电潜螺杆泵驱动系统分析研究
发布时间：2022-09-27 21:10
电潜螺杆泵采油系统是将电机放置到井下，去掉了细长的抽油杆，开发该系统的关键问题是要解决螺杆泵低转速高扭矩的动力输出要求，这就是设计适合井下螺杆泵应用的减速装置及柔性传动装置。本文的研究是在活齿传动的啮合理论、齿形理论、结构理论、运动学与动力学理论的基础上，同时结合国内外其它学者的研究，设计了井下滚柱活齿减速器（径向尺寸最大为114mm，功率为151KW），实现了井下减速器的径向尺寸小与低转速高扭矩的动力输出要求。 本文设计的井下减速器的传动均采用活齿传动，一级减速器的输出轴和二级减速器的输入轴通过花键联轴套联接；激波环与活齿的连接方式采用能承受较大载荷的无内圈双列滚针轴承，且直接采用轴承外圈作为激波环；一级减速器的中心轮和二级减速器的中心轮是通过锥螺纹连接的，且中心轮固定；一级减速器的中心轮与输入端的法兰盘，二级减速器的中心轮与输出端的法兰盘均做成整体的结构。 本文也利用有限元、接触应力、拓扑学的理论知识，对井下活齿减速器的整体结构进行设计，建立了井下活齿减速器运动链的单色拓扑图，同时也建立了井下活齿减速器的运动学与动力学的数...
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
目录
1.绪论
1.1 引言
1.2 电潜螺杆泵采油系统介绍
1.2.1 系统组成及工作原理
1.2.2 系统设计的重点
1.3 活齿传动研究状况概述
1.3.1 国外的研究状况
1.3.2 国内的研究状况
1.4 课题来源与选题背景、意义
1.5 本文研究内容和体系结构
1.6 小结
2.活齿减速器的概述
2.1 活齿减速器的分类和特点
2.2 滚柱活齿减速器传动结构
2.3 活齿减速器的传动原理
2.4 活齿减速器传动自由度分析
2.4.1 运动链拓扑结构特征基本知识
2.4.2 拓扑学中运动链的自由度
2.4.3 井下活齿减速器机构拓扑图分析
2.5 活齿减速器传动比分析
2.5.1 活齿传动的传动比分析
2.5.2 串联二级活齿传动的传动比分析
2.5.3 井下活齿减速器传动比计算
2.6 小结
3.井下滚柱活齿减速器传动的啮合原理研究
3.1 井下滚柱活齿减速器传动中心齿廓方程的建立
3.1.1 活齿中心运动轨迹方程的建立
3.1.2 活齿中心轮齿廓方程的建立
3.2 齿廓上任意一点曲率的计算
3.2.1 活齿中心运动轨迹的曲率
3.2.2 基于MATLAB的程序设计
3.2.3 运动轨迹曲率的特点
3.3 井下活齿减速器的连续传动条件和重合度
3.3.1 活齿传动的连续传动
3.3.2 活齿传动的重合度
3.4 井下活齿减速器的滑动系数
3.4.1 滑动系数分析
3.4.2 减小滑动系数的途径
3.5 小结
4.井下活齿减速器设计
4.1 井下活齿减速器传动尺寸综合与计算
4.1.1 按理论活齿工作区域角综合
4.1.2 井下活齿减速器传动尺寸计算
4.1.3 几个关键尺寸的检验
4.1.4 尺寸综合与计算结论
4.2 减速器传动的作用分析与强度计算
4.2.1 活齿减速器传动的作用力分析
4.2.2 活齿减速器传动的失效分析和强度计算
4.2.3 活齿减速器传动的效率与热平衡计算
4.3 活齿减速器传动轴的设计
4.3.1 偏心轴的尺寸设计
4.3.2 轴的结构设计
4.4 井下活齿减速器传动的结构设计
4.4.1 活齿和活齿架的设计
4.4.2 中心轮与法兰盘的结构设计
4.4.3 激波器对称的结构设计
4.4.4 锥螺纹联接套与花键联轴套的结构设计
4.5 Pro/E绘制总体装配图
4.6 小结
5.活齿减速器的结构分析
5.1 Pro/MECHANICA简介
5.2 Pro/MECHANICA技术基础
5.2.1 P-method与H-method的比较
5.2.2 三种收敛方法
5.2.3 使用Pro/MECHANICA的一般过程
5.3 减速器关键零件应力分析
5.4 小结
6.井下活齿减速器的运动学与动力学分析
6.1 井下减速器机构模型分析
6.2 减速器的运动学数学模型的建立
6.2.1 曲柄原动件的数学模型
6.2.2 RRPⅡ级杆组的数学模型
6.3 减速器的动力学数学模型的建立
6.3.1 曲柄原动件的数学模型
