ATOS柱塞泵3ZB-265型*
上海譜瑞特工業(yè)自動化設(shè)備有限公司在歐美有多個分子公司，整個集團在行業(yè)內(nèi)經(jīng)營十幾年專門致力于從事上*工業(yè)產(chǎn)品的進出口業(yè)務(wù)。在公司全體員工的努力及廣大客戶和業(yè)界同仁支持之下，公司業(yè)務(wù)迅速拓展，產(chǎn)品已經(jīng)廣泛應(yīng)用于大中型電廠、冶金、石化、環(huán)保、紡織、鐵路、船舶、醫(yī)藥機械、包裝機械、紡織機械、食品機械、航天航空、樓宇控制等現(xiàn)代工業(yè)自動化領(lǐng)域。
石油是戰(zhàn)略性資源,隨著石油資源特別是海洋石油資源的越來越匱乏,不少國家加快了對深海石油勘探及開采力度。作為鉆井過程中所使用的固井泵的性能,決定了深海石油勘探及開采的效能。目前固井泵的主流產(chǎn)品是三柱塞固井泵,深海石油勘探及開采對三柱塞固井泵提出了更高的要求,主要體現(xiàn)在：打壓壓力越來越高,排量越來越大,重量越來越輕,體積越來越小,成本盡可能低。
為改善工程液壓ATOS柱塞泵的性能評價方法,基于層次分析法,以K3V型液壓ATOS柱塞泵為例進行綜合性能研究,將影響液壓ATOS柱塞泵使用性能的各項因素進行分層,進而得到各具體因素的權(quán)重。對比現(xiàn)場采集的不同ATOS柱塞泵在試驗時的實驗數(shù)據(jù),結(jié)合各實驗數(shù)據(jù)的權(quán)重,對ATOS柱塞泵進行綜合性能評價,為液壓ATOS柱塞泵評價方法的研究提供了新的思路。研究的3ZB-265型三柱塞固井泵是徑向ATOS柱塞泵,采用的是曲柄連桿帶動三個活塞往復(fù)運動,借助于活塞在液缸工作腔內(nèi)的往復(fù)運動來使工作腔容積產(chǎn)生周期性變化,實現(xiàn)進料——打壓——出料。 在ATOS柱塞泵的殼體部分,國外采用的是整體式精密鑄造,剛性好,抗震性能優(yōu)。曲軸部分采用的是直軸和偏心輪一起精密鑄造的技術(shù),剛性好,動態(tài)性能優(yōu)。軸承采用的調(diào)心球軸承,能夠補償不同心度和軸撓度造成的誤差。十字頭滑動表面,采用的是表面淬火和精密磨削技術(shù),耐磨性能好,密封性能優(yōu)。 在ATOS柱塞泵的殼體部分,國內(nèi)采用的是鋼板焊接式結(jié)構(gòu),焊后消除內(nèi)應(yīng)力,較整體鑄造式精度、抗震性能差。曲軸部分采用的是鍛造后,再由加工中心一次裝夾加工完成,較直軸和偏心輪一起精密鑄造的方法精度差,剛性不好。這也就造成了國內(nèi)生產(chǎn)的三ATOS柱塞泵總體較國外產(chǎn)品性能較差。來源于一臺打壓壓力可達(dá)150Mpa的三柱塞固井泵,通過拆卸、測量、繪圖等方法,按照1：1比例,而在實驗中,測量到zui大的輸出打壓壓力為50Mpa左右,遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于國外產(chǎn)品的150Mpa。本課題是從三柱塞固井泵的重要部位——殼體及支座的受力變形及強度入手,利用UG6.0軟件進行建模,然后利用數(shù)據(jù)接口將模型導(dǎo)入ANSYS12.0軟件,zui后對三ATOS柱塞泵的殼體及支座部分進行網(wǎng)格劃分和載荷加載。將其應(yīng)力場與所用材料的許用應(yīng)力進行比較,找出問題所在,并將結(jié)果進行優(yōu)化,提出解決方案。
