一種凸輪的製備方法及凸輪式四缸單作用往復泵的製作方法

2023-05-18 00:03:46 3

專利名稱：一種凸輪的製備方法及凸輪式四缸單作用往復泵的製作方法
技術領域：
本發明涉及凸輪的製備方法及凸輪式往復泵，具體屬於一種凸輪的製備方法及凸輪式四缸單作用往復泵。
背景技術：
往復泵是鑽探施工最常用的核心設備之一，廣泛用於鑽探時循環鑽井液和壓力注漿等。傳統的往復泵動力端一般採用曲柄連杆機構，其活塞的往復運動通過曲柄的旋轉運動經連杆、十字頭等機構轉換實現。曲柄連杆機構的準簡諧運動帶動活塞作簡諧運動，因此，往復泵各缸的輸出排量及壓力是脈動的。為了儘可能地消除這種脈動，往往採用空氣包，這樣不僅達不到理想的恆流恆壓狀態，也使機構複雜。也有採用凸輪結構的，如2004年3月發表於《石油化工高等學校學報》第一期上的《三缸單作用恆流量往復泵中凸輪機構設計》，其公開了一種關於恆流量往復泵中凸輪機構設計的方法，其雖然能較好解決傳統的曲柄連杆機構存在的不足，但其具有以下缺點
A、單個凸輪採用的輪廓曲線根據活塞作勻加速-勻速-勻減速運動計算得到，此輪廓的曲率半徑有突變，造成突變點的應力集中，加快凸輪疲勞損壞。雖然2001年發表於《機械傳動》第四期的《恆流量泵凸輪曲線優化設計》對曲線進行優化可以消除曲率半徑的突變，但優化後的曲線方程採用的運動規律極為複雜，加大了凸輪批量生產的難度。B、凸輪泵採用三個凸輪兩兩以2 /3相位差形成恆定流量，隨著泵運行過程中，凸輪與動力輸出軸之間鍵連接的磨損，三個凸輪同步性難以保證。C、泵在工作工程中，每個凸輪持續不間斷工作，發熱產生的疲勞損壞減少了泵的使用周期。

發明內容
本發明要解決的問題是，提供一種凸輪的製備方法及實施該凸輪後能使循環鑽井液和壓力注漿輸出的壓力及排量平穩，縮短衝程，減小傳動軸的扭矩、結構簡單的凸輪的製備方法及凸輪式四缸單作用往復泵。實現上述目的的措施
一種凸輪的製備方法，其步驟
I)確定凸輪的上輪廓線，其步驟
(1)確定凸輪迴轉0 31/8之間凸輪對應的輪廓向徑Rl，其距離為常數78. 54mm ；
(2)確定凸輪迴轉Ji/8 3Ji/8之間凸輪對應的輪廓向徑R2，其計算公式為
權利要求
1.一種凸輪的製備方法，其步驟 .1)確定凸輪的上輪廓線，其步驟 (1)確定凸輪迴轉O 31/8之間凸輪對應的輪廓向徑Rl，其距離為常數78. 54mm ； (2)確定凸輪迴轉Ji/8 3Ji/8之間凸輪對應的輪廓向徑R2，其計算公式為及2= 100(| + ^^)+ 68.72 ,式中 Φ—為凸輪轉過的角度，取值在π/8 3 /8; (3)確定凸輪迴轉3Ji /8飛Ji /8之間凸輪對應的輪廓向徑R3，其計算公式為 .i 3 = 50#+39'27，式中. Φ—為凸輪轉過的角度，取值在3 31 /8 5 31 /8 ； (4)確定凸輪迴轉5Ji /8^7 /8之間凸輪對應的輪廓向徑R4，其計算公式為JM = 100(! — ^^)+ 88.357,式中 Φ—為凸輪轉過的角度，取值在5 π/8 7 π/8 ； (5)確定凸輪迴轉7Ji/8 Ji之間凸輪對應的輪廓向徑R5，其計算公式為i 5 = 25 r+78.54 = 157,08mm，式中 Φ—為凸輪轉過的角度，取值在7 π/8 ； .2)確定凸輪的下輪廓線，下輪廓線與上輪廓線為對稱形，故將上輪廓線複製使其成為凸輪的整體輪廓線即可； .3)放樣並加工成型。
2.凸輪式四缸單作用往復泵，其由單作用缸一、單作用缸二、單作用缸三、單作用缸四、各單作用缸內的活塞、與活塞連接的活塞杆、與活塞杆連接的介杆、傳動軸、傳動軸上的凸輪、凸輪外裝有的復位框架、裝在復位框架外的導向框架、導向框架固定傳動軸的軸承、與傳動軸連接的電機組成，其特徵在於所述的凸輪為採用上述製備方法製備的形狀相同的凸輪一及凸輪二，凸輪一及凸輪二在傳動軸上成90°相位差安裝。
全文摘要
本發明涉及一種凸輪的製備方法及凸輪式四缸單作用往復泵。凸輪製備方法確定凸輪迴轉0～π之間凸輪對應的輪廓向徑R1至R5的上輪廓線；下輪廓線與上輪廓線為對稱形，將上輪廓線複製成為凸輪整體輪廓線；放樣並成型；凸輪式四缸單作用往復泵，其由單作用缸一至四、各單作用缸內的活塞、與活塞連接的活塞杆、與活塞杆連接的介杆、傳動軸、傳動軸上的凸輪、凸輪外裝有的復位框架、裝在復位框架外的導向框架、導向框架固定傳動軸的軸承、與傳動軸連接的電機組成，其所述的凸輪為採用上述製備方法製備的形狀相同的凸輪一及凸輪二，凸輪一及凸輪二在傳動軸上成90o相位差安裝。本發明使往復泵流量無波動恆定輸出，自吸性強。
文檔編號F04B9/04GK102632373SQ20121010304
公開日2012年8月15日 申請日期2012年4月10日 優先權日2012年4月10日
發明者李均山, 潘義輝, 王安德, 袁春娥 申請人:中國地質大學(武漢)