【摘要】：摩擦換向抽油機是一種新型的抽油系統(tǒng)。由于其頻繁換向，升降機械在“正轉(zhuǎn)—停車—反轉(zhuǎn)”的變換時刻，加速度較大，加之較大的載荷，系統(tǒng)內(nèi)部將產(chǎn)生較大的沖擊，使得系統(tǒng)的功率需求波動幅度很大，動力源一直工作在不穩(wěn)定狀態(tài)下。選擇功率小，則導(dǎo)致經(jīng)常性過載；反之，則又導(dǎo)致動力浪費。系統(tǒng)中的各個機械零部件如抽油桿、減速器軸上的針輪軸承、鋼絲繩等壽命也都受到?jīng)_擊的影響。能否減小電機的功率波動幅度，改善機構(gòu)中各零部件的載荷情況，進而降低能耗，并提高整個工作系統(tǒng)的使用壽命，是關(guān)系到摩擦換向抽油機這種新型石油機械設(shè)備生存與發(fā)展的重要課題。 在動力軸和承載構(gòu)件之間加緩沖器是解決這一問題的很好的辦法�；谶@一構(gòu)思，我們在減速器的輸出軸與摩擦輪之間加渦旋彈簧做緩沖器，經(jīng)過理論分析與實踐檢驗，有效地減緩了速度突變，減輕了系統(tǒng)在正反轉(zhuǎn)換向瞬間受到的沖擊，提高了系統(tǒng)壽命的同時，節(jié)能效果十分明顯。 作為緩沖器主要組成部件之一的渦旋彈簧，其性能的好壞直接影響緩沖器的緩沖效果，進而影響整個升降機的使用壽命。為確保渦旋彈簧使用的可靠性，本文對渦旋彈簧進行疲勞壽命分析。 本文根據(jù)對摩擦換向抽油機的工作狀況分析，首先初步計算出渦旋彈簧的幾何參數(shù)，利用三維建模軟件UG，建立渦旋彈簧的三維實體模型；其次通過大型有限元分析軟件ANSYS中內(nèi)置的IGES轉(zhuǎn)換過濾器，將渦旋彈簧實體模型轉(zhuǎn)換到ANSYS軟件中，對其進行應(yīng)力—應(yīng)變分析；最后根據(jù)其分析結(jié)果，對渦旋彈簧的最大危險應(yīng)力點進行疲勞壽命分析。根據(jù)上述分析結(jié)果對傳統(tǒng)彈簧傳統(tǒng)理論進行驗證，為進一步優(yōu)化提供理論依據(jù)。 隨著摩擦換向抽油機的不斷完善，這種抽油機將會很好地應(yīng)用于石油開采領(lǐng)域，本文的預(yù)研工作也將有力地推動這種抽油機的應(yīng)用。
【學(xué)位授予單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2004
【分類號】：TH135
【圖文】：

根據(jù)渦旋彈簧幾何參數(shù)，運用三維建模軟件UG中的LawCurve(規(guī)律曲線)命令[38]，建立阿基米德螺旋線[39]，再通過sweePalongGulde(掃掠向?qū)?命令，建立渦旋彈簧幾何模型。模型如圖4一1所示圖4一1渦旋彈簧實體模型

運用ANSYS中的通用后處理器POSTI，對渦旋彈簧模型進行結(jié)果分析。等值線圖是ANsys后處理中最經(jīng)常使用的圖形顯示[#5]。用圖形顯示命令PLESoL可觀察模型各個節(jié)點的應(yīng)力分布情況，包括其大小和變化梯度(見圖4一)。圖4一4渦旋彈簧在光柵模式下的應(yīng)力等值線圖列表有助于查看準確的結(jié)果數(shù)據(jù);還可以通過對列表進行排序，以方便讀取數(shù)據(jù);列表的另一用途是有助于存檔(如報告)對節(jié)點結(jié)果數(shù)據(jù)、單元解數(shù)據(jù)、節(jié)點載荷、單元表數(shù)據(jù)等都可以進行列表操作l’6]。

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