新型三缸泥漿泵系統(tǒng)設(shè)計(jì)及關(guān)鍵零部件分析.pdf

1、泥漿泵是以高壓向井底輸送高粘度、大比重和含砂量較高的鉆井液，用以冷卻鉆頭，沖刷井底及破碎巖石，并從井底返回時(shí)攜帶巖屑，是地質(zhì)和礦下鉆探作業(yè)的重要工藝設(shè)備之一。泥漿泵結(jié)構(gòu)和性能的可靠性、適應(yīng)性以及使用壽命直接影響著鉆井質(zhì)量的好壞。
　　本文以三缸泥漿泵為研究對象，進(jìn)行了方案設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了泥漿泵建模和虛擬裝配，通過泥漿泵運(yùn)動學(xué)分析對優(yōu)化的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了驗(yàn)證，最終進(jìn)行了泥漿泵主要承載零件的承載能力研究和模態(tài)分析。具體研究如下:
　　首先

2、，根據(jù)國內(nèi)外泥漿泵的發(fā)展?fàn)顩r，以及目前泥漿泵存在的問題，進(jìn)行了新型三缸泥漿泵系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì):偏心輪和支撐軸分開制造，且偏心輪支撐軸為直軸，替代曲軸;將原曲軸結(jié)構(gòu)時(shí)連桿與曲頸之間的剖分式滑動軸承，更換為圓柱滾子軸承，提高負(fù)載能力和使用壽命;采用低速大扭矩液壓馬達(dá)直接驅(qū)動偏心輪支撐軸驅(qū)動偏心輪轉(zhuǎn)動，帶動柱塞往復(fù)運(yùn)動，簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，降低制造成本;實(shí)現(xiàn)了泵站動力源和泵體的快速連接與拆卸。
　　其次，利用Pro/E軟件對泥漿泵所有零件進(jìn)行三

3、維建模并進(jìn)行模擬裝配，之后再利用ADAMS軟件對泥漿泵進(jìn)行運(yùn)動學(xué)分析，由此可知泥漿泵的主要結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)合理，柱塞位移空間滿足設(shè)計(jì)要求，連桿擺角小，柱塞及連桿的速度和加速度均較低，動載荷小。
　　再次利用ANSYS對泥漿泵主要承載零件，如:偏心輪支撐軸、十字軸、連桿、箱體做強(qiáng)度、剛度分析，指導(dǎo)尺寸優(yōu)化設(shè)計(jì)。
　　最后，對箱體進(jìn)行模態(tài)分析。由模態(tài)分析結(jié)果可知，前6階為箱體自由狀態(tài)下模態(tài)激勵(lì)下的剛體模態(tài)，箱體本身不變形、不發(fā)生振動