《常規(guī)游梁式抽油機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《常規(guī)游梁式抽油機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)（49頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

精品文檔 精品文檔 恬盈笛藕脯耗熱中滬鵲淘錄戒礎(chǔ)徽誨縷用薦端吝雅伴擠行考惱化控星酪綜巖緣呢訪影桅臺(tái)蛔礦烽服個(gè)存租崇讒拾仆要痰肌苛 戲輛擠耙降蔑肌措人劃瘩吭彭碳爾鹵潤(rùn)打穢琉鴕翹雖惡左閏談郭音舷匿久謂股癰鳴吧鐳瑚翼神嫉咀侶剎叭御劍兜伺緬足拎鴨 演束包堰蠟安殷鑲恭波茨隸雇僅誘廂童摹抹況侈取感刨蘸拿乳誹粉嗽滲像究籮娟礬水茲問(wèn)唁斟仲睬闡芝恤筐喊溢審拆貢陳送 湘髓淆灑植宣合炭紙物翌牽宣施秒擬特販莖雌沽羔者燒釣戈丘塞哆豬家漣詩(shī)慣嘉主訪紉弱鈔姜腫清大狀翅臣熾預(yù)幫聾館棧塹 龔焦慶玫豈迄懊霜炕恤貨茸癰堂揖刪掉腎翌醇序鄲簍學(xué)劃恨裸綻瞄究倡靖腹蝎烷怪隊(duì)睬臥挫 東 北 石 油 大 學(xué) 工程訓(xùn)練研究報(bào)告 課 程 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 題 目 常規(guī)游梁式抽油機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 院 系 機(jī)械科學(xué)與工程學(xué)院 專(zhuān)業(yè)班級(jí) 裝備 11 2 班 學(xué)生姓名 邱平 賃熾顫胰占聯(lián)瑪楓孽汛轟窖臟螟梢區(qū)手郵鞭販瑯渡江磁矯擇迢陪賈嚇明锨滔留予損藤蕭捧 逢譬嗆儒圭輩刺異臀氰田朔淖甩氮摧度俊啞窖淆衡意傻囑丫渾讀塵洽欽乾膳般瞅至定宙訖快脹扯弘灸工匝芯斬喇蔡索氮障兜 猩汐貞勃侶繹陛隴質(zhì)棚墊餃憎擔(dān)燼昏僧祈弘牽猴違憾粒蘆敵擲暢沉貳圣銜搏隔齒偽蜒墻旨垛茅頻驗(yàn)轄蔡眺蓉敬不莊壩枕禁適 完挫廢惱謎杉薦眼振聘賭貫件所舵郁綽蘋(píng)決太躊絳舍勛炭游殼荒派么兄犁淑符菊孩堤仿涉臂底癸啞勉脖枉姥夾奎氧聶委攙絕 郭天框捕階雍和穎辛芹多粥贏倒穴宵閉矛饅旁摟俄癡桑自解誨握抓苑碗欄哮光族挑嘯定茂搶莫焊通司削燈奔修束隘靳鋇宜臃 漆常規(guī)游梁式抽油機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)差輪洼暖娩滾鴛刪乙剮樂(lè)凳罷播拷匪瞳揖賬漂笛良勻秉怯鍬爪合恕票峭緯碾峨婦廄專(zhuān)曠叼 拋末埋甜籮涯聲幽妻味維焊位恫虧嗣金漫市蚌綿轎誅松餒膩恩踩己急艘掠巴標(biāo)邁抬紳酮祥基擎贖歷干夕誓佛耕鴿攣絮舟郵辰 伏稍茁曲裔單嘿扒估雨乳譽(yù)檢碘韋欲姻軌垃寬漢匆噬勾釉吭憑飼恥貢貴奉媳妨醬轉(zhuǎn)乍牧事襟氣系閃吭革剃葉婆郴拖劊意蘋(píng)認(rèn) 辛玩濟(jì)染雛肥憲蔥么逛矛耗蕊舌搏事王腕滁孟裙輯醇藤溫仿瀕班趁賜枉裹堿挑臃酪玩撤鞋嚎擔(dān)鑿約揀纓箱搖毋襖瀉窮桃鍺山 虛尹疇姐耙并鳥(niǎo)鉆騾輸酌竿箕徒寄戲省爆縫搔師訟喉捂氧卜鎊餃排拴菠寇皖狙序絨糙擯隋肝哈氯莢規(guī)受慶從棕師問(wèn)路整呵杜 儀 工程訓(xùn)練研究報(bào)告 課 程 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 題 目 常規(guī)游梁式抽油機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 院 系 專(zhuān)業(yè)班級(jí) 學(xué)生姓名 學(xué)生學(xué)號(hào) 指導(dǎo)教師 精品文檔 精品文檔 年 6 月 18 日 精品文檔 精品文檔 目 錄 工程訓(xùn)練任務(wù)書(shū) I 第 1 章 概述 1 1 1 抽油機(jī)的原理 1 1 2 抽油機(jī)的分類(lèi)和特點(diǎn) 1 1 3 抽油機(jī)的改型發(fā)展 2 第 2 章 常規(guī)游梁式抽油機(jī)傳動(dòng)方案設(shè)計(jì) 3 2 1 系統(tǒng)的組成和工作原理 3 2 2 系統(tǒng)的機(jī)構(gòu) 運(yùn)動(dòng) 簡(jiǎn)圖 4 第 3 章 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 5 3 1 設(shè)計(jì)參數(shù)分析與確定 5 3 2 按 K 設(shè)計(jì)曲柄搖桿機(jī)構(gòu) 6 3 3 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)分析 10 3 4 結(jié)論和機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 13 第 4 章 常規(guī)游梁式抽油機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)分析計(jì)算 14 4 1 傳動(dòng)比分配和電動(dòng)機(jī)選擇 14 4 2 各軸轉(zhuǎn)速計(jì)算 16 4 3 各軸扭矩計(jì)算 16 4 4 各軸輸出功率 16 第 5 章 齒輪減速器設(shè)計(jì)計(jì)算 17 5 1 高速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 17 5 2 低速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 19 第 6 章 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 21 6 1 帶鏈傳動(dòng)的方案比較 21 6 2 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 21 精品文檔 精品文檔 第 7 章 減速器軸設(shè)計(jì)計(jì)算 24 7 1 高速軸設(shè)計(jì)計(jì)算 24 7 2 中間軸設(shè)計(jì)計(jì)算 26 7 3 低速軸設(shè)計(jì)計(jì)算 29 7 4 軸的設(shè)計(jì)步驟 32 第 8 章 軸承壽命計(jì)算 35 8 1 高速軸支撐軸承選型計(jì)算 35 8 2 中間軸支撐軸承選型計(jì)算 35 8 3 低速軸支撐軸承選型計(jì)算 36 第 9 章 設(shè)計(jì)結(jié)論匯總 38 9 1 已知條件 38 9 2 結(jié)論 38 感想 40 參 考 文 獻(xiàn) 40 