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减速器壳体受力研讨分析及构造讨论

抽油机减速器的作用是传递动力和降低运动速度,将电动机的高速转动变为抽油机曲柄的低速运动。减速器箱体是传动零件的基座,通常用灰铸铁制造,关于重载或有冲击载荷的减速器采用铸钢箱体方式,甚至有些单体消费的减速器为了简化工艺、降低本钱,采用钢板焊接箱体。灰铸铁虽然具有较好的铸造功能和减振功能,但其构造和工艺设计不妥易形成壳体开裂等。拟对该减速器箱体停止仿真计算,将附加凸台改造为带惯例筋板的增强构造,降低下箱体部分最大应力,进步箱体平安裕度,并且简化铸造工艺。
  1壳体模型
  910d型减速器箱体主体资料为ht200,其下箱体输入轴轴承座下端与孔中心线垂直的端面处采用附加楔形凸台支撑设计,其构造见。这种设计方式虽然可以添加箱体部分的刚度,在箱体加工进程中增加加工面,但楔形凸台构造给铸造工艺提出了更高的要求,特别是薄壁铸造箱体极易呈现高应力区。该减速器箱体在油田现场运用一段工夫后,凸台呈现裂纹,显然不只与灰铸铁资料自身的缺陷有关,并且与构造设计有亲密联络。
  减速器壳体由上下箱体组成,上箱体的强度和刚度通常满足条件,只对下箱体停止无限元计算。910d型减速器下箱体无限元模型见,输入轴轴承下端采用凸台支撑。
  对全体拆卸模型停止实体网格划分,采用四边形网格类型,展开4节点雅各宾式网格反省,共取得21322个节点、10862个单元,网格划分后的减速器下箱体团圆模型见。选择灰铸铁资料模型,并定义资料属性。
  2无限元计算
  减速器壳体安放在空中不动,接受各轴系及传动零碎的自重和惯性力作用。在无限元计算时,次要计算减速器下箱体上各个节点的应力散布和变形散布,找到最大应力和最大变形及其地位,故将壳体底板与支撑架上底面接触的全部节点的自在度固定,并将其处置成刚性约束。依据现场剖析,曲柄在210时连杆作用于输入轴轴承座的力最大,为297.7kn.应用无限元软件的前处置模块鄙人箱体两边轴承座对称施加297.7kn的作用力,完成强度计算。
  下箱体的应力和位移散布见和。由和可见,减速器下壳体各个轴承座地位应力分明大于其他部位,输入轴轴承座凸台下端与箱体壁衔接地位应力情况最严重,最大为140mpa,其它部位应力很小,契合设计的强度条件。同时,位移变形集中鄙人箱体输入轴轴承座的端部,最大变形为2.23mm.计算后果标明,输入轴的轴承座下端采用凸台设计方式,使得壳体刚度下降,并在部分呈现较大的应力集中。
  3壳体构造改造
  应用载荷分流办法,在强度单薄的凸台两侧对称添加增强筋板,从而将由轴系发生并且作用于箱体的载荷(自重和惯性载荷)对称分流到箱体底座,分担箱体承载,降低应力集中危害。
  4壳体仿真计算
  在其他构造尺寸坚持不变,且满足载荷要求的前提下,对抽油机用910d型减速器下箱体构造停止改造,行将筋板与凸台共铸于一体。改造后的下箱体计算后果显示:改造后的箱体部分风险应力幅值大幅降低,最大应力点转移到输入轴轴承座增强筋的筋板下端,接近近箱体底座的地位,且变形量减小,平安因数添加。改造前后壳体最大应力、位移和平安因数见表1.改造后不只改动凸台独自承载方式,对称构造使得力传播递道路变短,载荷散布平均、流利,并且筋板构造复杂,容易铸造,改善加工工艺性。下箱体改造前后最大应力、位移及平福建电玩城安因数。
  5结论
  (1)抽油机用910d型减速器下箱体输入轴轴承座下端采用楔形凸台支撑设计方式,以及由此惹起的裂纹成绩,可应用在输入轴轴承座下端添加对称支撑筋板的办法处理,同时也有助于简化铸造工艺。
  (2)改造后的减速器壳体完成载荷分流,克制部分应力集中,刚度添加,平安因数到达3.32,满足抽油机用减速器壳体强度设计和平安设计要求。
  (3)关于大型接受惯性和冲击载荷的减速器,为防止部分应力集中,可采用钢板焊接箱体或铸钢箱体。
 
 

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