تجزیه و تحلیل معماری پاور اند (Gardner Denver PZL/PZ-11 Power End Architecture)
متالورژی قاب قدرت کل ماشین ریخته گری
برخلاف برخی از رقبا، قاب های جوش داده شده با صفحه فولادی، قاب قدرت PZ-11 از چدن شکل پذیر با مقاومت بالا (آهن گره ای) از طریق ریخته گری یکپارچه ساخته شده است.
- جذب ضربه و صلبیت: ساختار گرافیت کروی در چدن داکتیل خواص میرایی استثنایی می دهد. در حرکت رفت و برگشتی با فرکانس بالا 115 SPM (ضربه در دقیقه)، این ماده به طور موثر انرژی ضربه ای قابل توجهی را که توسط کموتاسیون پیستون تولید می شود جذب می کند و در نتیجه ارتعاشات ساختاری را کاهش می دهد.
- پایداری ابعادی: قاب پس از ریختهگری تحت درمان شدید تنشزدایی قرار میگیرد و تنشهای داخلی باقیمانده را حذف میکند. این تضمین می کند که تحت بارهای میله اتصال متناوب تا 150,300 پوند (68,175 کیلوگرم)، هم محوری سوراخ یاتاقان میل لنگ و راهنما متقاطع در سطح تحمل میکرونی باقی می ماند و به طور موثر از سایش و ناهماهنگی ناشی از تغییر شکل قاب جلوگیری می کند.
- طراحی باز: صفحه قفسه با یک درگاه بازرسی گسترده طراحی شده است، به طوری که پرسنل تعمیر و نگهداری می توانند به راحتی به سر متقاطع، شاتون و شاتون میانی و سایر قطعات کلیدی دسترسی داشته باشند، که منعکس کننده مفهوم طراحی مهندسی افراد-محور است.
قطار رانندگی عجیب و غریب و دنده شاه ماهی
- مزیت سفتی ساختاری: طراحی محور غیرمرکز، سطح همپوشانی ژورنال را افزایش میدهد و به طور قابل توجهی سفتی خمشی و پیچشی شفت را افزایش میدهد. این طراحی تا حد زیادی انحراف سیستم شفت را تحت بارهای زیاد کاهش می دهد و در نتیجه عمر مفید یاتاقان اصلی را افزایش می دهد.
- چرخ دنده های شاه ماهی: درایو اصلی PZ-11 از ساختار چرخ دنده ای استخوان ماهی (مارپیچ دوگانه) با نسبت دنده 4.38:1 استفاده می کند.
تعادل نیروی محوری: نیروی مؤلفه محوری تولید شده توسط دندانه های چرخان چپ و راست چرخ دنده A لغو می شود، رانش محوری به یاتاقان اصلی حذف می شود و پیکربندی یاتاقان ساده می شود.
همپوشانی و پایداری: در مقایسه با چرخ دنده های مستقیم یا مارپیچ، چرخ دنده های مارپیچ دارای همپوشانی تماسی بالاتری هستند، به این معنی که سطوح دندانی بیشتری در هر لحظه درگیر بار- هستند. این ویژگی انتقال قدرت نرمتر، کاهش نویز و تحمل بیشتر در برابر ضربههای گشتاور آنی را تضمین میکند.
استاندارد AGMA: چرخ دنده معمولاً از فولاد آلیاژی با کیفیت بالا- ساخته میشود که با کوئنچ و تلطیف و سختشدگی سطح کار میشود و استانداردهای دقیق- تعیین شده توسط انجمن سازندگان چرخ دنده آمریکا (AGMA) را برآورده میکند.
پیکربندی بلبرینگ
انتخاب یاتاقان برای PZ-11 تحت تجزیه و تحلیل زندگی دقیق قرار گرفت (تحلیل زندگی L10).
- یاتاقان اصلی: شفت خارج از مرکز توسط غلتک های کروی دو ردیفه- پشتیبانی می شود. این یاتاقانها دارای قابلیت تراز کردن خودکار هستند که به طور خودکار تغییر شکل الاستیک جزئی و خطاهای نصب را تحت بارهای سنگین جبران میکنند، بنابراین از ساییدگی ناشی از تمرکز استرس لبه جلوگیری میکنند.
- یاتاقان شاتون: انتهای بزرگ شاتون همچنین مجهز به غلتکهای استوانهای دو ردیفه-برای تحمل بار ضربهای شعاعی بزرگ است. انتهای کوچک شاتون با بوش برنزی با استحکام بالا تعبیه شده است که با پین متقاطع سخت شده هماهنگ شده است تا مقاومت در برابر سایش عالی و قابلیت ضد{2}}ضبط شدن داشته باشد.
