游梁式抽油机游梁结构的优化设计

摘要：以我公司生产的出口美国抽油机C-912D-365-168型游梁抽油机为例，在悬点载荷、四连杆机构、游梁杆件长度以及冲程冲次已定的条件下，以等截面游梁体横截面积为目标函数，在强度约束条件下，通过优化设计游梁顶底板、侧板、腹板钢板的厚度，可以设计成箱型、工字钢型和双腹板型等截面游梁体。通过强度校核计算和侧向稳定性校核计算，确定了箱型和双腹板型等截面游梁体的抗弯性能和侧向稳定性优于工字钢型等截面游梁体，可以节省钢材9%，能降低抽油机的生产成本。

关键词：游梁式抽油机 游梁结构 优化设计

近年来，随着人工成本和原材料成本的不断增长，抽油机的成本价格也再不断的上涨，这就给我公司生产的抽油机带来了困难。因此，在保证抽油机质量的前提下，对抽油机的游梁结构进行优化设计，来达到节约钢材，降低抽油机的生产成本。

1、游梁的受力分析

游梁式抽油机的游梁工作时受到前后两种不同的力作用，游梁前臂受到来自驴头的悬点载荷的力，游梁后臂受到连杆方向的拉力。即驴头悬点处垂直向下的悬点载荷W和游梁尾轴承处的连杆力P1。悬点载荷W和连杆力P1绕游梁的中央轴承转动，因此游梁的危险截面位于中央轴承处的摆动中心。

4.游梁体的侧向失稳性

故工字钢型等截面游梁体侧向稳定有较大裕度，不会发生侧向失稳。

双腹板型等截面游梁体，由于两腹板宽度等于游梁体宽度的1/3b，既沿游梁体长度方向有1/3b宽度的支撑筋，支撑筋同顶底板组合成封闭的箱体，相当于提高了游梁体的抗扭性。

5.游梁体的结构优化

6结论

（1）在满足游梁抽油机工作能力条件下，以游梁耗材最少为目标，对游梁体结构进行优化设计，选择适合的游梁体截面。箱型和双腹板型等截面游梁体侧向稳定性能远远高于工字型等截面游梁体，在强度满足的条件下可适当降低材料的尺寸。

（2） 出口美国抽油机C-912D-365-168型采用工字钢箱形等截面游梁，游梁截面参数H=860mm，b=400mm，t=30mm，t1=20mm。

（3）若改用箱型和双腹板等截面游梁体，建议取H=860mm，B=350mm，t=30mm，t1=10mm。

（4）在同样满足游梁抽油机工作能力条件下，采用箱形等截面游梁和双腹板等截面游梁比工字形等截面游梁节省钢材9%。

参考文献

[1]API Spec 11E-2008 第18版《抽油机技术规范》北京北方资讯服务中心，2009

[2]张学鲁，季祥云，罗仁全《游梁式抽油机技术与应用》石油工业出版社，2001