双驴头抽油机的动力学分析与优化设计
发布时间：2020-12-29 03:55
为了提高双驴头抽油机的效率、解决后驴头柔性连接件易损坏的问题，本文对双驴头抽油机进行了详细的动力学仿真分析和优化设计。在建立双驴头抽油机几何模型的基础上，对其进行了详尽的运动学和动力学分析；将虚拟样机技术应用于双驴头抽油机的仿真动力学分析，建立了YCYJ10—5—37HB型双驴头抽油机的虚拟样机模型并进行仿真测试，得到其运动学、动力学参数变化曲线；以变四杆机构的结构参数和后驴头的初始位置为设计变量，上冲程最大扭矩因数为目标函数，建立了双驴头抽油机的优化设计模型；采用随机方向法为优化方法，并用MATLAB语言进行编程实现优化算法；以YCYJ10—5—37HB型双驴头抽油机为对象进行了优化设计；最后建立了优化后的双驴头抽油机的虚拟样机模型来验证优化结果。优化后的双驴头抽油机的上冲程最大扭矩因数有所下降，后驴头驱动绳的受力状况得到了明显改善。
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
六连杆抽油
6)双驴头抽油机[28][29][301双驴头抽油机是我国于%年研究开发的一种新型节能的游梁式抽油机，结构如图1.7所示。该机以常规型游梁式抽油机为基础模型，在其游梁后臂上增加了一个后驴头，将连杆与游梁的转动副联接变为驱动绳和后驴头的相切联接，从而改变了抽油机的传动特性，较游梁式抽油机的性能和效率有所改善。必i书帽月l777场 场队队幼甲少玛﹃图1.5前置型游梁式抽油机图1.6六连杆抽油机1、悬绳器2、吊绳3、驴头4、游梁5、支架6、后驴头7、横梁8、连杆9、曲柄销10、曲柄11、减速器12、刹车保险装置13、底座14、皮带轮传动装置巧、电动机16、电控箱图1.7双驴头抽油机基本结构油田在选用抽油机时会综合考虑以下几个方面的因素:可靠性、效率、成本、维护。通过表1.1的对比可以看出，无游梁抽油机的共同优点是结构比较紧凑，减轻了整机的重量，系统效率均有所提高，共同的缺点是抽油机的可靠性和维护的方便性远不如常规型游梁式抽油机。由于直线电机技术发展还不成熟，直线电机抽油机有待进一步的研究。对于液压抽油机，其比较工作环境恶劣，液压元件容易损坏
针对游梁断裂的问题，文献[40]研究了双驴头抽油机的游梁承载能力，通过对游梁进行力学分析，得到了游梁的应力分布图，发现最大应力出现在游梁与顶销接触处。最后改进了游梁与顶销的连接方式，使游梁受力状况有所改善。图1.8是改进前后的游梁与后驴头的连接方式。结合国内外抽油机的发展趋势[3’][32}[33味口双驴头抽油机的特点[34][3’】，总结双驴头抽油机的发展趋势如下:l)节能是抽油机发展的共同趋势，也是双驴头抽油机发展的方向。
【参考文献】：
期刊论文
[1]抽油机的节能技术及其发展趋势[J]. 张晓玲,于海迎. 石油和化工节能. 2007(02)
[2]机械式矿用挖掘机钢丝绳在MSC Adams中的建模方法[J]. 王得胜,孔德文,赵克利. 计算机辅助工程. 2006(S1)
[3]双驴头抽油机失载问题与解决方案[J]. 刘牧洲,张建成,周群,李罗军. 新疆石油科技. 2006(03)
[4]直线电机抽油机研制[J]. 肖文生,周小稀,谷玉洪,张世昌. 石油学报. 2006(05)
[5]常规型抽油机多目标优化算法设计[J]. 李克清,陈莘萌. 石油机械. 2006(08)
[6]6型双驴头抽油机应用与节能[J]. 王军. 设备管理与维修. 2006(08)
[7]前置型游梁式抽油机计算分析[J]. 李祖国,袁德洲. 江汉石油职工大学学报. 2006(04)
[8]六连杆联动变矩抽油机[J]. 张树坪,葛艳荣. 石油矿场机械. 2006(05)
[9]节能抽油机节能效果对比试验研究[J]. 朱君,阮晶琦,孙慧峰,王增藩,李树群. 石油矿场机械. 2006(03)
[10]抽油机效率与电动机容量的确定[J]. 窦宏恩. 石油天然气学报(江汉石油学院学报). 2005(S2)
硕士论文
[1]抽油机设计软件开发及优化设计[D]. 徐中文.大庆石油大学 2006
[2]新型抽油机关键器件的研究[D]. 吴维兴.南京理工大学 2006
