目前我國(guó)油田現(xiàn)有抽油機(jī)系統(tǒng)普遍依靠“皮帶+減速器”結(jié)構(gòu)向抽油機(jī)輸入動(dòng)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(wèn)題,嚴(yán)重影響到油田原油開采的效益。為解決上述問(wèn)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(dòng)式差動(dòng)減速器的傳動(dòng)方案,該減速器由主功率輸入級(jí)差動(dòng)輪系傳動(dòng)與調(diào)速功率輸入級(jí)定軸傳動(dòng)組成。主電機(jī)通過(guò)太陽(yáng)輪向系統(tǒng)提供恒定主功率流;調(diào)速電機(jī)通過(guò)定軸傳動(dòng)向系統(tǒng)提供可變的調(diào)速功率流;差動(dòng)減速器將主功率流與調(diào)速功率流耦合,實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載的無(wú)級(jí)變速驅(qū)動(dòng)。制定減速器的參數(shù)設(shè)計(jì)方案。通過(guò)對(duì)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(jìn)行分析,闡述了系統(tǒng)的調(diào)速機(jī)理。結(jié)合設(shè)計(jì)要求確定主電機(jī)與調(diào)速電機(jī)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(yīng)用控制變量法對(duì)輸入功率比、特征參數(shù)與系統(tǒng)效率之間的關(guān)系進(jìn)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(yàn)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(jì)算公式可得系統(tǒng)效率為98.2%,考慮實(shí)際應(yīng)用中其它耗能因素引起的效率誤差,系統(tǒng)效率仍能夠達(dá)到95%以上,證明了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理性。根據(jù)不同工況下系統(tǒng)的傳動(dòng)比情況,發(fā)現(xiàn)主電機(jī)可以單獨(dú)工作,而調(diào)速電機(jī)不宜長(zhǎng)時(shí)間單獨(dú)使用。對(duì)減速器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì),并對(duì)關(guān)鍵零件的強(qiáng)度和壽命進(jìn)行校核。為符合現(xiàn)場(chǎng)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(dòng)系統(tǒng)的平穩(wěn)性,在機(jī)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(shí)現(xiàn)差動(dòng)輪系的均載,采用太陽(yáng)輪浮動(dòng)式均載結(jié)構(gòu)。校核了齒輪與軸的強(qiáng)度以及軸承的壽命;建立了輪系的三維模型,并對(duì)該模型的等效應(yīng)力、應(yīng)變進(jìn)行求解分析,以保證輪系的強(qiáng)度。對(duì)減速器的功率流特性進(jìn)行求解與分析。應(yīng)用有限元法對(duì)減速器的功率流進(jìn)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(dǎo)性作用;對(duì)系統(tǒng)的輸入與輸出功率流進(jìn)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(dòng)輪系動(dòng)力學(xué)模型,應(yīng)用數(shù)值分析法對(duì)兩齒嚙合處的功率流特性進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)嚙合處的功率流會(huì)逐漸趨于一個(gè)穩(wěn)定值,驗(yàn)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(dòng)輪系結(jié)合的雙驅(qū)動(dòng)式差動(dòng)減速器的設(shè)計(jì)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(wèn)題,提高了系統(tǒng)效率。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TE933.1
【部分圖文】：

