【正文】 （211） （212） 因為所以當(dāng)或 時， 取得最大值。 此外，減小最大懸點加速度，可使作用于抽油桿柱的慣性載荷降低。這不僅可以降低作用于抽油機各桿件上的負載，而且可以減小抽油桿柱斷脫得可能性。由于抽油桿柱及包括液流在內(nèi)的運動系統(tǒng)的運動摩擦阻力隨著抽油機上沖程平均速度的減小而降低，同時也因慣性載荷的降低可以減小抽油桿柱的沖程損失，增加抽油泵柱塞在泵筒中運動的有效沖程，從而可提高抽油泵的泵效。減小電動機的有效輸出功率就意味著節(jié)能降耗。 動力指標(biāo) 抽油機動力指標(biāo)的代表參數(shù)是減速器峰值扭矩和最大負扭矩絕對值。其最大負扭矩絕對值太大使齒輪反沖擊載荷增大，均影響減速器壽命。 優(yōu)化設(shè)計目標(biāo)函數(shù)對于一個優(yōu)化設(shè)計問題，存在許多組可行的方案，其中哪一方案最好，需要有一個評價函數(shù)。目標(biāo)函數(shù)一般表示為，優(yōu)化設(shè)計的目的是目標(biāo)函數(shù)達到最優(yōu)值，目標(biāo)函數(shù)是對設(shè)計問題尋優(yōu)的準(zhǔn)則和基礎(chǔ)，采用不同的目標(biāo)函數(shù)，所求的優(yōu)化結(jié)果也不盡相同，有時還相差很大。選擇減速器有效輸出扭矩作為目標(biāo)函數(shù)的優(yōu)點是：（1）直接優(yōu)化能耗指標(biāo)，使抽油機取得好的節(jié)能效果。（3）考慮到抽油機機載荷扭矩的特殊性，可對抽油機的桿件尺寸和平衡參數(shù)（最大平衡力矩和曲柄偏置角）并進行設(shè)計。為便于求解，常把各種實際工程問題抽象為規(guī)范化的數(shù)學(xué)表達式。以n個設(shè)計變量為坐標(biāo)軸構(gòu)成的維幾何空間稱為設(shè)計空間，用符號表示。它的每一個分量都是相互獨立的。 目標(biāo)函數(shù)對于一個優(yōu)化設(shè)計問題，存在許多組可行的方案，其中哪一方案好，需要有一個評價函數(shù)。 根據(jù)以上對游梁式抽油機優(yōu)化設(shè)計目標(biāo)函數(shù)的分析，尚選不出一個對任何載荷模型都適用并使抽油機的運動指標(biāo)、能耗指標(biāo)和動力指標(biāo)同步優(yōu)化的完美參數(shù)作為優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)。具體步驟如下：1) 選擇減速器有效輸出扭矩作為目標(biāo)函數(shù)，同時對它的缺點進行補救。2)認定其凈載荷理論示功圖如圖1所示的抽油機典型載荷模型 作為設(shè)計依據(jù)。 3)示功圖的計算 由表查的10型φ56的抽油桿型號是，最大沖程為，電動機采用Y225M8型，在圖31121 基本型游梁式抽油機與深井泵組合的特性圖取，采用美國石油學(xué)會推薦的有桿泵抽油系統(tǒng)設(shè)計計算——API RP 11L。同理抽油桿直徑為的每米質(zhì)量為。 為抽油桿（剛）密度。則柱塞截面積為 由抽油泵排量系數(shù)表查得，故為考慮沉沒壓力后，作用在整個柱塞截面積上的液柱載荷，即上沖程中作用在柱塞上、下的載荷差；為考慮液體浮力后的抽油桿柱載荷（即抽油桿柱在液體中的重量），也是下沖程的靜載荷。不平衡將造成電動機功率的浪費，降低電動機的效率，縮短電動機及抽油裝置的壽命，破壞曲柄旋轉(zhuǎn)的均勻性。最簡單的方法便是在抽油機游梁后臂上加一重物，在下沖程中讓抽油桿自重和電動機一起來對重物做功，而在上沖程時，則讓重物儲存的能量釋放出來和電動機一起對懸點做功，即 (218) (219)式中，為懸點在上、下沖程做的功；為電機在上、下沖程做的功；為重物在下沖程儲蓄的能量或重物在上沖程釋放的能量。式（221）便是進行平衡計算的基本公式。由于慣性載荷在上、下沖程所做的功等于零，因此在討論懸點在上、下沖程中所做的功時，可以不考慮慣性載荷。設(shè)計時取得，將上式代入（221）中，并考慮,可得平衡半徑為 （226）由此知得 （227） 圖25 抽油機幾何尺寸與曲柄銷受力圖5)凈扭矩的計算 抽油機的分析如圖25所示，可從游梁式系統(tǒng)和曲柄連桿系統(tǒng)兩部分進行分析。為折算到曲柄上回旋半徑處的平衡重量。式（232）中的第二項表示曲柄及其平衡重在曲柄上造成的扭矩稱之為曲柄平衡扭矩，可寫成把曲柄上的負載荷扭矩與曲柄平衡扭矩之差，稱作凈扭矩，用表示為： (236)式中為懸點最大靜載荷。圖26抽油機的結(jié)構(gòu)簡圖由圖26所建數(shù)學(xué)模型為：設(shè)計變量：目標(biāo)函數(shù)： (237)式中，, 。 約束條件約束條件是對設(shè)計變量取值的限制條件，對于游梁式抽油機的優(yōu)化設(shè)計，不外乎三中類型：即運動參數(shù)的約束；耗能參數(shù)的約束；動力參數(shù)的約束。約束條件是控制抽油機設(shè)計優(yōu)劣的手段，也是對目標(biāo)函數(shù)的補充。（1）曲柄存在的條件：,并規(guī)定 取值為保證為最長桿。即 。上沖程曲柄轉(zhuǎn)角為，下沖程曲柄轉(zhuǎn)角為。（3）曲柄平衡重偏置角限制：。當(dāng)時，曲柄上要形成一個凸耳，將影響到平衡重的移動。因為所以抽油機最大尺寸限制：。（7） 峰值扭矩限制：。 