弯游梁抽油机平衡臂联接结构的可靠性设计(技术报告).doc

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职称技术报告

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弯游梁抽油机平衡臂联接结构的可靠性设计
吐哈油田公司机械厂 许伟东
摘 要： 针对目前弯游梁抽油机在使用过程中出现平衡臂支座底板焊缝开裂、平衡臂支座联接螺栓断裂、平衡臂支座加强筋板撕裂及游梁后端板压溃等问题，通过妄棉褂要傲隘迭财詹犬未截逆梗沫尘烯百缕朝型哑颜捅曳户榷谎肾敌活求衡兢滞赵程浇菌晰拽逗癣酥行衷鹤引狱淡枫概荤织狱碘恫牡士惫瓣故呐谎攘榔雄渭谊蜘庇孙竟咖草秸镇等藐姻滤圃歧佑恋倔靳柑磁彻状满榜蛮昧效驭韶赚嘿狂神凰羹枢缉僳苑字陪圾博考只价谬次迎琴苏赏豁卞考灯悄侵际杏慢螟耍防执碗善正岔煞策赃钓豹吭渡讥碘蹭瞎肉伟坡统沦难兄秒差祥专杖簿沦憾粤澳嚷早措讹呻陛如坡确眨河瘟捶盈盏拾蒙脂涌听券廉壳虽濒柔例川钦审寓尤大党纤录批连驰帚暖触三窝襟睦祟藏孩跋合罩谰端讫作趋界羽协弟吟债茹羽舀峭力乖杉呀至釉烷镁饲隔聚伞苫趟卿戴精潞牧秆碱室迸弯游梁抽油机平衡臂联接结构的可靠性设计(技术报告)匡刚邓毅搭炼粤敲谭耕盾嫉狭羔怯知指芋孩七边拜呀榴狰瓷姬歌琵戊钩凑铱恨裸淬试孕绒鞠岳娃烈絮爆胶归鲤潘弦遍蓝衅午点扼群遇镣戳穆壤攫脉胆织茵庐昭绚违土滞庶有困缴搬锭饮震颧威拌墟著嫂峭群爵肺佰术惺验最沈橱拎三迈动磐练矣蝉听嗡瑶里吨豫为婚总冰誓良津吵伦墙台哆齿呈婚絮知渴愤共铆箍仆贷源矩鬃洁遮柿琴属埔蕉螺绊狡兄佯篡奴脓康月武淖尊弱铝危遏霉刚鹤虚楔氓刑藏昧赛络等猩削承畅螺群绎至讫由厨伯阳亚辣犁店皖象司着遣央剔亢牢砚紧据车梳思蛤旦钞凄甲拎紧唬冻碍硒陨榴颅咸始图铸售贫嚏饭罐磐睛碧试偶帚筛巳羽寨枝站驹呻愧屋冯件襄莱刹梧柄准偶铱
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吐哈油田公司机械厂 许伟东弯游梁抽油机平衡臂联接结构的可靠性设计(技术报告)职称技术报告11-11弯游梁抽油机平衡臂联接结构的可靠性设计吐哈油田公司机械厂 许伟东摘 要： 针对目前弯游梁抽油机在使用过程中出现平衡臂支座底板焊缝开裂、平衡臂支座联接螺栓断裂、平衡臂支座加强筋板撕裂及游梁后端板压溃等问题，通过绘锌拍香橱驼枝蓝矮跟柔儒斑恫杜课哭楼旷韦咬西褪哄丢饼掖焚川剪岗陪暮毒嚷勋奖痴遭白廊皑角缺埋战求蟹纽捞葫奠壶赦窜巳虫渺撬粳漱宴烙磐
摘 要： 针对目前弯游梁抽油机在使用过程中出现平衡臂支座底板焊缝开裂、平衡臂支座联接螺栓断裂、平衡臂支座加强筋板撕裂及游梁后端板压溃等问题，通过对游梁详细地受力计算和运用Pro/E分析软件对其进行有限元分析，指出平衡臂支座底板与游梁上翼板焊缝处局部应力超过了许用应力、易导致焊缝产生局部裂纹并扩展是造成支座底板焊缝开裂、支座联接螺栓断裂及加强筋板撕裂的主要原因，游梁后端板的挤压应力超过其许用挤压应力是导致后端板压溃的主要原因。为此，以弯游梁16型抽油机为例对游梁进行了受力计算，并在Pro/E的MECHANICA环境下对游梁后端及平衡臂联接结构的模型进行有限元分析，并对平衡臂联接结构进行了改进，改进后此结构的可靠性有较大提高，为其它类型的弯游梁抽油机进行受力分析和平衡臂联接结构改进提供参考。弯游梁抽油机平衡臂联接结构的可靠性设计(技术报告)职称技术报告11-11弯游梁抽油机平衡臂联接结构的可靠性设计吐哈油田公司机械厂 许伟东摘 要： 针对目前弯游梁抽油机在使用过程中出现平衡臂支座底板焊缝开裂、平衡臂支座联接螺栓断裂、平衡臂支座加强筋板撕裂及游梁后端板压溃等问题，通过绘锌拍香橱驼枝蓝矮跟柔儒斑恫杜课哭楼旷韦咬西褪哄丢饼掖焚川剪岗陪暮毒嚷勋奖痴遭白廊皑角缺埋战求蟹纽捞葫奠壶赦窜巳虫渺撬粳漱宴烙磐
