大功率往复泵空心曲轴制造工艺设计.pdfVIP

学兔兔 杠 械 第45卷 {第5期 总第487期 大功率往复泵空心曲轴 制造工艺设计 张金全 ，，姚 占明’，张振宇 ，龚占杰 ’，蔡金萍 ’ 1．南阳二机石油装备(集团)有限公司；2．山东祥通橡塑集团有限公司 摘 要 l空心曲轴是大功率往复泵中的关键零件，其制造质量直接影响大功率往复泵整体的使用寿命和工作性能。由于空心 曲轴体积大，结构比较复杂，铸造和机械加工都比较困难。以三缸式大功率往复泵的空心曲轴为例，在分析其铸造工艺和机械 加工工艺的基础上，设计空心曲轴零件的制造工艺并制定出合理的工艺路线。实际应用证明，运用该方法能够方便高效、低成 本、高质量地制造加工大功率往复泵的空心陷轴，所得到的空心曲轴，各方面性能均得到很好的保证。 关键词：往复泵；空心曲轴 ；铸造工艺；机械加工工艺；定位基准 大功率往复泵主要用在石油、地质、矿山钻探机械等 设备上，是输送泥浆、矿浆、灰浆等浆体的重要部件，往复 泵的分类方法很多，按工作缸的个数可以分为单缸往复 泵、双缸往复泵、三缸往复泵、四缸往复泵和五缸往复泵 等。图1是三缸式往复泵传动原理图。 曲轴是大功率往复泵中的关键零件，其结构比较复 杂，铸造和机械加工都比较困难，考虑到整机的重量，常 将大功率往复泵的曲轴设计成空心结构，在制造工艺方 法上，则采用整体铸造工艺；在机械加工环节 ，采用立式 1．主动齿轮 2．动力输入轴 3．从动齿轮 4．曲轴 车床加工，但需要在立式车床上制作复杂的专用工装 ，也 5．连杆 6．柱塞 7．缸套 可以选择在大型专用曲轴加工设备上加工。本文在分析 空心曲轴结构形式的基础上，设计空心曲轴简便易行的 图1 三缸式往复泵传动原理图 制造工艺和方法。 作者简介 ：张金全(1964一)，男，高级工程师，硕士，研究方向：机械制造工艺设计及技术。 2014．5 l工稚杠敞 l47 学兔兔 材料 ·工艺 MateriaIsand Processes 全天候工作情况下的使用寿命等有较高的要求，因此，对 1 曲轴的机械性能及几何精度 其各主要零件的制造精度和安装精度的要求也较高。对 空心曲轴材料一般采用铸造中碳合金钢，本文分析 于三缸往复泵的空心曲轴而言，如图2所示，除轴类零件 的曲轴采用ZG35CrMo，毛坯经正火处理，粗加工后再进 正常的精度要求外，曲轴的三缸回转轴颈在径向上成均 行调质处理，调质硬度240~270FIB。机械性能设计要求 匀等分的 120~角且轴径d。、d2、d，相等，并且分布在同一 为：下屈服强度R ≥540MPa，抗拉强度R 720MPa，伸 个半径为 的圆周上，3个活塞在缸内移动的距离即活 长率 ≥17％，断面收缩率z≥25％，冲击功A ≥50I。 塞的冲程长度相同，若冲程长度用 表示，则S=2R。 大功率往复泵对整体运转平衡