320-256-120H型抽油机支架受力分析.doc

320型抽油机支架优化分析 1支架受力分析 根据320型抽油机图纸C320-256-120TH建立支架的几何模型，如图1，要分析抽油机在工作过程中支架的受力，首先对游梁、连杆、曲柄等运动部件进行简化，简化的机构模型如图2。 图1、 支架几何模型 图2、机构模型 以支架顶点作为坐标原点；水平方向作为X轴，向右为正方向；竖直方向作为Y轴，向上为正方向，建立平面坐标系。根据静力平衡原理可得： ： F后.sinα1+F连.sinβ=F前.sinα2 （1） ： F后.cosα1+ F前.cosα2= F连.cosβ+F+G （2） ： F.3937+G. = F连. L3 （3） 式中：α1为后与竖直方向夹角；α2为前支与竖直方向夹角；β为连杆与竖直方向夹角，偏向口方向为正，偏向电机方向为负；F为点载荷（单位N）；G为驴头、游梁、横梁总成、横梁支座总重力（单位N）；为重心点横坐标绝对值；L3为原点到连杆距离（单位mm）；F后前支架受力（单位N）；F后为后支架受力（单位N）；F连为连杆受力（单位N）查看C320-256-120H图纸可求出G, G=G横梁总成+G游梁+G驴头+ +G横梁支座 =30750(N) （4） 在曲柄运动的一个周期内，每隔15o取一值，利用连杆机构模型可测得参数θ；β；L3；γ之间的关系，如表 求解G重心时，将游梁、横梁、横连支座、尾座、驴头、中央轴承座作为一个整体进行重心计算连杆重力到连杆拉力上， 图3 G模型 图4 求解重心 表1 参数θ，β，L3，γ之间关系 θ β L3 γ （x、y、z） 1 15o 2.08o 2629 -19.17o (292;0;175) 2 30o 7.21o 2585 -16.38o (281;0;188) 3 45o 11.99o 2580 -11.85o (260;0;210) 4 60o 15.74o 2616 -6.22o (233;0;235) 5 75o 17.94o 2680 -0.23o (202;0;257) 6 90o 18.35o 2750 5.54o (170;0;276) 7 105o 17.05o 2803 10.74o (140;0;290) 8 120o 14.29o 2805 15.19o (112;0;300) 9 135o 10.40o 2820 18.85o (90;0;306) 10 150o 5.75o 2790 21.70o (70;0;310) 11 165o 0.70o 2712 23.68o (58;0;312) 12 180 o -4.38o 2579 24.70o (51;0;314) 13 195 o -9.10 2345 24.61 (53;0;314) 14 210 o -13.11 2271 23.25 (61;0;312) 15 225 o -16.13 2264 20.51 (88;0;309) 16 240 o -18.03 2325 16.48 (104;0;303) 17 255 o -18.84 2436 11.42 (135;0;292) 18 270 o -18.77 2568 5.70 (170;0;277) 19 285 o -17.87 2689 -0.25 (203;0;257) 20 300 o -16.24 2777 -6.06 (233;0;235) 21 315 o -13.93 2818 -11.32 (259;0;213) 22 330 o -10.95 2811 -15.65 (278;0;192) 23 345 o -7.23 2765 -18.65 (290;0;177) 24 360 o -2.85 2697 -19.91 (296;0;171) 将A，θ，β，L3，γ数值分别代入平衡方程（1）（2）（3）可求F后，F前,再根据力学中平行四边形法则可求出F合图5 平行四边形法则求解F合. 图6 求F水、F竖 表2 F前(N)，F后(N)，F合(N)，θ关系 θ 257005 86130 328221 30o 280598 61514 330504 45o 299318 37809 329448 60o 309950 19615 325366 75o 312224 9841 319900 90