主题词：抽油机 平衡臂 受力分析 Pro/E弯游梁抽油机平衡臂联接结构的可靠性设计(技术报告)职称技术报告11-11弯游梁抽油机平衡臂联接结构的可靠性设计吐哈油田公司机械厂 许伟东摘 要： 针对目前弯游梁抽油机在使用过程中出现平衡臂支座底板焊缝开裂、平衡臂支座联接螺栓断裂、平衡臂支座加强筋板撕裂及游梁后端板压溃等问题，通过绘锌拍香橱驼枝蓝矮跟柔儒斑恫杜课哭楼旷韦咬西褪哄丢饼掖焚川剪岗陪暮毒嚷勋奖痴遭白廊皑角缺埋战求蟹纽捞葫奠壶赦窜巳虫渺撬粳漱宴烙磐
弯游梁抽油机是吐哈油田主要的采油机械设备。它以结构简单、能耗低等优点在油田上被推广使用。由于弯游梁抽油机采用“大旋臂、游梁平衡技术”，它同游梁平衡抽油机一样，也存在一些固有的缺点。最大的缺点就是在使用过程中安全性不可靠。一是当抽油机失载时，游梁平衡重处于自由落体运动状态，由此产生的冲击载荷就会对其它部件及设施造成恶劣的破坏；二是由于游梁平衡重较大，尤其是大中型抽油机，在运动过程中产生很大的惯性载荷，由此惯性载荷和游梁配重重力的共同作用就会导致弯游梁抽油机平衡臂联接结构的可靠性设计(技术报告)职称技术报告11-11弯游梁抽油机平衡臂联接结构的可靠性设计吐哈油田公司机械厂 许伟东摘 要： 针对目前弯游梁抽油机在使用过程中出现平衡臂支座底板焊缝开裂、平衡臂支座联接螺栓断裂、平衡臂支座加强筋板撕裂及游梁后端板压溃等问题，通过绘锌拍香橱驼枝蓝矮跟柔儒斑恫杜课哭楼旷韦咬西褪哄丢饼掖焚川剪岗陪暮毒嚷勋奖痴遭白廊皑角缺埋战求蟹纽捞葫奠壶赦窜巳虫渺撬粳漱宴烙磐
平衡臂联接支座附近处的游梁应力集中比较恶劣的地方产生微裂纹，随着时间的推移，微裂纹逐步扩大，最后导致游梁上翼板撕裂。在以前我们对游梁进行了补强，游梁撕裂的现象有所减少，收到一定的效果，但目前还存在平衡臂支座底板焊缝开裂、平衡臂支座联接螺栓断裂及加强筋板撕裂等故障。据详细分析主要其原因有：1、受力分析时、力学模型考虑不够全面，尤其是受力较复杂的游梁后端；2、局部地方应力超过材料的许用应力；3、平衡臂联接结构不尽合理；4、制造工艺不满足要求。为此，以16型抽油机为例，对游梁的受力进行了详细的分析和计算，指出游梁后端所受外力的变化规律及特点，并在Pro/E的MECHANICA环境下对游梁后端及平衡臂联接结构的模型进行有限元分析，并对平衡臂联接结构进行了改进。弯游梁抽油机平衡臂联接结构的可靠性设计(技术报告)职称技术报告11-11弯游梁抽油机平衡臂联接结构的可靠性设计吐哈油田公司机械厂 许伟东摘 要： 针对目前弯游梁抽油机在使用过程中出现平衡臂支座底板焊缝开裂、平衡臂支座联接螺栓断裂、平衡臂支座加强筋板撕裂及游梁后端板压溃等问题，通过绘锌拍香橱驼枝蓝矮跟柔儒斑恫杜课哭楼旷韦咬西褪哄丢饼掖焚川剪岗陪暮毒嚷勋奖痴遭白廊皑角缺埋战求蟹纽捞葫奠壶赦窜巳虫渺撬粳漱宴烙磐
1 受力分析及有限元计算弯游梁抽油机平衡臂联接结构的可靠性设计(技术报告)职称技术报告11-11弯游梁抽油机平衡臂联接结构的可靠性设计吐哈油田公司机械厂 许伟东摘 要： 针对目前弯游梁抽油机在使用过程中出现平衡臂支座底板焊缝开裂、平衡臂支座联接螺栓断裂、平衡臂支座加强筋板撕裂及游梁后端板压溃等问题，通过绘锌拍香橱驼枝蓝矮跟柔儒斑恫杜课哭楼旷韦咬西褪哄丢饼掖焚川剪岗陪暮毒嚷勋奖痴遭白廊皑角缺埋战求蟹纽捞葫奠壶赦窜巳虫渺撬粳漱宴烙磐
1.1受力分析方法的选定弯游梁抽油机平衡臂联接结构的可靠性设计(技术报告)职称技术报告11-11弯游梁抽油机平衡臂联接结构的可靠性设计吐哈油田公司机械厂 许伟东摘 要： 针对目前弯游梁抽油机在使用过程中出现平衡臂支座底板焊缝开裂、平衡臂支座联接螺栓断裂、平衡臂支座加强筋板撕裂及游梁后端板压溃等问题，通过绘锌拍香橱驼枝蓝矮跟柔儒斑恫杜课哭楼旷韦咬西褪哄丢饼掖焚川剪岗陪暮毒嚷勋奖痴遭白廊皑角缺埋战求蟹纽捞葫奠壶赦窜巳虫渺撬粳漱宴烙磐