- یاتاقان شفت ورودی: شافت ورودی (Jackshaft) دارای رولبرینگهای سنگین-مستقیم است و با ساختاری دوبل توسعه یافته طراحی شده است. این پیکربندی به کاربران این امکان را میدهد که به طور انعطافپذیری ورودی برق را از سمت چپ یا راست بر اساس طرح عرشه حفاری انتخاب کنند، در حالی که انتهای دیگر را قادر میسازد تجهیزات کمکی مانند پمپهای اسپری یا پمپهای روغنکاری را هدایت کند.
کراس هد و مدیریت روانکاری
- مجموعه PZ-11 دارای ساختار فولادی ریختهگری است که از طریق پینهای شناور به شاتون متصل میشود. طراحی متمایز آن دارای راهنماهای قابل تعویض است که معمولاً از برنز مقاوم در برابر سایش ساخته شده اند که به عنوان اجزای قربانی برای محافظت از قاب گران قیمت و بدنه ضربدری عمل می کنند.
- میله میانی شناور: میله میانی (Pony Rod) از طریق مکانیزم شناور به کراس هد متصل می شود. این طراحی میله را قادر میسازد که در یک محدوده باریک-خود تراز شود و ناهماهنگی ناشی از خطاهای ماشینکاری یا انبساط حرارتی را جبران کند و در نتیجه عمر مفید بستهبندی جعبه پرکننده میلههای میانی را به میزان قابل توجهی افزایش دهد.
- سیستم روانکاری دوگانه:
روانکاری پاششی: غبار روغنی که توسط چرخ دنده چرخان ایجاد می شود، سطح دندان و بخشی از بلبرینگ را روان می کند.
روانکاری اجباری: این سیستم دارای یک پمپ روغن الکتریکی خارجی است که روغن روان کننده فیلتر شده را تحت فشار قرار می دهد و به جفت های اصطکاک حیاتی از جمله یاتاقان های اصلی، یاتاقان های شاتون و مسیرهای عبوری می رساند. این یک گیج فشار روغن را با کارتریج های فیلتر قابل تعویض ادغام می کند و به صورت اختیاری دارای یک مبدل حرارتی روغن برای حفظ عملکرد پایدار فیلم روغن در محیط های{1}در دمای بالا می باشد.
7500 PSI Hydraulic End Upgrade: Southwest L-Type Module
فرآیند متالورژی: فولاد آهنگری AISI 4130 (متالورژی پیشرفته)
برای برآوردن الزامات عملیاتی 7500 PSI، همه ماژولهای Southwest از آهنگری فولادی ساختاری آلیاژی AISI 4130 ساخته شدهاند که اجزای چدنی آن کاملاً ممنوع است.
- آهنگری: بر خلاف ریختهگری، آهنگری از فشار مکانیکی شدیدی برای شکستن دانههای درشت در ساختار فلز به عنوان-ساختار ریختهگری، مهر و موم کردن منافذ داخلی و تخلخل و ایجاد یک الگوی جریان دانه پیوسته در امتداد سطح قطعه استفاده میکند. این فرآیند به طور قابل توجهی چقرمگی ضربه و استحکام خستگی ماده را عمود بر جهت جریان دانه افزایش می دهد.
- ترکیب شیمیایی به شدت کنترل می شود:
کربن (C): 0.28-0.33٪، برای اطمینان از استحکام ماتریس خاموش شده.
کروم (کروم) و مولیبدن (Mo): سختشدگی عالی و مقاومت در برابر خزش{0}در دمای بالا را ارائه میکنند، در حالی که مقاومت به خوردگی را در برابر مواد شیمیایی موجود در دوغاب افزایش میدهند.
- عملیات حرارتی: همه اجزای آهنگری تحت فرآیندهای نرمالسازی، خاموش کردن و دمای بالا (Q&T) قرار میگیرند. Southwest استانداردهای سختی تست سختی را اعمال می کند و معمولاً سختی را در محدوده 285-320 HBW حفظ می کند. این مشخصات سختی استحکام کششی بیش از 100000 PSI را تضمین می کند و در عین حال شکل پذیری کافی برای جلوگیری از شکستگی را حفظ می کند و دقت ماشینکاری رزوه را تضمین می کند.
اجزای کلیدی و مشخصات سفارش
مجموعه انتهایی هیدرولیک 7500 PSI برای PZ-11، عرضه شده توسط Southwest، دارای مشخصات کاملاً مشخصی است (به شماره قطعه 8477-25A مراجعه کنید).