[3]抽油机用直线感应电机及其变频调速控制系统研究[D]. 王亚军.南京理工大学 2006
[4]双驴头抽油机游梁承载能力研究[D]. 冯志鹏.大庆石油学院 2003
[5]游梁式抽油机拖动系统变频控制的研究[D]. 欧立生.沈阳工业大学 2002
[6]油田在役常规游梁式抽油机的增程与节能改造研究[D]. 王守民.浙江大学 2002
本文编号：2944955
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
六连杆抽油
6)双驴头抽油机[28][29][301双驴头抽油机是我国于%年研究开发的一种新型节能的游梁式抽油机，结构如图1.7所示。该机以常规型游梁式抽油机为基础模型，在其游梁后臂上增加了一个后驴头，将连杆与游梁的转动副联接变为驱动绳和后驴头的相切联接，从而改变了抽油机的传动特性，较游梁式抽油机的性能和效率有所改善。必i书帽月l777场 场队队幼甲少玛﹃图1.5前置型游梁式抽油机图1.6六连杆抽油机1、悬绳器2、吊绳3、驴头4、游梁5、支架6、后驴头7、横梁8、连杆9、曲柄销10、曲柄11、减速器12、刹车保险装置13、底座14、皮带轮传动装置巧、电动机16、电控箱图1.7双驴头抽油机基本结构油田在选用抽油机时会综合考虑以下几个方面的因素:可靠性、效率、成本、维护。通过表1.1的对比可以看出，无游梁抽油机的共同优点是结构比较紧凑，减轻了整机的重量，系统效率均有所提高，共同的缺点是抽油机的可靠性和维护的方便性远不如常规型游梁式抽油机。由于直线电机技术发展还不成熟，直线电机抽油机有待进一步的研究。对于液压抽油机，其比较工作环境恶劣，液压元件容易损坏
针对游梁断裂的问题，文献[40]研究了双驴头抽油机的游梁承载能力，通过对游梁进行力学分析，得到了游梁的应力分布图，发现最大应力出现在游梁与顶销接触处。最后改进了游梁与顶销的连接方式，使游梁受力状况有所改善。图1.8是改进前后的游梁与后驴头的连接方式。结合国内外抽油机的发展趋势[3’][32}[33味口双驴头抽油机的特点[34][3’】，总结双驴头抽油机的发展趋势如下:l)节能是抽油机发展的共同趋势，也是双驴头抽油机发展的方向。
【参考文献】：
期刊论文
[1]抽油机的节能技术及其发展趋势[J]. 张晓玲,于海迎. 石油和化工节能. 2007(02)
[2]机械式矿用挖掘机钢丝绳在MSC Adams中的建模方法[J]. 王得胜,孔德文,赵克利. 计算机辅助工程. 2006(S1)
[3]双驴头抽油机失载问题与解决方案[J]. 刘牧洲,张建成,周群,李罗军. 新疆石油科技. 2006(03)
[4]直线电机抽油机研制[J]. 肖文生,周小稀,谷玉洪,张世昌. 石油学报. 2006(05)
[5]常规型抽油机多目标优化算法设计[J]. 李克清,陈莘萌. 石油机械. 2006(08)
[6]6型双驴头抽油机应用与节能[J]. 王军. 设备管理与维修. 2006(08)
[7]前置型游梁式抽油机计算分析[J]. 李祖国,袁德洲. 江汉石油职工大学学报. 2006(04)
[8]六连杆联动变矩抽油机[J]. 张树坪,葛艳荣. 石油矿场机械. 2006(05)
[9]节能抽油机节能效果对比试验研究[J]. 朱君,阮晶琦,孙慧峰,王增藩,李树群. 石油矿场机械. 2006(03)
[10]抽油机效率与电动机容量的确定[J]. 窦宏恩. 石油天然气学报(江汉石油学院学报). 2005(S2)
硕士论文
[1]抽油机设计软件开发及优化设计[D]. 徐中文.大庆石油大学 2006
[2]新型抽油机关键器件的研究[D]. 吴维兴.南京理工大学 2006
[3]抽油机用直线感应电机及其变频调速控制系统研究[D]. 王亚军.南京理工大学 2006
[4]双驴头抽油机游梁承载能力研究[D]. 冯志鹏.大庆石油学院 2003
[5]游梁式抽油机拖动系统变频控制的研究[D]. 欧立生.沈阳工业大学 2002
[6]油田在役常规游梁式抽油机的增程与节能改造研究[D]. 王守民.浙江大学 2002
本文编号：2944955
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