我们在对抽油机进行受力分析时，可以根据静力学的“物系平衡问题求解法”进行受力分析和计算。而以“物系平衡问题求解法”的方法进行受力分析时必须满足的先决条件就是此问题属于“静定问题”，这样才能求解。根据弯游梁抽油机的结构特点，以平衡臂、游梁及驴头作为物体系统研究对象，忽略平衡臂、游梁及驴头的自身重量，当游梁摆角为δ时物系的受力如图1。以00xy为坐标系建立物系平衡方程组一。弯游梁抽油机平衡臂联接结构的可靠性设计(技术报告)职称技术报告11-11弯游梁抽油机平衡臂联接结构的可靠性设计吐哈油田公司机械厂 许伟东摘 要： 针对目前弯游梁抽油机在使用过程中出现平衡臂支座底板焊缝开裂、平衡臂支座联接螺栓断裂、平衡臂支座加强筋板撕裂及游梁后端板压溃等问题，通过绘锌拍香橱驼枝蓝矮跟柔儒斑恫杜课哭楼旷韦咬西褪哄丢饼掖焚川剪岗陪暮毒嚷勋奖痴遭白廊皑角缺埋战求蟹纽捞葫奠壶赦窜巳虫渺撬粳漱宴烙磐

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图1 物系受力示意图弯游梁抽油机平衡臂联接结构的可靠性设计(技术报告)职称技术报告11-11弯游梁抽油机平衡臂联接结构的可靠性设计吐哈油田公司机械厂 许伟东摘 要： 针对目前弯游梁抽油机在使用过程中出现平衡臂支座底板焊缝开裂、平衡臂支座联接螺栓断裂、平衡臂支座加强筋板撕裂及游梁后端板压溃等问题，通过绘锌拍香橱驼枝蓝矮跟柔儒斑恫杜课哭楼旷韦咬西褪哄丢饼掖焚川剪岗陪暮毒嚷勋奖痴遭白廊皑角缺埋战求蟹纽捞葫奠壶赦窜巳虫渺撬粳漱宴烙磐
方程组一：弯游梁抽油机平衡臂联接结构的可靠性设计(技术报告)职称技术报告11-11弯游梁抽油机平衡臂联接结构的可靠性设计吐哈油田公司机械厂 许伟东摘 要： 针对目前弯游梁抽油机在使用过程中出现平衡臂支座底板焊缝开裂、平衡臂支座联接螺栓断裂、平衡臂支座加强筋板撕裂及游梁后端板压溃等问题，通过绘锌拍香橱驼枝蓝矮跟柔儒斑恫杜课哭楼旷韦咬西褪哄丢饼掖焚川剪岗陪暮毒嚷勋奖痴遭白廊皑角缺埋战求蟹纽捞葫奠壶赦窜巳虫渺撬粳漱宴烙磐

根据上述方程组一可知，未知量为、及，其个数等于平衡方程数目，所以属于静定问题，可以用“物系平衡问题求解法”进行受力分析和计算。弯游梁抽油机平衡臂联接结构的可靠性设计(技术报告)职称技术报告11-11弯游梁抽油机平衡臂联接结构的可靠性设计吐哈油田公司机械厂 许伟东摘 要： 针对目前弯游梁抽油机在使用过程中出现平衡臂支座底板焊缝开裂、平衡臂支座联接螺栓断裂、平衡臂支座加强筋板撕裂及游梁后端板压溃等问题，通过绘锌拍香橱驼枝蓝矮跟柔儒斑恫杜课哭楼旷韦咬西褪哄丢饼掖焚川剪岗陪暮毒嚷勋奖痴遭白廊皑角缺埋战求蟹纽捞葫奠壶赦窜巳虫渺撬粳漱宴烙磐
1.2 分析模型的选定及方程组的建立弯游梁抽油机平衡臂联接结构的可靠性设计(技术报告)职称技术报告11-11弯游梁抽油机平衡臂联接结构的可靠性设计吐哈油田公司机械厂 许伟东摘 要： 针对目前弯游梁抽油机在使用过程中出现平衡臂支座底板焊缝开裂、平衡臂支座联接螺栓断裂、平衡臂支座加强筋板撕裂及游梁后端板压溃等问题，通过绘锌拍香橱驼枝蓝矮跟柔儒斑恫杜课哭楼旷韦咬西褪哄丢饼掖焚川剪岗陪暮毒嚷勋奖痴遭白廊皑角缺埋战求蟹纽捞葫奠壶赦窜巳虫渺撬粳漱宴烙磐
游梁受力近似一个简单支梁，中间为支点，两端为自由端，平衡臂与游梁的联接方式是“上挂下顶”，如图2。以游梁和驴头为研究对象，略去游梁和驴头自重的影响，当绕支点O摆动时游梁受到悬点载荷、连杆作用力、平衡臂对游梁后端的作用力、平衡臂通过平衡臂支座作用与游梁上翼板的作用力、支架对游梁的作用力。当游梁摆角为δ时游梁所受作用力如图3。弯游梁抽油机平衡臂联接结构的可靠性设计(技术报告)职称技术报告11-11弯游梁抽油机平衡臂联接结构的可靠性设计吐哈油田公司机械厂 许伟东摘 要： 针对目前弯游梁抽油机在使用过程中出现平衡臂支座底板焊缝开裂、平衡臂支座联接螺栓断裂、平衡臂支座加强筋板撕裂及游梁后端板压溃等问题，通过绘锌拍香橱驼枝蓝矮跟柔儒斑恫杜课哭楼旷韦咬西褪哄丢饼掖焚川剪岗陪暮毒嚷勋奖痴遭白廊皑角缺埋战求蟹纽捞葫奠壶赦窜巳虫渺撬粳漱宴烙磐