- مونتاژ انتهای سیال (P/N 8477-25A): این مجموعه شامل ماژول مکش، ماژول تخلیه، فلنج، پیچ و مهره و مهر و موم داخلی است.
- آستر سیلندر (Liner): P/N 1367Y-XX، که در آن XX قطر داخلی را نشان میدهد (مثلاً 6.0 اینچ 1367Y-60 است). این سری از آسترها به طور خاص برای سیستم حفظ HP Southwest طراحی شده است.
- پیستون (P/N: XX-BYY)، که در آن XX نشاندهنده اندازه و YY نشاندهنده نوع (مثلاً-دمای بالا یا استاندارد) است.
- راهنمای شیر (P/N 4788-25R) با بوش یکپارچه مقاوم در برابر سایش بالا (P/N 4700I).
- برای حلقه تراز (P/N 8477-29): از تراز دقیق بین ماژول های مکش و اگزوز اطمینان حاصل کنید.
سیستم اجزای اصلی: جزئیات مهندسی برای 7500 PSI
فناوری سوپاپ و صندلی
- صندلی اصلاح شده API:
این یکی از فناوریهای اصلی در ماژولهای{0}فشار بالا Southwest است. در حالی که فلنج های استاندارد API معمولاً دارای مخروطی 1:2 (2 اینچ در هر پا) هستند، ماژول 7500 PSI Southwest از طراحی API MOD با مخروطی 1:1 (1 اینچ در هر پا) استفاده می کند.
اصل مکانیکی: نسبت مخروطی کاهش یافته (1:1) سطح تماس بین نشیمن سوپاپ و سوراخ دریچه بدنه پمپ را افزایش می دهد و به طور قابل توجهی نیروی اصطکاک خود قفل شونده را افزایش می دهد. این طرح تحت ضربان-فرکانس بالا و فشار بالا، به طور موثری از شل شدن نشیمنگاه سوپاپ جلوگیری میکند و «شستشوی» بدنه پمپ ناشی از حرکت میکرو{6}}صندلی سوپاپ را حذف میکند. علاوه بر این، قطر کمتر صندلی شیر به بدنه پمپ اجازه می دهد ضخامت دیواره ضخیم تری را حفظ کند و یکپارچگی ساختاری ماژول را بیشتر تقویت کند.
- باز کامل (سبک گردن زبر):
Southwest از پره های کاملاً باز سری SWND استفاده می کند. این طراحی دنده راهنمای مرسوم مرکزی را حذف می کند و در نتیجه حداقل مقاومت و توزیع یکنواخت سیال از طریق پره ها ایجاد می شود.
جنس و سخت شدن: هم بدنه و هم نشیمنگاه سوپاپ از فولاد آلیاژی{0} با کیفیت بالا از طریق کربورسازی و کوئنچ ساخته شدهاند و به سختی سطحی HRC 58-62 با مقاومت در برابر سایش عالی میرسند.
درج های آب بندی: در پلی اورتان استاندارد (تا 160 درجه فارنهایت/71 درجه) و پلی یورتان با دمای بالا (دمای بالا، تا 300 درجه فارنهایت/149 درجه) موجود است. لاستیک با دمای بالا به طور موثر در برابر فرسایش شیمیایی ناشی از گل پایه روغنی (OBM) مقاومت می کند و از شکست تورم جلوگیری می کند.
سیستم پیستون و لاینر
- فن آوری آستر سیلندر: توصیه می شود از آسترهای دو فلزی چدنی{0}پر کروم یا آسترهای سرامیکی زیرکونیایی استفاده کنید. اگرچه سرمایهگذاری اولیه برای آسترهای سرامیکی بیشتر است، اما عمر مفید آنها در شرایط محتوایی-فشار و{3}}ماسه بالا- 5 تا 10 برابر بیشتر از آسترهای فلزی است که به طور قابلتوجهی فرکانس تعویض را کاهش میدهد.
- طراحی پیستون: پیستون دارای یک ساختار "bullnose" و یک فرآیند ولکانیزاسیون یکپارچه است. یک حلقه پشتیبانی از رزین فنلی تقویت شده در پایه پیستون از "اثر اکستروژن" لاستیک تحت فشار بالا جلوگیری می کند، که می تواند با فشار دادن لاستیک به شکاف باریک بین آستر سیلندر و هسته پیستون باعث پارگی شود.
- سیستم نگهدارنده آستر سیلندر: جنوب غربی از مکانیزم بست سیلندر پیشرفته هیدرولیک یا غده رزوه ای تقویت شده استفاده می کند. اجزای اصلی این سیستم صفحه سایشی P/N 8477-30 و حلقه آب بندی P/N 2988U هستند که باعث می شود سطح پشتی آستر سیلندر تحت فشار بالا ضد آب باقی بماند.
