齿轮导杆式抽油机用换向机构力学分析与运动仿真

针对常规游梁式抽油机不易实现低冲次的运动特性,分析了一种齿轮导杆式抽油机用换向机构.该换向机构主要由长杆不完整齿轮、齿条移动框、滚筒等构成.介绍了齿轮导杆式抽油机换向机构及其原理,建立了换向机构的力学模型;根据接触冲击算法,利用SolidWorks和Adams对换向机构进行了联合动力学仿真.结果表明,该换向机构在上冲程速度平缓,在下冲程存在加速度突增;对比该抽油机在3种不同冲次下的加速度仿真曲线,该抽油机满足低产井的生产要求;对比常规式和齿轮导杆式抽油机的加速度理论曲线,该抽油机上冲程的悬点加速度均小于常规抽油机,运动特性更优,更适用于低产井的采油作业;冲次变化对部件接触力影响较大.研究为后续换向机构强度计算提供了数据支撑.     

往复丝杠沟槽正弦过渡曲线的设计与仿真

往复丝杠换向动作时的换向性能与其过渡曲线具有直接关系,在分析圆弧、抛物线作为往复丝杠沟槽转向曲线时机构的运动特性基础,提出正弦转向曲线设想并推导其运动方程,分析其运动规律。结合虚拟样机技术,建立动力学仿真模型。通过对比仿真结果,分析了采用不同过渡曲线沟槽的丝杠换向时加速度和接触力的变化值,表明正弦换向过渡曲线具有较为平稳的运动特性,避免了柔性冲击,有利于减轻振动,降低噪音,对往复丝杠的设计及研究提供了参考。     

基于Solidworks的常规型抽油机三维动态仿真

应用Solidworks软件精确建立了符合API Spec 11E规范的320-305-100常规型抽油机三维虚拟样机,用COSMOSMotion插件对这种抽油机进行了运动学及动力学仿真,得到了此抽油机型式测试模拟的基本性能曲线,仿真结果与理论值相符.分析了抽油机主要性能参数的变化规律和特点,分析结果给抽油机的设计与优化提供了依据.     

常规型抽油机动态仿真与关键部件有限元分析

以C-456D-305-144抽油机为例,运用虚拟样机技术和ANSYS软件对其进行动态仿真及关键部件的有限元分析。首先对抽油机进行运动学分析,其次应用UG软件建立了抽油机整机三维模型,在ADAMS环境中对抽油机进行动态仿真,得到了抽油机驴头悬点、中心支撑处和横梁支撑处的仿真曲线图,并对仿真结果进行了分析;最后对游梁和连杆进行了ANSYS分析,得到了其应力应变云图,为抽油机结构优化设计提供了依据。     

基于Pro/E和ADAMS的2K-V型减速机的运动学仿真

采用虚拟样机技术,借助于结构设计软件Pro/E和机械动力学分析软件ADAMS来建构2K-V型减速机精确模型的数字样机,过程中采用虚拟构件解决了2K-V型减速机的机构和齿轮副定义困难的问题.详细介绍了建模过程和仿真参数的设置,再现了样机实际运动过程,并实时测量了各构件的瞬时速度,验证了模型建构和仿真分析的正确性.     

基于ADAMS的重载操作机的动力学仿真

通过对锻造操作机工作原理的分析,基于虚拟样机技术,在ADAMS软件中建立了重载操作机整机系统的虚拟样机,对操作机进行动力学仿真分析,得出典型工况下操作机的受力情况曲线.考虑了驱动力大小、大惯量构件、柔性体构件以及附加倾覆力矩等因素对操作机性能的影响,为设计操作机的结构设计提供了理论及数据依据.     

新型抽油机换向装置结构设计及运动仿真分析

针对现有抽油机所要求的长冲程、低冲次等特性,在分析传统抽油机换向装置优缺点的基础上,将非圆齿轮行星轮系应用到抽油机换向装置中。通过对两种换向装置的结构对比分析,并应用ADAMS仿真软件对其进行运动学仿真分析,分别得出两种机构的摆角、角速度、角加速度变化曲线。通过对比分析可知,两对圆齿轮和两对非圆齿轮组合结构比4对非圆齿轮结构具有更好的运动特性。     

基于刚柔耦合的2K-V型减速机传动精度分析

以工业机器人用高精度2K-V20减速机为研究对象,在动力学仿真软件Recur Dyn中利用多柔性体动力学技术建立该减速机的刚柔耦合模型。通过虚拟样机仿真分析了该减速机各部件的运动特性,其结果与理论值基本相符,验证了所建模型的正确性。基于该刚柔耦合模型设计了几组具有不同误差组合的样机模型,通过仿真分析了不同误差因素对整机传动精度的影响,所得结论为2K-V型减速机的设计与制造提供了一定的理论依据。     

基于虚拟样机的带传动动态特性分析

主要利用虚拟样机技术建立的简单带传动虚拟样机模型研究带传动在非临界状态下的特性,并通过对带传动虚拟样机模型的仿真分析,得到在非临界状态下带传动中的力、速度和加速度如何变化的曲线,通过分析得到了一些结果,并为进一步如何利用虚拟样机技术对带传动系统特性做深入研究的方式和方法进行了初步探讨.     

基于虚拟样机技术同步带传动的动态性能研究

利用Pro/E和ADAMS软件建立同步带传动虚拟样机模型,研究了同步带传动动态特性.通过同步带传动虚拟样机模型的仿真分析,获得刚性带块位移、速度、加速度和接触力曲线,为进一步利用虚拟样机技术对同步带传动系统做深入研究提供参考.     

