1、 毕 业 设 计 （ 论 文 ） 插座外壳注塑模具设计 系 别： 专业名 称 ： 学生姓 名： 学 号： 指导教师姓名、职称 ： 完成日期 年 月 日 I 摘要 论文根据工程实际的需要完成 带保温装置的熔融纺丝计量泵 的 设计。在设计中采用 的成型方式为一模一 腔 ,论文中具体分析了产品的工艺性 ,确定了所采用齿轮 的工艺参数和所采用的成型设备 ,确定了斜齿轮 制作的总体方案 ,分析并解决了计量泵 的总体结构和各工作部分的具体结构 ,并进 行了一些必要的 数据 计算。论文中还对 泵板、端盖、斜齿轮等 机构进行了分析设计，完成了工件三维模型和工程图设计，圆满完成了模具设计所要求的各项工作。 通过
2、设计，综合应用了大学期间的多数基础和专业知识，加深所学知识体系，掌握了应用 CAD 软件进行 带保温装置的熔融纺丝计量泵 的设计方法和技巧，熟悉了工程应用设 计。 关键词 ： 熔融纺丝技术、计量泵。 II Melt spinning metering pump with insulation device Abstract In this paper, by means of melt spinning technology and the present development situation of metering pump. Spinning gear metering pump i
3、s a kind of can meet the demand of all kinds of strict process flow, flow can be adjusted within the range 0-100%, used for conveying liquid (particularly corrosive liquid) is a kind of special displacement pump. Metering pump, also known as quantitative pump or pump. Liquid metering pump belongs to
4、 a reciprocating positive displacement pump, used for precise measurement, usually require stability accuracy of metering pump is not more than plus or minus 1%. At this stage of melt spinning technology contains is a high amount of science and technology, the world a lot about melt spinning meterin
5、g pump production has a very high level of precision, while our country produces melt spinning metering pump has the characteristics of the number of small, high cost. Keywords: melt spinning technology, metering pump. III 目 录 目 录 III 1 绪论 1 1.1 带保温装置的熔融纺丝计量泵设计发展的概况 1 1.2 国内带保温装置的熔融纺丝计量泵的发展现状 1 1.3
6、国外带保温装置的熔融纺丝计量泵的发展现状 2 1.4 国内外带保温装置的熔融纺丝计量泵的发展差距 2 2 外啮合齿轮泵的工作原理 3 3 齿轮泵的安排和流量计算 3 4 计量泵控制方式的发展 4 4.1 早期的发展 5 5 带保温装置的熔融纺丝计量泵 5 5.1基本框架设计 6 5.2齿轮泵的设计 7 5.3主动齿轮 的设计 9 5.4从动齿轮的设计 10 5.5齿轮泵的设计 11 5.6柱塞式计量泵 12 5.6.1 柱塞式计量泵的特点 12 5.6.2柱塞式计量泵的结构原理与特性 13 6温控调节系统的设计 14 6.1温度调节系统设计原则 14 6.2保温装置回路的布置 15 7带保温装
