1选题理由
汽车管理大队原有HST J5140TG J30高压注水泵车5台，配备SNC- H300高压注水泵，该泵是双击双作用式二缸活塞泵，通过活塞往复运动产生高压。
该泵于1996年购置，外表已严重锈蚀，液压元件磨损，橡胶密封件老化，漏油漏水严重，液力端密封圈经常窜水，高工作压力不足10M Pa （原设计30 M Pa），导致高压井注水困难，故障率达30，严重影响了正常作业，无法满足生产需要。SNC- H 300高压注水泵虽属淘汰泵型，但从技术经济角度考虑，可进行技术改造，以提高技术性能和工作可靠性，满足采油厂原油生产需要，建议用LT3404卧式三缸单作用柱塞泵代替原有的双击双作用式二缸活塞泵。
2两种泵的技术性能对照
2. 1 LT3404三缸柱塞泵的技术性能
2. 1. 1技术性能
a.三缸柱塞泵总体分为动力端和液力端，动力端由取力装置和偏心曲轴组成。
b.三个偏心轮中心互差120，致使柱塞运动互差1 /3个周期，保证了柱塞在整个运动周期所产生的压力和排量是恒定的。三缸柱塞泵工作压力可达35 M Pa.
c.液力端采用三缸、三泵头形式，泵头自身定位，工作、维修简单易行。柱塞密封采用耐压、耐腐蚀的合成橡胶制成，能很好防止泄压和窜水，使工作压力稳定。
d.泵的润滑分别由动力端、液力端各自润滑，从而增强了设备的精度及耐用度。两个润滑油泵由LT3404三缸柱塞泵的减速齿来提供动源。
e.该泵自带减速机构，曲轴前端有一对减速齿，减速比为3. 9.
2. 1. 2技术参数
LT3404三缸柱塞泵的技术参数见1.
1 LT3404三缸柱塞泵的技术参数形式卧式三缸单作用柱塞泵水功率/kW 112汽车转速/（ r/m in）2 100挡位
冲次/m in 42 74 137 194 278排量L /m in 142 252 406 660 946压力/MPa 35 19. 9 10. 7 7. 5 5柱塞直径95 mm冲程160 mm
2. 2 SNC- H300高压注水泵的技术性能
2. 2. 1技术性能
a.该泵减速机构主要由蜗轮、蜗杆构成，变速范围小。
b.动力端为蜗轮、蜗杆。
c.液力端为二缸双击双作用活塞，泵效率低于80.
d.活塞是橡胶件，寿命短，易损。
2. 2. 2技术参数
当前正在使用的SNC- H300高压注水泵的技术参数见2.
2 SNC - H 300高压注水泵的技术参数形式双击双作用二缸活塞泵汽车转速/ （ r/m in）2 100挡位冲次/m in 32 58 96 134 212排量/ （ L /m in）85 193 324 517 726压力/M Pa 10. 2 8. 5 7. 2 5. 6 4
3改造需解决的技术问题
3. 1发动机的功率匹配问题
原车配置东风康明斯6BT- 118（ 01发动机，发动机功率为118 kW.LT3404卧式三缸单作用柱塞泵的柱塞直径为95 mm，柱塞冲程为160 mm.
水功率计算公式：
P = F Q /612式中， P为水功率， F为压力， Q为排量， 612为系数。
由F = 35 M Pa， Q = 142 L /m in，得出一档水功率为： P = 35 ） 10 ） 142 /612= 81. 20（ kW ）。
储备功率等于发动机功率减去水功率。
各档水功率见（计算得出）。
卧式三缸单作用柱塞泵的水功率形式卧式三缸单作用柱塞泵发动机功率/kW 118挡位
冲次/m in 42 74 137 194 278排量/ （ L /m in）142 252 406 660 946压力/M Pa 35 19. 9 10. 7 7. 5 5水功率/ kW 81. 20 81. 94 70. 98 80. 88 77. 28储备功率/ kW 36. 8 36. 06 47. 02 37. 12 40. 72
由计算可知，各档运行时，发动机都有一定的储备功率，原车发动机完全可以作为LT3404三缸柱塞泵的动力源。
3. 2变速箱的匹配问题
HST J5140TG J30高压注水泵车使用的是A121 1700B13- 010五速变速箱，此变速箱有5个前进挡和1个倒档。各档减速比见4.
