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根据国内外泥浆泵的发展状况,以及目前泥浆泵存在的问题,重点从泥浆泵壳体结构改进和加工工艺优化两方面,提高泥浆泵的工作性能和效率。
泥浆泵壳体属于薄壁箱体类零件,在泥浆泵的工作过程中起到支撑和载荷传递作用。它主要承受曲轴旋转过程中的交变载荷作用,其过大的变形会引起泥浆泵整体效率下降、振动和噪音过大等危害。在交变应力作用下,壳体失效会造成整个系统瘫痪。因此,保证壳体的强度和刚度对泥浆泵整体的工作效率和性能起到至关重要的作用。
按照泥浆泵壳体的几何形状,在三维设计软件Pro/E环境中建立三维几何模型。利用Ansys软件确定出最不利载荷工况下壳体的变形和应力分布。依据主要几何参数和壳体变形特征,提出了壳体结构的改进方案,提升泥浆泵壳体的刚度性能。计算表明壳体最大变形对壳体局部厚度不敏感,减小最大变形需要整体提高刚度,局部增厚对最大变形的减小影响不敏感。
泥浆泵壳体的加工精度是影响泥浆泵工作性能和效率的主要因素之一。本文分析了壳体结构工艺特点和技术条件以及原有加工工艺的不足。从壳体定位基准选择、侧斜面加工及处理、工艺路线、刀具系统、切削用量和精加工等方面对壳体的加工工艺进行优化。
对新加工工艺优化后加工的泥浆泵壳体,进行了加工精度和整体性能方面进行了实验验证。对比研究和测试结果表明,结构改进和加工工艺优化能提高泥浆泵整体的工作性能和效率。