-تغییر سریع روکش سوپاپ
پوشش سوپاپ رزوه دار سنتی به راحتی توسط تغییر شکل نخ تحت فشار بالا مسدود می شود و جداسازی قطعات اغلب باید توسط چکش بزرگ ضربه بخورد که خطرات ایمنی زیادی دارد.
- راه حل جنوب غربی: مجموعه P/N 8477-25A استاندارد با سیستم پوشش سوپاپ HP Quick-Change ارائه می شود.
- مکانیسم: این سیستم معمولاً از گیرههای فلنج یا مکانیسمهای قفل گوهای تقسیمبندی شده استفاده میکند که توسط مجموعهای از پیچهای استاندارد-استحکام بالا محکم میشوند.
- مزایا: اپراتورها می توانند به راحتی پوشش سوپاپ را با استفاده از آچار استاندارد بدون نیاز به چکش با پیش بار قابل تنظیم جدا کنند. مهر و موم لب خود سفت شونده (P/N P115) از فشار سیال خوب برای افزایش آب بندی استفاده می کند و اطمینان بیشتری را در فشار بالاتر تضمین می کند.
مشخصات عمومی
|
مورد پارامتر |
ارزش |
یادداشت ها |
|
مدل پمپ |
Gardner Denver PZL (PZ-11) |
تک بازیگری تریپلکس |
|
حداکثر توان ورودی |
1600 اسب بخار (1193 کیلووات) |
وظیفه مستمر |
|
طول سکته مغزی |
11 اینچ (279 میلی متر) |
طراحی سکته مغزی کوتاه و سرعت بالا |
|
حداکثر دور در دقیقه |
115 دور در دقیقه |
سرعت نامی |
|
نسبت دنده |
4.38 : 1 |
انتقال دنده شاه ماهی |
|
حداکثر بار میله |
150,300 پوند (68,175 کیلوگرم) |
حد فیزیکی حداکثر فشار پمپ |
|
رتبه بندی پایان سیال |
7500 PSI (51.7 مگاپاسکال) |
جنوب غربی -بهروزرسانی شکل |
|
وزن پمپ |
حدود 37000 پوند (16783 کیلوگرم) |
فقط بدنه پمپ، به استثنای پایه |
|
وزن با پایه (وزن با لغزش) |
حدود 41400 پوند (18779 کیلوگرم) |
شامل پایه میدان نفتی استاندارد. |
|
ظرفیت روغن میل لنگ |
85 گالن (322 لیتر) |
روغن کاری |
|
منیفولد مکش |
فلنج 10 "یا 12". |
قابل تنظیم |
|
منیفولد تخلیه |
فلنج 5-1/8 اینچی API 10000 PSI |
ترمینال ولتاژ بالا همسان |



نمودار عملکرد و تجزیه و تحلیل فشار جابجایی
بر اساس محاسبات 100% راندمان حجمی و 90% راندمان مکانیکی. حداکثر فشار توسط حداکثر بار میله پیستون (150300 پوند) یا فشار نامی انتهای هیدرولیک (7500 PSI)، هر کدام کمتر باشد، محدود می شود.
|
قطر آستر سیلندر |
حداکثر فشار نامی (Max PSI) |
جابجایی @ 115 RPM (GPM) |
جابجایی @ 50 RPM (GPM) |
تاخت در هر انقلاب |
یادداشت ها |
|
5.0 اینچ (127 میلی متر) |
7500 PSI |
323 |
140 |
2.80 |
شرایط فشار کامل |
|
5.5 اینچ (140 میلی متر) |
6,324 PSI |
390 |
170 |
3.39 |
|
|
6.0 اینچ (152 میلی متر) |
5,314 PSI |
465 |
202 |
4.04 |
|
|
6.25 اینچ (159 میلی متر) |
4897 PSI |
504 |
219 |
4.38 |
|
|
6.5 اینچ (165 میلی متر) |
4527 PSI |
545 |
237 |
4.74 |
اندازه های رایج |
|
6.75 اینچ (171 میلی متر) |
4200 PSI |
588 |
256 |
5.11 |
|
|
7.0 اینچ (178 میلی متر) |
3904 PSI |
632 |
275 |
5.50 |
فشار کم، جابجایی بزرگ- |
تگ های محبوب: پمپ گاردنر دنور pzl w swfe 7500 psi، چین پمپ گاردنر دنور pzl w swfe 7500 psi تولید کنندگان، تامین کنندگان، کارخانه
