(huán)、撥塊、滑套、配器塊等零部 件，擺含有擺套、活塞、擺套、滾輪、銷(xiāo)軸、彈簧等零部件，擺套聯(lián)接在氣馬達(dá)的本體上，安置在卸荷閥閥體的氣腔內(nèi)，活塞裝在擺套中，擺柑的一端聯(lián)接在活塞上，另一端用銷(xiāo)軸與滾輪聯(lián)接，滾輪卡入撥塊一側(cè)的擺槽里，撥塊套在滑套的外圓周上，撥塊的另一側(cè)配有氣塊，滑套上有外臺(tái)肩和內(nèi)突緣，撥塊上有外臺(tái)肩，活塞桿上有外臺(tái)肩，活塞桿依次穿過(guò)螺套，下密封環(huán)、滑套、上密封環(huán)的內(nèi)孔，其下端與柱塞泵的連接桿聯(lián)接，上端裝有活塞，活塞與缸體的內(nèi)孔配合。 氣馬達(dá)的工作過(guò)程： 壓縮空氣由進(jìn)氣口（ 7）進(jìn)入卸荷閥閥體（ 55）的氣腔（ 58）里，通過(guò)進(jìn)氣口（ 25）進(jìn)氣馬達(dá)泵體（ 62）的氣室（ 63）里，通過(guò)氣道（ 14）、（ 19）進(jìn)入缸體（ 23）的上腔，推動(dòng)活塞（ 21）、活塞桿（ 20）下行（圖示向左），活塞桿（ 20）下行一段距離后其上的臺(tái)肩碰到滑套（ 18）下端的內(nèi)突緣后，帶動(dòng)滑套（ 18）下行，滑套（ 18）下行一段距離后，其上端的臺(tái)肩碰到撥塊（ 29）的上端并帶動(dòng)撥塊（ 29）下行，撥塊（ 29）右側(cè)上的擺槽帶動(dòng)擺（ 28）下行，擺的活塞壓迫彈簧（ 27），撥塊（ 29）繼續(xù)下行，當(dāng)下行某一段距離后撥塊（ 29）上的突臺(tái)碰到并帶動(dòng)配氣快（ 17）下行，配氣塊（ 17）下行一距離后封氣 道（ 14）、（ 16），缸體的上、下腔均不進(jìn)氣，此時(shí)撥塊（ 29）剛剛越過(guò)擺（ 28）的活塞中心線(xiàn)位置，在彈簧（ 27）的作用下使撥塊（ 29）迅速下行，撥塊（ 29）下行的同時(shí)帶動(dòng)配氣塊（ 17）下行，打開(kāi)氣道（ 16），壓縮空氣從氣道（ 16）進(jìn)入缸體（ 23）的下腔，推動(dòng)活塞（ 21）活塞桿（ 20）上行（圖示像右），活塞桿（ 20）上行一段距離后，其上的臺(tái)肩又碰到滑套（ 18）上端的內(nèi)突緣，因而帶動(dòng)滑套（ 18）上行，滑套、撥塊、擺、配氣塊、等主要運(yùn)動(dòng)換向件為形狀對(duì)稱(chēng)的零件，故在壓縮空氣進(jìn)入活塞（ 21）上腔時(shí)，活塞（ 21）下腔的 空氣往氣道（ 16）、配氣塊（ 17）上的凹槽、出氣孔（ 15）然后再經(jīng)過(guò)消聲器系統(tǒng)通入大氣；當(dāng)壓縮空氣進(jìn)入活塞（ 21）的下腔時(shí)，活塞 16 上腔的空氣經(jīng)氣道（ 19）、 (14)、配氣塊（ 17）上的凹槽、氣孔（ 15）然后再經(jīng)過(guò)消聲系統(tǒng)通入大氣。由于氣馬達(dá)的活塞桿（ 20）與柱塞泵的接桿（ 37）用螺紋連接為一體，故氣馬達(dá)活塞桿的往復(fù)運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)柱塞泵泵出高壓油。 32333435363738394041、 434244454647489圖 14 為氣動(dòng)干油的柱塞泵主視圖 結(jié)構(gòu)： 柱塞泵 2）安置在郵箱（ 10）內(nèi)，上管 36），接桿（ 37）分別與氣馬達(dá)上的螺套（ 31），活塞（ 20）用螺紋連接，下管（ 32）上有進(jìn)油孔，下管（ 32），接管（ 33），柱塞泵（ 34），上管（ 36）依次用螺紋連接，行程了柱塞泵的簡(jiǎn)體，螺桿（ 45），螺套（ 44），塞住（ 35），螺桿（ 40），螺母（ 39）螺桿（ 38），接桿（ 37）依次螺紋連接，裝入筒體中，其中柱塞（ 35）與柱塞套（ 34）配合，其余零件與筒體均有較大間隙，形 成油道或油腔。 工作原理： 柱塞 35 伸出時(shí)， 珠 41、 43 打開(kāi)， A 腔內(nèi)的油進(jìn)入 于 腔存在面積差，由 腔內(nèi)的有，有一部分從高壓出油口 9 出去。當(dāng)柱塞 35縮回時(shí)，刮油滑閥將油刮進(jìn)，而此時(shí) 力上升。而 17 致滾珠 41、 43將空封閉。止回閥打開(kāi)，油被吸進(jìn) 出去。 