目前我國油田現(xiàn)有抽油機系統(tǒng)普遍依靠“皮帶+減速器”結(jié)構(gòu)向抽油機輸入動力,這種結(jié)構(gòu)在效率方面與安全方面上都存在極大的問題,嚴重影響到油田原油開采的效益。為解決上述問題,本文開展了以下研究:根據(jù)大慶油田提供的技術(shù)要求,制定雙驅(qū)動式差動減速器的傳動方案,該減速器由主功率輸入級差動輪系傳動與調(diào)速功率輸入級定軸傳動組成。主電機通過太陽輪向系統(tǒng)提供恒定主功率流;調(diào)速電機通過定軸傳動向系統(tǒng)提供可變的調(diào)速功率流;差動減速器將主功率流與調(diào)速功率流耦合,實現(xiàn)對負載的無級變速驅(qū)動。制定減速器的參數(shù)設(shè)計方案。通過對輪系中各構(gòu)件的轉(zhuǎn)速關(guān)系、功率與轉(zhuǎn)矩關(guān)系,以及功率流向與轉(zhuǎn)向關(guān)系進行分析,闡述了系統(tǒng)的調(diào)速機理。結(jié)合設(shè)計要求確定主電機與調(diào)速電機輸入功率比、系統(tǒng)特征參數(shù)值,以及齒輪的齒數(shù)、模數(shù)、等輪系基本參數(shù)。應用控制變量法對輸入功率比、特征參數(shù)與系統(tǒng)效率之間的關(guān)系進行分析,得出系統(tǒng)效率隨特征參數(shù)的增大而降低、隨功率比的增大而增大的結(jié)論,從而驗證了特征參數(shù)值取3、系統(tǒng)輸入功率比取3:2為最佳方案。根據(jù)理論計算公式可得系統(tǒng)效率為98.2%,考慮實際應用中其它耗能因素引起的效率誤差,系統(tǒng)效率仍能夠達到95%以上,證明了系統(tǒng)設(shè)計的合理性。根據(jù)不同工況下系統(tǒng)的傳動比情況,發(fā)現(xiàn)主電機可以單獨工作,而調(diào)速電機不宜長時間單獨使用。對減速器的結(jié)構(gòu)進行設(shè)計,并對關(guān)鍵零件的強度和壽命進行校核。為符合現(xiàn)場安裝條件,采用整體式齒圈結(jié)構(gòu),縮減箱體軸向尺寸;為保證傳動系統(tǒng)的平穩(wěn)性,在機構(gòu)兩端分別添加一套軸承—套筒結(jié)構(gòu),避免同軸度誤差;為實現(xiàn)差動輪系的均載,采用太陽輪浮動式均載結(jié)構(gòu)。校核了齒輪與軸的強度以及軸承的壽命;建立了輪系的三維模型,并對該模型的等效應力、應變進行求解分析,以保證輪系的強度。對減速器的功率流特性進行求解與分析。應用有限元法對減速器的功率流進行求解,得到箱體沿橫向、縱向、軸向的功率流,發(fā)現(xiàn)箱體沿橫向的功率流起主導性作用;對系統(tǒng)的輸入與輸出功率流進行求解,其求解結(jié)果與該減速器的工作原理相符,且系統(tǒng)效率滿足要求;建立了差動輪系動力學模型,應用數(shù)值分析法對兩齒嚙合處的功率流特性進行分析,發(fā)現(xiàn)嚙合處的功率流會逐漸趨于一個穩(wěn)定值,驗證了有限元法求解結(jié)果的正確性。綜上,本文完成了將分功率調(diào)速系統(tǒng)與差動輪系結(jié)合的雙驅(qū)動式差動減速器的設(shè)計與分析,該減速器相較于傳統(tǒng)輸入結(jié)構(gòu)改善了安全問題,提高了系統(tǒng)效率。
【學位單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TE933.1
【部分圖文】：

哈爾濱工業(yè)大學工程碩士學位論文部分組成。主要包含驅(qū)動電機管等機械部件[15]。方式為傳動驅(qū)動，電機 2 輸出后，將動力從減速器的輸出端以達到驅(qū)動轉(zhuǎn)子的目的（螺桿泵游梁式抽油機，不難發(fā)現(xiàn)螺桿而，由于螺桿泵本身結(jié)構(gòu)組成無法正常作業(yè)[16-18]。此外，游構(gòu)傳遞動力，這種引起能耗過大影響油田采油工作的效率[5,19,2

；2-減速箱；3-專用減速器；4-傳動軸；5-液力耦6-電機；7-機座；8-控制箱圖 1-4 液力耦合式抽油機傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)[21]調(diào)參控制箱 8 調(diào)控，用以帶動液力耦合器 5示）中的泵輪轉(zhuǎn)動，再經(jīng)工作腔內(nèi)的液體介動渦輪轉(zhuǎn)動，渦輪又將介質(zhì)能轉(zhuǎn)化為機械能到專用減速器 3，再到抽油機減速箱 2，從而量傳動[22]。 2005 年根據(jù)液力耦合器的基本工作原理，并對該系統(tǒng)進行研究。研究表明這種抽油機，增加了抽油機系統(tǒng)的使用壽命，避免了“皮高了系統(tǒng)的效率。

哈爾濱工業(yè)大學工程碩士學位論文系統(tǒng)由永磁同步電機、連桿、電機調(diào)參控制箱以及支機直接與減速器輸入軸相連，省去了“皮帶+減速器速裝置動力傳動鏈過長，而引起的傳遞耗能，保證了永磁同步電機轉(zhuǎn)速平穩(wěn)，無滑差，則工作機構(gòu)可在任步電機的質(zhì)量與體積相較于異步電動機與直流電機技的進步，更高性能的永磁材料被研制與使用，這也應用到直驅(qū)式系統(tǒng)的發(fā)展。此外，由于稀土材料的永矩、低轉(zhuǎn)速的特點[35]，研究人員已將這種電動機應用
【參考文獻】

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2 胡青春;李劍英;段福海;;帶有圓錐齒輪的復合行星傳動功率流與傳動效率分析[J];機械工程學報;2015年21期

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4 王樹坤;;直驅(qū)螺桿泵舉升技術(shù)在油田的應用分析[J];內(nèi)蒙古石油化工;2015年04期

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7 崔俊國;肖文生;董維彬;汪志剛;;電動機直驅(qū)抽油機的研制及試驗[J];石油機械;2012年10期

8 陳海霞;;水輪式增氧機行星齒輪傳動設(shè)計[J];農(nóng)村牧區(qū)機械化;2012年01期

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4 黃力;中國石油行業(yè)現(xiàn)存主要問題及對策研究[D];中國地質(zhì)大學（北京）;2010年

5 王帥;抽油機直驅(qū)用低速大轉(zhuǎn)矩永磁電機及其控制系統(tǒng)研究[D];沈陽工業(yè)大學;2010年

6 鄭宏宇;工程車輛液壓機械無級變速系統(tǒng)研究[D];吉林大學;2006年

7 朱劍峰;新型車用功率分流式自動變速器結(jié)構(gòu)分析與改進[D];南京理工大學;2006年

8 高立君;低速大功率減速器軟啟動系統(tǒng)的研究[D];機械科學研究院;2003年

本文編號：2852946