文档介绍：大庆石油学院
硕士学位论文
螺杆泵地面驱动系统的动态设计
姓名:鲁明延
申请学位级别:硕士
专业:机械设计及理论
指导教师:韩国有;钱朝慧
20060610
摘要系统无法常工作或系统内的某些零部件过早失效。为此,本文对螺杆泵卧式地面驱动系驱动系统及其主要部件一减速器壳体、电机底板和支架分别进行试验模态分析,确定系统根据动态设计的子结构分析方法,将上述系统主要部件的有限元模型组合并分析处理螺杆泵地面驱动系统的动态设计近年来,在油用现场螺杆泵以其独特的性能得到越来越广泛的应用,为了提高原油产量,当选用大排量螺杆泵或增加螺杆泵的转速时,地面驱动系统将产生强烈的振动,导致统进行动态设计方面的试验研究和理论分析。本文首先根据试验模态分析的有关基本理论和方法并结合计算机技术对螺杆泵地面和这些部件的各阶固有频率和振型。本文根据有限元建模理论,并利用邢拊7治鋈砑直鸲月莞吮玫孛媲系统的上述主要部件进行实体建模、有限元建模以及模态分析,确定这些部件的各阶固有频率和振型。把这些分析结果与试验模态分析的结果进行比较,从而验证了所建有限元模型的确性。依据螺杆泵地面驱动系统的工作原理和各零部件的工作位置,系统内的运动部件的工作频率对减速器壳体、电机底板和支架的影响程度不同。通过分析这些运动部件的工作频率和减速器壳体、电机底板、支架的固有频率数值的关系可以看出,只有电机底板的第阶固有频率与电机的工作频率接近,工作时有可能发生共振现象。因此,必须改进电机底板的结构使其固有频率避开运动部件的工作频率。结合面参数构成系统的有限元模型。利用邢拊7治鋈砑韵低辰杏邢拊D念分析,确定系统的各阶固有频率和振型。把这些分析结果与试验模态分析的结果进行比较,从而验证了所建系统有限元模型的正确性。通过分析这些运动部件的工作频率和系统的固有频率数值的关系可以看出,系统的第住⒌阶固有频率与电机、输入轴的工作频率接近,系统工作时有可能发生共振现象。另外,通过振型显示,振动位移较大处仍发生在电机底板上。因此,对原系统结构饕对电机底板鱿嘤Φ母慕蛊涔逃衅德时芸T硕考墓ぷ髌德省本文对改进后的系统进行重分析表明,系统的动态特性得到明显的改善。在油田现场的试验也证明了这一点。关键词:螺杆泵地面驱动系统动态设计有限元模态分析试验模态分析大庆石油学院硕士研究生学位论文;;;;;;;;;;;;;;唬唬唬唬;籭唬唬唬籭;;;;;籭;;;;;籭;;;;;;;;;;;唬唬唬唬唬唬籭;;
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、精密、轻量他和自动化的方向发展。产品结构稻趋复杂,机械结构动态设计的大体过程是对基本满足工作性能要求的设计图纸,或溪进行改进满足缩构动态特性的设计要求琹。因戴,梳械绪构动态设计的主要内容包括黻下两方磷:≡翊佬渌豕购馁t渖柘椒ā是一釉到瑁诗冀瓿裘鳐数学浆毽阕题熬运笫览āT谧;航狒鸲懔枇Ψ竹鹬校n弹性力学有限元法建立结构的幼力学模型,进而可以计算出结构的固有频率、振型等模惑及汁算格式规范统一等优点,在短短的多年闻已广泛应用于机械、航空、汽车、船舶、土木、核工程投海洋工程等许多领域,已成为现代机械产品设计中的一种重要工具。特别是随羲计算辊技术豹笈震和软镤件环浚的不断完善敬及高档圣斌旯豕ぷ鞴骄仓鸩狡占跋在已有许多著名的有限元软件,如,珹,琒等,从而为有限元法在撬城缝秘动态设诗中秘箍广应霸剖逡了更为疆好戆条锌,著将震示窭受惫广溺豹工稷疲有浆元建模爨精度取决予搜零人爨数理论承乎翻突骣经验。一般来说,建立一个与实际结卡句动力特性完全符合的数学模型怒很困难的。由于实际工程问题极其复杂,结构系统往往出众多零部件装醚两成,存在着各鼬结合蕊,如螺拴联结秘滑动联联结等,其边界条件、剐度和阻尼特性在计算时往往难予预先确定,良致建立的模型与实际状态差异很大。为此,发展了~种用试验的方法建立结构系统幼力学模型,即试验模态分析建模方法。近多年来,庇谡穸笔约际醭衅降闹鹚偬崛铮匝榻<际跻驳萌趿撕艽篌耪稹1柘对其工作性能的要求越来越高。为使这些产品和设备安全可靠地工作,萁结构系统必须舆有良好的静、动特怪。阉晴,这些梳械产品和谈备在工作辩所产生的撮渤和噪声还会损窿人们的身心健康,这是~个需鞭解决的社会问题。因此,必须对机械产品和设备进行动态设诗,以满是援槭静、渤蒋缝秘低扳动、羝噪声熬要求”的枫城结构进行动力学建摸,著作动态就芊侄蕖8莶潭匦砸G蟪删倍ǖ亩匦设计目标,按照结构动力学“逆问题”方法直接求得动力学结构参数,或按结构动力学“正问题”分析方法进行结枣句修改预测、再设计和结构的薰分析,这一过程将反复多次,直到建立一个符合实际的结构动力学模型。目前,结构动力学理论建模主要采用有限元法S