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《沈阳工业大学》 2007年
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曳引式抽油机传动系设计及关键件有限元分析

杜弘  
【摘要】: 曳引式抽油机是一种新型的抽油系统。它改变了传统抽油机的设计理念,在节能、降耗等方面表现出很好的技术特征。对曳引式抽油机传动及控制方案的优化设计,改变抽油设备品种单调的现状具有十分重要的意义。曳引式抽油机在工作过程中频繁换向,系统内部将产生较大的冲击,系统功率需求波动幅度很大,动力源在不稳定状态下工作。系统中的各个机械零部件如抽油杆、钢丝绳等寿命也都受到冲击影响。通过对曳引式抽油机传动方案的设计及实现动力轴和承载构件之间柔性连接,有效地减小电机的功率波动幅度,改善机构中各零部件的载荷情况,进而降低能耗,提高整个工作系统的使用寿命,是曳引式抽油机这种新型石油机械设备生存与发展的重要研究课题。基于这一构思,在减速器的输出轴与执行系统之间加装涡旋弹簧做为缓冲器,有效地减缓了速度突变,减轻了系统在换向瞬间受到的冲击,提高了系统寿命,并具有良好节能效果。 涡旋弹簧是传动系统组成部件,其性能直接影响缓冲器的缓冲效果,进而影响系统使用寿命。为确保涡旋弹簧的可靠性,对涡旋弹簧进行疲劳寿命分析是本文的关键技术内容。 本文对曳引式抽油机的传动及控制方案进行优化,并对涡旋弹簧进行疲劳寿命分析。首先初步计算出涡旋弹簧的几何参数,利用UG软件进行涡旋弹簧的三维实体建模;其次通过大型有限元分析软件ANSYS中内置的IGES转换过滤器,将涡旋弹簧实体模型转换到ANSYS软件中,对其进行应力—应变分析;根据其分析结果,对涡旋弹簧进行疲劳寿命分析。曳引式抽油机将会很好地应用于石油开采领域,本文的预研工作对推动这种抽油机的应用,也是十分有益的。
【学位授予单位】:沈阳工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TE933.1

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