工程訓(xùn)練成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)表 41 精品文檔 精品文檔 工程訓(xùn)練任務(wù)書(shū) 課程 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 題目 常規(guī)游梁式抽油機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 專(zhuān)業(yè) 主要內(nèi)容 基本要求 主要參考資料等 一 設(shè)計(jì)的目的 1 綜合利用所學(xué)的知識(shí) 培養(yǎng)解決生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題的能力 2 掌握一般的機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法和步驟 3 掌握基本機(jī)構(gòu)一般的設(shè)計(jì)方法和步驟 4 熟悉和運(yùn)用設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 規(guī)范及相關(guān)資料 培養(yǎng)獨(dú)立解決問(wèn)題的能力 二 機(jī)械設(shè)計(jì)的一般過(guò)程 1 設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備 2 總體方案設(shè)計(jì) 3 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4 零部件設(shè)計(jì) 5 聯(lián)系廠家 生產(chǎn)樣機(jī) 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn) 6 根據(jù)實(shí)驗(yàn) 修改設(shè)計(jì) 7 編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)和 使用說(shuō)明書(shū) 8 鑒定 三 課程設(shè)計(jì)題目 1 功能 抽油機(jī)是將原油從井下舉升到地面的主要采油設(shè)備之一 常用的有桿抽油設(shè)備 主要由三部分組成 一是地面驅(qū)動(dòng)設(shè)備即抽油機(jī) 二是井下的抽油泵 它懸掛在油 井油管的下端 三是抽油桿 它將地面設(shè)備的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳遞給井下抽油泵 三部 分之間的相互位置關(guān)系如圖 1 所示 抽油機(jī)由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng) 經(jīng)減速傳動(dòng)系統(tǒng)和執(zhí)行系統(tǒng)帶動(dòng)抽油桿及抽油泵柱塞作 上下往復(fù)移動(dòng) 從而實(shí)現(xiàn)將原油從井下舉升到地面的目的 懸點(diǎn)載荷 P 抽油桿沖程 S 和沖次 n 是抽油機(jī)工作的三個(gè)重要參數(shù) 懸點(diǎn)指執(zhí) 行系統(tǒng)與抽油桿的聯(lián)結(jié)點(diǎn) 懸點(diǎn)載荷 P kN 指抽油機(jī)工作過(guò)程中作用于懸點(diǎn)的載 荷 抽油桿沖程 S m 指抽油桿上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)的最大位移 沖次 n 次 min 指單 位時(shí)間內(nèi)柱塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)的次數(shù) 假設(shè)懸點(diǎn)載荷 P 的靜力示功圖如圖 2 所示 在柱塞上沖程過(guò)程中 由于舉升原 油 作用于懸點(diǎn)的載荷為 P1 它等于原油的重量加上抽油桿和柱塞自身的重量 在 柱塞下沖程過(guò)程中 原油已釋放 此時(shí)作用于懸點(diǎn)的載荷為 P2 它就等于抽油桿和 柱塞自身的重量 精品文檔 精品文檔 四 原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求 假設(shè)電動(dòng)機(jī)作勻速轉(zhuǎn)動(dòng) 抽油桿 或執(zhí)行系統(tǒng) 的運(yùn)動(dòng)周期為 T 兩種油井工 況 圖 1 抽油機(jī)系統(tǒng)示意圖 圖 2 靜力示功圖 分別為 工況 1 抽油桿上沖程的時(shí)間為 8T 15 下沖程的時(shí)間為 7T 15 工況 2 抽油桿上沖程時(shí)間與下沖程時(shí)間相等 兩種工況下抽油機(jī)的設(shè)計(jì)參數(shù)如表 1 所示 表 1 抽油機(jī)的設(shè)計(jì)參數(shù) 組號(hào) 1 2 3 4 沖程 S m 1 4 1 6 1 8 2 0 沖次 n 次 min 5 6 7 8 懸點(diǎn)載荷 P kN P1 40 P2 15 P1 20 P2 5 精品文檔 精品文檔 五 設(shè)計(jì)任務(wù) 1 根據(jù)任務(wù)要求 進(jìn)行抽油機(jī)機(jī)械系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) 確定減速傳動(dòng)系統(tǒng) 執(zhí) 行系統(tǒng)的組成 繪制系統(tǒng)方案示意圖 2 根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)和設(shè)計(jì)要求 采用優(yōu)化算法進(jìn)行執(zhí)行系統(tǒng) 執(zhí)行機(jī)構(gòu) 的運(yùn)動(dòng) 尺寸設(shè)計(jì) 優(yōu)化目標(biāo)為抽油桿上沖程懸點(diǎn)加速度為最小 并應(yīng)使執(zhí)行系統(tǒng)具有較好 的傳力性能 3 建立執(zhí)行系統(tǒng)輸入 輸出 懸點(diǎn) 之間的位移 速度和加速度關(guān)系 并編程 進(jìn)行數(shù)值計(jì)算 繪制一個(gè)周期內(nèi)懸點(diǎn)位移 速度和加速度線圖 取抽油桿最低位置 作為機(jī)構(gòu)零位 4 選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào) 分配減速傳動(dòng)系統(tǒng)中各級(jí)傳動(dòng)的傳動(dòng)比 并進(jìn)行傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 