基于adams的虚拟样机技术在抽油机上的应用

基于adams的虚拟样机技术在抽油机上的应用

0总结1原油虚拟原型模型的构建1.1虚拟样机技术传统设计从概念设计、结构设计、样品测试到样品测试的重复设计过程（图1）。通过使用现代虚拟原型软件，我们可以根据计算机上的不同场景分析相应的物理原型运动和动力学特征，直到得到令人满意的优化方案。与传统的设计相比，节省了人力和财力，加快了项目流程。因此，该技术可以在挖掘机的设计过程中使用。采用UG建立三维模型转换格式后导入ADAMS软件,建立整机模型。2生长管理方向由于曲柄转角30(°)/s运动,所以和时间是线性关系(图4);抽油机在一个冲程中,悬点的速度和加速度不仅大小在发生变化,而且方向也在不断变化。上冲程前半个冲程为加速运动,加速度方向向下;后半个冲程为减速运动,加速度方向向上。下冲程前半个冲程为加速运动,加速度方向向下;后半个冲程为减速运动,加速度方向向上。其最大速度发生在上、下冲程的中点,在上、下死点处速度为0;其最大加速度发生在上、下死点处,在上、下冲程的中点加速度基本上为0(图5),并且在开始时间发生了振动。3油挤出模型的构建和悬点参数的计算3.1气动学模拟仿真建立抽油机结构简图如图6所示,游梁角为θ,减速器转速ω,游梁前、后臂分别为b、a,传动角为λ,为J和铅垂线的夹角,为曲柄r和铅垂线夹角游梁式抽油机悬点位移、速度、加速度等是抽油机设计和力学分析中的重要参数,对其运动分析的目的是建立其运动学分析方程,计算得出减速器曲柄轴在任意角度悬点位移、速度、加速度等,以及它们随曲柄轴变化的曲线。但在设计过程中,设计人员往往以经验为主,并无规律可循。为此,作者以新疆某机床厂生产的某种型号抽油机为依托,利用ADAMS软件对其虚拟样机进行运动学模拟仿真,得到悬点参数,并在理论上对其运动规律加以验证。虚拟样机技术又称为机械系统动态仿真技术,是20世纪80年代随着计算机技术发展而迅速发展起来的一项计算机辅助工程(CAE)技术。ADAMS软件可以使用交互式图形环境和零件库、约束库、力库,创建完全参数化的机械系统几何模型,其求解器采用多刚体系统动力学理论中的拉格郎日方程方法,建立系统动力学方程,对虚拟机械系统进行静力学、运动学和动力学分析,输出位移、速度、加速度和反作用力曲线。可用于预测机械系统的性能、运动范围、碰撞检测、峰值载荷以及计算有限元的输入载荷等。1.2游梁摆角仿真问题简述:悬点最大载荷100kN,电动机转速ω=30(°)/s,驴头回转半径3m,油梁前臂2.29m,后臂1.538m。仿真时间两个周期24s。添加约束:游梁和驴头,游梁吊臂之间设为固定副约束;游梁和横梁,曲柄和减速器之间设为旋转副;连杆横梁、连杆曲柄之间用球面副约束。所以因此对于任何时间游梁摆角变化为其中θmin为曲柄、连杆极位时的角度:为一常数。由于悬点围绕O′旋转,前后臂角位移相等,故任意时刻位移S=bθ=b(θ-θmin),结合上公式可以看出悬点位移只是的函数。3.2计算悬点速度的方法将式(4)求导得即为游梁摆角公式,由于游梁绕点O′旋转,前后臂角速度相等,所以可由上公式推导游梁任何一点包括悬点的速度:3.3电机主轴转速的解同理式(11)对时间t求导可得结合式(6)、(11)、(12),由于H、I、K、rG、L、a、b是恒定值,J是的函数,θ是的函数,只要给出电动机主轴转速ω,就可以求得任意时刻悬点位移、速度、加速度。经验证,当θ处于极位,此时曲柄连杆重合,可求得各角度参数,结合各长度参数由公式(11)(12)可求得悬点速度最小,加速度最大。4定性的证明。自然条件规通过虚拟样机技术在抽油机上应用,得到了其运动过程中的参数;并在理论上给出了定性的证明;有助于了解