维普资讯htp:/www.cqvip.com 李明忠等:调径变矩抽油机运动学及动力学特性分析 表I曲柄轴净扭矩对比参数 L3游梁后臂直段长 参数 调径变矩抽油机常規抽油机 吊臂配重旋转半径 最大净扭矩/kNvm T—减速箱输出轴作用在曲柄销处的切线力 方根扭矩/kNm TF—扭矩因数; 扭矩波动系数 最大电机功率/kW 悬点摆动线速度 (1)调径变矩抽油机速度曲线与常规抽油机相v—游梁与连杆连接轴承处摆动线速度 比更接近正弦曲线速度变化平稳悬点加速度相对 连杆与游梁连接轴心点绕曲柄轴旋转的线速 较小,这种特点有利于降低悬点的惯性载荷,减小抽 度; 油机机身的振动增加整个抽汲系统工作的稳定性。—曲柄轴旋转线速度 (2)在相同的抽汲工况下,与常规抽油机相比, 吊臂配重 调径变矩抽油机峰值扭矩小,均方根扭矩小,净扭矩a——按顺时针方向从曲柄量到连杆的夹角; 曲线波动小,且消除了负扭矩,其平衡效果远好于常—游梁与连杆的夹角 规抽油机,可有效延长抽油机和驱动电机的寿命;其△—游梁后臂固定夹角; 装配电机功率小于常规抽油机,有一定节能效果。y吊臂与游梁后臂弯曲段夹角; 01—曲柄与机架的夹角,01=中-0; 结论 (1)与常规抽油机相比调径变矩抽油机采用前—机架位置角,∮=180+如an 置式结构取消了曲柄平衡,结构更简单,调节平衡曲柄旋转角速度,=d/d,常数; 和维修保养更方便。 ——四连杆机构的传动效率; (2)该机的弯曲游梁后臂设计可针对不同悬点 架与游梁的夹角。 载荷实现最佳平衡,具有较高的动态平衡率,可完全 消除负扭矩,防止减速箱齿轮的背面冲击。 (3)在相同抽汲工况下,与常规抽油机相比,调1张学鲁,季样云,罗仁全祷果式抽油机技术与应用北 径变矩抽油机曲柄轴净扭矩峰值与均方根值均较 京:石油工业出版社,2001:117~120 小,使装配电机功率变小,且抽油机受力状况得到了 [2]高长乐,罗仁全,柳本民,赵冬梅.游梁式抽油机新型平 衙方蒙的研究,新疆石油学院学报,200,12(4):50~52 改善,有助于延长抽油机和驱动电机的使用寿命。 [3]董世民,张世军.抽油机设计计算与计算机实现.北京: 符号·说明 石油工业出版社,1994:37-40 4]彭如苗.旋转驴头的悬点加連度公式.石油矿场机槭, A—游梁前臂长 B——游梁处于水平位置时吊臂配重有效力臂; 1988,17(1):17-19 B—抽油机结构不平衡重; (收稿日期200307.22) C游梁转轴至连杆轴承长度 (修改稿收到日期20030808) D—曲柄轴与连杆轴承间距离; 〔编辑姚晓喻〕 FL—连杆拉力 G曲柄轴与底座间距离 曲柄轴与游梁转轴间水平距离; J——曲柄销与游梁转轴的距离 K——基杆长度; k——指数(F>0时,k=-1;TF<0时,k=1); L—连杆长度; L1吊臂长; L2游梁后臂弯曲段长李 明忠 等 ：调 径变矩 抽 油机 运 动 学及 动 力学特 性 分 析 表 i 曲柄轴净扭矩 对比参数 (1)调径变矩抽油机速 度曲线与常规抽油机相 比更接近正弦曲线 ，速度变化平稳，悬点加速度相对 较小，这种特点有利于降低悬点的惯性载荷，减小抽 油机机身的振动，增加整个抽汲系统工作的稳定性 。 (2)在相 同的抽汲工况 下，与 常规抽油机相 比， 调径变矩抽油机峰值扭矩 小，均方根扭矩小，净扭矩 曲线波动小，且消除了负扭矩，其平衡效果远好于常 规抽油机，可有效延长抽油机和驱动 电机的寿命 ；其 装配电机功率小于常规抽 油机，有一定节能效果。 4 结论 (1)与常规抽油机相 比，调径变矩抽油机采用前 置式结构，取消了曲柄平 衡，结 构更简单，调 节平衡 和维修保养更方便。 (2)该机 的弯 曲游 梁后臂设计 可针对不同悬点 载荷实现最佳平衡，具有较高的动态平衡率，可完全 消除负扭矩，防止减速箱齿轮的背面冲击。 (3)在相 同抽汲工况下，与常规抽油机相 比，调 径变矩抽油机 曲柄轴 净扭矩 峰值 与均方 根值均 较 小，使装配电机功率变小，且抽油机受力状况得到 了 改善，有助于延长抽油机和驱动 电机的使用寿命。 符 号 ’说 明 A—— 游 梁前 臂 长 ； B——游梁处于水平位置时吊臂配重 有效力臂 ； B，——抽油机结构不平衡重 ； C——游梁转轴至连杆轴承 长度 ； D—— 曲柄轴与连杆轴承 间距离 ； Fl—— 连杆 拉 力 ； G—— 曲柄轴与底座 间距离 ； 卜一 曲柄轴与游梁转轴间水平距离 ； — — 曲柄销与游梁转轴的距离 ； K——基杆长度 ； 愚——指数(TF>0时，k=一1；TF<0时，k=1)； L——连杆长度 ； L，—— 吊臂长 ； L2——游梁后臂弯 曲段长 ； L3——游梁后臂直段长 ； r— — 吊臂配重旋转半径； 卜 减速箱输出轴作用在 曲柄销处的切线力 ； — — 扭矩 因数 ； A——悬点摆动线速度 ； — — 游梁与连杆连接轴承处摆动线速度 ； — — 连杆与游梁连接轴心点绕 曲柄轴旋转的线速 度； "OR—— 曲柄轴旋转线速度 ； — — 吊臂配重 ； a — — 按顺时针方 向从曲柄量到连杆的夹角 ； — — 游梁与连杆的夹角 ； △——游梁后臂 固定夹角 ； y—— 吊臂与游梁后臂弯曲段夹角 ； 1—— 曲柄与机架的夹角， 1= 一 ； r — — 机架位置角， =180。+tanI1 ； — — 曲柄旋转角速度， =dO~dr，常数 ； 玑——四连杆机构的传动效率 ； — — 机架与游梁的夹角。 参 考 文 献 [1] 张 学鲁，季祥云，罗仁全 ．游梁 式抽 油机技 术与 应 用．北 京 ：石 油 工 业 出版 社 。2001：ll7～ 12o [2] 高长 乐，罗仁全，柳本 民，赵冬梅 ．游梁 式抽 油机新 型平 衡方案的研 究，新疆 石油学院 学报 ，2000，12(4)：5o～52 [3] 董世 民，张世军 ．抽油机设 计计算 与计 算机 实现 ．北 京： 石 油 工 业 出 版 社 ．1994：37～ 40 [4] 彭如 苗．旋转驴 头 的悬点 加 速度 公式 ．石 油矿场 机械 ， 1988。17(1)：17～19 (收 稿 El期 2003-07．22) (修 改稿 收 到 El期 2003-08．08) [编辑 姚 晓喻] 维普资讯 http://www.cqvip.com