曲柄销装置的主要失效原因及锁紧结构的对比分析

曲柄销作为游梁式抽油机的主要传动部件,也是抽油机的薄弱环节。以长庆油田现场曲柄销主要失效情况为基础,对游梁式抽油机的曲柄销装置进行分析,阐述了其失效的主要原因,同时对现在使用曲柄销锁紧结构进行了对比分析,最后提出较合理的曲柄销锁紧结构。     

抽油机曲柄销失效分析及联接设计

分析了游梁式抽油机曲柄销所受载荷及失效形式。指出曲柄销失效的主要原因是曲柄销和锥套的过盈配合面之间出现了松压现象，这种松压现象是由曲柄销受灾变载荷作用所引起，且失效主要发生在曲柄销锥面中部台阶、螺纹根部及锥面小端三处，破坏形式则以弯曲疲劳破坏为主，螺纹根部的破坏具有扭转破坏的特征。提出了曲柄销与曲柄联接的设计准则及螺纹预紧力矩的计算公式。     

游梁式抽油机曲柄销可靠性讨论

近年来,游梁式抽油机曲柄销的失效已经造成相当大的经济损失。文章认为,在过去的设计中没有考虑材料的弹性变形以及由此产生的材料中力的传递,也忽略了加工误差和交变载荷的影响,正是这些因素与曲柄销失效有关。文章对曲柄销的工作情况进行了分析,并结合现场试验结果,提出了提高曲柄销可靠性的若干措施。     

抽油机曲柄销防松结构的设计

导致抽油机曲柄销损坏的原因有多种, 除少数是因为材料本身缺陷或原始裂纹引起的破坏外, 大多数是由于曲柄销连接发生松动, 破坏了曲柄销与锥套的配合状态, 改变了其受力状况, 最终致使曲柄销发生弯曲疲劳破坏。为此, 在分析抽油机曲柄销结构特点的基础上, 提出相应的预防措施, 设计了新的防转结构曲柄销。现场使用证明, 这种新的曲柄销具有工作可靠、防松效果好、适用范围广以及结构简单等优点, 值得推广使用。     

抽油机不同负载率下曲柄销的疲劳寿命

根据游梁式抽油机发生曲柄销失效的主要位置,提出了按弹性地基内弹性桩的计算模型来求曲柄销各截面处弯矩的方法.应用这一计算方法,对曲柄销锥面小端台阶处进行了疲劳强度计算;并按照帕尔斯公式计算出曲柄销在有初始裂纹时不同负载率下的疲劳寿命,为确定抽油机合理负载率提供了理论依据.     

游梁式抽油机曲柄销联接机构失效分析

通过对游梁式抽油机曲柄销联接机构的微观分析,阐明微动磨损的机理,指出粘着、氧化和微动疲劳在微动磨损中的作用,认为微动疲劳断裂是造成曲柄销联接机构失效的根本原因。     

常规游梁式抽油机改造成异相型抽油机的实践

在对比分析常规游梁式抽油机与异相型抽油机结构参数的基础上，提出将CYJ12－4．2－73HB型常规游梁式抽油机改造成异相型抽油机的具体方案：将常规机的曲柄、曲柄销和连杆，用12型异相抽油机的曲柄、曲柄销和连杆替代，并将横梁与游梁连接的轴承座前移。这样改造既解决了在用常规机配件供应匮乏的问题，又可节约可观的设备购置资金。现场使用情况表明，改造成的异相型机运行平稳可靠，冲程增加7％，相应提高了油井产液量和采油时率，并具有一定的节能效果。     

抽油机曲柄销的可靠性分析

通过实例介绍了一种计算抽油机曲柄销可靠性的设计方法,并在受力分析的基础上,对曲柄销的危险断面作了可靠性概率分析,指出将零件的受力分布、强度分布和使用因素考虑到设计中去,比常用的单值安全系数设计法更加符合实际。利用这种设计计算方法还可以预测曲柄销的失效概率。     

抽油机曲柄销疲劳强度计算中的几个重要问题

文章对抽油机曲柄销复杂的受力状态做了真实描述,提出运用曲柄销的工作应力分布图来分析曲柄销的应力循环特征,以及确定计算中的最大应力值和最小应力值。介绍了几个重要参数的计算公式。通过计算举例,指出CYJ10—3—53B型抽油机存在曲柄销疲劳强度偏低的问题。     

抽油机曲柄销疲劳计算分析

根据游梁式抽油机曲柄销的实际工作情况,按悬臂梁和弹性基础梁模型对其进行了疲劳强度计算的分析对比,比较结果可以看出,现有曲柄销结构按弹性基础梁模型计算,其疲劳强度达不到无限寿命,以CYJ10－53B型抽油机为例曲柄销的疲劳安全系数明显偏小,最后提出了提高曲柄销疲劳寿命的几种方法。     