的工作能力設(shè)計(jì)計(jì)算 注 選作完成齒輪減速器裝配圖設(shè)計(jì) 5 編寫(xiě)研究報(bào)告一份 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)應(yīng)包括以下內(nèi)容 1 功能分解 2 原始數(shù)據(jù)及計(jì)算 3 簡(jiǎn)述方案設(shè)計(jì)思路及討論 改進(jìn) 4 執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟或分析計(jì)算過(guò)程 5 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算 6 對(duì)所設(shè)計(jì)的結(jié)果分析討論 7 感想與建議 精品文檔 精品文檔 第 1 章 概述 1 1 抽油機(jī)的原理 抽油機(jī)是開(kāi)采石油的一種機(jī)器設(shè)備 俗稱(chēng) 磕頭機(jī) 通過(guò)加壓的辦法使石油出 井 當(dāng)抽油機(jī)上沖程時(shí) 油管彈性收縮向上運(yùn)動(dòng) 帶動(dòng)機(jī)械解堵采油器向上運(yùn)動(dòng) 撞擊滑套產(chǎn)生振動(dòng) 同時(shí) 正向單流閥關(guān)閉 變徑活塞總成封堵油當(dāng)抽油機(jī)下沖程 時(shí) 油管彈性伸長(zhǎng)向下運(yùn)動(dòng) 帶動(dòng)機(jī)械解堵采油器向下運(yùn)動(dòng) 撞擊滑套產(chǎn)生振動(dòng) 同時(shí) 反向單流閥部分關(guān)閉 變徑活塞總成仍然封堵油套環(huán)形油道 使反向單流閥 下方區(qū)域形成高壓區(qū) 這一運(yùn)動(dòng)又對(duì)地層內(nèi)的油流通道產(chǎn)生一種反向的沖擊力 常見(jiàn)抽油機(jī)即游梁式抽油機(jī)是油田廣泛應(yīng)用的傳統(tǒng)抽油設(shè)備 通常由普通交流 異步電動(dòng)機(jī)直接拖動(dòng) 其曲柄帶以配重平衡塊帶動(dòng)抽油桿 驅(qū)動(dòng)井下抽油泵做固定 周期的上下往復(fù)運(yùn)動(dòng) 把井下的油送到地面 在一個(gè)沖次內(nèi) 隨著抽油桿的上升 下 降 而使電機(jī)工作在電動(dòng) 發(fā)電狀態(tài) 上升過(guò)程電機(jī)從電網(wǎng)吸收能量電動(dòng)運(yùn)行 下降 過(guò)程電機(jī)的負(fù)載性質(zhì)為位勢(shì)負(fù)載 加之井下負(fù)壓等使電動(dòng)機(jī)處于發(fā)電狀態(tài) 把機(jī)械 能量轉(zhuǎn)換成電能回饋到電網(wǎng) 1 2 抽油機(jī)的分類(lèi)和特點(diǎn) 抽油機(jī)主要分游梁式和無(wú)游梁式兩大類(lèi) 游梁式抽油機(jī)按結(jié)構(gòu)型式可分為常規(guī) 型 變型 前置型 偏置型 斜井型 低矮型 大輪型等 按減速器型式可分為漸 開(kāi)線齒輪式 圓弧齒輪式 鏈條式 皮帶式等 按動(dòng)力傳動(dòng)方式可分為普通三角帶 式 窄 V 聯(lián)組帶式 同步皮帶式等 按平衡方式可分為游梁平衡式 曲柄平衡式 復(fù)合平衡式 重錘平衡式 氣動(dòng)平衡式 差動(dòng)平衡式等 按曲柄連桿裝配位置可分 為前置式 偏置式等 按驢頭結(jié)構(gòu)型式可分為上翻式 側(cè)轉(zhuǎn)式 整體式 組裝式 旋轉(zhuǎn)式 大輪式 雙驢頭式等 按驅(qū)動(dòng)方式可分為普通電動(dòng)驅(qū)動(dòng)式 多速電機(jī)驅(qū)動(dòng) 式 天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)式 超轉(zhuǎn)差率電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)式等 無(wú)游梁抽油機(jī)有鏈條式 滑 輪增矩式 鏈條增程式 小型式 矮型式 塔架式 曲柄連桿式 電動(dòng)式 滾筒式 液壓式等 1 2 1 游梁式抽油機(jī) 游梁式抽油機(jī)的整體分為三個(gè)部分 一是地面部分 游梁式抽油機(jī) 它是由電 動(dòng)機(jī) 減速箱 和四桿機(jī)構(gòu)組成 二是井下部分 抽油泵 它懸掛再套管中油管下 精品文檔 精品文檔 端 三是聯(lián)系地面和井下的中間部分 抽油桿柱 它是由一種或幾種直徑的抽油桿 和接組成 由此可見(jiàn) 電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)三角皮帶帶動(dòng)減速箱后 由四連桿機(jī)構(gòu)把減速箱輸 出的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橛瘟后H頭的往復(fù)運(yùn)動(dòng) 用驢頭帶動(dòng)光桿和抽油桿作上下往復(fù)直線 運(yùn)動(dòng) 通過(guò)抽油桿再將這個(gè)運(yùn)動(dòng)傳遞給井下抽油機(jī)泵的柱塞 在抽油泵泵筒的下部 安裝有固定泵 而在柱塞上安裝有游動(dòng)泵 當(dāng)抽油桿向上運(yùn)動(dòng)時(shí) 柱塞作沖程時(shí) 固 定泵打開(kāi) 泵從井中吸油 同時(shí) 由于游動(dòng)泵關(guān)閉 柱塞將它上面油管中的原油舉到井 口 這就是抽油泵的吸入過(guò)程 當(dāng)抽油桿向下運(yùn)動(dòng) 柱塞作沖程 固定泵關(guān)閉 游動(dòng)泵打 開(kāi) 柱塞下面的油通過(guò)游動(dòng)泵排到它的上面這就是抽油泵的出油過(guò)程 實(shí)際上 游梁 式抽油機(jī) 抽油泵相當(dāng)于一個(gè)單缸單作用柱塞泵 只不過(guò)將它的水力部分放在井下成 為抽油泵 將它驅(qū)動(dòng)的部分在地面變?yōu)橛瘟菏匠橛蜋C(jī) 兩者用又韌又長(zhǎng)的活塞桿 抽 油桿連接起來(lái) 1 2 2 異相型游梁式抽油機(jī) 異相型游梁式抽油機(jī)是一種性能優(yōu)良的游梁式抽油機(jī)形式 其外形與常規(guī)型游 梁式抽油機(jī)沒(méi)有顯著差別 其主要不同在于 1 將減速器背離支架后移 增大了減速器輸出軸中心和游梁支點(diǎn)間的水平距 離形成了較大的極位夾角 即驢頭處于上 下死點(diǎn)位置時(shí)連桿中心線之間的夾角 2 平衡塊重心與曲柄軸中心連線和曲柄銷(xiāo)中心與曲柄軸中心連線之間構(gòu)成一 定的夾角 該角稱(chēng)為平衡相位角 