机架是钻机的重要组成部分,起到支撑作用。由于钻机工作环境恶劣,机架及关键零部件在使用过程中会出现断裂、过度磨损等情况,所以有必要对机架以及关键零部件进行强度分析和校核计算,以检验原始设计是否满足安全性要求,使之具有足够的强度、刚度和良好的动态特性。　　 传统机架设计方法主要是凭借设计人员经验、借鉴现有市场上的设计来进行综合考虑。设计趋于保守,难以实行最优化设计,导致在创新性上有许多局限性。使用有限元法对机架进行强度分析可以改善传统设计所遇到的局限。只有不断实践并总结经验,才会不断提高计算精度和工作效率,对降低设计与制造成本,增强市场竞争力等都具有十分重要的意义。　　 首先,利用SolidWorks软件,建立合理的有限元模型。在其最恶劣的工况下对钻机以及关键零部件进行有限元分析,通过对结果分析发现钻机下机架局部产生较大的应力集中,不能满足强度、刚度的要求。从而需要对下机架进行局部改进设计,在设计过程中可以利用拓扑优化的结果来指导设计。其次,对原有钻机分析之后发现,机架的位置变动不方便,从而提出对钻机机架进行重新设计。利用曲柄哈弗机构来调整钻机的工作位置,最后对设计好的机架进行强度以及刚度的分析。发现局部出现应力集中,从而根据拓扑优化的结果,对机架的局部进行改进设计。最后对钻机进行模态分析,通过模态分析的结果与其固有频率对比发现不会引起共振。最后,可以发现在有限元分析的基础上,根据分析以及优化结果提出改进方案,最新改进钻机进行相同工况分析发现改进后钻机机架满足设计要求。说明运用有限元法进行分析优化来改进钻机机架结构是有实用价值的。