6.3.2 RRPⅡ级杆组的数学模型
6.4 基于MATLAB的运动学和动力学求解
6.4.1 M文件的编写
6.4.2 Siumlink的建模与仿真
6.5 小结
7.井下滚柱活齿减速器系统故障树研究
7.1 故障树分析法
7.1.1 故障树分析及其特点
7.1.2 常用的故障树术语和符号
7.1.3 故障树分析法的步骤
7.1.4 故障树的定性分析
7.1.5 故障树的定量分析
7.2 井下活齿减速器故障树的分析
7.2.1 井下活齿减速器故障树的建立
7.2.2 井下活齿减速器故障树的定性分析
7.2.3 井下活齿减速器故障树的定量分析
7.2.4 井下活齿减速器故障树的计算
7.3 小结
8.结论与展望
8.1结论
8.2展望
致谢
参考文献
作者攻读硕士学位期间发表的论文情况
【参考文献】：
期刊论文
[1]钻井泵的MATLAB动力学分析[J]. 张茂,陈继国,张永泽. 石油矿场机械. 2006(02)
[2]基于Pro/E的机械产品系列化的研究[J]. 陈继国,张茂. 机械设计与制造. 2006(01)
[3]活齿端面谐波齿轮啮合原理的研究[J]. 张佑林,李峰,王成刚,胡华. 机械设计与研究. 2005(06)
[4]活齿端面谐波齿轮啮合副齿面修形[J]. 张佑林,张海平,王军,王成刚. 机械设计. 2005(11)
[5]推杆活齿传动机构偏心距取值的理论分析[J]. 杨坤玉,蔡海鹏,甘辉. 现代制造工程. 2005(08)
[6]摆动活齿传动啮合效率的重要影响因素分析[J]. 张均富. 机械. 2005(04)
[7]活齿中心轮齿形参数化设计及NC加工方法[J]. 徐秀花,徐卫平,孙家林,吴化勇. 机床与液压. 2005(03)
[8]直动推杆式直线减速器齿条齿廓加工方法[J]. 周传喜,管锋,黄清世. 石油矿场机械. 2005(02)
[9]活齿端面谐波齿轮瞬时传动比的理论研究[J]. 张佑林,李峰,张国良,姚传志,万鹏. 机械设计. 2005(02)
[10]潜油螺杆泵用进动式减速机的设计与试验[J]. 田方,陶柯,姜芳. 机械传动. 2005(01)
硕士论文
[1]故障树自动生成系统的研究与开发[D]. 周妍.大连理工大学 2005
[2]故障树分析算法改进研究与实现[D]. 苏晓勤.河北工业大学 2005
[3]故障树定量计算算法研究及计算机实现[D]. 郝爱国.河北工业大学 2005
[4]万向电动叉车设计方案的模糊评判与故障树分析[D]. 蒲双全.辽宁工程技术大学 2005
[5]潜油电动螺杆泵应用技术研究[D]. 宫伟.西南石油学院 2004
本文编号：3681631
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
目录
1.绪论
1.1 引言
1.2 电潜螺杆泵采油系统介绍
1.2.1 系统组成及工作原理
1.2.2 系统设计的重点
1.3 活齿传动研究状况概述
1.3.1 国外的研究状况
1.3.2 国内的研究状况
1.4 课题来源与选题背景、意义
1.5 本文研究内容和体系结构
1.6 小结
2.活齿减速器的概述
2.1 活齿减速器的分类和特点
2.2 滚柱活齿减速器传动结构
2.3 活齿减速器的传动原理
2.4 活齿减速器传动自由度分析
2.4.1 运动链拓扑结构特征基本知识
2.4.2 拓扑学中运动链的自由度
2.4.3 井下活齿减速器机构拓扑图分析
2.5 活齿减速器传动比分析
2.5.1 活齿传动的传动比分析
2.5.2 串联二级活齿传动的传动比分析
2.5.3 井下活齿减速器传动比计算
2.6 小结
3.井下滚柱活齿减速器传动的啮合原理研究
3.1 井下滚柱活齿减速器传动中心齿廓方程的建立
3.1.1 活齿中心运动轨迹方程的建立
3.1.2 活齿中心轮齿廓方程的建立
3.2 齿廓上任意一点曲率的计算
3.2.1 活齿中心运动轨迹的曲率
3.2.2 基于MATLAB的程序设计
3.2.3 运动轨迹曲率的特点
3.3 井下活齿减速器的连续传动条件和重合度
3.3.1 活齿传动的连续传动
3.3.2 活齿传动的重合度
3.4 井下活齿减速器的滑动系数
3.4.1 滑动系数分析
3.4.2 减小滑动系数的途径
3.5 小结
4.井下活齿减速器设计