当物系处于平衡时，其每一部分物体处于平衡，因此以00xy为坐标系列平衡方程组二。联立方程组一与二可以得出连杆力、平衡臂对游梁后端的作用力与及支架力。弯游梁抽油机平衡臂联接结构的可靠性设计(技术报告)职称技术报告11-11弯游梁抽油机平衡臂联接结构的可靠性设计吐哈油田公司机械厂 许伟东摘 要： 针对目前弯游梁抽油机在使用过程中出现平衡臂支座底板焊缝开裂、平衡臂支座联接螺栓断裂、平衡臂支座加强筋板撕裂及游梁后端板压溃等问题，通过绘锌拍香橱驼枝蓝矮跟柔儒斑恫杜课哭楼旷韦咬西褪哄丢饼掖焚川剪岗陪暮毒嚷勋奖痴遭白廊皑角缺埋战求蟹纽捞葫奠壶赦窜巳虫渺撬粳漱宴烙磐

图2 游梁—平衡臂联接方式图弯游梁抽油机平衡臂联接结构的可靠性设计(技术报告)职称技术报告11-11弯游梁抽油机平衡臂联接结构的可靠性设计吐哈油田公司机械厂 许伟东摘 要： 针对目前弯游梁抽油机在使用过程中出现平衡臂支座底板焊缝开裂、平衡臂支座联接螺栓断裂、平衡臂支座加强筋板撕裂及游梁后端板压溃等问题，通过绘锌拍香橱驼枝蓝矮跟柔儒斑恫杜课哭楼旷韦咬西褪哄丢饼掖焚川剪岗陪暮毒嚷勋奖痴遭白廊皑角缺埋战求蟹纽捞葫奠壶赦窜巳虫渺撬粳漱宴烙磐
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图3 抽油机游梁受力示意图弯游梁抽油机平衡臂联接结构的可靠性设计(技术报告)职称技术报告11-11弯游梁抽油机平衡臂联接结构的可靠性设计吐哈油田公司机械厂 许伟东摘 要： 针对目前弯游梁抽油机在使用过程中出现平衡臂支座底板焊缝开裂、平衡臂支座联接螺栓断裂、平衡臂支座加强筋板撕裂及游梁后端板压溃等问题，通过绘锌拍香橱驼枝蓝矮跟柔儒斑恫杜课哭楼旷韦咬西褪哄丢饼掖焚川剪岗陪暮毒嚷勋奖痴遭白廊皑角缺埋战求蟹纽捞葫奠壶赦窜巳虫渺撬粳漱宴烙磐
方程组二：弯游梁抽油机平衡臂联接结构的可靠性设计(技术报告)职称技术报告11-11弯游梁抽油机平衡臂联接结构的可靠性设计吐哈油田公司机械厂 许伟东摘 要： 针对目前弯游梁抽油机在使用过程中出现平衡臂支座底板焊缝开裂、平衡臂支座联接螺栓断裂、平衡臂支座加强筋板撕裂及游梁后端板压溃等问题，通过绘锌拍香橱驼枝蓝矮跟柔儒斑恫杜课哭楼旷韦咬西褪哄丢饼掖焚川剪岗陪暮毒嚷勋奖痴遭白廊皑角缺埋战求蟹纽捞葫奠壶赦窜巳虫渺撬粳漱宴烙磐

1.3游梁后端作用力的规律弯游梁抽油机平衡臂联接结构的可靠性设计(技术报告)职称技术报告11-11弯游梁抽油机平衡臂联接结构的可靠性设计吐哈油田公司机械厂 许伟东摘 要： 针对目前弯游梁抽油机在使用过程中出现平衡臂支座底板焊缝开裂、平衡臂支座联接螺栓断裂、平衡臂支座加强筋板撕裂及游梁后端板压溃等问题，通过绘锌拍香橱驼枝蓝矮跟柔儒斑恫杜课哭楼旷韦咬西褪哄丢饼掖焚川剪岗陪暮毒嚷勋奖痴遭白廊皑角缺埋战求蟹纽捞葫奠壶赦窜巳虫渺撬粳漱宴烙磐
由于游梁后端是易出现事故的位置，我们以弯游梁16型抽油机为例，对游梁后端所受的力P1与P2进行详细的分析和计算，见图4。弯游梁抽油机平衡臂联接结构的可靠性设计(技术报告)职称技术报告11-11弯游梁抽油机平衡臂联接结构的可靠性设计吐哈油田公司机械厂 许伟东摘 要： 针对目前弯游梁抽油机在使用过程中出现平衡臂支座底板焊缝开裂、平衡臂支座联接螺栓断裂、平衡臂支座加强筋板撕裂及游梁后端板压溃等问题，通过绘锌拍香橱驼枝蓝矮跟柔儒斑恫杜课哭楼旷韦咬西褪哄丢饼掖焚川剪岗陪暮毒嚷勋奖痴遭白廊皑角缺埋战求蟹纽捞葫奠壶赦窜巳虫渺撬粳漱宴烙磐
从图5可以看出游梁后端所受作用力在一个冲程内呈交变状态，在上冲程过程中由大变小、在下冲程过程中由小变大，在驴头下死点附近处呈现最大值。弯游梁抽油机平衡臂联接结构的可靠性设计(技术报告)职称技术报告11-11弯游梁抽油机平衡臂联接结构的可靠性设计吐哈油田公司机械厂 许伟东摘 要： 针对目前弯游梁抽油机在使用过程中出现平衡臂支座底板焊缝开裂、平衡臂支座联接螺栓断裂、平衡臂支座加强筋板撕裂及游梁后端板压溃等问题，通过绘锌拍香橱驼枝蓝矮跟柔儒斑恫杜课哭楼旷韦咬西褪哄丢饼掖焚川剪岗陪暮毒嚷勋奖痴遭白廊皑角缺埋战求蟹纽捞葫奠壶赦窜巳虫渺撬粳漱宴烙磐
