游梁式抽油機(jī)橫梁支撐軸的接觸力學(xué)特性研究.pdf

1、油田抽油機(jī)是油田有桿抽油系統(tǒng)的地面驅(qū)動(dòng)設(shè)備，其數(shù)量占油田采油設(shè)備總數(shù)的90％以上，其中由游梁式抽油機(jī)構(gòu)成的有桿采油設(shè)備應(yīng)用最廣。橫梁支撐部件是其關(guān)鍵部件之一，十字雙軸橫梁支撐結(jié)構(gòu)在游梁式抽油機(jī)運(yùn)用優(yōu)勢(shì)明顯，接觸疲勞是其橫梁支撐軸的表面磨損重要因素，橫梁支撐軸的磨損直接關(guān)系著抽油機(jī)的傳動(dòng)性能。因此，研究在正常工況下的橫梁支撐軸的接觸疲勞，對(duì)于提高游梁式抽油機(jī)的整機(jī)性能具有意義。
　　本文以C-456D-305-144型游梁式抽油機(jī)為

2、研究對(duì)象，通過試驗(yàn)研究探索其橫梁支撐軸疲勞機(jī)理。
　　首先，根據(jù)游梁式抽油機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理，建立了抽油機(jī)運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)模型，得到了作用于橫梁支撐軸上的載荷作用規(guī)律，并結(jié)合失效軸的表面形貌，初步分析橫梁支撐軸產(chǎn)生磨損的原因。
　　其次，根據(jù)橫梁支撐的具體結(jié)構(gòu)，建立了滾針與橫梁支撐軸接觸的力學(xué)和數(shù)學(xué)模型，運(yùn)用Ansys軟件求解單個(gè)滾子接觸模型，并將其用于求解橫梁軸上的徑向載荷分布，并得到作用于橫梁支撐軸最大載荷處的滾針作用規(guī)律

3、，為進(jìn)一步進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究提供依據(jù)。
　　再次，依據(jù)橫梁支撐軸載荷最大點(diǎn)處載荷的作用規(guī)律，對(duì)其載荷進(jìn)行合理的簡(jiǎn)化，設(shè)計(jì)合理的載荷譜，并設(shè)計(jì)了合理的接觸疲勞試驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行試驗(yàn)研究。
　　最后，依據(jù)接觸疲勞試驗(yàn)數(shù)據(jù)，獲得不同硬度試塊的疲勞硬化點(diǎn)和穩(wěn)定點(diǎn);對(duì)比分析同載荷作用次數(shù)下不同硬度樣塊接觸疲勞處的形貌，得到了硬度對(duì)形貌的影響規(guī)律;并綜合分析得到了橫梁支撐軸的硬度對(duì)接觸疲勞的影響，為進(jìn)一步對(duì)游梁式抽油機(jī)橫梁支撐軸的磨損機(jī)理研