1056265666768圖 15 為氣動(dòng)干油的消聲系統(tǒng)主視圖 消聲系統(tǒng)由氣馬達(dá)本體側(cè)邊上的空腔、蓋板、聯(lián)接管等零部件組成，本體側(cè)邊空腔與出氣口相通，蓋板上有若干個(gè)小孔，使空腔與大氣相通，聯(lián)接管聯(lián)接油箱與空腔，因而油箱內(nèi)的空腔亦于大氣相通。 換向裝置包括先導(dǎo)閥、先導(dǎo)換向閥和儲(chǔ)氣室，先導(dǎo)換向閥與先導(dǎo)閥同軸安裝在泵體內(nèi)，先導(dǎo)換向閥與先導(dǎo)閥之間的空腔構(gòu)成儲(chǔ)氣室，帶有進(jìn)氣口和排氣口的儲(chǔ)氣室通過(guò)上、下排氣管與氣缸的上、下腔相連接，氣活塞與油活塞之間通過(guò)單向閥相連接，在油活塞的前端設(shè)置了單向閥，在其側(cè)面設(shè)置了油缸，在油缸上設(shè)置有干油進(jìn)口和干油出口。本實(shí)用新型具有排油量大，排油壓力 高的優(yōu)點(diǎn)，可根據(jù)管路的長(zhǎng)短、工作需要，在最高壓力范圍內(nèi)任意調(diào)節(jié)，當(dāng)排出的壓力達(dá)到預(yù)定壓力后，油泵停止工作；當(dāng)管路內(nèi)的壓力降低時(shí)油泵可自動(dòng)恢復(fù)工作。 18 圖 16 為氣動(dòng)干油的卸荷閥主視圖 115152、 57535455568596061卸荷閥由閥體 (55)，偶件 (53)，活塞 (54)，堵頭 (56)等零部件組成，閥體 (55)上開(kāi)設(shè)有氣腔 (58)，油腔 (59)，油道 (52 )(57)，氣腔 (58)與壓縮空氣輸入管相連，油腔 (59)與高壓油輸出管相連，另還通過(guò)油道 (52)與回油管 (11)連通，通過(guò)油道 (57)與安全閥 (61)連通。 氣動(dòng)干油泵工作過(guò)程： 進(jìn)壓縮空氣→氣馬達(dá)往復(fù)運(yùn)動(dòng)→柱塞泵泵油→出油→切斷壓縮空氣→卸荷閥→余油回油箱。氣動(dòng)干油泵安置在定時(shí)自動(dòng)加油系統(tǒng)中，壓縮空氣的進(jìn)與斷由定時(shí)器和換向閥控制。由于氣馬達(dá)活塞（ 21）的面積大于柱塞泵活塞（ 35）的面積，設(shè)它們的面積比為 n（一般為 30~80，本實(shí)例取 60），則出油油壓為壓縮空氣氣壓的 n 倍。 優(yōu)點(diǎn)： （ 1）氣動(dòng)注油機(jī)因以空氣作為動(dòng)力源，較易取得，用后的空氣可直接排入大氣中，處理方便 （ 2）氣缸可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速。 （ 3）油泵整機(jī)結(jié)構(gòu)新穎緊湊，體積小，零件數(shù)量少，換向靈活，工作可靠，使用壽命長(zhǎng) （ 4）安裝、維修方便，外形美，噪音低。 （ 5） 輸出壓力高 （ 6） 能夠連續(xù)注油 （ 7） 能改調(diào)節(jié)注油的流量 缺點(diǎn)： 1、不能改變排量 2、無(wú)法改變行程 此方案較之前的所有方案有了明顯的優(yōu)化與進(jìn)步。不僅體積小，輸出壓力高，而且能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)注油，且能調(diào)節(jié)注油的流量。 19 但有一些瑕疵，無(wú)法改變排量和行程。 經(jīng)過(guò)分析這個(gè)方案 有許多能夠借鑒之處，基本上滿(mǎn)足這次設(shè)計(jì)的要求。但還需稍作修改。 目前，我國(guó)的注油機(jī)發(fā)展與國(guó)外先進(jìn)水平相比，尚有較大的差距。其中，主要原因是成套設(shè)備和控制水平低。應(yīng)用多種手動(dòng)注油泵及電動(dòng)注油裝置在不同程度都存在著一定的缺點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)會(huì)受到一定條件的限制。 三 方案的確定 ： 脂泵的設(shè)計(jì)方案 ： 本次要設(shè)計(jì)的注油機(jī)是通過(guò)主氣泵提供壓力給注油缸，然后對(duì)外部設(shè)備進(jìn)行注油。工作場(chǎng)合為高粘度，高壓，且壓力可調(diào)。我打算用單活塞桿雙作用氣缸。它的工作原理是：將液壓部分與 氣動(dòng)部分靠機(jī)械連接并完全分離，壓縮空氣不會(huì)泄露到液體中，從而不可能造成壓縮液體的不穩(wěn)定和污染，該增壓泵的液體輸出壓力可高達(dá) 42作介質(zhì)可為水、油及大部分化學(xué)腐蝕性液體，而且可靠性高壽命長(zhǎng)和免維護(hù)。 