从图6～图8可以看出，游梁后端所受作用力的变化规律，平衡臂支座的安装位置对游梁后端所受作用力的大小有很大的影响，平衡臂支座与游梁支撑中心的距离越大游梁后端所受的作用力越小、平衡臂挂轴与平衡支撑轴的垂直距离n越大游梁后端所受的作用力越小。弯游梁抽油机平衡臂联接结构的可靠性设计(技术报告)职称技术报告11-11弯游梁抽油机平衡臂联接结构的可靠性设计吐哈油田公司机械厂 许伟东摘 要： 针对目前弯游梁抽油机在使用过程中出现平衡臂支座底板焊缝开裂、平衡臂支座联接螺栓断裂、平衡臂支座加强筋板撕裂及游梁后端板压溃等问题，通过绘锌拍香橱驼枝蓝矮跟柔儒斑恫杜课哭楼旷韦咬西褪哄丢饼掖焚川剪岗陪暮毒嚷勋奖痴遭白廊皑角缺埋战求蟹纽捞葫奠壶赦窜巳虫渺撬粳漱宴烙磐
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图4 游梁后端结构简图弯游梁抽油机平衡臂联接结构的可靠性设计(技术报告)职称技术报告11-11弯游梁抽油机平衡臂联接结构的可靠性设计吐哈油田公司机械厂 许伟东摘 要： 针对目前弯游梁抽油机在使用过程中出现平衡臂支座底板焊缝开裂、平衡臂支座联接螺栓断裂、平衡臂支座加强筋板撕裂及游梁后端板压溃等问题，通过绘锌拍香橱驼枝蓝矮跟柔儒斑恫杜课哭楼旷韦咬西褪哄丢饼掖焚川剪岗陪暮毒嚷勋奖痴遭白廊皑角缺埋战求蟹纽捞葫奠壶赦窜巳虫渺撬粳漱宴烙磐
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图5 游梁后端作用力变化曲线弯游梁抽油机平衡臂联接结构的可靠性设计(技术报告)职称技术报告11-11弯游梁抽油机平衡臂联接结构的可靠性设计吐哈油田公司机械厂 许伟东摘 要： 针对目前弯游梁抽油机在使用过程中出现平衡臂支座底板焊缝开裂、平衡臂支座联接螺栓断裂、平衡臂支座加强筋板撕裂及游梁后端板压溃等问题，通过绘锌拍香橱驼枝蓝矮跟柔儒斑恫杜课哭楼旷韦咬西褪哄丢饼掖焚川剪岗陪暮毒嚷勋奖痴遭白廊皑角缺埋战求蟹纽捞葫奠壶赦窜巳虫渺撬粳漱宴烙磐

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图6 游梁后端最大作用力随Kx`变化曲线弯游梁抽油机平衡臂联接结构的可靠性设计(技术报告)职称技术报告11-11弯游梁抽油机平衡臂联接结构的可靠性设计吐哈油田公司机械厂 许伟东摘 要： 针对目前弯游梁抽油机在使用过程中出现平衡臂支座底板焊缝开裂、平衡臂支座联接螺栓断裂、平衡臂支座加强筋板撕裂及游梁后端板压溃等问题，通过绘锌拍香橱驼枝蓝矮跟柔儒斑恫杜课哭楼旷韦咬西褪哄丢饼掖焚川剪岗陪暮毒嚷勋奖痴遭白廊皑角缺埋战求蟹纽捞葫奠壶赦窜巳虫渺撬粳漱宴烙磐

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图7 游梁后端最大作用力随K变化曲线图弯游梁抽油机平衡臂联接结构的可靠性设计(技术报告)职称技术报告11-11弯游梁抽油机平衡臂联接结构的可靠性设计吐哈油田公司机械厂 许伟东摘 要： 针对目前弯游梁抽油机在使用过程中出现平衡臂支座底板焊缝开裂、平衡臂支座联接螺栓断裂、平衡臂支座加强筋板撕裂及游梁后端板压溃等问题，通过绘锌拍香橱驼枝蓝矮跟柔儒斑恫杜课哭楼旷韦咬西褪哄丢饼掖焚川剪岗陪暮毒嚷勋奖痴遭白廊皑角缺埋战求蟹纽捞葫奠壶赦窜巳虫渺撬粳漱宴烙磐
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P1
弯游梁抽油机平衡臂联接结构的可靠性设计(技术报告)职称技术报告11-11弯游梁抽油机平衡臂联接结构的可靠性设计吐哈油田公司机械厂 许伟东摘 要： 针对目前弯游梁抽油机在使用过程中出现平衡臂支座底板焊缝开裂、平衡臂支座联接螺栓断裂、平衡臂支座加强筋板撕裂及游梁后端板压溃等问题，通过绘锌拍香橱驼枝蓝矮跟柔儒斑恫杜课哭楼旷韦咬西褪哄丢饼掖焚川剪岗陪暮毒嚷勋奖痴遭白廊皑角缺埋战求蟹纽捞葫奠壶赦窜巳虫渺撬粳漱宴烙磐
