全气动高压注油机及其油脂泵的设计
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绪论
注油机目前主要用于重型，矿山机械行业。重型，矿山机械大致包含了采矿，冶炼，轧制，锻压，润滑和液压等几大类设备，是我国国民经济的基础工业的重要辅助设备。我国的注油机发展与国外先进水平相比，尚有较大的差距。其中，主要原因是成套设备和控制水平低。油脂被广泛运用于轴承等运动部件的润滑。由于其流动性差，给注油带来了一定的困难。且国内生产的注油机，由于通常注油阻力大，特别在北方，冬季环境温度低的地方，油脂粘度大。而普通注油机压力低，流量小，不但注油费时，工效低，且难以将油脂注入，加大了工人的劳动强度。
本课题原是为满足上海隧道工程的需要，为隧道工程机械的润滑而设计的注油机。课题前期工作已完成。所设计制造的注油机已经用于生产实际。本次设计实在原设计的基础上做系列化和改进设计。本课题是要求学生完成气缸缸径为250mm的全气动高压注油机的高压油脂油脂泵设计，并从中探讨研究其设计方法。
油脂泵的内在特性是指包括产品性能、零部件质量、整机装配质量、外观质量等在内的产品固有特性，或者简称之为品质。在这一点上，是目前许多油脂泵生产厂商所关注的也是努力在提高、改进的方面。而实际上，我们可以发现，有许多的产品在工厂检测符合发至使用单位运行后，往往达不到工厂出厂检测的效果，发生诸如过载、噪声增大，使用达不到要求或寿命降低等等方面的问题；而油脂泵在实际当中所处的运行点或运行特征，我们称之为油脂泵的外在特性或系统特性。
正如科学技术的发展一样，现阶段科技领域中交叉学科、边缘学科越来越丰富，跨学科的共同研究是十分普遍的事情，作为油脂泵产品的技术发展亦是如此。以屏蔽式油脂泵为例，取消油脂泵的轴封问题，必须从电机结构开始，单局限于油脂泵本身是没有办法实现的；解决油脂泵的噪声问题，除解决油脂泵的流态和振动外，同时需要解决电机风叶的噪声和电磁场的噪声；提高潜水油脂泵的可靠性，必须在潜水电机内加设诸如泄漏保护、过载保护等措施；提高油脂泵的运行效率，须借助于控制技术的运用等等。这些无一不说明要发展油脂泵技术水平，必须从配套的电机、控制技术等方面同时着手，综合考虑，最大限度地提升机电一体化综合水平。
注油机的高压油脂油脂泵的显著缺点是结构比较复杂，零件制造精度高，成本也高，对油液污染敏感。这些给生产、使用和维护带来一定的困难。
图1（齿轮油脂泵原理图）
1.液压泵的比较：
1.1齿轮油脂泵：
工作原理：依靠油脂泵缸与啮合齿轮间所形成的工作容积变化和移动来输送液体或使之增压的回转油脂泵。
外啮合双齿轮油脂泵的结构。一对相互啮合的齿轮和油脂泵缸把吸入腔和排出腔隔开。齿轮转动时，吸入腔侧轮齿相互脱开处的齿间容积逐渐增大，压力降低，液体在压差作用下进入齿间。随着齿轮的转动，一个个齿间的液体被带至排出腔。这时排出腔侧轮齿啮合处的齿间容积逐渐缩小，而将液体排出。过容许值而损坏油脂泵或原动机齿轮油脂泵适用于输送不含固体颗粒、无腐蚀性、粘度范围较大的润滑性液体。油脂泵的流量可至300米3/时，压力可达3×107帕。它通常用作液压油脂泵和输送各类油品。
优点：齿轮油脂泵结构简单紧凑,制造容易,维护方便，有自吸能力。
缺点：流量、压力脉动较大且噪声大。齿轮油脂泵必须配带安全阀，以防止由于某种原因如排出管堵塞使油脂泵的出口压力超过安全值
齿轮油脂泵的额定排出压力与工作部件尺寸，转速无关，主要取决于油脂泵的密封性能和轴承承载能力。齿轮油脂泵会产生困油现象，是封闭容积中的压力急剧升高或下降，产生很大的附加承载，功率损失及液体发热等不良现象。本课题要求输出压力达到42MPA,工作环境为高压，考虑的齿轮油脂泵的泄漏和困油等缺点，故不适合
1.2发展趋势
我国隧道工程用注油机都是从国外进口，价格昂贵。随着我国国民经济的发展，交通事业也蓬勃发展，隧道工程日益增多，迫切需要注油机的国产化。随着工业现代化进程的不断深入，用于隧道、矿山、石油开采、汽车拖拉机制造等行业的大型干油注油机（压力大于400bar，干油流量大于4000ml/min）的需求越来越大，而综观国内此类设备的市场，几乎是进口产品的一统天下。进口产品其价格高（几倍甚至十几倍于国产品的价格），配件难求（至少数周甚至数月才能到货的现状势必大大影响生产）的弊端越来越显现。为此，根据国家863计划，大型干油注油机的国产化是势在必行的。
