抽油机曲柄销的破坏形式分析及弯矩计算

分析了抽油机曲柄销的外载、破坏形式及承受弯矩的计算方法等问题。指出曲柄销承受的弯矩应按弹性基础上的梁计算；曲柄销的损坏一般具有先松动后疲劳破坏的特征；曲柄销的外载主要由连杆拉力和螺纹预紧力造成，设计节能型抽油机时应注意曲柄销上载荷的大小。

作用在抽油机曲柄销上的扭矩问题

断口特征分析、现场受力测试和观察表明，抽油机曲柄销在玻坏时承受较大的扭矩。通过数值计算和理论分析，指出连杆大头与曲柄销轴承座装配不当，存在较大应力，以及曲柄销轴承选择不合理，轴承预期寿命偏低，致使轴承运转不良等，是引起曲柄销承受较大扭矩的主要原因。据此认为，改善曲柄销的装配质量和提高轴承的寿命，是防止曲柄销承受较大扭矩，延长其使用寿命的重要途径。

新型摆动导杆式抽油机方案设计与动力学分析

一种已经获得国家发明专利授权的新型摆动导杆式抽油机由电动机、减速器、曲柄、滑块、摆动导杆、机架和钢绳等构成,通过曲柄上的滑块在导杆导轨上的滑动,带动导杆以机架为支点做上下摆动,从而实现抽油机的上下冲程。由于滑块在导杆导轨上的滑动,使得曲柄对导杆作用力随悬点载荷大小的变化而自行调整,曲柄轴净扭矩始终处于最佳状态,净扭矩曲线非常平缓,载荷不均匀系数CLF趋近于1,大大降低了电动机的装机功率,电动机输出功率均匀性得到了极大的提高。

基于SIMULINK的游梁抽油机曲柄扭矩分析

建立了抽油机曲柄扭矩的数学模型,考虑了游梁的不平衡重和游梁的惯性矩的影响,分析了游梁对高转差率抽油机和常规抽油机的影响规律。利用MATLAB软件中的动态仿真SIMU-LINK模块,建立了CYJY12-5-73HB型抽油机的仿真模型,实现了游梁不平衡重对抽油机曲柄扭矩的仿真研究。研究结果表明,游梁的不平衡重及其随驴头摆动的惯性矩对曲柄扭矩的影响很小。

抽油机曲柄销总成接触有限元分析

利用三维建模软件Pro/E与有限元分析软件Ansys的无缝连接,在Pro/E中建立了抽油机曲柄销、锥套、曲柄体和螺母垫片的装配实体模型,并导入Ansys中进行接触分析,得到各实体之间的接触应力分布情况。分析结果表明:曲柄销所受最大等效应力发生在曲柄销锥面中部;锥面小端的最大应力大于除锥面中部外的其他部位。与传统的力学模型计算结果相比,更能有效地解释曲柄销失效主要发生在锥面中部、螺纹根部和锥面小端这一实际情况,并提出了一些设计和加工曲柄销的改进意见。

抽油机曲柄销疲劳计算分析

根据游梁式抽油机曲柄销的实际工作情况 ,按悬臂梁和弹性基础梁模型对其进行了疲劳强度计算的分析对比 ,比较结果可以看出 ,现有曲柄销结构按弹性基础梁模型计算 ,其疲劳强度达不到无限寿命 ,以 CYJ10 - 3- 53B型抽油机为例曲柄销的疲劳安全系数明显偏小。最后提出了提高曲柄销疲劳寿命的几种方法。

几种设计参数对抽油机曲柄销工作性能的影响

以游梁式抽油机曲柄销总成为研究对象,利用Pro/E建立了曲柄销、锥套、曲柄体和螺母垫圈的装配模型,并导入到ANSYS中进行接触分析。分析了在不同曲柄体凸台高度、不同锥套厚度以及不同曲柄销锥面锥度条件下,曲柄销总成各构件之间的受力情况,得出如下结论:在曲柄体悬臂端设置一定高度的凸台有利于提高曲柄销和锥套的接触压力,能有效降低曲柄销在锥套内微动磨损的程度;当锥套厚度在20 mm左右时,不但能有效保护曲柄体悬臂端不被扩孔,而且能获得较高的销与套之间的接触压力;曲柄销锥面锥度为1∶10～1∶11时,可以显著降低曲柄销的等效应力,从而延长曲柄销总成的使用寿命。

净扭矩呈小波动形态的新型抽油机动力学研究

针对常规游梁式抽油机电动机输入功率过高导致抽油机效率低、能耗过高的问题,研制了一种基于摇块机构的游梁变矩式抽油机。该抽油机传动机构在附加平衡载荷条件下,其曲柄轴净扭矩表现出了非常小的波动形态,电动机效率被提高,从而使抽油机的能耗大大降低。对该新型抽油机传动机构的运动和动力学分析结果表明,新型游梁变矩式抽油机较常规抽油机最大净扭矩大幅降低,最小净扭矩明显提高;其载荷波动系数CLF值趋近于1.0;均方根扭矩值较小,表现了较好的节能效果和很好的长冲程运动和动力性能。