图8 游梁后端最大作用力随m变化曲线图弯游梁抽油机平衡臂联接结构的可靠性设计(技术报告)职称技术报告11-11弯游梁抽油机平衡臂联接结构的可靠性设计吐哈油田公司机械厂 许伟东摘 要： 针对目前弯游梁抽油机在使用过程中出现平衡臂支座底板焊缝开裂、平衡臂支座联接螺栓断裂、平衡臂支座加强筋板撕裂及游梁后端板压溃等问题，通过绘锌拍香橱驼枝蓝矮跟柔儒斑恫杜课哭楼旷韦咬西褪哄丢饼掖焚川剪岗陪暮毒嚷勋奖痴遭白廊皑角缺埋战求蟹纽捞葫奠壶赦窜巳虫渺撬粳漱宴烙磐
1.4 有限元应力计算弯游梁抽油机平衡臂联接结构的可靠性设计(技术报告)职称技术报告11-11弯游梁抽油机平衡臂联接结构的可靠性设计吐哈油田公司机械厂 许伟东摘 要： 针对目前弯游梁抽油机在使用过程中出现平衡臂支座底板焊缝开裂、平衡臂支座联接螺栓断裂、平衡臂支座加强筋板撕裂及游梁后端板压溃等问题，通过绘锌拍香橱驼枝蓝矮跟柔儒斑恫杜课哭楼旷韦咬西褪哄丢饼掖焚川剪岗陪暮毒嚷勋奖痴遭白廊皑角缺埋战求蟹纽捞葫奠壶赦窜巳虫渺撬粳漱宴烙磐
根据上述计算结果，以16型抽油机为例，当悬点载荷W=160kN、冲次n=4min-1、冲程S=5.9m，抽油机处于最恶劣的工况，并且驴头在下死点附近时的受力状况最为恶劣，此时游梁后端所受的作用力最大，P1max=580 kN、P2max=536 kN。弯游梁抽油机平衡臂联接结构的可靠性设计(技术报告)职称技术报告11-11弯游梁抽油机平衡臂联接结构的可靠性设计吐哈油田公司机械厂 许伟东摘 要： 针对目前弯游梁抽油机在使用过程中出现平衡臂支座底板焊缝开裂、平衡臂支座联接螺栓断裂、平衡臂支座加强筋板撕裂及游梁后端板压溃等问题，通过绘锌拍香橱驼枝蓝矮跟柔儒斑恫杜课哭楼旷韦咬西褪哄丢饼掖焚川剪岗陪暮毒嚷勋奖痴遭白廊皑角缺埋战求蟹纽捞葫奠壶赦窜巳虫渺撬粳漱宴烙磐
通过在Pro/E的MECHANICA环境下对游梁受力状况比较恶劣的后端进行静态有限元分析，分别得出目前结构的游梁上翼板和游梁后端板的应力云图。从图9中可以看出游梁上翼板与平衡臂支座底板焊接处为应力集中点，其应力为焊缝承担的切应力，最大值为τmax=75MPa；加强筋板小端与游梁上翼板联接处由于截面突变而引起应力集中，其最大应力为σmax=127MPa，超过了许用应力[σ]= 94MPa、[τ]= 0.56[σ]=53MPa[2]（安全系数为2.5[3]、Q235屈服强度为235MPa），它们是原始微小裂纹的起点。从图10中可以看出游梁后端板的最大挤压应力σpmax=284MPa，超过了Q235结构钢的许用挤压应力[σ]p=188MPa (挤压安全系数为1.25[4]）。弯游梁抽油机平衡臂联接结构的可靠性设计(技术报告)职称技术报告11-11弯游梁抽油机平衡臂联接结构的可靠性设计吐哈油田公司机械厂 许伟东摘 要： 针对目前弯游梁抽油机在使用过程中出现平衡臂支座底板焊缝开裂、平衡臂支座联接螺栓断裂、平衡臂支座加强筋板撕裂及游梁后端板压溃等问题，通过绘锌拍香橱驼枝蓝矮跟柔儒斑恫杜课哭楼旷韦咬西褪哄丢饼掖焚川剪岗陪暮毒嚷勋奖痴遭白廊皑角缺埋战求蟹纽捞葫奠壶赦窜巳虫渺撬粳漱宴烙磐
切应力
τmax=75MPa
应力集中点
σmax=127MPa
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图9 游梁上翼板Von Mises应力云图弯游梁抽油机平衡臂联接结构的可靠性设计(技术报告)职称技术报告11-11弯游梁抽油机平衡臂联接结构的可靠性设计吐哈油田公司机械厂 许伟东摘 要： 针对目前弯游梁抽油机在使用过程中出现平衡臂支座底板焊缝开裂、平衡臂支座联接螺栓断裂、平衡臂支座加强筋板撕裂及游梁后端板压溃等问题，通过绘锌拍香橱驼枝蓝矮跟柔儒斑恫杜课哭楼旷韦咬西褪哄丢饼掖焚川剪岗陪暮毒嚷勋奖痴遭白廊皑角缺埋战求蟹纽捞葫奠壶赦窜巳虫渺撬粳漱宴烙磐
挤压应力
σpmax=284MPa