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文部分組成。主要包含驅(qū)動(dòng)電機(jī)管等機(jī)械部件[15]。方式為傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)，電機(jī) 2 輸出后，將動(dòng)力從減速器的輸出端以達(dá)到驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子的目的（螺桿泵游梁式抽油機(jī)，不難發(fā)現(xiàn)螺桿而，由于螺桿泵本身結(jié)構(gòu)組成無(wú)法正常作業(yè)[16-18]。此外，游構(gòu)傳遞動(dòng)力，這種引起能耗過(guò)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(dòng)軸；5-液力耦6-電機(jī)；7-機(jī)座；8-控制箱圖 1-4 液力耦合式抽油機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)[21]調(diào)參控制箱 8 調(diào)控，用以帶動(dòng)液力耦合器 5示）中的泵輪轉(zhuǎn)動(dòng)，再經(jīng)工作腔內(nèi)的液體介動(dòng)渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)，渦輪又將介質(zhì)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能到專用減速器 3，再到抽油機(jī)減速箱 2，從而量傳動(dòng)[22]。 2005 年根據(jù)液力耦合器的基本工作原理，并對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行研究。研究表明這種抽油機(jī)，增加了抽油機(jī)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(xué)工程碩士學(xué)位論文系統(tǒng)由永磁同步電機(jī)、連桿、電機(jī)調(diào)參控制箱以及支機(jī)直接與減速器輸入軸相連，省去了“皮帶+減速器速裝置動(dòng)力傳動(dòng)鏈過(guò)長(zhǎng)，而引起的傳遞耗能，保證了永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)速平穩(wěn)，無(wú)滑差，則工作機(jī)構(gòu)可在任步電機(jī)的質(zhì)量與體積相較于異步電動(dòng)機(jī)與直流電機(jī)技的進(jìn)步，更高性能的永磁材料被研制與使用，這也應(yīng)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(diǎn)[35]，研究人員已將這種電動(dòng)機(jī)應(yīng)用
【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王永強(qiáng);;抽油機(jī)井混合磁阻電動(dòng)機(jī)應(yīng)用及評(píng)價(jià)[J];石油石化節(jié)能;2015年12期

2 胡青春;李劍英;段福海;;帶有圓錐齒輪的復(fù)合行星傳動(dòng)功率流與傳動(dòng)效率分析[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2015年21期

3 王洪武;陳業(yè)明;陳磊;張東寧;;同步磁阻電機(jī)矢量控制研究[J];微特電機(jī);2015年04期

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

5 姚慶童;;螺桿泵直驅(qū)裝置應(yīng)用效果評(píng)價(jià)[J];石油石化節(jié)能;2014年07期

6 王文云;崔峰;李錫文;;雙層直線振動(dòng)篩的有限元模態(tài)分析[J];機(jī)械與電子;2013年06期

7 崔俊國(guó);肖文生;董維彬;汪志剛;;電動(dòng)機(jī)直驅(qū)抽油機(jī)的研制及試驗(yàn)[J];石油機(jī)械;2012年10期

8 陳海霞;;水輪式增氧機(jī)行星齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)[J];農(nóng)村牧區(qū)機(jī)械化;2012年01期

9 馮婧;霍睿;王孚懋;;齒輪非線性動(dòng)力系統(tǒng)的振動(dòng)功率流分析[J];振動(dòng)與沖擊;2010年05期

10 李洪濤;張明柱;陳興洲;周志立;;新型多段液壓機(jī)械無(wú)級(jí)變速器效率特性分析[J];機(jī)床與液壓;2009年05期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 王帥;有桿采油泵低速大轉(zhuǎn)矩永磁電動(dòng)機(jī)直驅(qū)技術(shù)研究[D];沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué);2016年

2 李林;基于分功率傳動(dòng)原理的旋轉(zhuǎn)機(jī)械調(diào)速技術(shù)與裝置研究[D];華北電力大學(xué)（北京）;2010年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前8條

1 張?zhí)焱?游梁式抽油機(jī)用自適應(yīng)平衡塊裝置研究[D];鄭州大學(xué);2016年

2 李阿龍;低產(chǎn)無(wú)游梁式抽油系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)及動(dòng)態(tài)仿真[D];燕山大學(xué);2015年

3 杜麗;基于有限元分析的復(fù)雜耦合系統(tǒng)振動(dòng)功率流傳遞特性研究[D];山東建筑大學(xué);2012年

4 黃力;中國(guó)石油行業(yè)現(xiàn)存主要問(wèn)題及對(duì)策研究[D];中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）;2010年

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

6 鄭宏宇;工程車輛液壓機(jī)械無(wú)級(jí)變速系統(tǒng)研究[D];吉林大學(xué);2006年

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

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

本文編號(hào)：2852946