當(dāng)前采用ATOS軸向柱塞泵和馬達(dá)的液壓系統(tǒng)中,為實現(xiàn)流量的調(diào)節(jié)通常采用節(jié)流閥或斜盤變量等形式,由于其流量調(diào)節(jié)的幅度有限、調(diào)速范圍小及變速時須改變流量而造成功率浪費等限制,導(dǎo)致在系統(tǒng)供油量不變的情況下無法實現(xiàn)低速大排量、恒功率變速等功能。
針對上述矛盾,如今提出了雙排式ATOS軸向柱塞泵的概念,并設(shè)計出原理樣機。雙排式ATOS軸向柱塞泵在斜盤變量的基礎(chǔ)上,通過增加工作柱塞排數(shù)對系統(tǒng)進行二次變量,拓寬了變量范圍。但是雙排式ATOS軸向柱塞泵是一個結(jié)構(gòu)全新的型式,它的設(shè)計較單排式更為復(fù)雜,各主要零部件自身的設(shè)計存在獨立與關(guān)聯(lián)相交織,零部件之間的設(shè)計也存在獨立與關(guān)聯(lián)相交織。因此,在保證系統(tǒng)性能的前提下,如何有效的降低缸體質(zhì)量、避免柱塞卡缸現(xiàn)象、脫靴現(xiàn)象和合理設(shè)計配流副的參數(shù),有效平衡傾覆力矩等關(guān)鍵技術(shù)是雙排式ATOS軸向柱塞泵能否成功應(yīng)用于液壓系統(tǒng)的關(guān)鍵所在。在總結(jié)國內(nèi)外單排式ATOS軸向柱塞泵研究成果的基礎(chǔ)上,根據(jù)雙排式ATOS軸向柱塞泵的原理和特點,利用現(xiàn)代設(shè)計方法,研究雙排式ATOS軸向柱塞泵在缸體優(yōu)化、避免柱塞卡缸現(xiàn)象和脫靴現(xiàn)象、配流副參數(shù)設(shè)計等方面的關(guān)鍵技術(shù),推導(dǎo)出雙排式ATOS軸向柱塞泵在結(jié)構(gòu)設(shè)計、摩擦與潤滑、控制泄漏等方面的設(shè)計公式,并對雙排式ATOS軸向柱塞泵進行機構(gòu)的動態(tài)仿真和流體的動力特性研究,為雙排式ATOS軸向柱塞泵的設(shè)計奠定了理論基礎(chǔ)。主要研究工作如下:通過對缸體的結(jié)構(gòu)模型進行分析,建立了雙排式ATOS軸向柱塞泵缸體體積的數(shù)學(xué)模型,以降低缸體質(zhì)量為目標(biāo),缸體結(jié)構(gòu)的限制為邊界條件,缸體強度、剛度和缸體與柱塞之間的接觸強度等條件為約束條件,對缸體進行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化。針對柱塞卡缸的問題,利用靜壓和油液薄膜理論,提出了四支撐雙阻尼孔的靜壓支撐方式,并引入多支撐雙阻尼孔式柱塞副的泄漏系數(shù),推導(dǎo)出雙排式ATOS軸向柱塞泵柱塞的設(shè)計公式,對雙排式ATOS軸向柱塞泵的雙排柱塞進行了結(jié)構(gòu)設(shè)計。并在四支撐雙阻尼靜壓方式基礎(chǔ)上,對柱塞副的間隙進行了優(yōu)化設(shè)計。應(yīng)用靜壓支撐理論對滑靴進行設(shè)計,并針對雙排式ATOS軸向柱塞泵的脫靴問題,提出減力系數(shù)的概念對中心彈簧預(yù)壓力進行了設(shè)計,使預(yù)壓力達(dá)到*值。根據(jù)雙排式ATOS軸向柱塞泵配流盤配流的特點,設(shè)計出阻尼孔型的防沖擊配流盤,在中心彈簧預(yù)壓力的設(shè)計基礎(chǔ)上采用靜壓支撐式輔助支撐對配流盤進行了設(shè)計,有效的平衡了缸體的傾覆力矩。
