4000馬力壓裂泵閥箱的設(shè)計分析與制造工藝研究.pdf

1、閥箱作為壓裂泵液力端核心部件，承受極大的工作壓力，在壓裂泵閥箱的設(shè)計中，除了必須滿足機械性能要求外，還必須滿足閥箱在運行過程中的安全可靠性和盡可能長的使用壽命。因此對閥箱進行改進設(shè)計和有限元分析，以及加工工藝的研究，對提高產(chǎn)品設(shè)計的可靠性和合理性有重要意義。
　　本文針對如何延長新型壓裂泵閥箱的使用壽命，在閥箱的模型設(shè)計、仿真分析以及制造工藝等方面展開研究。根據(jù)壓裂泵運動理論和相關(guān)設(shè)計要求，確定壓裂泵泵型、液力端類型;建立了閥箱三

2、維模型，并基于仿真軟件對其進行有限元分析;根據(jù)應(yīng)力集中和疲勞變形情況，對設(shè)計模型進行改進;對閥箱的制造工藝進行研究分析。
　　(1)對壓裂泵運動規(guī)律、脈動流量和由脈動流量引起的壓力波動進行分析，得到理論模型，根據(jù)工況要求，確定了閥箱材料。
　　(2)根據(jù)新型壓裂泵的性能和現(xiàn)場使用要求，確定了壓裂泵泵型為臥式五缸單作用柱塞泵，液力端類型為四通體直通式。由此確定柱塞直徑，設(shè)計閥箱的尺寸，對其進行了尺寸強度校核;應(yīng)用三維軟件Sol

3、idworks建立閥箱實體模型。
　　(3)針對閥箱三維模型，采用仿真軟件進行了有限元仿真分析，找出應(yīng)力集中最嚴(yán)重的點和疲勞變形最嚴(yán)重的區(qū)域;提出改進措施，并再次進行有限元分析，應(yīng)力集中和疲勞變形大大減輕，驗證了改進措施的有效性。
　　(4)對閥箱加工工藝展開了研究。對閥箱的熱處理和孔加工等制造工藝進行研究改進，并對閥箱采取滾壓、自增強等強化處理，從而使閥箱的抗疲勞強度、耐磨性及耐腐蝕性都得到顯著的提升。
　　(5)為