轴系不平衡响应计算分析

对轴系不平衡响应进行了研究,采用传递矩阵法编制了计算机程序,对其进行计算分析,该程序可应用于多质量多支承变截面的大挠性转子系统的计算,对其可进行轴系的第一阶、二阶临界转速和不平衡响应的计算.     

矿井提升机多层缠绕卷筒的振动特性

为揭示多层缠绕卷筒的振动特性及矿井提升系统相关参数对其动力学响应的影响,以矿井提升机实验台的双折线卷筒为研究对象,利用变质量完整力学系统Lagrange方程建立圈间过渡激励下质量慢变卷筒的含耦合项振动方程.对所建模型进行了数值分析和实验验证.结果表明:推导出的方程较好地反映了卷筒的振动特性;卷筒两个方向的加速度幅值略有差异,卷筒两方向的振动加速度幅值都存在波动,且具有同步性;讨论了卷筒转速、卷筒非对称角、卷筒折线区圆心角、钢丝绳直径、密度等系统参数对卷筒振动加速度幅值的影响规律.研究成果有利于优化卷筒结构,对系统安全运行具有一定参考价值.     

挠性充液卫星姿态动力学建模研究

为了研究带重力梯度杆的充液卫星姿态动力学 ,利用带端质量的等效悬臂梁模型及液体晃动的等效力学模型 ,即一组球面摆和一个轴对称圆盘 ,建立了挠性充液耦合的卫星姿态动力学方程。根据某微小卫星的具体参数 ,利用多变量控制系统极点配置选取了 3个反作用飞轮的控制率 ,通过数值仿真计算 ,得到了刚柔耦合及挠性充液耦合卫星姿态角的变化规律。仿真结果表明 ,采用三轴反作用飞轮控制方法 ,并对挠性振动进行动态补偿 ,可以改善姿态控制精度 ;同时得到了液体晃动对姿态角精度的影响     

变杆长X形结构隔振系统动力学特性研究

针对传统三参数隔振器谐振段与高频段的隔振效果不能同时保证的问题,提出了一种将几何非线性特征变杆长X形结构隔振器的模型. 该模型采用谐波平衡法建立动态响应解析模型,并且将解析解与时域数值解和多体动力学软件Adams得到的仿真数据进行对比,证明解析解正确. 在此基础上,分析了变杆长X形结构隔振系统的等效刚度系数、等效阻尼系数、力传递率和多频稳态激励条件下传递到基础的动态力以及关键设计参数对隔振系统传递特性的影响. 结果表明变杆长X形结构隔振系统等效刚度和等效阻尼呈单调递增变化;变杆长X形结构隔振系统谐振峰值显著减小且频率未发生变化,对应时域力响应也呈现出相同的变化特征.      

周向短弹簧型双质量飞轮参数匹配

为了研究周向短弹簧型双质量飞轮的扭转减振特性参数匹配,以某一商用车辆为对象,遵循模型简化前后动力传动系统的动能和势能不变原则,建立了目标车型的传动系统集中质量分析模型。并基于模型分析了双质量飞轮的主要参数(惯量比、扭转刚度和阻尼系数)对其减振性能的影响。结合目标车型的传动系统参数,进行了双质量飞轮参数匹配设计,确定了主要参数的数值。通过整车试验对本次设计的双质量飞轮的减振效果进行了验证,结果表明,在怠速工况下,本次设计的双质量飞轮对发动机角加速度幅值的衰减约为71.4%,效果显著;在行驶工况下,加速过程中的最大衰减达到78.6%,同时减速过程中也具有较好衰减效果,达到设计要求,为双质量飞轮参数匹配提供了参考。     

双离合器双液力变矩器两体式柔性飞轮特性分析及优化设计

双离合器双液力变矩器两体式柔性飞轮是一种采用两个挠性体结构的新型飞轮,针对该新产品的开发,利用Pro/Engineer软件建立了该飞轮的三维实体模型,应用ANSYS Workbench软件对一体式飞轮和两体式飞轮分别进行了结构应力、结构模态和谐响应的对比分析,得出两体式飞轮是一种具有较好性能的结构形式,在此基础上,对柔性飞轮总成中挠性板的外形型线进行了结构形状优化,通过改变柔性板的柔度,实现所要求的动力学特性,经试验验证其分析方法的正确性和产品结构的合理性,并为该类产品的设计提供了可行的设计与分析方法的依据.     