差速器齿轮机构的运动学及动力学分析

首先阐述了差速器的传动原理,然后利用ADAMS建立了差速器齿轮机构的虚拟样机模型,并对该机构进行了两种工况下的仿真分析,得到传动齿轮的转速特性曲线及受力曲线,并通过曲线分析了差速器的差速原理。分析受力曲线能为差速器齿轮的有限元分析提供依据,并为其动态优化及疲劳寿命预测提供指导。     

基于模糊控制的节能型复合液压缸式抽油机设计

抽油机是把石油从地层提升到地面的重要的机械设备。基于目前液压抽油机在使用过程中存在的高耗能、低效率、换向不平稳等问题,采用恒功率可调变量泵的控制策略,设计一种采用蓄能器回收能量的复合液压缸式抽油机。在AMESim中搭建系统模型,并通过模糊控制优化抽油杆速度特性曲线。仿真结果验证抽油杆换向速度波动超调量由原来的20.6%降到3.82%,蓄能器能够节能48%。     

基于AMEsim的混凝土喷浆机泵送系统的仿真研究

混凝土喷浆机组在实际工作中存在喷射效率较低、换向瞬间间歇等现象。为解决这些问题,设计了带有比例溢流阀的新泵送系统方案,建立了泵送液压系统的仿真模型,进行了泵送系统应用AMEsim软件的仿真研究,分析了泵送系统的动态响应特性。仿真结果表明,提出的泵送方案具有良好的动态特性,可以提高混凝土喷浆机组的喷射效率。     

抽油机运动特性研究

抽油机是石油开采领域最重要的两大石油装备之一,其性能的优劣直接关系到各油田的经济效益。首先从理论上研究了游梁式抽油机的运动特性,得到了悬点位移、速度、加速度的解析式;随后利用计算机仿真技术对某典型游梁式抽油机的运动进行了仿真模拟,经过对比分析可见两种研究方式得出的结果基本一致,即：悬点位移、速度呈类似正弦规律变化;加速度呈类似余弦规律变化。以理论分析为基础,借助于先进的计算机仿真技术,在进行抽油机设计初期即可掌握其运动特性,这为新型抽油机的开发以及现有抽油机的结构优化提供了可靠依据。     

抽油机电液伺服加载系统

一种抽油机电液伺服加载系统可以模拟抽油机的真实运动情况,将抽油机的运动和载荷作用于抽油机的悬点上,以此来检测抽油机的质量。阐述了抽油机电液伺服加载系统原理,采用位移-力反馈的控制方法,最后利用AMESim软件对液压系统进行仿真,验证了液压系统能满足加载系统要求。     

双井液压抽油机动力单元机械特性建模与分析

液压抽油机以其较好的节能特性受到国内外采油工程技术人员的高度关注。随着液控技术的不断发展,各种形式的液压抽油机不断被推陈出新。针对近年来开发的基于二次调节技术并兼有重力势能回收特性的双井液压抽油机的动力单元机械特性展开建模和分析。采用梯形速度目标曲线分析文献中液压抽油机动力单元的机械特性,分析表明电机输出转矩突变点与活塞杆运行速度拐点同步,当其运行速度到达最大时,电机瞬时输出转矩到达峰值。模型为该型液压抽油机电机选型以及其他功率回收型液压抽油机机械特性分析提供参考。     

四连杆抽油机驱动机构的运动学及动力学分析

发明并设计了一种新型节能型抽油机——四连杆抽油机,基于新型抽油机结构设计,重点分析研究其驱动机构的运动学及动力学规律,在理论分析基础上,结合计算机仿真技术对其进行了实例验证,并综合分析该新型抽油机驱动机构的性能指标,结论表明,该新型抽油机与同型号游梁式抽油机相比,具有较低能耗和良好的经济性能。     

腹腔微创手术机器人虚拟手术仿真系统研究

将虚拟现实技术引入到医疗手术机器人系统之中,建立一个可用于腹腔微创手术机器人模拟训练的平台,提出了一种基于OPENGL、图形反馈及力反馈的虚拟手术仿真系统.介绍了系统的总体结构,系统软硬件平台构成,仿真环境的建立以及手术仿真的原理,提出一种可行的虚拟手术仿真系统解决方案.     

提捞式抽油机研究与分析

针对油田供液能力差、产量低、能耗高、设备效率差的低产油井,研制了一种新型采油设备——连续柔性抽油杆提捞式抽油机.主要从基本结构、工作原理、柱塞胶筒受力分析、能耗分析比较等方面阐述了新型捞油机的特点.该设备优化了采油工艺,达到了节能降耗的目的,由于能够实现智能间歇起抽和停止,大大减少了人力投入,降低了工人的劳动强度,提高了抽油效率.随着该项技术的日臻成熟,智能提捞式抽油机有着广阔的应用前景.     

新型液压抽油机的节能设计与仿真

液压抽油机技术由于显著的节能效果而发展很快,以节能降耗为目的设计了一套液压抽油机系统。在机械结构方面,该系统采用机械配重的方法来完全平衡抽油杆的重量,使得抽油杆下降的势能储存在配重中并在上升抽油时重新利用,从而减小了系统的装机功率而节能;在液压控制方面,该系统利用了电液比例负载敏感技术,使压力和流量实时自动适应负载的需求,达到了高效节能和准确的控制。通过参数理论分析计算,表明该新型液压抽油机装机功率和在工作循环周期内消耗的功率比同类抽油机均低。在AMESim环境下建立了电液比例负载敏感系统的测试模型,并验证了该模型的正确性。在此基础上建立了整机系统的仿真模型,通过仿真和分析证明了该新型液压抽油机的节能效果。