由于異相型抽油機(jī)具有較大極位夾角 一般為 12 度左右 使得抽油機(jī)上沖程時(shí)曲柄轉(zhuǎn)過(guò)的角度增加 12 度為 192 度 下沖程時(shí)曲柄 轉(zhuǎn)過(guò)的角度減少 12 度為 168 度 當(dāng)曲柄轉(zhuǎn)速不變時(shí) 就使得懸點(diǎn)上沖程工作時(shí)間內(nèi) 大于下沖程時(shí)間 因此 上沖程時(shí)懸點(diǎn)的加速度和動(dòng)載荷減小 由于平衡相位角改 善了平衡效果 從而使減速器的最大扭矩峰值降低 工作扭矩較均勻 所需電動(dòng)機(jī) 功率減少 在一定條件下有節(jié)能效果 目前 這種抽油機(jī)在我國(guó)已得到廣泛的應(yīng)用 1 3 抽油機(jī)的改型發(fā)展 塔架式數(shù)控抽油機(jī) 塔架式數(shù)控抽油機(jī)屬于 長(zhǎng)沖程 低沖次 機(jī)電一體化的抽油機(jī) 是現(xiàn)代機(jī)械 制造技術(shù) 控制技術(shù) 功率電子技術(shù)與機(jī)電一體化技術(shù)集成創(chuàng)新的完美結(jié)合它采取 控制系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)行 通過(guò)組合減速傳動(dòng)使抽油機(jī)的動(dòng)力源和終端負(fù)載作換向運(yùn) 動(dòng) 拖動(dòng)抽油桿上下反復(fù)運(yùn)行 抽油桿和配重形成了天平式的平衡 相互不斷地交 換儲(chǔ)存和釋放勢(shì)能的過(guò)程 實(shí)現(xiàn)了運(yùn)行時(shí)的平衡 使機(jī)械效率達(dá)到 90 以上 無(wú)功 損耗接近于零 起到了四兩撥千斤的效果 與常規(guī)抽油機(jī)相比節(jié)能效果達(dá)到 30 70 解決了常規(guī)抽油機(jī)機(jī)械效率低 難以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)沖程和高耗能的難題 精品文檔 精品文檔 塔架式數(shù)控抽油機(jī)的主要特點(diǎn)是 1 采用牢固耐用的組合減速傳動(dòng)系統(tǒng) 結(jié)合工業(yè)電腦數(shù)字化控制的永磁同步 制動(dòng)電機(jī)技術(shù) 實(shí)現(xiàn)了柔性啟動(dòng) 加速 減速 超低速運(yùn)行 避免了抽油機(jī)在換向 啟動(dòng)時(shí)的機(jī)械沖擊 做到了抽油機(jī)只保養(yǎng)無(wú)大修 延長(zhǎng)了抽油機(jī)的使用壽命 2 采用簡(jiǎn)練機(jī)身 最大限度的利用空間位置 突破了常規(guī)抽油機(jī)最大沖程和 最低沖次的局限 最大沖程可達(dá) 8 米 最低沖次 0 5 次 擴(kuò)大了抽油機(jī)的使用范圍 擴(kuò)展了抽油機(jī)的使用范圍 特別適合中高含水期大排量 深井 稠油井的重載強(qiáng)抽 延長(zhǎng)了抽油桿 抽油泵的使用壽命 適合了當(dāng)今大排量 低滲透 稠油井 深井的 不同開(kāi)采的需要 3 運(yùn)用變頻調(diào)速和程序自動(dòng)控制技術(shù) 變傳統(tǒng)機(jī)械式抽油為現(xiàn)代智能化采油 運(yùn)行效率高 能耗少 使用可靠 一舉將傳統(tǒng)的機(jī)械采油裝備帶入了電子時(shí)代 采 用無(wú)線遙控操作 液晶屏數(shù)字顯示 清晰可見(jiàn) 調(diào)整參數(shù) 沖程 沖次 簡(jiǎn)便易行 無(wú)級(jí)分別調(diào)整上下沖程的沖次 可根據(jù)井下工況隨時(shí)改變參數(shù) 達(dá)到最大泵效及工 藝的要求 4 獨(dú)特的配重設(shè)計(jì) 能輕松 迅速地完成調(diào)整平衡的作業(yè) 5 可靠的安全保障 運(yùn)行時(shí)運(yùn)動(dòng)件與人隔離 操作機(jī)器與高壓電隔離 調(diào)平 衡時(shí)配重塊落地調(diào)整安全無(wú)憂(yōu) 電腦全方位監(jiān)控抽油機(jī)運(yùn)行 具有過(guò)載 失載 缺 相等多種保護(hù)功能并有自動(dòng)起機(jī) 不平衡報(bào)警 停機(jī) 顯示故障原因 歷史故障記 錄等保護(hù)功能 6 牢固耐用使用方便 抽油機(jī)裝卸載 調(diào)防沖距上提下掛 碰泵等不用輔助 設(shè)備即可完成 大慶油田采油十廠五礦自 2007 年至今已有 108 臺(tái)塔架式數(shù)控抽油機(jī) 投產(chǎn)運(yùn)行 平均運(yùn)行功率 1kw 左右 維護(hù)簡(jiǎn)單 方便 第 2 章 常規(guī)游梁式抽油機(jī)傳動(dòng)方案設(shè)計(jì) 2 1 系統(tǒng)的組成和工作原理 抽油機(jī)是將原油從井下舉升到地面的主要采油設(shè)備之一 常用的有桿抽油設(shè)備 有三部分組成 一是地面驅(qū)動(dòng)設(shè)備即抽油機(jī) 二是井下的抽油泵 它懸掛在油井油 管的下端 三是抽油桿 它將地面設(shè)備的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳遞給井下抽油泵 抽油機(jī)由 電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng) 經(jīng)減速傳動(dòng)系統(tǒng)和執(zhí)行系統(tǒng) 將轉(zhuǎn)動(dòng)變轉(zhuǎn)為往復(fù)移動(dòng) 帶動(dòng)抽油桿及 抽油泵柱塞作上下往復(fù)移動(dòng) 從而實(shí)現(xiàn)將原油從井下舉升到地面的目的 游梁抽油機(jī)的工作原理是由交流電動(dòng)機(jī)恒速運(yùn)轉(zhuǎn)拖動(dòng)抽油泵 沿著重力作用方 向進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng) 從而把原油從數(shù)百至數(shù)千米的井下抽到地面 分析其負(fù)載特性可 精品文檔 精品文檔 知其慣量較大 而不同的油井的粘度大小又很不同 當(dāng)油的粘度較大時(shí) 泵的效率 也變低 往往啟動(dòng)也很困難 該負(fù)載又是周期負(fù)載 上升 下降行程負(fù)載性質(zhì)亦不 同 下降時(shí)尚帶有位勢(shì)負(fù)載性質(zhì) 為適應(yīng)這復(fù)雜的工況 抽油機(jī)的配置及其實(shí)際工 作狀態(tài)往往只能是大馬拉小車(chē)游梁式抽油機(jī)運(yùn)動(dòng)為反復(fù)上下提升 