利用現(xiàn)代設(shè)計方法,建立了雙排式ATOS軸向柱塞泵的物理模型,并對柱塞的速度和加速度分布進行了仿真,得出了內(nèi)、外圈柱塞的速度和加速度分布曲線。利用Fluent軟件對不同結(jié)構(gòu)柱塞進行了流體動力特性分析,得出不同結(jié)構(gòu)的柱塞在不同工況下的速度分布和壓力分布。
ATOS柱塞泵型號表：
PVPC-C-5073/1S10
PVPC-CH-5073/1D-IX24DC
PVPC-CZ-5073/1D12
PVPC-LQZ-5073/1D11
PVPC-LW-4046/1D10
PVPC-LZQZ-3029/1D
PVPC-LZQZ-3029/1D/18
PVPC-LZQZ-4046/1D
PVPC-LZQZ-4046/1D/18
PVPC-LZQZ-5073/1D11
PVPC-LZQZ-5073/1D/18
PVPC-R-3029/1D11
PVPC-R-4046/1D11
PVPC-SLE-3029/1020
PVPC-SLE-4046/1D20
PVPCX2E-C-3029/31036/1D10
PVPCX2E-LW-3029/31036/1D10
PVT-206/35
PVT-210
PVT-316
PVT-322
PFR-203
PFR-206
PFR-308
PFR-202
PVT-210
PVT-220
PVL-210
PVL-316
PVPC-C-3029
PVPC-C-4046
PVPC-C-5073
PVPC-C-5090
PVPC-CH-3029
PVPC-CH-4046
PVPC-CH-5073
PVPC-CH-5090
PVPC-R-3029
PVPC-R-4046
PVPC-R-5073
PVPC-R-5090
PVPC-L-3029
PVPC-L-4046
PVPC-L-5073
PVPC-L-5090
PVPC-LW-3029
PVPC-LW-4046
PVPC-LW-5073
柱塞泵分為兩種有代表性的結(jié)構(gòu)形式的軸向柱塞泵和徑向柱塞泵；由于徑向柱塞泵屬于一種新型的技術(shù)含量比較高的高效泵，隨著國產(chǎn)化的不斷加快，徑向柱塞泵必然會成為柱塞泵應(yīng)用領(lǐng)域的重要組成部分；徑向柱塞泵是活塞或柱塞的往復(fù)運動方向與驅(qū)動軸垂直的柱塞泵。徑向柱塞泵工作原理:驅(qū)動扭矩由驅(qū)動軸 通過十字聯(lián)軸器 傳遞給星形的液壓缸體轉(zhuǎn)子，定子不受其它橫向作用力。轉(zhuǎn)子裝在配流軸上。位于轉(zhuǎn)子中的徑向布置的柱塞，通過靜壓平衡的滑靴緊貼著偏心行程定子。柱塞與滑靴球鉸相連，并通過卡簧鎖定。二個保持環(huán)將滑靴卡在行程定子上。泵轉(zhuǎn)動時，它依靠離心力和液壓力壓在定于內(nèi)表面上。當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，由于定于的偏心作用，柱塞將作往復(fù)運動，它的行程為定于偏心距的2倍。定子的偏心距可由泵體上的徑向位置相對的兩個柱塞來調(diào)節(jié)。油液的進出通過泵體和配流軸上的流道，并由配流軸上吸油口控制，泵體內(nèi)產(chǎn)生的液壓力被靜壓平衡的表面所吸收。摩擦副的靜壓平衡采取了過平衡壓力補償方法，形成了開環(huán)控制。支承驅(qū)動軸的軸承只起支承作用，不受其他外力的作用。液壓系統(tǒng)中:軸向柱塞泵是利用與傳動軸平行的柱塞在柱塞孔內(nèi)往復(fù)運動所產(chǎn)生的容積變化來進行工作的。由于柱塞泵的柱塞和柱塞孔都是圓形零件，加工時可以達(dá)到很高的精度配合;
