1280型抽油机刹车装置拉杆、插销、拉板受力分析

1、在1280型游梁式抽油机刹车系统中，当刹车把与竖直方向呈0o夹角时如图（1.1）所示，当刹车把与竖直方向呈30o夹角时如图（1.3）所示。现假设在刹车把处施加F=150N的载荷，方向垂直于刹车把，作用力F距离A点为700mm。假定图中A、B、C设为定点。由力矩平衡原理M=F×L可得：

3、在分析拉杆、插销、拉杆接头受力及变形时，设定基本假设为：材料的变形未超过屈服极限，允勃榘嘟满足小变形理论，属于线性结构静力类问题。有[k].缪梨痤刻[a]=[F],[k]为刚度矩阵，[a]为位移矩阵，[F]为受力，另外假设面上所受力均匀分布。分析流程为：先在solidworks2011中建立拉杆、拉板、插销的几何模型，将其导入ansysworkbench12.0里进行前处理，划分网格，施加约束，施加载荷，进行求解。计算时设定拉杆密度为7850kg/m3，拉杆弹性模量为2.0×1011，材料泊松比为0.3，单元选择solid95。设定拉杆分析模型直径Φ为16mm，由图(1.6)、(1.7)可知，在拉杆截面上，由半径向圆心方向受力逐渐减弱，最大应力和应变均出现在圆周的边沿。由图(1.8)、(1.9)分析可知：在拉杆长度方向上，由远端向施加载荷方向受力逐渐增大，最大应力与应变主要集中在靠近施加载荷的地方。并呈线性分布。

6、在solidworks中分析拉杆、接头、插销的安全系数时，材质选择普通碳素钢。刹车把与竖直方向夹角的改变，安全系数将改变。所得安全系数如下图3.0,图3.1，图3.2，图3.3，图3.4。当手把与竖直方向夹角为0o时，拉杆的安全系数为7.9759，插销的安全系数为3.44854；当夹角为30o时，拉杆安全系数为6.03979，插销安全系数为2.61142，拉杆接头安全系数为0.919161。拉杆、插销计算所得安全系数大于1，拉杆接头的安全系数小于1。计算所采用的工况参数均为理想状态下的参数。在设计时应以最大受力作为设计准则，同时应考虑焊接质量、生锈腐蚀等一些列不确定因素，所以实际的安全系数应小于所分析的安全系数。

7、由于插销的安全系数低于1，需进行优化设计，优化设计的原则是：保证在相同工况下，减小两侧板的弯曲程度、增加杆与接头处抗拉强度，增加插销孔处的抗拉强度。由于插头两则无空间不可能加厚，只能在上线两个方向加厚，两侧板设置圆弧形以抗弯。优化前后后的模型如图3.4.

9、由图3.6中(a),(c)；(b),(d)可以看出，在相同工况下，两种结构的应力分布大致一样，应力较大区域均集中在接头与拉杆相连处和插销孔内则，如图所示。这是因为这些位置不但承受了主要拉力载荷，而且还有拉力所产生的弯矩载荷。原结构的等效应力值为1.464E+8pa，新结构的等效应力值为8.473E+7。由此可知，经过优化后的新结构应力值得以减小。