7、置的熔融纺丝计量泵的工作过程 16 8总结 17 9参考文献 18 10致谢 19 1 1 绪论 1.1 带保温装置的熔融纺丝计量泵 设计发展的概况 带保温装置的熔融纺丝计量泵 是 可以 计 量 所输送液体的 一种 机械， 通常 也叫定量泵 或 比例泵。计量泵 则 是一种可以满足 很多 种严格的工艺流程需要，流量可以在 0-100%范围内无级调节，用来输送液 体（特别是腐蚀性液体） 的 一种特殊容积泵。计量泵也 被 称 为 定量泵或 者 比例泵。计量泵 则是 属于往复式容积泵，用于精确计量 ， 通常 所 要求计量泵的稳定性精度不超过 1% 。随着现代化工业朝着自动化操作、远距离自动控制这一形势
8、的不断发展，计量泵的 配套性强、适应介质（液体）广泛的优势 显得特别突出 。 1.2 国内 带保温装置的熔融纺丝计量泵 的发展现状 近年来我国 引进 了很多 国际的先进技术和 国外先进的 加工设备，使 带保温装置的熔融纺丝计量泵 的制造水平比几 年前进 展 了一大步，然而由于 我国基础薄弱、对引进技术的吸收、掌握，尚缺一定的时间，而且 发展也并不是很平衡，所以 ，我国 带保温装置的熔融纺丝计量泵 总体水平与世界先进技术还存在着 一定 的差距。 目前，国内生产的 带保温装置的熔融纺丝计量泵 已达到国外同类产品 的 水平。在 带保温装置的熔融纺丝计量泵 设计中采用最新的齿轮设计软件，纠正了由于成型
9、压缩造成的齿形误差，达到了标准渐开线造型要求。 带保温装置的熔融纺丝计量泵 的设计制造水平也已 接近国际水平。使用 CAD 三维设计、计算机模拟带保温装置的熔融纺丝计量泵 机构设计新颖， 对精密、复杂 斜齿轮 的制造水平提高起到了很大作用。 虽然在这十多年中 带保温装置的熔融纺丝计量泵 工业取 得了非常大 的发展 ，但许多方面与工业发达国家相比仍有明显 的差距。精密加工设备在 带保温装置的熔融纺丝计量泵 加工设备中所占的比重 还比较低， CAD/CAE CAM 技术的普及程度 不高，许多先 进的模具技术应用不广泛等。特别在大型、精密的齿轮泵技术上存在很大的 差距，这些类型齿轮泵 的生产能力也不
10、能满足国内需求，因而需要大量从国外进口 ，以满足国内需求 。 2 1.3 国外带保温装置的熔融纺丝计量泵 的发展现状 国外 带保温装置的熔融纺丝计量泵 制造行业的最基本特征是高度智能化、 集成化、网络化和 柔性 化 。追求的目标是提高产品质量及 产品 生产效率。国外发达国家 带保温装置的熔融纺丝计量泵 标准化程度 已经 达到 %80%70 ，实现 了 部分资源 的 共 享，大大缩短 了设计周期和 制造周期， 大大 降低 了 生产成本最大限度地提高 了 带保温装置的熔融纺丝计量泵 制造业的应变能力 ， 满足 了 用户 的 需求。 带保温装置的熔融纺丝计量泵 企业在技术上实现了专业化，在 带保温装
11、置的熔融纺丝计量泵 企业的生产管理方面，也有越来越多的采 用以设计为龙头、按工艺流程安排加工的专业化生产方式，降低了对 带保温装置的熔融纺丝计量泵 工人技术全面性的要求，完成了 专业化 的发展 。 国外注塑成型技术 在也向多工位、高效率、自动化、连续化、低成本方向发展。因此， 带保温装置的熔融纺丝计量泵 正在 向高精度复杂、多功能的方向发展。 1.4 国内外带保温装置的熔融纺丝计量泵 的发展差距 我国 带保温装置的熔融纺丝计量泵 行业与其发展需要和国外先进水平相比，主要存在五大问题： 1.发展不平衡，产品总体水平较低，虽然有个别企业的部分产品已达到或接近国际水平，但总体来看， 带保温装置的熔融
12、纺丝计量泵 的精度、型腔表面粗糙度、生产周期、寿命等指标与国外先进水平相比尚有较大差距。 2.工艺装备落后 ，组织协调能力差，虽然部分企业经过近几年的技术改造，工艺装备水平已比较先进，但大部分企业工艺装备仍比较落后。企业的组织协调能力差，难以整合或调动社会资源为我所用，从而就难以承接比较大的项目。 3.多数企业开发能力弱，一方面是技术人员比例低、水平不够高，另一方面是科研开发投入少，观念落后，对开发不够重视。 4.供需矛盾一时还难以解决， 2012 年国产 带保温装置的熔融纺丝计量泵 国内市场满足率只有 43%，其中大型、精度、长寿命 带保温装置的熔融纺丝计量泵 满足率还要低，估计不足 50%