新型双变径天轮式抽油机的设计

利用机构选型中的组合原理设计了一种新型天轮式长冲程抽油机。该新型抽油机由曲柄摇杆机构与双变径增程天轮机构组成，可以通过对现有的游梁式抽油机进行改造而制得。按照逐步优化设计思想，对该抽油机主参数进行了多目标优化设计和动态静力分析。现场试验和理论分析表明，该抽油机具有节能、结构紧凑、曲柄扭矩峰值较低、负扭矩小、扭矩变化平缓等优点。用该机构作为主机构的抽油机，其减速箱扭矩具有与双驴头抽油机类似的特性。与常规抽油机相比，其扭矩可以下降10％～15％，平衡效果好，平衡力矩有较大幅度降低。该机采用双变径天轮，提高了整机的动力性能；采用导向轮让位方式，改善了柔性件和支架的受力。由于该机选用了柔性件传动，在设计时必须考虑提高柔性件的寿命。     

高效微型飞轮原理

本文提出一种新型的高效能的微型飞轮的理论和设计方法。这种飞轮经由二杆组或非圆齿轮连到机构上,不仅能完全平稳角速度的波动,而且平衡输入轴扭矩的波动。飞轮自身重量及惯量都很小,甚至只是一般飞轮的3～4%,这是很有创新意念的动力学平衡构件。     

一种几何非线性低刚度高阻尼隔振器动态特性研究

为了实现隔振器低动态刚度和高阻尼的设计目标,利用两层变杆长X型机构,提出一种新型隔振器.首先,采用谐波平衡法获得所建隔振系统动力学模型的稳态解析解,并分别给出隔振系统的幅频响应、相频响应、等效刚度、等效阻尼和力传递率.然后,根据力传递率,将新型隔振器与常规线性隔振器和准零刚度隔振器进行对比分析.同时,采用有限元方法对获得的解析解进行了有效性验证.最后,分析并给出系统参数对新型隔振器隔振性能的影响规律.结果表明：与常规线性隔振器相比,新型隔振器具备更小的动态刚度和更高的阻尼输出;与准零刚度隔振器相比,本新型隔振器除了能保证低刚度和高阻尼输出之外,还具有较好的稳定性与静承载能力;隔振系统设计参数对隔振性能均有较大影响,可通过灵活调整隔振系统各设计参数满足不同的隔振需求.     

基于瞬时动能等效的曲轴系变惯量扭振研究

研究往复运动件变惯量下的曲轴系自由扭振特性. 基于瞬时动能等效原则,提出了单缸变转动惯量的精确求解方法;建立了单、多缸曲轴系统自由扭转振动微分方程,并对系统的扭振特性进行了理论分析;对某一多缸柴油机曲轴系进行了考虑变惯量下的自由扭振数值计算. 结果表明,变惯量的引入会对曲轴系的固有频率、临界转速、扭转角位移等系统扭振特性产生较大的影响.     

钢丝绳抽油系统的行为预测

对钢丝绳连续抽油杆采油系统的行为预测技术进行了研究 ,指出在钢丝绳进行过预拉及锻打工艺处理后 ,该系统的行为预测可按有杆抽油系统的预测方法进行 .给出了该采油系统的行为预测模型 .通过实例分析 ,指出下部加重杆的配置原则是 :在确保下行程正常的前提下 ,尽可能采用大直径加重杆 ,以减少钢杆数量 ,提高作业效率 ;而且在这种情况下泵的超行程易于形成 ,在产量、节能及减小系统载荷等方面均处于较优工作状况 ;避免使用小杆径加重杆 ,从而减少钢杆根数     

连续抽油杆抽油装置的研究现状及发展方向

分析了常规钢抽油杆在机械采油中存在的主要问题和柔性连续抽油杆的主要特点,阐述了在我国发展柔性连续抽油杆的必要性,同时综合论述了国内外连续抽油杆抽油装置、柔性抽油杆抽油装置用抽油泵、半刚性金属杆、钢绳、复合材料带和钢带等连续抽油杆的发展概况。根据我国油田的实际情况,对我国发展柔性连续抽油杆抽油装置及配套件提出了几点建议。     

新型双变径天轮式抽油机的设计

利用机构选型中的组合原理设计了一种新型天轮式长冲程抽油机。该新型抽油机由曲柄摇杆机构与双变径增程天轮机构组成 ,可以通过对现有的游梁式抽油机进行改造而制得。按照逐步优化设计思想 ,对该抽油机主参数进行了多目标优化设计和动态静力分析。现场试验和理论分析表明 ,该抽油机具有节能、结构紧凑、曲柄扭矩峰值较低、负扭矩小、扭矩变化平缓等优点。用该机构作为主机构的抽油机 ,其减速箱扭矩具有与双驴头抽油机类似的特性。与常规抽油机相比 ,其扭矩可以下降 10 %～ 15 % ,平衡效果好 ,平衡力矩有较大幅度降低。该机采用双变径天轮 ,提高了整机的动力性能 ;采用导向轮让位方式 ,改善了柔性件和支架的受力。由于该机选用了柔性件传动 ,在设计时必须考虑提高柔性件的寿命     