4.1 井下活齿减速器传动尺寸综合与计算
4.1.1 按理论活齿工作区域角综合
4.1.2 井下活齿减速器传动尺寸计算
4.1.3 几个关键尺寸的检验
4.1.4 尺寸综合与计算结论
4.2 减速器传动的作用分析与强度计算
4.2.1 活齿减速器传动的作用力分析
4.2.2 活齿减速器传动的失效分析和强度计算
4.2.3 活齿减速器传动的效率与热平衡计算
4.3 活齿减速器传动轴的设计
4.3.1 偏心轴的尺寸设计
4.3.2 轴的结构设计
4.4 井下活齿减速器传动的结构设计
4.4.1 活齿和活齿架的设计
4.4.2 中心轮与法兰盘的结构设计
4.4.3 激波器对称的结构设计
4.4.4 锥螺纹联接套与花键联轴套的结构设计
4.5 Pro/E绘制总体装配图
4.6 小结
5.活齿减速器的结构分析
5.1 Pro/MECHANICA简介
5.2 Pro/MECHANICA技术基础
5.2.1 P-method与H-method的比较
5.2.2 三种收敛方法
5.2.3 使用Pro/MECHANICA的一般过程
5.3 减速器关键零件应力分析
5.4 小结
6.井下活齿减速器的运动学与动力学分析
6.1 井下减速器机构模型分析
6.2 减速器的运动学数学模型的建立
6.2.1 曲柄原动件的数学模型
6.2.2 RRPⅡ级杆组的数学模型
6.3 减速器的动力学数学模型的建立
6.3.1 曲柄原动件的数学模型
6.3.2 RRPⅡ级杆组的数学模型
6.4 基于MATLAB的运动学和动力学求解
6.4.1 M文件的编写
6.4.2 Siumlink的建模与仿真
6.5 小结
7.井下滚柱活齿减速器系统故障树研究
7.1 故障树分析法
7.1.1 故障树分析及其特点
7.1.2 常用的故障树术语和符号
7.1.3 故障树分析法的步骤
7.1.4 故障树的定性分析
7.1.5 故障树的定量分析
7.2 井下活齿减速器故障树的分析
7.2.1 井下活齿减速器故障树的建立
7.2.2 井下活齿减速器故障树的定性分析
7.2.3 井下活齿减速器故障树的定量分析
7.2.4 井下活齿减速器故障树的计算
7.3 小结
8.结论与展望
8.1结论
8.2展望
致谢
参考文献
作者攻读硕士学位期间发表的论文情况
【参考文献】：
期刊论文
[1]钻井泵的MATLAB动力学分析[J]. 张茂,陈继国,张永泽. 石油矿场机械. 2006(02)
[2]基于Pro/E的机械产品系列化的研究[J]. 陈继国,张茂. 机械设计与制造. 2006(01)
[3]活齿端面谐波齿轮啮合原理的研究[J]. 张佑林,李峰,王成刚,胡华. 机械设计与研究. 2005(06)
[4]活齿端面谐波齿轮啮合副齿面修形[J]. 张佑林,张海平,王军,王成刚. 机械设计. 2005(11)
[5]推杆活齿传动机构偏心距取值的理论分析[J]. 杨坤玉,蔡海鹏,甘辉. 现代制造工程. 2005(08)
[6]摆动活齿传动啮合效率的重要影响因素分析[J]. 张均富. 机械. 2005(04)
[7]活齿中心轮齿形参数化设计及NC加工方法[J]. 徐秀花,徐卫平,孙家林,吴化勇. 机床与液压. 2005(03)
[8]直动推杆式直线减速器齿条齿廓加工方法[J]. 周传喜,管锋,黄清世. 石油矿场机械. 2005(02)
[9]活齿端面谐波齿轮瞬时传动比的理论研究[J]. 张佑林,李峰,张国良,姚传志,万鹏. 机械设计. 2005(02)
[10]潜油螺杆泵用进动式减速机的设计与试验[J]. 田方,陶柯,姜芳. 机械传动. 2005(01)
硕士论文
[1]故障树自动生成系统的研究与开发[D]. 周妍.大连理工大学 2005
[2]故障树分析算法改进研究与实现[D]. 苏晓勤.河北工业大学 2005
[3]故障树定量计算算法研究及计算机实现[D]. 郝爱国.河北工业大学 2005
[4]万向电动叉车设计方案的模糊评判与故障树分析[D]. 蒲双全.辽宁工程技术大学 2005
[5]潜油电动螺杆泵应用技术研究[D]. 宫伟.西南石油学院 2004
本文编号：3681631
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jixiegongcheng/3681631.html
