ATOS柱塞泵3ZB-265型*
上海譜瑞特工業自動化設備有限公司在歐美有多個分子公司，整個集團在行業內經營十幾年專門致力于從事上*工業產品的進出口業務。在公司全體員工的努力及廣大客戶和業界同仁支持之下，公司業務迅速拓展，產品已經廣泛應用于大中型電廠、冶金、石化、環保、紡織、鐵路、船舶、醫藥機械、包裝機械、紡織機械、食品機械、航天航空、樓宇控制等現代工業自動化領域。
石油是戰略性資源,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重。對比現場采集的不同ATOS柱塞泵在試驗時的實驗數據,結合各實驗數據的權重,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運動,借助于活塞在液缸工作腔內的往復運動來使工作腔容積產生周期性變化,實現進料——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。曲軸部分采用的是直軸和偏心輪一起精密鑄造的技術,剛性好,動態性能優。軸承采用的調心球軸承,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,耐磨性能好,密封性能優。 在ATOS柱塞泵的殼體部分,國內采用的是鋼板焊接式結構,焊后消除內應力,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。這也就造成了國內生產的三ATOS柱塞泵總體較國外產品性能較差。來源于一臺打壓壓力可達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,遠遠小于國外產品的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,然后利用數據接口將模型導入ANSYS12.0軟件,zui后對三ATOS柱塞泵的殼體及支座部分進行網格劃分和載荷加載。將其應力場與所用材料的許用應力進行比較,找出問題所在,并將結果進行優化,提出解決方案。
當前采用ATOS軸向柱塞泵和馬達的液壓系統中,為實現流量的調節通常采用節流閥或斜盤變量等形式,由于其流量調節的幅度有限、調速范圍小及變速時須改變流量而造成功率浪費等限制,導致在系統供油量不變的情況下無法實現低速大排量、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,并設計出原理樣機。雙排式ATOS軸向柱塞泵在斜盤變量的基礎上,通過增加工作柱塞排數對系統進行二次變量,拓寬了變量范圍。但是雙排式ATOS軸向柱塞泵是一個結構全新的型式,它的設計較單排式更為復雜,各主要零部件自身的設計存在獨立與關聯相交織,零部件之間的設計也存在獨立與關聯相交織。因此,在保證系統性能的前提下,如何有效的降低缸體質量、避免柱塞卡缸現象、脫靴現象和合理設計配流副的參數,有效平衡傾覆力矩等關鍵技術是雙排式ATOS軸向柱塞泵能否成功應用于液壓系統的關鍵所在。在總結國內外單排式ATOS軸向柱塞泵研究成果的基礎上,根據雙排式ATOS軸向柱塞泵的原理和特點,利用現代設計方法,研究雙排式ATOS軸向柱塞泵在缸體優化、避免柱塞卡缸現象和脫靴現象、配流副參數設計等方面的關鍵技術,推導出雙排式ATOS軸向柱塞泵在結構設計、摩擦與潤滑、控制泄漏等方面的設計公式,并對雙排式ATOS軸向柱塞泵進行機構的動態仿真和流體的動力特性研究,為雙排式ATOS軸向柱塞泵的設計奠定了理論基礎。主要研究工作如下:通過對缸體的結構模型進行分析,建立了雙排式ATOS軸向柱塞泵缸體體積的數學模型,以降低缸體質量為目標,缸體結構的限制為邊界條件,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,對缸體進行了結構優化。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,推導出雙排式ATOS軸向柱塞泵柱塞的設計公式,對雙排式ATOS軸向柱塞泵的雙排柱塞進行了結構設計。并在四支撐雙阻尼靜壓方式基礎上,對柱塞副的間隙進行了優化設計。應用靜壓支撐理論對滑靴進行設計,并針對雙排式ATOS軸向柱塞泵的脫靴問題,提出減力系數的概念對中心彈簧預壓力進行了設計,使預壓力達到*值。根據雙排式ATOS軸向柱塞泵配流盤配流的特點,設計出阻尼孔型的防沖擊配流盤,在中心彈簧預壓力的設計基礎上采用靜壓支撐式輔助支撐對配流盤進行了設計,有效的平衡了缸體的傾覆力矩。
利用現代設計方法,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、外圈柱塞的速度和加速度分布曲線。利用Fluent軟件對不同結構柱塞進行了流體動力特性分析,得出不同結構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構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含量比較高的高效泵，隨著國產化的不斷加快，徑向柱塞泵必然會成為柱塞泵應用領域的重要組成部分；徑向柱塞泵是活塞或柱塞的往復運動方向與驅動軸垂直的柱塞泵。徑向柱塞泵工作原理:驅動扭矩由驅動軸 通過十字聯軸器 傳遞給星形的液壓缸體轉子，定子不受其它橫向作用力。轉子裝在配流軸上。位于轉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。二個保持環將滑靴卡在行程定子上。泵轉動時，它依靠離心力和液壓力壓在定于內表面上。當轉子轉動時，由于定于的偏心作用，柱塞將作往復運動，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節。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，泵體內產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，形成了開環控制。支承驅動軸的軸承只起支承作用，不受其他外力的作用。液壓系統中:軸向柱塞泵是利用與傳動軸平行的柱塞在柱塞孔內往復運動所產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、下往復運動，從而完成泵油任務，泵油過程可分為以下三個階段。結論：通過上述討論，得出下列結論① 柱塞往復運動總行程L是不變的，由凸輪的升程決定。② 柱塞每循環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 轉動柱塞可改變供油終了時刻，從而改變供油量。3. 國產系列柱塞式噴油泵國產系列柱塞泵主要有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，泵缸中心距和結構型式為基礎，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內供油量不等的噴油泵，以滿足各種柴油機的需要。國產系列噴油泵的工作原理和結構型式基本相同，以A型泵為例介紹柱塞式噴油泵的構造和工作原理。柱塞泵由四大部分組成：分泵、油量調節機構、傳動機構和泵體
為微處理器智能控制，液晶屏顯示，可與電腦進行通訊，具有工作壓力穩定、脈動小、操作方便等特點。廣泛用于生化、醫藥、化工、環保等行業，滿足以上行業需要連續恒壓、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、下往復運動，從而完成泵油任務，泵油過程可分為以下三個階段。結論：通過上述討論，得出下列結論① 柱塞往復運動總行程L是不變的，由凸輪的升程決定。② 柱塞每循環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 轉動柱塞可改變供油終了時刻，從而改變供油量。3. 國產系列柱塞式噴油泵國產系列柱塞泵主要有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，泵缸中心距和結構型式為基礎，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內供油量不等的噴油泵，以滿足各種柴油機的需要。國產系列噴油泵的工作原理和結構型式基本相同，以A型泵為例介紹柱塞式噴油泵的構造和工作原理。柱塞泵由四大部分組成：分泵、油量調節機構、傳動機構和泵體
為微處理器智能控制，液晶屏顯示，可與電腦進行通訊，具有工作壓力穩定、脈動小、操作方便等特點。廣泛用于生化、醫藥、化工、環保等行業，滿足以上行業需要連續恒壓、恒流輸送液體的要求。
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ATOS柱塞泵3ZB-265型*