次油脂泵的設(shè)計(jì)： 1結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 20 油脂泵工作，當(dāng)泵桿下降時(shí)， 力升高，且活塞口打開(kāi)，腔，在從出油口 12出去，完成加油工作。 當(dāng)泵桿 1上升時(shí)， 塞桿堵住活塞口，而 力下降形成負(fù)壓，單向活塞上提，再由刮油活塞的作用，油脂進(jìn) 入 腔內(nèi)的油脂從出油口出去，完成注油工作。 根據(jù)系統(tǒng)的需要，必須在油脂泵注油口外部連接一個(gè)安全閥，其整體結(jié)構(gòu)如下圖： 圖 17 安全閥及濾氣裝置 21 氣室上裝有安全閥 壓力表和注油管。氣室具有濾氣作用，當(dāng)從油桶里吸的黃油帶有空氣時(shí)，或某處密封不好有少量氣體進(jìn)入時(shí)，帶有空氣的油進(jìn)入氣室后，氣體就會(huì)跑到氣室的上部，這樣就可以減少或避免注油時(shí)的噴油現(xiàn)象。壓力油進(jìn)入氣室后，將氣室內(nèi)的空氣壓縮，等到氣室內(nèi)達(dá) 到 一定壓力后才能給礦車(chē)輪注油，這樣由于 氣室內(nèi)氣體壓力的作用，均勻了注油速度，使注油時(shí)便于控制。氣室內(nèi)的壓力可以從壓力表上讀出。它的最大壓力通過(guò)安全 閥 來(lái)調(diào)定。當(dāng)達(dá)到最大壓力時(shí)，安全 閥 打開(kāi)，壓力油通過(guò)安全 閥流 進(jìn) 油桶。 以下是我設(shè)計(jì)的安全閥結(jié)構(gòu)圖，當(dāng)經(jīng)過(guò)閥體的油壓超過(guò)預(yù)設(shè)值時(shí)，錐伐被頂開(kāi)，油經(jīng)上出油口回油箱。 圖 18 安全閥結(jié)構(gòu)圖 工作壓力： 由于氣馬達(dá)活塞的面積大于油脂泵活塞的面積，設(shè)它們的面積比為 n（一般為 30~80，本實(shí)假設(shè)取 70），則出油油壓為壓縮空氣氣壓的 70 倍 =0=49足設(shè)計(jì)要求。 22 如圖所示，當(dāng)活塞桿上升時(shí) 缸壓力 )*2(出油壓力 )*以 2=42* 10411d 22 ??D 當(dāng)活塞桿下降時(shí) 缸壓力 )*2(出油壓力 )*以 1=42* 1000d 22 ??D 排量：活塞上升時(shí)， 3*L(行程 )=90000/2 活塞下降時(shí)， 1*=90000/2 2=90000，的 8812 ??D 同時(shí)滿(mǎn)足以上要求，查表得 D 取 40d=22mm, 這次設(shè)計(jì) 為滿(mǎn)足上海隧道工程的需要，為隧道工程機(jī)械的潤(rùn)滑而設(shè)計(jì)的注油機(jī)。根據(jù)上次的設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)。我們?cè)O(shè)計(jì)主要考慮礦用安全，所以采用全氣動(dòng)控制。 注油機(jī)由升降氣缸、驅(qū)動(dòng)氣缸、活塞式油脂泵、控制部分，機(jī)架等組成。工作時(shí)氣缸內(nèi)的活塞在氣體推動(dòng)下做往復(fù)運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)油脂泵內(nèi)活塞，依靠?jī)汕幻娣e的不同原理進(jìn)行連續(xù)排油工作。 工作過(guò)程：手動(dòng)控制升降氣缸，倚靠其上升帶動(dòng)橫梁上提，使注油機(jī)的主體部分（氣缸和油泵） 23 向上提升→放上油桶→啟動(dòng)注油機(jī)→進(jìn)壓縮空氣→驅(qū)動(dòng)氣缸內(nèi)活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)→油脂泵進(jìn)行吸排油。 該注油機(jī)是以壓縮空氣驅(qū)動(dòng)的往復(fù)式活塞泵，依 靠鋼性連接力的內(nèi)封閉，利用活塞上下端面積差，而獲得高壓油脂的輸出，驅(qū)動(dòng)氣缸部分，是低壓大面積活塞，油泵活塞面積小，而獲得高壓。次注油機(jī)體積小、重量輕，安裝簡(jiǎn)單、維護(hù)方便。 輔助氣缸即為升降架，將標(biāo)準(zhǔn)油桶置于注油機(jī)底部，油脂泵配油盤(pán)置于油桶開(kāi)口處，當(dāng)工作時(shí)，壓縮空氣推動(dòng)活塞從而驅(qū)動(dòng)油脂泵，油脂泵開(kāi)始動(dòng)作，吸出油脂，并連續(xù)排出，當(dāng)油桶內(nèi)油脂全部排完畢后，升降架上抬將氣缸及油脂泵一起提起，更換油桶進(jìn)行下一次工作。 氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)和輔助的總體系統(tǒng)原理圖： 圖 19注油機(jī) 總體圖 24 圖 20 氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)和輔助系統(tǒng)原理圖 油脂泵工作前，升降氣缸 2、 5上升，架子 1跟著上升，拉著驅(qū)動(dòng)氣缸 6、油脂泵 3、密封盤(pán) 4上升。接著把油脂桶放在密封盤(pán)下，然后通過(guò)升降氣缸將密封盤(pán)壓在油脂桶油脂面上，并且向下加些壓力。 上述過(guò)程完成后，啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)氣缸 6，油脂泵 3啟動(dòng)，開(kāi)始泵脂。 利用氣缸作為升降的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，將整套機(jī)構(gòu)的重要部件提升。再放在油脂桶上。油脂桶只是將桶蓋打開(kāi)即可直接用于注油。不用再像別的注油機(jī)將油脂弄經(jīng)油脂箱后注油那么繁瑣。大大減少了時(shí)間，提高了效率。 通過(guò)原理構(gòu)想，可初步確定，本次注油機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)共包括四大部分的設(shè)計(jì)，分別是注油機(jī)氣動(dòng)回路控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，注油缸的設(shè)計(jì)計(jì)算，注油泵的設(shè)計(jì)計(jì)算以及注油升降缸和支架的設(shè)計(jì)計(jì)算。 四 畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容 本課題原是為滿(mǎn)足上海隧道工程的需要，為隧道工程機(jī)械的潤(rùn)滑而設(shè)計(jì)的注油機(jī)。課題前期工作已完成。所設(shè)計(jì)制造的注油機(jī)已經(jīng)用于生產(chǎn)實(shí)際。本次設(shè)計(jì)實(shí)在原設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上做系列化和改進(jìn)設(shè)計(jì)。本課題是要求學(xué)生完成氣缸缸徑為 250 全氣動(dòng)高壓注油機(jī)的 高壓油脂泵 設(shè)計(jì) ，并從中探討研究其設(shè)計(jì)方法。 1．完成注油機(jī)總體方案設(shè)計(jì)，完成總裝配圖繪 制； 2．完成高壓油脂泵的部件和零件設(shè)計(jì) 張 0#以上； 25 要求有中、英文摘要） 原始條件及數(shù)據(jù)： 200 全氣動(dòng)高壓注油機(jī)要求驅(qū)動(dòng)氣缸內(nèi)徑 250大行程 120，可調(diào)；注油機(jī)最大平均排量90、排量可調(diào)，注油機(jī)出口壓力達(dá) 42五 工作進(jìn)度安排 + 集與課題相關(guān)的資料，并進(jìn)行總結(jié)、分析和討論； 據(jù)收集的資料和課題要求，進(jìn)行方案論證，并完成開(kāi)題報(bào)告； 據(jù)設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)計(jì)算、校核等工作； 計(jì)繪制機(jī)械結(jié)構(gòu)裝配草圖； 改設(shè)計(jì)草圖； 制系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)圖； 查并修改圖紙； 13 撰寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 改論文，并準(zhǔn)備答辯 六 主要參考文獻(xiàn) [1]成大先．機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)．化學(xué)工業(yè)出版社． 2000 [2]賈銘新．液壓傳動(dòng)與控制．國(guó)防工業(yè)出版社．北京 2002 [3]張玉忠 電動(dòng)黃油注油機(jī) 3213337。 1 [4]鄒滿(mǎn)順 給軸承及黃油槍注黃油的注油機(jī) 2217128. [5]趙靈生 彭耀華 氣動(dòng)干油泵 26 指導(dǎo)教師意見(jiàn)： 指導(dǎo)教師： 年 月 日