长冲程抽油机性能评价

从传动－换向系统的转速变化、重量和尺寸、运动机构可靠性、制造和维修费用、运动动力性能等五个方面，对我国油田使用的主要类型抽油机进行了对比和分析，指出游梁式抽油机是中、低冲程（＜６ｍ）．中、高冲次（＞４次／ｍｉｎ）抽油机的主力机型；链条式抽油机是发展长冲程、低冲次抽油机的较好机型；滚筒式抽油机具有发展长冲程，中、高冲次抽油机的优势．该评价方法可供抽油机选型和设计工作者参考．     

一种新型长冲程抽油机方案

一种液压控制的机械传动式长冲程无游梁抽油机方案被提出来。电动机与滚筒之间的换向减速器采用轮系传递动力,液压控制换向.文中阐述了结构原理,分析了性能特点,认为该方案具有体积小、重量轻、工作可靠,效率高、发热小,动力性能好,控制调节方便、便于实砚长冲程等优点。     

深水钻井补偿绞车的节能机理及解耦控制方案研究

为解决深水钻井电动补偿绞车能耗过高、钢丝绳磨损严重及运动耦合的技术问题,针对不同钻井作业过程,分析电动补偿绞车的节能潜力,提出一套基于能量回收的新型液压驱动方案,可以对不同钻井作业过程中的负载重力势能及绞车回转系统的惯性动能进行回收与再利用;分析电动补偿绞车的运动耦合机理,进而提出多套软硬件解耦控制方案,可以实现升沉补偿运动与自动送钻运动的解耦控制。设计绞车补偿系统的关键结构参数,研制一套原理样机及其试验系统,并针对不同海况与工况进行仿真与试验研究。结果表明:新型液压驱动方案相对于电驱动方案具有明显的节能效果;绞车的大滚筒结构提高了钢丝绳的使用寿命;基于差动行星传动与基于双绞车驱动的两种硬件解耦方案控制效果良好,满足海洋浮式钻井的性能要求。     

试井绞车排绳运动分析与控制

本文在对绞车滚筒排丝绳运动分析的基础上，分析了现有排绳方案在滚筒外层和边沿排不齐的原因，提出了对排绳器进行位置跟随控制的排绳方案，并据此设计了一种自动排绳系统。实践证明，该系统自动跟踪、自动补偿，钢丝绳排列整齐，性能稳定，安全可靠，为绞车的安全作业提供了良好的保证。     

不同抽油机井系统效率计算模型研究与节能效果

为降低油井生产能耗和提高系统效率,油田应用了多种新型节能抽油机,但缺乏节能抽油机特性与节能效果及其选型理论的研究。为此,基于常规游梁式抽油机、异相型抽油机、调径变矩抽油机、异型抽油机和皮带式抽油机的工作动态特性,建立了不同抽油机的油井地面效率计算模型,并运用抽油杆柱纵向振动的一维有阻尼波动方程,以悬点运动规律和井下泵的受力状况为边界条件,建立了抽油机井地面功图与泵功图的计算模型;井下举升效率和系统效率计算模型。研究不同抽油机井的系统效率和节电率,分析了不同井液黏度和不同下泵深度对抽油机井系统效率的影响。结果表明,与常规游梁式抽油机相比较,其它四种抽油机都能达到提高系统效率和节电节能的目的,其中皮带式抽油机的系统效率为最高,相对于常规游梁式抽油机井提高9.06%,节电率为22.36%;随着井液黏度的增大,油井生产系统效率均降低,皮带式抽油机井的下降幅度较小,适合于稠油井的应用;抽油机井存在油井生产系统效率最高的合理下泵深度(或合理沉没度)。     

多井抽油中心系统及其特性分析

针对现有单井抽油机传动环节多、运动性能差、存在抽油杆无效载荷、有效载荷交变幅度大、功率和扭矩存在负值等导致低效问题,提出交变载荷多相位均匀输出思路和原理,研发多井抽油中心系统。建立系统运动和动力分析方程,推导出抽油机悬点位移、速度、加速度、减速器扭矩及电机功率计算公式,并与游梁式抽油机工作性能进行对比分析。结果表明:多井抽油中心动力性能明显优于游梁式抽油机,最大扭矩减小,载荷交变均匀化,消除了负扭矩,改善了减速器的工作条件,降低了电动机的装机功率;抽油中心系统抽采偶数丛式井时,利用油井载荷自平衡,所需动力较小,抽采奇数丛式井时需加装平衡块,设计过程中应考虑柔性传动件的使用寿命;现场试验效果良好,是一套单机驱多井正扭矩功率的节能降投资新方法和新技术。     

抽油机智能控制系统的研究

应用变频调速技术、自动控制技术改造现有的游梁式抽油机,使其智能化．通过变频调速器,可编程控制器等控制设备,使抽油机冲次以及上下冲程速比达到无级调节,优化抽汲参数,并进行抽空控制．现场应用表明,抽油机使用智能控制系统可达到增产、节能、自控的目的