钻井泵组装式曲轴设计与有限元分析

《钻井泵组装式曲轴设计与有限元分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、２０１４年第４３卷石油矿场机械第１１期第４８页犗犐犔犉犐犈犔犇犈犙犝犐犘犕犈犖犜２０１４，４３（１１）：４８５１文章编号：１００１３４８２（２０１４）１１００４８０４钻井泵组装式曲轴设计与有限元分析刘红芳１，曾兴昌１，２，罗元清１，于书清３（１．宝鸡石油机械有限责任公司，陕西宝鸡７２１００２；２．国家油气钻井装备工程技术研究中心，陕西宝鸡７２１００２；３．沧州市华油飞达石油装备有限公司，河北沧州０６１００１）摘要：介绍了目前钻井泵常采用的整体铸造式、整体锻造式、组焊式、组装式４种结构

2、形式。组装式曲轴可避免整体铸造、整体锻造及焊接等带来的诸多问题，被越来越多的钻井泵设计者所采用。确定芯轴和偏心轮之间合理的装配过盈量是组装式曲轴设计的关键点和难点。应用ＡＮＳＹＳ软件的非线性接触分析功能，计算出某新型组装式曲轴的芯轴与偏心轮之间合理的装配关系为Ｈ７／ｔ６，可供同类设计参考。关键词：钻井泵；曲轴；过盈装配；有限元分析中图分类号：ＴＥ９２６文献标识码：Ａ犱狅犻：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１３８４２．２０１４．１１．０１２犇狉犻犾犾犻狀犵犘狌犿狆犃狊狊犲犿犫犾狔犆狉犪狀犽狊犺犪犳狋犇犲狊犻犵狀犻狀犵犪狀犱犉犈犃１，ＺＥＮＧＸｉｎｇｃｈａｎｇ１，２，ＬＵＯＹｕａｎｑ

3、ｉｎｇ１，ＹＵＳｈｕｑｉｎｇ３ＬＩＵＨｏｎｇｆａｎｇ（１．犅犪狅犼犻犗犻犾犳犻犲犾犱犕犪犮犺犻狀犲狉狔犆狅．，犔狋犱．，犅犪狅犼犻７２１００２，犆犺犻狀犪；２．犖犪狋犻狅狀犪犾犗犻犾犪狀犱犌犪狊犇狉犻犾犾犻狀犵犈狇狌犻狆犿犲狀狋犈狀犵犻狀犲犲狉犻狀犵犜犲犮犺狀狅犾狅犵狔犚犲狊犲犪狉犮犺犆犲狀狋犲狉，犅犪狅犼犻７２１００２，犆犺犻狀犪；３．犆犪狀犵狕犺狅狌犎狌犪犫犲犻犘犲狋狉狅犾犲狌犿犉犲犻犱犪犗犻犾犈狇狌犻狆犿犲狀狋犆狅．，犔狋犱．，犆犪狀犵狕犺狅狌０６１００１，犆犺犻狀犪）犃犫狊狋狉犪犮狋：Ｆｏｕｒｔｙｐｅｓｏｆｆｒｅｑｕｅｎｔｃｒａｎｋｓｈａｆｔｓａｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ：ｗｈｏ

4、ｌｅｃａｓｔｅｄ，ｗｈｏｌｅｆｏｒｇｅｄ，ａｓｓｅｍｂｌｙｗｅｌｄｅｄ，ａｎｄａｓｓｅｍｂｌｙｃｒａｎｋｓｈａｆｔ．Ｔｈｅａｓｓｅｍｂｌｙｃｒａｎｋｓｈａｆｔｉｓｂｅｉｎｇａｄｏｐｔｅｄｂｙｍｏｒｅａｎｄｍｏｒｅｐｕｍｐｅｎｇｉｎｅｅｒｓｂｅｃａｕｓｅｉｔｃａｎａｖｏｉｄｍａｎｙｏｔｈｅｒｔｙｐｅｃｒａｎｋｓｈａｆｔｓ’ｐｒｏｂｌｅｍｓ．Ｉｔｉｓｃｒｉｔｉｃａｌａｎｄｄｉｆｆｉｃｕｌｔｆｏｒａｓｓｅｍｂｌｙｃｒａｎｋｓｈａｆｔｄｅｓｉｇｎｉｎｇｔｏｄｅｔｅｒｍｉｎｅａｐｐｏｓｉｔｅｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｖａｌｕｅｂｅｔｗｅｅｎｃｅｎｔｒａｌｓｈａｆｔａｎｄｅｃｃｅｎｔｒｉｃｗｈｅｅｌ．

5、ＡＮＳＹＳ’ｎｏｎｌｉｎｅａｒｃｏｎｔａｃｔａｎａｌｙｓｉｓｆｕｎｃｔｉｏｎｗａｓｕｓｅｄｔｏｃａｌｃｕｌａｔｅｓｏｍｅｎｅｗｔｙｐｅｃｒａｎｋｓｈａｆｔ’ａｐｐｏｓｉｔｅａｓｓｅｍｂｌｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｃｅｎｔｒａｌｓｈａｆｔａｎｄｅｃｃｅｎｔｒｉｃｗｈｅｅｌｉｓＨ７／ｔ６．Ｉｔｍａｙｂｅａｒｅｆｅｒｅｎｃｅｉｎｓｉｍｉｌａｒｄｅｓｉｇｎｉｎｇ．犓犲狔狑狅狉犱狊：ｄｒｉｌｌｉｎｇｐｕｍｐ；ｃｒａｎｋｓｈａｆｔ；ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅａｓｓｅｍｂｌｙ；ｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓ曲轴在钻井泵设计中至关重要，其结构型式直１钻井泵曲轴结构形式及特点接影响泵

6、的体积、质量、可靠性、平稳性、成本等。从钻井泵一般分为动力端和液力端２大部分。液结构形式及制造工艺的角度划分，钻井泵常见的曲力端将机械能转化为泥浆动能，是实现泵功能最直轴有整体铸造式、整体锻造式、组焊式和组装式４接的执行部件；动力端是动力机和液力端之间能量种，如图１～４所示。的传递和转换机构，一般将柴油机或电机的旋转运［１］动转换为往复运动。由于动力端不是直接的功能执行部件，只要能够最终输出往复运动即可，所以机构形式具有多样性，例如：曲柄连杆机构、凸轮机构、液压传动等。其中，曲柄连杆机构结构简单可靠，综合性能最具优势，在钻井泵设计中应用最多。图１整体铸造曲轴（三维模型）收稿日期：２０１４

7、０６２８作者简介：刘红芳（１９６４），女，陕西宝鸡人，工程师，主要从事石油标准化管理研究，Ｅｍａｉｌ：ｌｈｆ１９９６６＠１６３．ｃｏｍ。第４３卷第１１期刘红芳，等：钻井泵组装式曲轴设计与有限元分析·４９·整体铸造曲轴一般采用低合金铸钢或球墨铸铁，可以采用空心或实心结构，成本相对较低，但由于结构复杂等容易出现裂纹、气孔