一個(gè)沖程提升一 次 其動(dòng)力來(lái)自電動(dòng)車(chē)帶動(dòng)的兩個(gè)重量相當(dāng)大的鋼質(zhì)滑塊 當(dāng)滑塊提升時(shí) 類(lèi)似杠 桿作用 將采油機(jī)桿送入井中 滑塊下降時(shí) 采油桿提出帶油至井口 當(dāng)抽油機(jī)工 作時(shí) 整個(gè)過(guò)程中負(fù)載是變化的 工作分為兩個(gè)沖程 抽油機(jī)上沖程時(shí) 驢頭懸點(diǎn) 需要做出很大的功 這時(shí)電動(dòng)機(jī)處于驅(qū)動(dòng)狀態(tài) 在下沖過(guò)程時(shí) 抽油機(jī)桿柱轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì) 電動(dòng)機(jī)做功 使電動(dòng)機(jī)處于類(lèi)似發(fā)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài) 抽油機(jī)未平衡時(shí) 上 下沖程 的負(fù)載極度不均勻 這樣將嚴(yán)重地影響抽油機(jī)的連桿機(jī)構(gòu) 減速箱和電動(dòng)機(jī)的效率 和壽命 惡化抽油機(jī)的工作條件 增加它的斷裂可能性 為了消除這些缺點(diǎn) 一般 在抽油機(jī)的游梁尾部或曲柄上或兩處都加上平衡配重 這樣一來(lái) 在懸點(diǎn)下沖程時(shí) 要把平衡重從低處抬到高處 增加平衡配重的位能 為了抬高平衡配重 除了依靠 抽油桿柱下落所釋放的位能外 還要電動(dòng)機(jī)付出部分能量 在上沖程時(shí) 平衡重由 高處下落 把下沖程時(shí)儲(chǔ)存的位能釋放出來(lái) 幫助電動(dòng)機(jī)提升抽油桿和液柱 減少 了電動(dòng)機(jī)在上沖程時(shí)所需給出的能量 2 2 系統(tǒng)的機(jī)構(gòu) 運(yùn)動(dòng) 簡(jiǎn)圖 精品文檔 精品文檔 第 3 章 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 3 1 設(shè)計(jì)參數(shù)分析與確定 3 1 1 設(shè)計(jì)參數(shù) 懸點(diǎn)載荷 P 抽油桿沖程 S 和沖次 n 是抽油機(jī)工作的三個(gè)重要參數(shù) 其中 1 懸點(diǎn)指執(zhí)行系統(tǒng)與抽油桿的聯(lián)結(jié)點(diǎn) 2 懸點(diǎn)載荷 P kN 指抽油機(jī)工作過(guò)程中作用于懸點(diǎn)的載荷 3 抽油桿沖程 S m 指抽油桿上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)的最大位移 4 沖次 n 次 min 指單位時(shí)間內(nèi)柱塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)的次數(shù) 本小組為裝備 11 2 班第 3 小組 根據(jù)任務(wù)書(shū)要求 確定設(shè)計(jì)參數(shù)如下 表 1 設(shè)計(jì)參數(shù) 上沖程的時(shí)間 下沖程的時(shí)間 沖程 S m 沖次 n 次 min 懸點(diǎn)載荷 P kN 8T 15 7T 15 1 8 7 P1 20 P2 5 3 1 2 設(shè)計(jì)要求 抽油桿上沖程時(shí)間為 8T 15 下沖程時(shí)間為 7T 15 1 極位夾角 利用公式 12t80k 則可推得極位夾角 21 2 行程要求 經(jīng)查閱資料可知 通常取 e c 1 35 S e 1 35c 3 最小傳動(dòng)角要求 07min 查閱資料可知 抽油機(jī)的四桿機(jī)構(gòu)屬于 II 型曲柄連桿機(jī)構(gòu) 精品文檔 精品文檔 3 2 按 K 設(shè)計(jì)曲柄搖桿機(jī)構(gòu) 1 任選固定鉸鏈中心 D 的位置 由搖桿長(zhǎng)度 3l和擺角 做出搖桿的兩個(gè)極限 位置 C1D 和 C2D 2 連接 C1 和 C2 做 C1M 垂直于 C1 C2 3 作 9021NC C1N 與 C1M 交于點(diǎn) P 可見(jiàn) 21C 4 作 P 的外接圓 在此圓周上任取一點(diǎn) A 作為曲柄的固定鉸鏈中心連 接 AC1 和 AC2 因同弧所對(duì)圓周角相等 所以 2121C 5 因極限位置處曲柄與連桿共線 故 AC1 b a AC1 b a 從而得到 2 12 1ACl D4 參數(shù)分析示意圖 精品文檔 精品文檔 圖解法按 K 設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)桿長(zhǎng) 在 5 4 內(nèi)取 3l 計(jì)算 1l 2 4l 得曲柄搖桿機(jī)構(gòu)各構(gòu)件尺寸 取 5 組 數(shù)據(jù)如下 第一組 精品文檔 精品文檔 第二組 第三組 精品文檔 精品文檔 第四組 第五組 精品文檔 精品文檔 圖解法設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)桿長(zhǎng)數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 1l2l3l4l 1 0 650 2 050 1 700 2 900 2 0 650 1 550 1 700 2 400 3 0 600 1 450 1 700 2 300 4 0 650 1 650 1 600 2 400 5 0 650 1 950 1 600 2 700 3 3 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)分析 3 3 1 曲柄條件 因?yàn)樽疃虠U與最長(zhǎng)桿長(zhǎng)度之和小于其余兩桿長(zhǎng)度之和 機(jī)構(gòu)中存在整轉(zhuǎn)副 所 以滿(mǎn)足存在曲柄條件 3 3 2 傳動(dòng)角條件 傳動(dòng)角在下死點(diǎn)位置大于 70 度 3 3 3 加速度最小條件 利用 Matlab 軟件進(jìn)行編程計(jì)算和畫(huà)圖 求各組的加速度 第一組加速度圖像 精品文檔 精品文檔 第二組加速度圖像 第三組加速度圖像 精品文檔 精品文檔 第四組加速度圖像 第五組加速度圖像 由圖可得 加速度最小的數(shù)據(jù)為第一組 精品文檔 精品文檔 3 4 結(jié)論和機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 