液压钻井泵关键技术的研究

钻井泵主要用于高压下输送高粘度、大密度和高腐蚀性的钻井液。传统钻井泵由于其固有的曲柄连杆结构存在体积大、重量重、压力和流量脉动大的问题,限制了现有钻井泵向大排量、低波动方向发展的极限。该文提出一种液压驱动的直线式钻井泵,经过分析研究,解决了液压钻井泵换向冲击和流量稳定特性的关键技术方案,为我国液压钻井泵的设计、制造及工程化应用提供理论基础。     

五缸单作用钻井泵冲程与冲次合理匹配

针对目前钻井泵存在质量大、排量小、易损件寿命低等问题，考虑冲程和冲次对其影响大，提出对钻井泵进行冲程与冲次合理匹配的标准方案。首先在分析五缸单作用钻井泵冲程S与冲次n对泵的活塞运动和性能参数影响的基础上，查阅国内现有数据和资料，绘制出已有五缸泵n-S型谱图，其次由型谱图的限制线确定五缸泵活塞速度nS和最大瞬时加速度n2S最大值，nS≤36,n2S≤5 000。最后讨论影响五缸泵冲程S和冲次n的因素以及泵排量的调节和正确使用五缸泵，本着“适当增加冲程，合理降低冲次”方法，提出五缸泵冲程S和冲次n的修订建议。此方法在现有泵的尺寸不变、结构保持的前提下，冲程S大的中速泵nS和冲程S小的高速泵n2S值显著降低，符合限制线规定。     

单级齿轮减速机双重优化设计方法

齿轮基本参数的选择是齿轮设计中的一项非常重要的内容.传统的齿轮设计方法忽视了所选择的基本参数对啮合效率的影响,从而造成了能源浪费和经济损失.首先从减少体积出发对圆柱齿轮结构参数进行优化,然后在此结构参数的基础上,基于啮合效率,进行再次优化,得到既减少体积又提高啮合效率的系列结构参数.     

钻井泵的技术发展趋势

在钻井行业中,钻井泥浆泵被誉为钻机的"心脏",近年来,随着钻井技术和钻井新工艺的迅速发展,对钻井泵的各方面性能要求大大提高。从近年来世界上各钻井泵的主要制造厂商的产品情况着手,对各种钻井泵进行归纳总结,并对钻井泵基本参数、钻井泵的结构变化进行分析,探索钻井泵技术发展方向。得出了钻井泵参数向着大功率、大排量和高压力的方向发展,钻井泵结构向着体积小、重量轻和可靠性高的方向发展。随着信息技术的发展,自动化和智能化将是未来钻井泵的发展趋势。     

圆柱螺旋弹簧CAD

本文以圆柱螺旋弹簧的重量最小、体积最轻为优化目标进行设计,在此基础上形成完整的圆柱螺旋弹簧CAD软件,其中包括特征参数的提取、物理参数和结构参数的计算、校验、工程图绘制等内容。另外本文还以弹簧为你阐述了机械零件CAD中所涉及到某些具体技术问题的处理方法。     

新型1640 kW立式六缸钻井泵主要技术参数的研究

针对目前国内卧式往复钻井泵存在的问题,新型立式六缸钻井泵动力端采用具有特殊轮廓的圆柱凸轮机构取代传统的曲柄连杆机构,可实现流量均匀、压力波动率小和流量脉动小的运动规律,相对于传统同类型往复泵具有结构简单、体积小和质量轻等特点。通过分析计算,对新型1 640 kW立式钻井泵主要技术参数予以优化确定,为研制提供参数依据。     

基于Box-Behnken法的曲柄结构优化设计

运用Solid Works参数化建立曲柄结构的三维模型,并用Simulation进行有限元仿真分析。确定6个待优化参数,以最大应力为约束,求解最小的结构重量。采用Box-Behnken法进行优化,迭代分析49次,考虑Solid Works不能充分拟合数据,用试验设计软件Design-Expert建立Box-Behnken响应面设计,将仿真结果输入Design-Expert,分别拟合关于体积和应力的响应面函数,求得最优解。对比参考文献的结论,表明BBD在结构优化问题上有很好的应用价值。     

优化发电机设计 提高电机出力

优化发电机设计提高电机出力舟山市普陀电机一厂（３１６１００）李士菊一、前言我厂生产的发电机以隐极为主，产品设计大都沿用Ｔ２系列的冲片槽形尺寸和电磁参数。虽产品性能均符合有关标准要求，但如单位千瓦的重量、体积等某些技术指标与国外引进的产品相比，差距较大...     

正置正交加筋薄壁柱壳优化设计参数化有限元方法研究

利用有限元软件建立轴压正置正交加筋薄壁圆柱壳的参数化有限元分析模型,研究结构参数对薄壁加筋圆柱壳结构的临界载荷和屈曲模式的影响。随着蒙皮厚度的增加,结构的屈曲模式由局部屈曲逐步变化到总体屈曲,屈曲载荷上升;随着加筋厚度或宽度的增加,由总体屈曲变化到局部屈曲,屈曲载荷上升。通过等体积时的参数变化对屈曲载荷和屈曲模式的影响研究,表明在对应某体积的设计中,只有一种设计使结构屈曲载荷达到最大,而当此最大的屈曲载荷等于设计载荷时,是最轻重量的设计。在此基础上发展一种基于APDL(Ansys parametric design language)语言的薄壁加筋圆柱壳结构优化设计方法,利用该方法给出设计算例的优化结果。     

钻井泵减速器箱体结构的优化设计

应用Solid Edge三维设计软件进行钻井泵减速器箱体的结构设计,获得仿真的三维模型及实体重量,利用ANSYS软件对箱体进行强度和刚度分析,通过分析找到箱体刚度的薄弱环节并对薄弱环节结构进行优化设计,有效提高设计质量,使箱体结构既满足可靠性要求又到达重量轻的要求。     