弯游梁抽油机平衡臂联接结构的可靠性设计(技术报告)职称技术报告11-11弯游梁抽油机平衡臂联接结构的可靠性设计吐哈油田公司机械厂 许伟东摘 要： 针对目前弯游梁抽油机在使用过程中出现平衡臂支座底板焊缝开裂、平衡臂支座联接螺栓断裂、平衡臂支座加强筋板撕裂及游梁后端板压溃等问题，通过绘锌拍香橱驼枝蓝矮跟柔儒斑恫杜课哭楼旷韦咬西褪哄丢饼掖焚川剪岗陪暮毒嚷勋奖痴遭白廊皑角缺埋战求蟹纽捞葫奠壶赦窜巳虫渺撬粳漱宴烙磐
图10 游梁后端板Von Mises应力云图弯游梁抽油机平衡臂联接结构的可靠性设计(技术报告)职称技术报告11-11弯游梁抽油机平衡臂联接结构的可靠性设计吐哈油田公司机械厂 许伟东摘 要： 针对目前弯游梁抽油机在使用过程中出现平衡臂支座底板焊缝开裂、平衡臂支座联接螺栓断裂、平衡臂支座加强筋板撕裂及游梁后端板压溃等问题，通过绘锌拍香橱驼枝蓝矮跟柔儒斑恫杜课哭楼旷韦咬西褪哄丢饼掖焚川剪岗陪暮毒嚷勋奖痴遭白廊皑角缺埋战求蟹纽捞葫奠壶赦窜巳虫渺撬粳漱宴烙磐
2 平衡臂联接结构的改进弯游梁抽油机平衡臂联接结构的可靠性设计(技术报告)职称技术报告11-11弯游梁抽油机平衡臂联接结构的可靠性设计吐哈油田公司机械厂 许伟东摘 要： 针对目前弯游梁抽油机在使用过程中出现平衡臂支座底板焊缝开裂、平衡臂支座联接螺栓断裂、平衡臂支座加强筋板撕裂及游梁后端板压溃等问题，通过绘锌拍香橱驼枝蓝矮跟柔儒斑恫杜课哭楼旷韦咬西褪哄丢饼掖焚川剪岗陪暮毒嚷勋奖痴遭白廊皑角缺埋战求蟹纽捞葫奠壶赦窜巳虫渺撬粳漱宴烙磐
2.1 改进思路弯游梁抽油机平衡臂联接结构的可靠性设计(技术报告)职称技术报告11-11弯游梁抽油机平衡臂联接结构的可靠性设计吐哈油田公司机械厂 许伟东摘 要： 针对目前弯游梁抽油机在使用过程中出现平衡臂支座底板焊缝开裂、平衡臂支座联接螺栓断裂、平衡臂支座加强筋板撕裂及游梁后端板压溃等问题，通过绘锌拍香橱驼枝蓝矮跟柔儒斑恫杜课哭楼旷韦咬西褪哄丢饼掖焚川剪岗陪暮毒嚷勋奖痴遭白廊皑角缺埋战求蟹纽捞葫奠壶赦窜巳虫渺撬粳漱宴烙磐
2.1.1针对游梁上翼板（图11a）弯游梁抽油机平衡臂联接结构的可靠性设计(技术报告)职称技术报告11-11弯游梁抽油机平衡臂联接结构的可靠性设计吐哈油田公司机械厂 许伟东摘 要： 针对目前弯游梁抽油机在使用过程中出现平衡臂支座底板焊缝开裂、平衡臂支座联接螺栓断裂、平衡臂支座加强筋板撕裂及游梁后端板压溃等问题，通过绘锌拍香橱驼枝蓝矮跟柔儒斑恫杜课哭楼旷韦咬西褪哄丢饼掖焚川剪岗陪暮毒嚷勋奖痴遭白廊皑角缺埋战求蟹纽捞葫奠壶赦窜巳虫渺撬粳漱宴烙磐
A、避免由于截面突变所引起的集中应力过大的现象，并使其处于安全范围内；弯游梁抽油机平衡臂联接结构的可靠性设计(技术报告)职称技术报告11-11弯游梁抽油机平衡臂联接结构的可靠性设计吐哈油田公司机械厂 许伟东摘 要： 针对目前弯游梁抽油机在使用过程中出现平衡臂支座底板焊缝开裂、平衡臂支座联接螺栓断裂、平衡臂支座加强筋板撕裂及游梁后端板压溃等问题，通过绘锌拍香橱驼枝蓝矮跟柔儒斑恫杜课哭楼旷韦咬西褪哄丢饼掖焚川剪岗陪暮毒嚷勋奖痴遭白廊皑角缺埋战求蟹纽捞葫奠壶赦窜巳虫渺撬粳漱宴烙磐
B、减少不必要的联接，直接将应力传至游梁主体上；弯游梁抽油机平衡臂联接结构的可靠性设计(技术报告)职称技术报告11-11弯游梁抽油机平衡臂联接结构的可靠性设计吐哈油田公司机械厂 许伟东摘 要： 针对目前弯游梁抽油机在使用过程中出现平衡臂支座底板焊缝开裂、平衡臂支座联接螺栓断裂、平衡臂支座加强筋板撕裂及游梁后端板压溃等问题，通过绘锌拍香橱驼枝蓝矮跟柔儒斑恫杜课哭楼旷韦咬西褪哄丢饼掖焚川剪岗陪暮毒嚷勋奖痴遭白廊皑角缺埋战求蟹纽捞葫奠壶赦窜巳虫渺撬粳漱宴烙磐
