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泥浆泵互换连杆小端衬套研究

来源:未知作者:admin 日期:2016-03-09 08:15 浏览:

  泥浆泵是石油钻井作业中泥浆循环系统的关键设备,对石油工业的发展至关重要。连杆是泥浆泵的重要功能部件,与活塞销及曲轴等部件一起组成泥浆泵动力输出机构。泥浆泵工作时,连杆承载较大的交变载荷,容易磨损,使用寿命较低。为减少泥浆泵承载时的磨损,工程师在连杆小端压入连杆衬套。衬套良好的耐磨性和柔软性及热稳定性大大提高了连杆的使用寿命,可有效降低使用成本。

  然而在过盈装配中衬套的不规则变形,导致衬套不具有互换性,多数厂家不得已只得增加精镗或刮削工序确保与活塞销的配合。如果衬套具有互换性即只要是合格的衬套装入合格的连杆其变形量是在可接受的范围,具有很高的经济性和实用价值。但是由于衬套变形影响因素比较复杂,针对其互换性的研究目前开展的还比较少。汉润以泥浆泵的连杆和衬套为研究对象对其结构进行优化,主要的内容和结论如下。

  1)对一款泥浆连杆衬套过盈装配变形进行了弹性变形计算和实验验证,并进行对比分析发现:本型连杆衬套内径的设计值φ139.7+0.16+0.1,圆度误差0.06mm是合理的;衬套装配后整体变形区间:0.05~0.22mm,大于设计值;

  2)建立了连杆衬套过盈装配三维模型,并进行有限元瞬态仿真分析,表明衬套装配后存在异常变形,且在内圆柱面内存在一定的规律分布:连杆小端座孔周围结构强度由中性面向小端剖分处逐步增强。结合本型连杆运动时中性面受力最大,而在剖分处受力最小的受力特点,提出卸荷槽的改进方案,即在连杆小端孔剖开处加工两个对称的圆弧槽以削弱此处结构强度,达到平衡连杆座孔周围结构强度差异减少装配变形的目的;

  3)对改进方案建立了三维模型进行有限元瞬态分析验证,仿真结果表明最大变形量由0.2mm减少到0.06mm。同时在工程现场进行了装配实验验证,最大变形量也大幅降低至0.08mm改进方案是有效的。在对改进方案进行优化后衬套变形达到0.06mm的设计要求,最终实现衬套互换性研究。同时,在总结全文的基础上提出连杆衬套互换性研究的一般方法。

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