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电动潜油螺杆泵是一种新型的无杆采油系统,与其他采油设备相比具有适应井液范围广、没有杆柱磨损、易于管理、高效节能等优点。电动潜油螺杆泵减速器是电动潜油螺杆泵的关键部件,但目前国内电动潜油螺杆泵减速器的研究处于刚刚起步的试验阶段,技术还不是很成熟,特别是在减速器的优化设计、模态学分析及关键部件的强度分析等方面的研究较少,从而制约了电动潜油螺杆的应用推广。因此针对潜油减速器设计分析等关键问题展开研究,具有较强的工程实用价值和理论研究意义。
本文主要是针对电动潜油螺杆泵的工作要求设计相应的减速系统。根据电动潜油螺杆泵的工况特点和具体参数,合理选用行星齿轮传动类型,通过软件进行行星齿轮传动系统参数优化和计算;运用有限元仿真软件ANSYS,对行星齿轮减速器关键部件进行强度分析校核;以齿轮系统动力学为理论基础,利用ANSYS软件对系统进行模态分析及研究。
文中的主要研究内容包括以下几部分:
①以减速器的体积作为优化目标,建立减速器优化模型,通过模糊优化算法进行优化参数;运用VB编程技术,开发出潜油减速器优化设计软件;对优化模型进行求解,代入已知条件计算求解,获得潜油减速器具体参数。
②运用Pro/E软件建立潜油行星减速器的三维模型,采用有限元软件Ansys对潜油减速器系统的关键零件进行有限元仿真分析:对潜油减速器的齿轮轴进行静强度校核分析,对行星架进行静力分析,对行星轮轮齿进行弯曲强度分析,检验潜油行星减速器系统的关键零件是否满足设计要求。
③将潜油行星减速器的三维模型导入Ansys中,对潜油减速器系统进行模态分析,分析影响系统振动的频率和主振型(模态);对行星减速器的关键部件齿轮轴进行模态分析,分析齿轮轴的各阶振型。