Watt六杆抽油机增程与驱动力平衡机构分析

在常规游梁抽油机曲柄摆杆机构的基础上构造出集增程、机械换向和驱动力平衡功能为一体的 3种Watt六杆机构。针对每一个方案做了受力分析 ,并推导出每种方案抽油机冲程、平衡重质量及连杆垂直驱动力计算式。各方案的比较分析表明 ,3种方案构造的新抽油机冲程都大于常规游梁抽油机 ,连杆垂直驱动力都小于常规游梁抽油机 ;其中由Watt六杆机构、增程轮系和减力轮系复合构成的第一种方案 (机构 1)效果最好 ,其冲程为 6 75～ 9m ,是常规游梁抽油机的 4 5倍 ,连杆垂直驱动力为 90kN ,比常规游梁抽油机连杆垂直驱动力 (133kN )小4 3kN。

新型六杆机构抽油机的性能分析

抽油机曲柄轴净扭矩为波动较大的交变载荷,而普通电动机的输出扭矩基本恒定不变,两者的载荷特性无法达到"和谐"的匹配,直接导致电动机热损失增高,抽油机系统效率过低、能耗增大。新型六杆机构抽油机,依据变矩原理使摇杆力矩可以随悬点载荷的变化而自动调节,实现了曲柄轴净扭矩曲线呈小波动状态,大大降低了电动机的热损失,提高了电动机的工作效率,降低了抽油机的能耗。根据设计方案,建立了新型六杆机构抽油机的运动和动力学数学模型,对主要的性能参数进行了优化设计,并对其性能进行了对比分析。

曲柄轴净扭矩趋近直线形态的抽油机传动机构研究

普通电动机输出扭矩基本恒定,而抽油机曲柄轴净扭矩是交变载荷,两者的载荷特性无法达到"柔性"匹配,导致抽油机运行效率低下、能耗增高。利用游梁结构和导杆机构设计的游梁式六杆机构,实现了曲柄轴净扭矩曲线趋近于直线形态,提高了电动机的功率利用率,实现了抽油机节能降耗。根据设计方案,建立游梁式六杆机构运动和动力学模型,分析影响曲柄轴净扭矩曲线形态的主要因素,并以MATLAB优化工具箱为平台,对设计方案进行全参数优化设计,以实际载荷工况对游梁式六杆机构抽油机节能效果进行对比分析。