几种设计参数对抽油机曲柄销工作性能的影响

以游梁式抽油机曲柄销总成为研究对象,利用Pro/E建立了曲柄销、锥套、曲柄体和螺母垫圈的装配模型,并导入到ANSYS中进行接触分析。分析了在不同曲柄体凸台高度、不同锥套厚度以及不同曲柄销锥面锥度条件下,曲柄销总成各构件之间的受力情况,得出如下结论:在曲柄体悬臂端设置一定高度的凸台有利于提高曲柄销和锥套的接触压力,能有效降低曲柄销在锥套内微动磨损的程度;当锥套厚度在20 mm左右时,不但能有效保护曲柄体悬臂端不被扩孔,而且能获得较高的销与套之间的接触压力;曲柄销锥面锥度为1∶10～1∶11时,可以显著降低曲柄销的等效应力,从而延长曲柄销总成的使用寿命。     

抽油机曲柄销螺纹联接松动的原因分析及预防

分析抽油机曲柄销螺纹联接在使用中发生松动的主要原因，并提出相应的预防措施；设计了新的防松装置，简要介绍其结构和工作原理，它具有工作可靠、防松效果好等特点；给出了曲柄销联接螺母的最小拧螺力矩计算公式。     

渐开线节能抽油机曲柄设计与研究

针对渐开线节能抽油机对曲柄的大偏置角、扭矩调整幅度大等要求,提出了非对称单侧调整的曲柄结构设计方案,给出了结构设计原理和注意事项。30余台渐开线节能抽油机的现场使用证明:(1)非对称单侧调整曲柄结构适应偏置角较大的曲柄,具有总体质量轻、平衡扭矩调节幅度大等优点;(2)非对称单侧调整曲柄结构的形体设计是关键。用“斜直线”近似理论来确定曲柄销孔的位置更具合理性和可操作性。为了取得更佳平衡效果,曲柄应尽量取得长些,推荐曲柄最大回转圆在地基下平面以上50mm处。     

游梁式抽油机曲柄销疲劳可靠性分析

在分析游梁式抽油机曲柄销应力变化规律的基础上 ,用随机抽样方法对曲柄销应力和材料疲劳极限的概率分布进行数字仿真 ,结果表明 ,考虑呈二项分布的扭矩影响后 ,曲柄销等效应力的应力幅和平均应力都服从正态分布。以CYJ10— 3— 5 3HB游梁式抽油机曲柄销为例进行计算 ,得出曲柄销应力和 4 0Cr材料疲劳极限都服从正态分布 ,当曲柄销直径为 10 0mm时 ,疲劳可靠度为 0 9783。基于随机抽样数字仿真技术进行曲柄销疲劳可靠性分析的方法 ,既可用于曲柄销疲劳可靠性校核 ,也可用于曲柄销疲劳可靠性设计     

抽油机曲柄销疲劳强度计算

采用动坐标系建立了曲柄销强度计算的力学模型。在分析曲柄销内力及应力的基础上,指出在计算曲柄销疲劳强度时,可以忽略剪应力的影响,而只考虑弯静应力的作用,并给出了曲柄销疲劳强度计算的简化方法。     

游梁式抽油机曲柄销所受扭矩分析

在分析游梁式抽油机连杆大头轴承座因装配不当而产生变形的基础上，用有限元法分析了轴承所受的径向力，得出了曲柄销上所受的扭矩。最后，以ＣＹＪ１０－３－５３ＨＢ游梁式抽油机曲柄销为例进行计算，得出当轴承座径向变形量为０．１ｍｍ时，曲柄销中相应产生的扭矩可达１．０８ｋＮ·ｍ。为消除这种不良影响，应考虑采用其他的联接方式，以避免装配时产生过大的装配应力。     

抽油机曲柄销总成接触有限元分析

利用三维建模软件Pro/E与有限元分析软件Ansys的无缝连接,在Pro/E中建立了抽油机曲柄销、锥套、曲柄体和螺母垫片的装配实体模型,并导入Ansys中进行接触分析,得到各实体之间的接触应力分布情况。分析结果表明：曲柄销所受最大等效应力发生在曲柄销锥面中部;锥面小端的最大应力大于除锥面中部外的其他部位。与传统的力学模型计算结果相比,更能有效地解释曲柄销失效主要发生在锥面中部、螺纹根部和锥面小端这一实际情况,并提出了一些设计和加工曲柄销的改进意见。     

抽油机曲柄销的破坏形式分析及弯矩计算

分析了抽油机曲柄销的外载、破坏形式及承受弯矩的计算方法等问题。指出曲柄销承受的弯矩应按弹性基础上的梁计算；曲柄销的损坏一般具有先松动后疲劳破坏的特征；曲柄销的外载主要由连杆拉力和螺纹预紧力造成，设计节能型抽油机时应注意曲柄销上载荷的大小。