抽油机曲柄销失效分析及联接设计

分析了游梁式抽油机曲柄销所受载荷及失效形式。指出曲柄销失效的主要原因是曲柄销和锥套的过盈配合面之间出现了松压现象，这种松压现象是由曲柄销受灾变载荷作用所引起，且失效主要发生在曲柄销锥面中部台阶、螺纹根部及锥面小端三处，破坏形式则以弯曲疲劳破坏为主，螺纹根部的破坏具有扭转破坏的特征。提出了曲柄销与曲柄联接的设计准则及螺纹预紧力矩的计算公式。

游梁式双驴头双井抽油机节能分析

根据两井距离比较近的情况，设计了一种新型游梁式双井抽油机，带有双驴头，可以实现一机双抽，介绍了其结构和工作原理。在对游梁式双井抽油机的扭矩和节能作定性分析的基础上，与常规游梁式抽油机作了比较分析得出：双井抽油机的曲柄轴负扭矩绝对值和峰值扭矩减小，耗电量相对降低。因此，双井抽油机不仅扭矩变化平稳、工作情况较好，而且具有很好的节能效果。另外，分析得出，在陆地加密井、丛式井、海洋油井等情况下使用双井抽油机，成本低、维修费用少。

基于ADAMS的随动复合平衡抽油机动力仿真

介绍了随动复合平衡抽油机的结构和基本参数,对曲柄净扭矩的计算公式进行了推导,说明了利用ADAMS进行抽油机动力仿真的基本步骤,给出了模型的建立和加载的方法,并对仿真结果进行了分析。分析结果表明,与异相型曲柄平衡抽油机相比,随动复合平衡抽油机的动力性能得以改善,具有较好的节能效果。

游梁式抽油机曲柄销疲劳可靠性分析

在分析游梁式抽油机曲柄销应力变化规律的基础上 ,用随机抽样方法对曲柄销应力和材料疲劳极限的概率分布进行数字仿真 ,结果表明 ,考虑呈二项分布的扭矩影响后 ,曲柄销等效应力的应力幅和平均应力都服从正态分布。以CYJ10— 3— 5 3HB游梁式抽油机曲柄销为例进行计算 ,得出曲柄销应力和 4 0Cr材料疲劳极限都服从正态分布 ,当曲柄销直径为 10 0mm时 ,疲劳可靠度为 0 9783。基于随机抽样数字仿真技术进行曲柄销疲劳可靠性分析的方法 ,既可用于曲柄销疲劳可靠性校核 。

游梁式抽油机曲柄销所受扭矩分析

在分析游梁式抽油机连杆大头轴承座因装配不当而产生变形的基础上，用有限元法分析了轴承所受的径向力，得出了曲柄销上所受的扭矩。最后，以ＣＹＪ１０－３－５３ＨＢ游梁式抽油机曲柄销为例进行计算，得出当轴承座径向变形量为０．１ｍｍ时，曲柄销中相应产生的扭矩可达１．０８ｋＮ·ｍ。为消除这种不良影响，应考虑采用其他的联接方式，以避免装配时产生过大的装配应力。

关于曲柄平衡游梁式抽油机平衡问题

针对曲柄平衡游梁式抽油机存在平衡率调整困难的实际情况，通过理论分析，推导出了平衡块移动量的计算公式。与现有其他计算公式相比，该公式结构简单，计算容易，便于掌握，为提高平衡率调整的准确性提供了理论依据。同时也指出：该公式要准确地应用于实际工作，尚存在在测电流峰值的同时不能测出曲柄相应转角φ的难题。

新型游梁变矩抽油机平衡计算方法

针对一种通过改变游梁力臂来进行平衡调节的弯游梁抽油机,对其进行扭矩分析,并推导出基于抽油机上、下冲程做功相等准则,上、下冲程曲柄扭矩峰值相等准则和曲柄净扭矩均方根值最小准则的三种游梁平衡臂长计算公式。另外,根据模型抽油机的结构参数和模拟载荷,在MATLAB中编写程序求解出游梁平衡臂的具体值。提出的计算方法为同类型抽油机的平衡计算提供了借鉴。

抽油机曲柄自动调平衡计算方法研究

针对一种抽油机曲柄调平衡装置,进行扭矩分析,分别从抽油机上、下冲程电机做功相等,上、下冲程曲柄扭矩峰值相等,曲柄净扭矩均方根值最小三大理论原则出发,推导出3种计算公式,并将公式结果进行比较。最终分析证明,曲柄净扭矩方均根最小原则符合多数情况。

Matlab／Simulink在抽油机动力学分析中的应用

介绍了MATLAB/Simulink软件包的特点,利用Simulink中的SimMechanics模块建立了抽油机的机械模型。针对某型号抽油机,建立了曲柄扭矩平衡的数学模型,并利用MATLAB/Simulink对抽油机进行仿真研究。研究结果表明,利用Simulink包对抽油机系统进行仿真研究,建模简便快捷,可以动态修改参数,可视性强,这对抽油机的设计、优化以及新型节能抽油机的开发都有很大帮助。

基于摆动导杆式抽油机的导轨选型及强度分析

通过分析摆动导杆式抽油机在一个工作周期内导轨的受力情况,求得导轨某一时刻受到的最大应力。利用ANSYSWorkbench对导轨进行静强度分析,以确保所选型的导轨在抽油机的工作过程中,不会发生过大弯曲变形而失效。

游梁式抽油机曲柄销的故障树分析

介绍了利用故障树分析事故原因的方法,以游梁式抽油机曲柄销故障现象为例建立故障树,通过求解最小剖集对实际故障进行定性分析,提出提高曲柄销疲劳强度和寿命的方法。