余青华，刘宝秋，刘英吉

（河北华北石油荣盛机械制造有限公司，河北任丘062552） ①

基于Pro／E的钻井泵曲轴结构优化

余青华，刘宝秋，刘英吉

（河北华北石油荣盛机械制造有限公司，河北任丘062552）①

为减少钻井泵曲轴的偏心力矩及振动危害，采用Pro／E建立三维模型模，分析现有曲轴的结构，并提出改进措施。对结构改进后的曲轴进行静力分析和疲劳强度校核。结果表明：曲轴的偏心情况得以改善，整机运行平稳，振动及噪声降低，寿命提高。

钻井泵；曲轴；结构；Pro／E

高压、大排量三缸单作用钻井泵是石油钻探设备中的关键设备［1］，而曲轴则是钻井泵的核心零件，该零件是否能够平稳运转直接关系到泵的工作性能和可靠性［2－3］。河北华北石油荣盛机械制造有限公司目前制造的曲轴为中空铸钢件，内表面为非加工表面。额定转速120r／min，设计质量3 040kg。由于偏心扭矩达300N·m，在运行过程中会使整机产生较大的振动及噪声，影响钻井泵的使用寿命，并造成噪声污染。本文利用Pro／E建立三维模型，对结构进行优化，降低了曲轴的偏心扭矩及振动，提高了疲劳寿命。

1 现有曲轴结构及不足

现有曲轴结构如图1。轴头直径∅360mm，中部3个拐直径∅667mm。3个偏心圆呈120°均布，用于安装连杆轴承及连杆。第2拐与第3拐之间为∅1 120mm法兰盘，用于连接齿轮，接受传动轴的输入扭距。

图1 现有曲轴结构

在以前的二维设计过程中，由于手工计算的局限性，不能使其回转轴与重心重合。因此，曲轴存在200N·m偏心扭矩，只有通过1∶1木模实际检验，根据检验结果调整模型，再根据调整好的模型进行试生产。……