工作時，在噴油泵凸輪軸上的凸輪與柱塞彈簧的作用下，迫使柱塞作上、下往復(fù)運動，從而完成泵油任務(wù)，泵油過程可分為以下三個階段。結(jié)論：通過上述討論，得出下列結(jié)論① 柱塞往復(fù)運動總行程L是不變的，由凸輪的升程決定。② 柱塞每循環(huán)的供油量大小取決于供油行程，供油行程不受凸輪軸控制是可變的。③ 供油開始時刻不隨供油行程的變化而變化。④ 轉(zhuǎn)動柱塞可改變供油終了時刻，從而改變供油量。3. 國產(chǎn)系列柱塞式噴油泵國產(chǎn)系列柱塞泵主要有A、B、P、Z和Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號等系列。系列化是根據(jù)柴油機單缸功率范圍對供油量的要求不同，以柱塞行程，泵缸中心距和結(jié)構(gòu)型式為基礎(chǔ)，再分別配以不同尺寸的柱塞直徑，組成若干種在一個工作循環(huán)內(nèi)供油量不等的噴油泵，以滿足各種柴油機的需要。國產(chǎn)系列噴油泵的工作原理和結(jié)構(gòu)型式基本相同，以A型泵為例介紹柱塞式噴油泵的構(gòu)造和工作原理。柱塞泵由四大部分組成：分泵、油量調(diào)節(jié)機構(gòu)、傳動機構(gòu)和泵體
為微處理器智能控制，液晶屏顯示，可與電腦進行通訊，具有工作壓力穩(wěn)定、脈動小、操作方便等特點。廣泛用于生化、醫(yī)藥、化工、環(huán)保等行業(yè)，滿足以上行業(yè)需要連續(xù)恒壓、恒流輸送液體的要求。
工作時，在噴油泵凸輪軸上的凸輪與柱塞彈簧的作用下，迫使柱塞作上、下往復(fù)運動，從而完成泵油任務(wù)，泵油過程可分為以下三個階段。結(jié)論：通過上述討論，得出下列結(jié)論① 柱塞往復(fù)運動總行程L是不變的，由凸輪的升程決定。② 柱塞每循環(huán)的供油量大小取決于供油行程，供油行程不受凸輪軸控制是可變的。③ 供油開始時刻不隨供油行程的變化而變化。④ 轉(zhuǎn)動柱塞可改變供油終了時刻，從而改變供油量。3. 國產(chǎn)系列柱塞式噴油泵國產(chǎn)系列柱塞泵主要有A、B、P、Z和Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號等系列。系列化是根據(jù)柴油機單缸功率范圍對供油量的要求不同，以柱塞行程，泵缸中心距和結(jié)構(gòu)型式為基礎(chǔ)，再分別配以不同尺寸的柱塞直徑，組成若干種在一個工作循環(huán)內(nèi)供油量不等的噴油泵，以滿足各種柴油機的需要。國產(chǎn)系列噴油泵的工作原理和結(jié)構(gòu)型式基本相同，以A型泵為例介紹柱塞式噴油泵的構(gòu)造和工作原理。柱塞泵由四大部分組成：分泵、油量調(diào)節(jié)機構(gòu)、傳動機構(gòu)和泵體
為微處理器智能控制，液晶屏顯示，可與電腦進行通訊，具有工作壓力穩(wěn)定、脈動小、操作方便等特點。廣泛用于生化、醫(yī)藥、化工、環(huán)保等行業(yè)，滿足以上行業(yè)需要連續(xù)恒壓、恒流輸送液體的要求。
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ATOS柱塞泵3ZB-265型*