13、。市场需求旺盛，生产发展一时还难 以跟上，供不应求的局面还将持续一段时间。 5.体 制和人才问题的解决尚待时日，在 带保温装置的熔融纺丝计量泵 这样竞争性行业中需依赖于特殊用户，需单件生产的行业，国有和集体所有制原来的体制和3 经营机制已越来越显得不适应。人才的数量和素质水平也跟不上行业的快速发展。各地都重视这两问题，解决尚待时日。 2 外啮合 齿轮泵的工作原理 由于齿轮两端面与泵盖的间隙以及齿轮的齿顶与泵体内表面的间隙都很小，因此，一对啮合的轮齿将泵体、前后泵盖和齿轮包围的密封容积分隔成左、右两个密封的工作腔。当原动机带动齿轮旋转时，右侧的 齿轮不断退出啮合，其密封工作腔容积逐渐增大，形成局
14、部真空，油箱中的油液在大气压力的作用下经泵的吸油口进入这个密封油腔 吸油腔。随着齿轮的转动，吸入的油液从齿间转移到左侧的密封工作腔。左侧进入啮合的轮齿使密封油腔 压油腔容积逐渐减小，把齿间油液挤出 ，从压油口输出，压入液压系统。这就是齿轮泵的吸油和压油过程。齿轮连续旋转，泵连续不断的吸油和压油。 3 齿轮泵的安排和流量计算 齿轮泵排量和流量的严密计算比较复杂。因为齿轮旋转时，齿轮的不同啮合点工作容腔容积的变化率是不一样的，所以在每一个 瞬间所排出的油液量也不同， 因此，所采用的计算方法为近似计算法。 齿轮泵的排量 V相当于一对齿轮所有齿槽容积之和。假设齿槽容积大致等于齿轮的体积，那么齿轮的排量
15、等于 一个齿轮的齿槽容积和齿轮体积的总和，即（ h=2m）： V= DhB=2 zm2B 式中， D为齿轮分度圆直径， D=zm； h 为有效齿高， h=2m； B 为齿轮宽； m为齿轮模数； z为齿数。 但实际上齿槽的容积要比轮齿的体积稍大，所以 常以 3.33 代替，则： V=6.66zm2B 那么，齿轮泵的 流量 q=6.66zm2Bn 式中， n为齿轮泵的转速；为齿轮泵的容积效率。 实际上 ，齿轮泵的输油量是有脉动的，所以上式所表示的是泵的平均输油量。 4 4 计量泵控制方式的发展 4.1 早期的发展 早期，客户在使用计量泵产品时往往只要求具备手动调节流量的功能。随着生产自动化水平的提
16、高，越来越多的用户倾向于使用带外部控制功能的计量泵，比如，用脉冲信号， 4 20mA 电流信号或现场总线技术等等来调节计量泵的冲程长度或频率。此外，还可以选配变频电机，结合变频器通过调节冲程频率来调节流量。值得注意的是，早期，有的泵厂家 或用户，采用了把普通电机加大功率当作变频电机使用的办法。这种方式虽然可以降低成本，但存在着调频范围窄并且在低频情况下容易烧坏电机的问题，越来越多的客户也认识到这一点，现在这种情况已经越来越少了。而采用变频电机加变频器的方式实现外控与采用泵本身微电路设计实现的外控也存在区别，后者控制精度更高并且可以同时实现脉冲信号控制而前者只能接受模拟电流信号控制。目前，国外注
17、重技术研发的泵厂家如普罗名特，德帕姆已经可以提供自身集成了外部控制功能的计量泵产品，不仅有脉冲和电流信号，甚至可以集成 PROFIBUS、 CAN-BUS 控制功能，这些产品赢得了越来越多注重提高生产工艺自动化水平的客户的青睐。这也是未来泵产品的发展方向。 4.2 适用范围 适用于高压、低压、强 (弱 )腐蚀性且计量精确度高的场合； 比如 ,用于石油工业中添加剂的投加以及天然气的开采；化工工业用于投加有比例的化学介质；用于环保上工业水处理的投加泵；用于热电厂的锅炉作净化水处理的加药泵等等 . 4.3 适用行业 石油工业 ,天然气开采 ,化工 ,炼油 ,热电厂 ,工矿锅炉 ,食品 ,制药 ,科研 ,印染 ,造纸 ,环保 ,水处理工业等。 计量泵的调节形式可手动调节、电动调节、变频调节 . 5 5 带保温装置的熔融纺丝计量泵 通过以上计量泵的种类，本次设计所选择的计量泵为 带保温装置的熔融纺丝计量泵 ，该泵属于相当复杂、难度系数大、对各个购件技术要求精密的一种，各个重要构件设计如下： 5.1 基本框架设计 本设计考虑到计量泵自身的对温度的要求，以及齿轮泵的特点，所设置的基本框架如上。 6 5.2 齿轮泵的设计 在设计齿轮泵之前，对齿轮泵的参数进行计算，得出最佳参数，如下表： 主动齿轮参数：