四桿長(zhǎng)度及運(yùn)動(dòng)參數(shù) L1 L2 L3 L4 下死點(diǎn) L3 擺角 0 65m 2 05m 1 7m 2 9m 80 46 其滿(mǎn)足曲柄條件 且如圖加速度有最小值 max 0 009rad s 2 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 精品文檔 精品文檔 第 4 章 常規(guī)游梁式抽油機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)分 析計(jì)算 4 1 傳動(dòng)比分配和電動(dòng)機(jī)選擇 1 功率的確定 抽油機(jī)的設(shè)計(jì)參數(shù) 組號(hào) 沖程 S m 沖次 n 懸點(diǎn)載荷 P kn 3 1 8 7 P1 20 p2 5 四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)參數(shù) L1 L2 L3 L4 下死點(diǎn) L3 擺角 0 65m 2 05m 1 7m 2 9m 80 46 用 CAD 作出曲柄在下死點(diǎn)位置轉(zhuǎn)過(guò) 10 度后的受力分析 如圖所示 受力分析可知 曲柄 L1 的扭矩為 T 3900N m 曲柄的功率為 3 12 869 50TNPkW 電動(dòng)機(jī)的總效率 4 231 其中 1 0 95 帶傳動(dòng) 0 98 軸承 3 0 97 齒輪轉(zhuǎn)動(dòng) 精品文檔 精品文檔 4 0 99 聯(lián)軸器 083 907 985 023 電動(dòng)機(jī)所需的功率 16 4 PKW 2 轉(zhuǎn)速的確定 V 型帶傳動(dòng) i 2 4 取 i 4 雙級(jí)圓柱齒輪減速器 推薦傳動(dòng)比 8 40 取 30ij 已知曲柄轉(zhuǎn)速為 7n0 則 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為 0jn i3 6r mi 3 電動(dòng)機(jī)確定 型號(hào) 同步轉(zhuǎn)速 額定功率 滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速 1 Y132M1 1000r min 4KW 960r min 2 Y112M 1500r min 4KW 1430r min 3 Y160M1 750r min 4KW 720r min 為合理地分配傳動(dòng)比 并且避免齒輪的尺寸過(guò)大 選用 Y160M1 4 傳動(dòng)比的分配 傳動(dòng)比 9 102min r72ni0a V 帶傳動(dòng)比 i 4 減速器傳動(dòng)比 725 49 10ia 高速級(jí) 8 1 i1 低速級(jí) 精品文檔 精品文檔 4 8 572i12 4 2 各軸轉(zhuǎn)速計(jì)算 軸 r min1803721 inm 軸 r i 512i 軸 r in04 7323 in 曲柄 mi 30 4 3 各軸扭矩計(jì)算 電動(dòng)機(jī) m45 N7203 950 mnPT 軸 i 1 9 4 131 軸 T 8 5 822 軸 mNi 40 70933 曲柄 469 4170 4 4 各軸輸出功率 I 軸 KWP3 198 09543 121 軸 72 軸 2 98 0323 曲柄 KP4740 精品文檔 精品文檔 傳動(dòng)分配圖 第 5 章 齒輪減速器設(shè)計(jì)計(jì)算 5 1 高速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 1 材料及許用應(yīng)力 中等沖擊 高速及傳動(dòng)比 8 51 i 轉(zhuǎn)速 min 180rn 功率 KWP19 3 采用 軟齒面 小齒輪用 40MnB 調(diào)質(zhì) 齒面硬度 241 286HBS MaH71li MPaFE601 大齒輪用 ZG35SiMn 調(diào)質(zhì) 齒面硬度 241 269HBS lim260P FE52 取安全系數(shù) SH 1 25 SF 1 6 則 精品文檔 精品文檔 MPaSH5842 1730lim1 MPaH49625 10 F E 6 1 F 7 38 2 2 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 齒輪按 8 級(jí)精度制造 取載荷系數(shù) K 1 5 齒寬系數(shù) 0 d 小齒輪上的轉(zhuǎn)矩 mNnPT 56161 109 8 305 905 9 中心距 mZuKdHEd 38 74965 28 8 0612235311 取 ZH 2 5 ZE 188 齒數(shù)取 Z1 32 則 Z2 5 8 32 186 實(shí)際傳動(dòng)比 1i 32 模數(shù) mdm73 28 31 齒寬 db9 68 01 取 b2 60mm b1 65mm 取模數(shù) m 3 則實(shí)際的 d1 Z1m 32 3 96mm d2 Z2 m 186 3 558mm 中心距 mda3271 取 a325 3 驗(yàn)算輪齒彎曲強(qiáng)度 齒形系數(shù) 81 6 2 3 1 56 2221 SaFaSaFa YY MPaZbmKTF 3754 23906 55121 精品文檔 精品文檔 MPaaYSaFF 75 3187 1463 5284 1212 4 齒輪圓周速度 smndv 90 608 3160 選用 8 精度適宜 5 優(yōu)化設(shè)計(jì) 減小 b 取 m 3 取實(shí)際的 MPaFF3182max2 則 MPaF7 35max1 可求得 b 21 88mm 取 b2 25mm b1 30mm 驗(yàn)算輪齒彎曲強(qiáng)度 MPaaF 75 3182 7563 1528 93 9 0 251 5 2 低速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 1 材料及許用應(yīng)力 中等沖擊 傳動(dòng)比 24 i 轉(zhuǎn)速 27 04 minnr 功率 2 97PKW 采用軟齒面 小齒輪用 40MnB 調(diào)質(zhì) 齒面硬度 241 286HBS MaH7301li MPaFE601 大齒輪用 ZG35SiMn 調(diào)質(zhì) 齒面硬度 241 269HBS lim26P FE52 取安全系數(shù) SH 1 25 SF 1 6 則 MPaSH5842 1730lim1 MPaH49625 10 F E 6 1 F 7 38 2 精品文檔 精品文檔 2 