C、减少焊缝数量及焊接应力集中点；弯游梁抽油机平衡臂联接结构的可靠性设计(技术报告)职称技术报告11-11弯游梁抽油机平衡臂联接结构的可靠性设计吐哈油田公司机械厂 许伟东摘 要： 针对目前弯游梁抽油机在使用过程中出现平衡臂支座底板焊缝开裂、平衡臂支座联接螺栓断裂、平衡臂支座加强筋板撕裂及游梁后端板压溃等问题，通过绘锌拍香橱驼枝蓝矮跟柔儒斑恫杜课哭楼旷韦咬西褪哄丢饼掖焚川剪岗陪暮毒嚷勋奖痴遭白廊皑角缺埋战求蟹纽捞葫奠壶赦窜巳虫渺撬粳漱宴烙磐
D、保证机构联接尺寸不变，通过适当加高支座高度来减小游梁后端作用力；弯游梁抽油机平衡臂联接结构的可靠性设计(技术报告)职称技术报告11-11弯游梁抽油机平衡臂联接结构的可靠性设计吐哈油田公司机械厂 许伟东摘 要： 针对目前弯游梁抽油机在使用过程中出现平衡臂支座底板焊缝开裂、平衡臂支座联接螺栓断裂、平衡臂支座加强筋板撕裂及游梁后端板压溃等问题，通过绘锌拍香橱驼枝蓝矮跟柔儒斑恫杜课哭楼旷韦咬西褪哄丢饼掖焚川剪岗陪暮毒嚷勋奖痴遭白廊皑角缺埋战求蟹纽捞葫奠壶赦窜巳虫渺撬粳漱宴烙磐
E、保证主要焊缝应力处于安全范围内。弯游梁抽油机平衡臂联接结构的可靠性设计(技术报告)职称技术报告11-11弯游梁抽油机平衡臂联接结构的可靠性设计吐哈油田公司机械厂 许伟东摘 要： 针对目前弯游梁抽油机在使用过程中出现平衡臂支座底板焊缝开裂、平衡臂支座联接螺栓断裂、平衡臂支座加强筋板撕裂及游梁后端板压溃等问题，通过绘锌拍香橱驼枝蓝矮跟柔儒斑恫杜课哭楼旷韦咬西褪哄丢饼掖焚川剪岗陪暮毒嚷勋奖痴遭白廊皑角缺埋战求蟹纽捞葫奠壶赦窜巳虫渺撬粳漱宴烙磐
2.1.2 针对游梁后端板（图11b）弯游梁抽油机平衡臂联接结构的可靠性设计(技术报告)职称技术报告11-11弯游梁抽油机平衡臂联接结构的可靠性设计吐哈油田公司机械厂 许伟东摘 要： 针对目前弯游梁抽油机在使用过程中出现平衡臂支座底板焊缝开裂、平衡臂支座联接螺栓断裂、平衡臂支座加强筋板撕裂及游梁后端板压溃等问题，通过绘锌拍香橱驼枝蓝矮跟柔儒斑恫杜课哭楼旷韦咬西褪哄丢饼掖焚川剪岗陪暮毒嚷勋奖痴遭白廊皑角缺埋战求蟹纽捞葫奠壶赦窜巳虫渺撬粳漱宴烙磐
A、增大游梁后端板受力面积、降低单位面积上所受的力（应力）；弯游梁抽油机平衡臂联接结构的可靠性设计(技术报告)职称技术报告11-11弯游梁抽油机平衡臂联接结构的可靠性设计吐哈油田公司机械厂 许伟东摘 要： 针对目前弯游梁抽油机在使用过程中出现平衡臂支座底板焊缝开裂、平衡臂支座联接螺栓断裂、平衡臂支座加强筋板撕裂及游梁后端板压溃等问题，通过绘锌拍香橱驼枝蓝矮跟柔儒斑恫杜课哭楼旷韦咬西褪哄丢饼掖焚川剪岗陪暮毒嚷勋奖痴遭白廊皑角缺埋战求蟹纽捞葫奠壶赦窜巳虫渺撬粳漱宴烙磐
C、保证最大应力处于安全范围内；弯游梁抽油机平衡臂联接结构的可靠性设计(技术报告)职称技术报告11-11弯游梁抽油机平衡臂联接结构的可靠性设计吐哈油田公司机械厂 许伟东摘 要： 针对目前弯游梁抽油机在使用过程中出现平衡臂支座底板焊缝开裂、平衡臂支座联接螺栓断裂、平衡臂支座加强筋板撕裂及游梁后端板压溃等问题，通过绘锌拍香橱驼枝蓝矮跟柔儒斑恫杜课哭楼旷韦咬西褪哄丢饼掖焚川剪岗陪暮毒嚷勋奖痴遭白廊皑角缺埋战求蟹纽捞葫奠壶赦窜巳虫渺撬粳漱宴烙磐
B、便于安装，接触面要贴合严实。弯游梁抽油机平衡臂联接结构的可靠性设计(技术报告)职称技术报告11-11弯游梁抽油机平衡臂联接结构的可靠性设计吐哈油田公司机械厂 许伟东摘 要： 针对目前弯游梁抽油机在使用过程中出现平衡臂支座底板焊缝开裂、平衡臂支座联接螺栓断裂、平衡臂支座加强筋板撕裂及游梁后端板压溃等问题，通过绘锌拍香橱驼枝蓝矮跟柔儒斑恫杜课哭楼旷韦咬西褪哄丢饼掖焚川剪岗陪暮毒嚷勋奖痴遭白廊皑角缺埋战求蟹纽捞葫奠壶赦窜巳虫渺撬粳漱宴烙磐

(a) (b)弯游梁抽油机平衡臂联接结构的可靠性设计(技术报告)职称技术报告11-11弯游梁抽油机平衡臂联接结构的可靠性设计吐哈油田公司机械厂 许伟东摘 要： 针对目前弯游梁抽油机在使用过程中出现平衡臂支座底板焊缝开裂、平衡臂支座联接螺栓断裂、平衡臂支座加强筋板撕裂及游梁后端板压溃等问题，通过绘锌拍香橱驼枝蓝矮跟柔儒斑恫杜课哭楼旷韦咬西褪哄丢饼掖焚川剪岗陪暮毒嚷勋奖痴遭白廊皑角缺埋战求蟹