本研制的注油机以压缩空气为动力，借助气缸活塞运动带动油脂油脂泵，将润滑油脂直接从油脂桶内吸出，然后输送到机器设备需要润滑的部位课题前期工作已完成。所设计制造的注油机已经用于生产实际。本次设计实在原设计的基础上做系列化和改进设计。本课题是要求学生完成气缸缸径为250mm的全气动高压注油机的高压油脂油脂泵设计，并从中探讨研究其设计方法。
市场上注油机的分类真空注油机、电动注油机、钢丝绳注油机、电动注油机、自动注油机、高压注油机、气动注油机、手动注油机、定量注油机、手机注油机等。
图中恒流量变量机构由带有节流阀的双边控制阀(恒流量阀)和差动变量缸组成。控制阀C端预压弹簧调定后，节流阀两侧压力差在控制阀阀芯上产生的液压力与弹簧力相平衡，阀芯处于中垃，斜盘倾角固定在某一角度，油脂泵输出流量为调定值。
当油脂泵转速增加时，输出流量也相应增加。由于节流器面积不变，则节流器两端压力差 增大，推动控制阀阀芯左移，带动变量活塞左移，斜盘倾角减小，流量城少，直至恢复到调定值。此时，阀芯上液压力与弹簧力重新平衡阀芯处于中位，斜盘倾角稳定，油脂泵输出流量为恒定值。反之，当油脂泵转速减小后，输出流量减少。类似的分析可知，斜盘倾角会增加，流量也随之增加，仍保持为一恒定值
图9.5(b)为变量特性曲线。 为保持调定流量 的最低稳定转速。从图中可以看出，从 以上，油脂泵输出流量不随转速变化而改变，始终保持恒定值。
恒流量变星油脂泵用于对液压执行机构要求速度恒定的设备中。例如，机床、运输机械等液压系统。但是恒流量变量油脂泵恒定流星的精度不高，误差较大，这也限制了它的应用。
结论
液压油脂泵是向液压系统提供一定流量和压力的油液的动力元件,它是每个液压系统中不可缺少的核心元件,合理的选择液压油脂泵对于液压系统的能耗﹑提高系统的效率﹑降低噪声﹑改善工作性能和保证系统的可靠工作都十分重要.
选择液压油脂泵的原则是:根据主机工况﹑功率大小和系统对工作性能的要求,首先确定液压油脂泵的类型,然后按系统所要求的压力﹑流量大小确定其规格型号.
一般来说,由于各类液压油脂泵各自突出的特点,其结构﹑功用和运转方式各不相同,因此应根据不同的使用场合选择合适的液压油脂泵.一般在机床液压系统中,往往选用双作用叶片油脂泵和限压式变量叶片油脂泵;而在筑路机械﹑港口机械以及小型工程机械中,往往选择抗污染能力比较强的齿轮油脂泵;在负载大﹑功率大的场合往往选择油脂泵.
正如科学技术的发展一样，现阶段科技领域中交叉学科、边缘学科越来越丰富，跨学科的共同研究是十分普遍的事情，作为油脂泵产品的技术发展亦是如此。以屏蔽式油脂泵为例，取消油脂泵的轴封问题，必须从电机结构开始，单局限于油脂泵本身是没有办法实现的；解决油脂泵的噪声问题，除解决油脂泵的流态和振动外，同时需要解决电机风叶的噪声和电磁场的噪声；提高潜水油脂泵的可靠性，必须在潜水电机内加设诸如泄漏保护、过载保护等措施；提高油脂泵的运行效率，须借助于控制技术的运用等等。这些无一不说明要发展油脂泵技术水平，必须从配套的电机、控制技术等方面同时着手，综合考虑，最大限度地提升机电一体化综合水平。
参 考 文 献
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致 谢
本论文是在讲师的悉心指导下完成的，在我即将完成学士学位学习之际，衷心感谢老师们给我提供了良好的学习条件、科研环境和全面锻炼的机会以及在生活、学习上给予的关心和帮助。各位老师不仅以其渊博的学识、创造性的思维方式、严谨的治学风范、高度的责任感使作者在学术上受益匪浅、而且言传身教，以其高尚的人格和坦荡宽广的胸怀教导了我做人的道理。值此论文完成之际，瑾向张勇老师以及全系各位老师表示最衷心的感谢，并致以崇高的敬意！在课题的研究和论文撰写过程中，得到了学院老师的大力支持，在此对你们表示衷心的感谢。