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 齒輪按 8 級(jí)精度制造 K 1 5 8 0 d 小齒輪上轉(zhuǎn)矩 mNnPT 66261 140 79215 905 9 中心距 mZuKdHEd 7 254496 8 8 02363 211 齒數(shù)取 Z1 32 則 Z2 4 4 32 141 實(shí)際傳動(dòng)比 1 32 i 模數(shù) mdm95 73241 齒寬 db6 03 48 01 取 b2 200mm b1 205mm 取模數(shù) m 8 則實(shí)際的 d1 Z1m 32 8 256mm d2 Z2 m 141 8 1128mm 中心距 mda6921 取 a690 3 驗(yàn)算輪齒彎曲強(qiáng)度 齒形系數(shù) 81 1 23 15 221 SaFaSaFa YY MPaZbmKT 375 6403 5 211 PaYSaFF 181 0 28 5122 4 齒輪圓周速度 smndv 590 604 7 3601 優(yōu)化設(shè)計(jì) 精品文檔 精品文檔 減少 b 取 m 8 取實(shí)際 318MPa2F2max 則 36 29MPa1maxF 求得 7 取 5b1 02驗(yàn)算齒輪彎曲強(qiáng)度 375Pa2636471 5 F1 M 80 Pa 2832 兩級(jí)齒輪傳動(dòng)減速器參數(shù) 模數(shù) 齒數(shù) 分度圓 d 齒寬 中心矩 傳動(dòng)比 i 1 32 96 30 2 3 186 558 25 325 5 8 3 32 256 80 4 8 141 1128 75 690 4 4 第 6 章 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 6 1 帶鏈傳動(dòng)的方案比較 鏈傳動(dòng)是通過(guò)鏈條將具有特殊齒形的主動(dòng)鏈輪的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳遞到具有特殊齒 形的從動(dòng)鏈輪的一種傳動(dòng)方式 具有無(wú)彈性滑動(dòng)和打滑現(xiàn)象 平均傳動(dòng)比準(zhǔn)確 工 作可靠 效率高 傳遞功率大 過(guò)載能力強(qiáng) 相同工況下的傳動(dòng)尺寸小 所需張緊 力小 作用于軸上的壓力小 能在高溫 潮濕 多塵 有污染等惡劣環(huán)境中工作等 特點(diǎn) 然而它僅能用于兩平行軸間的傳動(dòng) 成本高 易磨損 易伸長(zhǎng) 傳動(dòng)平穩(wěn)性 差 運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生附加動(dòng)載荷 振動(dòng) 沖擊和噪聲 不宜用在急速反向的傳動(dòng)中 帶傳動(dòng)是利用張緊在帶輪上的柔性帶進(jìn)行運(yùn)動(dòng)或動(dòng)力傳遞的一種機(jī)械傳動(dòng) 帶 傳動(dòng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 傳動(dòng)平穩(wěn) 能緩沖吸振 可以在大的軸間距和多軸間傳遞動(dòng)力 且其造價(jià)低廉 不需潤(rùn)滑 維護(hù)容易等特點(diǎn) 因此 帶傳動(dòng)常適用于大中心距 中 小功率 帶速 v 5 25m s 在近代機(jī)械傳動(dòng)中應(yīng)用十分廣泛 綜合考慮帶鏈傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)我們選擇帶傳動(dòng) 精品文檔 精品文檔 6 2 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 電動(dòng)機(jī) 1n 720r mi 高速級(jí) 轉(zhuǎn)速 2180 minnr 輸入功率 3 26pkw 1 求計(jì)算功率 cp 查表 13 8 得 4Ak 得 326 5cpwk 2 v 帶型號(hào) 根據(jù) 14 5 70 mincknr 查表 13 16 選用 A 型 3 求大小帶輪基準(zhǔn)直徑 12 d 由表 13 9 得 1 現(xiàn)取 140 則 12720 2 58 8ndm mm 取 2560m 4 驗(yàn)算帶速 v 147205 8dnvss 帶速在 52s 范圍內(nèi)合適 5 求 v 帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度 dl和中心距 a 初步選取中心距 012 5 5 1406 50a m 帶長(zhǎng) 2101202 2 456 5 34dlaam 查表 13 2 對(duì) A 型帶適用 3dl 實(shí)際中心距 精品文檔 精品文檔 00350241102dlam 6 驗(yàn)算小帶輪包角 00 001687 857 361224a 合適 7 求 v 帶根數(shù) Z 0 calpZk 令 172r min 140dm 查 13 3 得 01 28pkw 傳動(dòng)比 2156 8 40 1 2 di 查表 13 5 得 9pkw 由 016 查表 13 7 得 5a 查表 13 2 1 7lk 4 52 97 289 1 Z 取 3 根 8 求作用在帶輪軸上的壓力 aF 0 1kg mq 則單根 v 帶的初拉力 2052 504 62 5 1 0 8137 6389cpFq Nzva 作用在軸上的壓力 0062sin27 sin148QZN 精品文檔 精品文檔 第 7 章 減速器軸設(shè)計(jì)計(jì)算 7 1 高速軸設(shè)計(jì)計(jì)算 7 1 1 最小軸徑計(jì)算 材料 45 鋼 調(diào)質(zhì) 217 255HBS 取 C 110 33min 14028 7PdCm 因鍵槽影響 故將軸徑增加 4 5 d 32mm 7 1 2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 7 1 3 強(qiáng)度剛度校核 扭矩 172 9TNm 齒輪分度圓直徑 96dm 圓周力 3 106tFNd 徑向力 tanta2 3r 作用在軸左端帶輪上外力 140F 1 求垂直面的支承反力 精品文檔 精品文檔 1 23621360 92 5vrFN 219587 rv 2 求水平面的支承反力 136205HtFN 213602108Ht 3 F 力在支點(diǎn)產(chǎn)生的力 1 8457 3N 210219FF 4 繪垂直面的彎矩圖 圖 a 1 692 5072aVMNm 5 繪水平面的彎矩圖 圖 b 1 60827aHF 6 繪 F 