游梁式抽油機減速器箱體疲勞壽命分析.pdf

1、游梁式抽油機是采油系統(tǒng)重要的地面動力驅(qū)動設(shè)備，普遍應(yīng)用于油田采油業(yè)。抽油機工作環(huán)境惡劣、工作條件多變進而影響抽油機的性能如強度、剛度、動力學(xué)特性，容易造成零部件破壞。減速器作為抽油機的重要傳動裝置，由于驢頭懸點運動規(guī)律是周期性往復(fù)運動，懸點載荷不規(guī)則變化，故箱體所受載荷為脈動循環(huán)。為了驗證減速器箱體的結(jié)構(gòu)強度及不同工況下的疲勞強度是否滿足設(shè)計要求，本課題以游梁式抽油機C228漸開線減速器為研究對象，基于有限元靜力學(xué)、多體動力學(xué)、疲勞壽命

2、分析理論，對抽油機關(guān)鍵機構(gòu)進行結(jié)構(gòu)分析，以有限元仿真方法為分析手段，建立抽油機四連桿機構(gòu)和“齒輪-軸-軸承-箱體”仿真分析模型，運用nCode對減速器箱體進行疲勞壽命預(yù)估計算，為箱體的結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供可靠性標準。
　?。?）箱體載荷譜獲取。對抽油機懸點載荷、減速器最大軸扭矩、帶輪施加給最小軸的壓軸力、抽油機四連桿對輸出軸產(chǎn)生的運動反力、箱體最大載荷進行理論計算。建立抽油機地面裝置模型，并將其輸入Adams中，設(shè)定材料屬性、機構(gòu)配合關(guān)系

3、、加載時間，添加力與驅(qū)動等建立仿真模型，提取減速器輸出軸扭矩時間歷程和每個軸承座的三個方向的載荷時間歷程。
　?。?）箱體靜力、動力學(xué)分析。運用Pro/E建立減速器三維實體模型以及對其進行相應(yīng)的簡化處理，利用HyperMesh對模型進行四面體網(wǎng)格劃分，賦予材料屬性；在Ansys中對減速器箱體進行載荷施加及邊界條件約束，求解得出應(yīng)力云圖和位移云圖，最大應(yīng)力為48MPa，位置在輸出軸軸承座左側(cè)上下箱體聯(lián)接處區(qū)域，箱體Z方向上最大變形發(fā)

4、生區(qū)域為輸出軸軸承座孔右上方區(qū)域，位移量為123.8μm。提取箱體前六階模態(tài)頻率，并對相應(yīng)的振型進行評估。
　?。?）箱體疲勞壽命分析。運用Workbench建立減速器箱體疲勞壽命分析系統(tǒng)，采用準靜態(tài)方法對減速器箱體進行18種工況單位載荷施加，在nCode中搭建箱體疲勞分析流程，結(jié)合有限元分析、材料S-N曲線和虛擬樣機仿真獲得的箱體載荷時間歷程，對減速器箱體受力載荷譜進行雨流計數(shù)法統(tǒng)計并獲得18種工況的雨流統(tǒng)計圖，最終得到減速器箱