4 A121 1700B13- 010变速箱的各档速比速比一档7. 31二档4. 31三档2. 45四档1. 54五档1. 00倒档7. 66一档冲次计算（发动机计算转速2 100 r/m in）为：
冲次=发动机转速变速箱速比取力箱速比三缸泵速比= 2100 7. 31 1. 912 3. 9= 39（次/m in）各档计算冲次见5.
5 A121 1700B13- 010变速箱各档冲次名称变速箱速比取力箱减速比三缸泵减速比各减速比总计计算冲次理论冲次误差一档7. 31二档4. 31三档2. 45四档1. 54五档1. 00 1. 912 3. 9 54. 51 39 42 7. 15 32. 14 65 74 12. 2 18. 27 125 137 8. 76 11. 48 183 194 5. 67 7. 46 282 278 1. 44
通过计算，各档虽有一定冲次误差，但发动机的转速范围较宽，完全可以抵消冲次误差。换泵后，用原车变速箱完全可以。
3. 3取力箱的配备
3. 3. 1传动位置要求
变速箱与取力箱之间的传动轴、变速箱与后桥之间的传动轴、取力箱与泥浆泵之间的传动轴，轴与水平线之间的夹角均应在0 13范围内。
3. 3. 2传动方向要求
泥浆泵曲轴的旋转方向：顺时针方向。
取力箱处的传动路线见1.
泥浆泵曲轴的前端有一对减速齿，若保证泥浆泵的曲轴按顺时针方向旋转，取力箱应为四轴，即通过三对齿啮合换向。
3. 3. 3传动系统减速要求
变速箱、取力箱、泥浆泵减速齿，三者的总传动比满足泥浆泵设计冲次要求。
3. 3. 4扭力要求
能够承受泥浆泵设计压力35 MPa时的扭力。
通过分析，选取四轴三级宽斜齿取力箱，减速比为1. 912.原取力箱为三轴，不能使用。
3. 3. 5传动轴的设计及改制
改造安装工作中，两根轴需重新设计制造：一是变速箱到取力箱之间的传动轴；二是取力箱到大泵之间的传动轴。二轴的扭力要求为8 000 10 000 N M.通过计算得知两轴可以相同。
3. 3. 6各部件的定位
3. 3. 6. 1取力箱的定位
+变速箱与取力箱之间的传动定位该项定位是整个设备装配的关键，以变速箱输出轴为基准，保证变速箱与取力箱之间的传动轴与水平面的夹角在0 13之内。
+取力箱与LT3404卧式三缸柱塞泵之间传动的定位以取力箱为基准，保证取力箱的输出轴与LT3404三缸泵的输入轴之间夹角在0 13之内。
3. 3. 6. 2 LT3404卧式三缸柱塞泵的定位
保证取力箱的输出轴与LT3404三缸泵的输入轴之间夹角在0 13之内，并且使三缸泵的重心在汽车的承载重心内，保证汽车正常行驶。
3. 3. 6. 3吸入、排出管线的布局
吸入管线的布局：左侧布局，流程短，易盘管。
排出管线布局：左侧布局，流程短，结构简单。吸入管线配备放水阀，排出管线配备放压阀。
4改造后使用效果分析
a.改造后，通过一段时期的上井工作，泵压、排量都达到了设计要求，性能稳定，故障率大大降低，工作效率提高了40.
b.该泵设计合理，传动机构改造时布局合理，工作时的传动噪声及运动噪声比改造前降低20 db.
5改造后技术经济效益分析
5. 1改造费用
a.单台设备改造费： 350型卧式三缸柱塞泵改造费为22元，取力箱为4万元，传动轴为0. 6万元，改装费2万元，合计28. 6万元。
b. 5台设备改装费为143万元。
5. 2节约直接投资费用
利用了原车底盘、发动机、变速箱，比购置新车每台可节约25万元，五台共节约125万元。
5. 3改装后效益
a.改造后，生产效率可提高35 ，年可增产原油4 000 ，t每年直接创收1 200万元。
b.按照工艺要求完成施工作业，有利于油井完好，保持油井良好产能，对油井稳产具有良好促进作用。
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