热压机框板静力学分析与结构优化

针对热压机框板存在体积和重量均较大,制造成本高、搬运不便的问题,采用三维建模软件UG NX7.0及其EXP表达式,绘制框板的参数化模型,应用有限元分析软件Ansys14.0对框板进行了静力学分析,根据框板的设计要求和约束条件,以框板重量最轻微目标,建立了优化设计数学模型,然后借助于Isight_FD5.0软件进行集成,通过选择遗传算法与连续二次规划的组合优化搜索策略,在保证框板结构强度的基础上,获得了框板最佳结构参数,实现了框板结构的优化,达到了减少框板重量的预期目标。     

采煤机摇臂齿轮传动系统的可靠性优化设计

针对采煤机摇臂齿轮传动系统的设计,以可靠性设计理论为基础,推导出在齿轮强度、应力都服从正态分布时的齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度为约束条件,齿轮系体积最小为目标函数的优化数学模型,通过Matlab的遗传算法优化工具箱对其进行优化求解。实例结果表明,方法得到的设计参数能有效地提高摇臂齿轮传动系统的可靠度,减小齿轮传动系统的体积、重量,有利于实现产品轻量化,节约成本。     

MathCAD在HMCVT行星轮系参数优化设计中的应用

目前传统液压机械无级变速器中行星轮系参数优化步骤繁琐,精确建模难度比较大。设计了一种新型的等差式液压机械无级变速器,基于MathCAD对其行星齿轮系空间尺寸和体积进行优化。根据液压机械无级变速器无级传动条件确定行轮系参数,以行星轮系齿轮模数、齿数和齿轮宽度作为设计变量,以减小行星轮系结构体积作为目标函数建立数学模型,利用MathCAD对行星轮系参数进行优化设计。结果表明:行星齿轮系的体积比原体积降低24%,使行星轮系结构更紧凑,减轻质量和降低成本。     

考虑稳定性的复合材料机翼盒段优化分析

为了降低机翼结构的重量,对大展弦比复合材料机翼盒段分块进行优化设计,将各块的尺寸参数看作设计变量,应变和屈曲因子看作约束条件.经过优化后机翼结构重量下降9.36%,减重效果明显,并且满足所有约束.进一步分析了不同的扭转角和位移约束值对优化结果的影响.结果表明:在设计允许的范围内,扭转角约束对优化后机翼结构的重量影响较大;当约束值大于一定的范围后,位移约束对优化后机翼结构的重量影响变小.     

舰载铸铝密闭机柜优化分析

刚强度/重量比最优是舰载铸铝密闭机柜的设计目标。为满足设计要求,对机柜进行了结构优化分析。采用拓扑优化方法确定了机柜加强筋布局;通过手工优化和有限元刚强度分析计算,确定了加强筋截面参数、板厚等具体设计参数。结果表明该机柜动态特性可满足设计要求。     

同跨距、不同起升重量门式起重机金属结构快速轻量化设计

为实现跨距相同、起升重量不同的系列门式起重机金属结构快速轻量化设计,在对门式起重机进行全参数化建模和求解分析的基础上,对门式起重机主梁、上下端梁及支腿的截面尺寸和厚度等设计变量做灵敏度分析,得出主梁的截面尺寸及厚度对整机金属结构的重量影响最大,主梁和上端梁的截面尺寸对起重机悬臂刚度影响最大。以门式起重机重要截面尺寸结合灵敏度分析结果选取关键设计变量,同时结合零阶优化算法对整机金属结构进行系列化设计,在满足设计要求下重量比优化前减轻了11.1%。     

复合形法在法兰支承液压缸优化设计中的应用

针对目前液压缸结构设计中主要结构参数依据经验方法确定的不足,基于复合形法编制了结构优化设计软件,并用此软件对某型号法兰支承液压缸进行了优化设计。结果表明,采用该结构优化设计软件优化后的液压缸重量相对减少了很多,优化效果明显。     

基于实例的本科生机械创新设计能力培养

为了培养机械类本科生机械创新设计能力,同学们自主选题开展具有实用价值的机械装置设计。基于离心原理设计了杆状结构内壁清洗除垢装置,以满足缩口容器清洗除垢的需要。建立了清洗装置的结构优化模型,研究了连杆长度L、旋转轴转速n与清洗作用力F的关系。研究发现,随着L加大,F相应增大,但增大幅度逐渐降低;随着n加大,清洗作用力F相应增大,且增大幅度逐渐加大。这表明,要提高清洗作用力F以达到较好的清洗效果,提高旋转轴转速n比增加连杆长度L更为有效。     

基于Matlab的外啮合齿轮泵结构优化

以体积最小为目标函数,建立了满足一定约束条件的外啮合齿轮泵的优化设计数学模型.在此基础上编制了m文件,利用Matlab优化工具箱对齿轮泵结构参数进行优化,并对优化结果进行了分析.结果表明,与原结构相比,优化后的齿轮泵重量减轻了27.52%,可大大降低制造成本.     

国内首台大功率高压力钻井泵研制成功

陕西宝鸡石油机械有限责任公司近日研制成功的国内首台大功率、高压力F-2200HL钻井泵、填补了我国大功率、高压力钻井泵研制领域的空白。 该钻井泵是我姑具有自主知识产权的高新技术产品，也是我国目前功率最大、泵压最高、排量最大的钻井泵，其最大功率为2200马力，最高工作压力为52兆帕，最大排量为77．65升／秒。该泵采用L型液力端结构，最大钢套直径230毫米；轴承全部国产化，额定输入功率1640千瓦，整体重量为43．1吨。