抽油机减速器圆弧齿轮的优化设计

本文根据国外的实验研究结果,对影响斜齿轮齿面强度的各参数进行了讨论,为更合理地选择设计变量和构造目标函数提供依据,还提出了圆弧齿轮优化设计的方法。     

分流式双圆弧齿轮抽油机减速器的优化设计

作者把减速器所有齿轮及轴的体积之和构成目标函数,而齿面接触强度、齿面啮合系数、齿的弯曲强度、轴的刚度作为满足优化设计的约束条件。由此建立了15个设计变量,34个不等式约束的非线性数学规划模型,从而解决了抽油机减速器设计方案的优化问题。     

渐开线天轮抽油机的优化设计

针对油田机采设备的节能要求,根据抽油机设计理论,提出以渐开线作为小天轮变径轮廓,使作用在小轮上的拉力变化幅度减小,降低减速器输出轴扭矩峰值,实现节能目的。通过对该机运动规律的研究,给出了该机悬点位移、速度和加速度的计算公式和方法,以上冲程最大扭矩因数峰值最小为优化设计目标函数,建立了总体机构运动分析的数学模型,采用复合形优化设计法进行优化设计,并结合现场实际经验确立最终的主体结构参数。实际测试结果表明,渐开线天轮抽油机在同等载荷工况下,与常规机相比,平均有功节电率达26.51%。优化设计结果为同类型抽油机的设计计算提供了依据。     

抽油机双圆弧齿轮和渐开线中硬齿面齿轮减速器的对比试验

为了探讨油田在用的抽油机渐开线中硬齿面齿轮减速器和软齿面双圆弧齿轮减速器的极限承载能力和轮齿的破坏形式,作者对CYJ3型抽油机所配的两种减速器做了对比试验。试验是根据封闭功率流原理,通过机械加载试验台,在齿轮的材料和齿轮副的几何参数相同条件下进行的,并作了试验分析。通过试验对比,得出了两种减速器齿轮的实际承载能力,分析了渐开线齿轮的点蚀出现在齿面节线附近,并随载荷的增加,有迅速扩展的趋势;而双圆弧齿轮的齿廓啮合,接触良好,无点蚀及微裂纹。     

齿轮减速器的优化设计

1．齿轮减速器的数学分析模型图1所示为二级斜齿圆柱齿轮减速器的传动简图。该减速器的优化设计可以概括为当载荷一定时，体积最小或重量最轻。1．亚目标函数由于减速器的重量与齿轮、轴等零件的总体积成正比，而齿轮减速器的重量计算又是相当繁琐的，且无此必要，故可取总中心距作为间接衡量重量的尺度，则计算就会简单得多。如图1所示，设总中心距为A，则式中：m。；、m。。——高速级与低速级的法面模数；i；。、i；。——高速级与低速级的传动比；Z；、Z。——高速级与低速级的小轮齿数；尺、尺——高速级与低速级齿轮螺旋角。事实上…     

抽油机减速器离散变量优化设计

应用有限随机寻优法对某型号游梁式抽油机的齿轮减速器成功地进行了9个设计变量，24个约束条件下的优化设计，取得了令人满意的优化设计结果。应用表明此方法具有较高的计算效率和较好的可靠性，而且可以提供符合设计规范和生产工艺要求的参数数据，这种方法在石油机械工程优化设计中具有良好的应用前景。     

抽油机减速器齿轮的拆装新工艺

抽油机减速器齿轮的装配是过盘配合的装配，过盈量一般为0.1毫米左右，所以拆卸起来比较困难。为此，中原油田分公司第三采油厂设计制作了5000千牛液压拉拨机。通过此拉拨机完善了抽油机减速器的大修工艺，原来必须更换总成的维修，现在只要更换零件即可，从而极大地节约了成本。齿轮的装配不能采用拉拨机进行装配，因此，又设计研制了齿轮热装工艺，完成了齿轮热装工作。     

抽油机减速器齿轮的拆装新工艺

抽油机减速器齿轮的装配是过盘配合的装配，过盈量一般为0．1毫米左右，所以拆卸起来比较困难。为此，中原油田分公司第三采油厂设计制作了5000千牛液压拉拨机。通过此拉拨机完善了抽油机减速器的大修工艺，原来必须更换总成的维修，现在只要更换零件即可，从而极大地节约了成本。     