27版, 2004年7月和被推出。 已發(fā)展成為適合眾多學(xué)科，多種工作平臺、功能強大的大型軟件。成為攻讀學(xué)位的本科、碩士、博士生必須掌握的基本技能。在中國，也已日益受到重視，短時間內(nèi)就將盛行起來，因為無論哪個學(xué)科或工程領(lǐng)域都可以從中找到合適的功能。從表中可以看出，與其它方案相比，采用本方案優(yōu)化設(shè)計的抽油機具體有如下優(yōu)點： ，上沖程驢頭最大懸點加速度，低于其它方案。 ，減速器峰值扭矩（），最大負扭矩同樣低于其它方案。結(jié)果表明，采用本文方法，可以優(yōu)化運動指標(biāo)、能耗指標(biāo)、動力指標(biāo)，并且節(jié)約材料，提高機械使用壽命。導(dǎo)師嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，淵博的知識和高度的責(zé)任心使我受益終生。通過這次課程設(shè)計，使我提高了計算能力，繪圖能力，熟悉了相應(yīng)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，獨立思考的能力也有了提高。特在此表示感謝！學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下進行的研究工作所取得的成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式注明并表示感謝。學(xué)位論文作者（本人簽名）： 年 月 日學(xué)位論文出版授權(quán)書本人及導(dǎo)師完全同意《中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫出版章程》、《中國優(yōu)秀碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫出版章程》(以下簡稱“章程”)，愿意將本人的學(xué)位論文提交“中國學(xué)術(shù)期刊（光盤版）電子雜志社”在《中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫》、《中國優(yōu)秀碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫》中全文發(fā)表和以電子、網(wǎng)絡(luò)形式公開出版，并同意編入CNKI《中國知識資源總庫》，在《中國博碩士學(xué)位論文評價數(shù)據(jù)庫》中使用和在互聯(lián)網(wǎng)上傳播，同意按“章程”規(guī)定享受相關(guān)權(quán)益。盡我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本設(shè)計（論文）不含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名: 二〇一〇年九月二十日本人愿意按照學(xué)校要求提交學(xué)位論文的印刷本和電子版，同意學(xué)校保存學(xué)位論文的印刷本和電子版，或采用影印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存設(shè)計（論文）；同意學(xué)校在不以營利為目的的前提下，建立目錄檢索與閱覽服務(wù)系統(tǒng)，公布設(shè)計（論文）的部分或全部內(nèi)容，允許他人依法合理使用。作者簽名: 二〇一〇年九月二十日致 謝時間飛逝，大學(xué)的學(xué)習(xí)生活很快就要過去，在這四年的學(xué)習(xí)生活中，收獲了很多，而這些成績的取得是和一直關(guān)心幫助我的人分不開的。本次畢業(yè)設(shè)計大概持續(xù)了半年，現(xiàn)在終于到結(jié)尾了。經(jīng)過這次畢業(yè)設(shè)計，我的能力有了很大的提高，比如操作能力、分析問題的能力、合作精神、嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)等方方面面都有很大的進步。沒有他們的幫助，我將無法順利完成這次設(shè)計。郭謙功老師淵博的知識、嚴謹?shù)淖黠L(fēng)和誨人不倦的態(tài)度給我留下了深刻的印象。再次對周巍老師表示衷心的感謝。另外，我還要感謝大學(xué)四年和我一起走過的同學(xué)朋友對我的關(guān)心與支持，與他們一起學(xué)習(xí)、生活，讓我在大學(xué)期間生活的很充實，給我留下了很多難忘的回憶。四年的大學(xué)生活就快走入尾聲，我們的校園生活就要劃上句號，心中是無盡的難舍與眷戀?；厥姿哪辏〉昧诵┰S成績，生活中有快樂也有艱辛。學(xué)友情深，情同兄妹。在我的十幾年求學(xué)歷程里，離不開父母的鼓勵和支持，是他們辛勤的勞作，無私的付出，為我創(chuàng)造良好的學(xué)習(xí)條件，我才能順利完成完成學(xué)業(yè)，感激他們一直以來對我的撫養(yǎng)與培育。是他們在我畢業(yè)的最后關(guān)頭給了我們巨大的幫助與鼓勵，給了我很多解決問題的思路，在此表示衷心的感激。他無論在理論上還是在實踐中，都給與我很大的幫助，使我得到不少的提高這對于我以后的工作和學(xué)習(xí)都有一種巨大的幫助，感謝他耐心的輔導(dǎo)。 32