大型五拐四支承雙作用曲軸的特性研究.pdf

1、油田二次注水的耗電量占油田總用電量的60％左右。目前大功率離心式注水泵存在效率低、耗電多的問題，盡管往復(fù)式注水泵效率高，但又存在功率小、設(shè)備重的不足。因此，研制大功率往復(fù)式油田注水泵，為油田開發(fā)提供節(jié)能環(huán)保的裝備，已成為當(dāng)務(wù)之急，對(duì)于降低油田生產(chǎn)成本具有重要意義。五缸雙作用往復(fù)式油田注水泵是最新型的大功率油田注水泵，雙作用曲軸作為往復(fù)泵最為重要的零部件之一，其強(qiáng)度與動(dòng)態(tài)特性直接影響整臺(tái)泵的可靠性、壽命等。尤其是隨著往復(fù)式注水泵功率的提高

2、，曲軸的工作條件也變得更為苛刻。因此，本文首次針對(duì)大型五缸雙作用往復(fù)式注水泵曲軸進(jìn)行強(qiáng)度與動(dòng)態(tài)特性研究，具有很高的工程應(yīng)用價(jià)值。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴運(yùn)用連續(xù)梁法對(duì)雙作用往復(fù)泵曲軸受力進(jìn)行分析，推導(dǎo)出活塞位移、速度等理論計(jì)算公式，并闡述曲軸的受力特點(diǎn)。運(yùn)用EXCEL進(jìn)行理論計(jì)算與Origin作圖，獲得曲軸系中活塞的運(yùn)動(dòng)規(guī)律曲線和曲軸曲柄銷上的作用力曲線。⑵綜合運(yùn)用SolidWorks與ADAMS軟件，建立曲軸系多剛體虛擬樣機(jī)

3、系統(tǒng)并進(jìn)行模擬仿真計(jì)算，得到了單、雙作用載荷和輸入扭矩的動(dòng)態(tài)值；經(jīng)對(duì)比分析，表明仿真結(jié)果與理論計(jì)算相吻合。同時(shí)，曲軸系虛擬樣機(jī)仿真的研究結(jié)果表明：5S200D-266.6/10型油田注水泵五拐四支承雙作用曲軸運(yùn)行平穩(wěn)，設(shè)計(jì)合理。⑶利用有限元分析軟件ANSYS Workbench，對(duì)單、雙作用曲軸進(jìn)行有限元計(jì)算、模態(tài)分析和強(qiáng)度校核，經(jīng)對(duì)比分析，得到曲軸在多工況下應(yīng)力分布和振動(dòng)形式的變化規(guī)律，以及曲軸的疲勞安全系數(shù)，曲軸最危險(xiǎn)的工況點(diǎn)。⑷運(yùn)