抽油机减速器齿轮的失效分析

找出了人字齿轮减速器在工作中右端齿轮出现严重磨损的原因并进行了分析。提出在国内现有制造技术的条件下，对于37kN·m以下的减速器应推广使用斜齿轮传动。     

抽油机减速器扭转轴的优化设计

本文根据形变位能与外力所作功基本相等的观点,推导出扭转轴优化设计的目标函数,并根据疲劳失效的最大剪应力理论,导出约束函数,给出了完整的扭转轴优化设计方法。     

游梁式抽油机减速器圆弧齿轮的程序设计

本文针对游梁式抽油机减速器的设计,提出了半圆弧和双圆弧齿轮传动设计的计算机通用程序。本程序的特点是,能对设计所涉及的许多图表曲线进行处理,使确定各系数的繁复工作由计算机自动完成,并能一次算出两级圆弧齿轮传动的许多可行方案,由计算机对齿轮强度合格与否自动作出判断,从中选出较好的方案。     

双驴头抽油机的优化设计

阿基米德双驴头抽油机是目前油田上使用广泛、性能较好的一种抽油机,由于对其研究不够使它的性能没有得到充分发挥。研究了阿基米德双驴头抽油机的优化设计问题,建立了其优化数学模型,给出了相应的计算公式。对YCYJ10－5－37HB双驴头抽油机在保留原游梁支架和底座的条件下进行了优化计算。计算结果表明,其最大扭矩因素下降了9个百分点,节能效果显著。     

CYJ10-3-37HB抽油机减速箱箱体的振动时效处理

在抽油机制造中,对CYJ10—3—37HB抽油机减速箱箱体实施振动时效处理。分别测试了铸件原态、振动时效后及热时效后的残余应力,并绘出了箱座振动时效前后的G—F(f)(加速度—频率)特性曲线。试验结果表明,CYJ10—3—37HB抽油机减速箱箱体采用振动时效处理是适宜的,生产工效可提高6倍。     

矮型异相抽油机的优化设计

矮型异相抽油机（以下简称矮型机）,是中国石油天然气集团公司推广机。与常规抽油机比较,体积小,重量轻,能耗小,速率高。通过对矮型机的优化设计进行研究,编写了设计,计算软件包。指出矮型机优化既有等式约束又有不等式约束,是多维非线性优化问题,具有多个极值点,广义拉格朗日乘子法是矮型机优化的有效方法,设置墙函数,是提高程序运行效率的有效手段。矮型机优化结果与同类型常规抽油机比较,各杆尺寸明显减小,最大扭矩     

直线电机抽油机运行参数优化设计

为使直线电机抽油机具有最佳的节能效果,运行参数更加合理,研究了直线电机抽油机动力学模型,确定了直线电机抽油机运行参数优化设计的目标函数,给出了优化设计中的约束条件,采用惩罚函数法及Newton迭代法,编制了优化软件并对直线电机抽油机运行参数进行了优化设计.结果表明:优化后的悬点动力示功图与理论静力示功图吻合性较好,装机功率变小,具有很好的节能效果.     

数控抽油机及抽油杆柱优化设计

介绍了我国首创的数控抽油机结构，分析了它的运动规律，并经过现场测试和数据处理验证了这种运动规律。还介绍了数控抽油机井的抽油杆柱优化设计，解决了数控抽油井的上边界条件，并用各级杆顶部截面应力范围比相等条件进行了优化设计，经诊断软件验证，杆柱优化设计软件是可靠的。     

抽油机游梁的优化计算

指出了游梁式抽油机游梁优化设计计算的必要性,建立了数学模型,介绍了求解方法,并从制造和使用角度分析了游梁应采用的结构形式,提出了合理全面的边界条件和约束条件,并举例进行了优化计算。优化后材料比优化前节约8.7％,且强度、刚度、稳定性可靠,每年可为企业节约几十万元资金,经济效益十分可观。     

游梁式抽油机的优化设计

本文以我国生产的几种常用抽油机为例,对游梁式抽油机的主体、主要构件及减速器的参数进行了优化设计及其应用效果的探讨。优化结果表明,效果是明显的:优化并圆整后的四杆机构,其扭矩因数比原来减小约6％,从而可降低功率消耗;游梁、横梁和连杆优化后都比原设计的重量减轻约10％,从而可节省很多钢材;减速器优化后,两级齿轮副的承载能力提高约12％。