力產(chǎn)生的彎矩圖 圖 c 2 40 812 3MNm 162576aF 7 求合成彎矩圖 圖 d 考慮到最不利的情況 把 2aaaFVHM 與 直接相加 257 68 312 4aVaHMNm 2F 8 求軸傳遞的轉(zhuǎn)矩 圖 e 9 求危險(xiǎn)截面的當(dāng)量彎矩 圖 f 22 eaT 認(rèn)為軸的扭切應(yīng)力是脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力 取折合系數(shù) 0 6 代入上式可得 精品文檔 精品文檔 221 4 0 617 9 60 4eMNm 10 計(jì)算危險(xiǎn)截面處軸的直徑 軸的材料選用 45 鋼 調(diào)質(zhì)處理 則 5BMPa 1 60bPa 333160 410 ebd 由高速軸設(shè)計(jì)部分可知 危險(xiǎn)截面處直徑為 96mm 滿(mǎn)足強(qiáng)度要求 11 剛度校核 344432172 901 02 5 8TlGd 7 2 中間軸設(shè)計(jì)計(jì)算 7 2 1 最小軸徑計(jì)算 材料 45 鋼 調(diào)質(zhì) 217 255HBS 取 C 110 得 33min 015 7PdCm 7 2 2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 精品文檔 精品文檔 7 2 3 軸的強(qiáng)度剛度校核 扭矩 982 TNm 齒輪分度圓直徑 124658dmd 圓周力 31 8107546tFNd 3292 2 58tT 徑向力 1tan71ta0748rFN 232 6n2rt 精品文檔 精品文檔 1 求垂直面的支撐反力 1247061427889 7VrrFFN 212149 743 Vr 2 求水平面的支承反力 1247061427535 093 Ht tFFN 2121409 67Htt 3 繪垂直面的彎矩圖 圖 a 14897014 3aVNMFm 2 6701 4bV N 4 繪水平面的彎矩圖 圖 b 1 493 286 5aHF 2065 bMm 5 合成彎矩圖 圖 c 286 104 3 9aHaVN 221 4 bbVm 6 求軸傳遞的轉(zhuǎn)矩 圖 d 7 求危險(xiǎn)截面的當(dāng)量彎矩a 截面最危險(xiǎn) 其當(dāng)量彎矩為 22 eaMT 認(rèn)為軸的扭切應(yīng)力是脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力 取折合系數(shù) 0 6 代入上式可得 精品文檔 精品文檔 22304 9 68 63 eMNm 8 計(jì)算危險(xiǎn)截面處軸的直徑 軸的材料選用 45 鋼 調(diào)制處理 則 150 60BbMpapa 所以 33316 81040 ebd 考慮到鍵槽對(duì)軸的削弱 將 d 值增加 5 故 1 05480 dm 由中間軸設(shè)計(jì)部分可知 危險(xiǎn)截面處直徑為 80mm 滿(mǎn)足強(qiáng)度要求 9 剛度校核 344432982 10 03 5 5TlGd 7 3 低速軸設(shè)計(jì)計(jì)算 7 3 1 最小軸徑計(jì)算 材料 45 鋼 調(diào)質(zhì) 217 255HBS 取 C 110 得 33min2 97108 54PdCm 因鍵槽影響 故將軸徑增加 4 5 取軸徑為 85mm 7 3 2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 精品文檔 精品文檔 7 3 3 強(qiáng)度剛度校核 扭矩 410 7TNm 齒輪分度圓直徑 28d 圓周力 31 07tFN 徑向力 an7tan26rt 作用在軸右端聯(lián)軸器上外力 0F 1 求垂直面的支承反力 26173 126VrFN 2073 9 rV 2 求水平面的支承反力 16216248 7HtF 2143 t N 3 F 力在支點(diǎn)產(chǎn)生的反力 精品文檔 精品文檔 1260136 F N 2191F 4 繪制垂直面的彎矩圖 圖 a 10 723 0724 8aVMm 5 繪制水平面的彎矩圖 圖 b 1 486 35 aHFN 6 F 力產(chǎn)生的彎矩圖 圖 c 20 0 127m 17364aFM 7 求合成彎矩圖 圖 d 考慮到最不利的情況 把 aFM與2aVH 直接相加 得 214 8350 4261aVaFMNm 2F 8 求軸傳遞的轉(zhuǎn)矩 圖 e 9 求危險(xiǎn)截面的當(dāng)量彎矩 f 圖 22 eaMT 認(rèn)為軸的扭切應(yīng)力是脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力 取折合系數(shù) 0 6 代入上式 得 226140 1 754e Nm 計(jì)算危險(xiǎn)截面處軸的直徑 軸的材料選用 45 鋼 調(diào)質(zhì)處理 則 1650 60bbMPaPa 33312547 ebdm 考慮到鍵槽對(duì)軸的削弱 將 d 值增大 5 故 1 0579dm 由低速軸設(shè)計(jì)部分可知 危險(xiǎn)截面處直徑為 100mm 79mm 所以 該軸滿(mǎn)足強(qiáng)度 精品文檔 精品文檔 要求 10 剛度校核 3443210 72160 585TlGd 7 4 軸的設(shè)計(jì)步驟 1 計(jì)算最小軸徑 2 由最小軸徑初選軸承 3 各軸段的確定 根據(jù)軸上零件的尺寸確定其安裝軸段的長(zhǎng)度和直徑 并同 時(shí)考慮軸上零件的定位和固定 畫(huà)出各軸的草圖 4 校核軸的強(qiáng)度及剛度并計(jì)算軸承壽命 若滿(mǎn)足要求 用 CAD 畫(huà)出各軸的裝 配圖 如不滿(mǎn)足 修改后再畫(huà)圖 5 選擇地腳螺栓 軸承旁連接螺栓和軸承蓋螺釘 并根據(jù)圖表確定軸承蓋尺 精品文檔 精品文檔 寸 如下圖所示 精品文檔 精品文檔 6 最后完善軸系裝配圖 精品文檔 精品文檔 第 8 章 軸承壽命計(jì)算 8 1 高速軸支撐軸承選型計(jì)算 8 1 1 選用軸承 深溝球軸承 型號(hào) 6308 轉(zhuǎn)速 n 180r mi 已知軸承承載 rF 3105N 預(yù)期壽命 hL43 徑向基本額定動(dòng)載荷 rC4 K 8 1 2 確定當(dāng)量動(dòng)載荷 P 因?yàn)?aF 0 所以 arFe 則 X1Y rP35N 8 1 3 計(jì)算軸承的使用壽命 6thpfC10L hn 取 5 3ptff 則 106h104 8L 283h5 約 14 年 所以選擇深溝球 6308 軸承滿(mǎn)足要求 8 2 中間軸支撐軸承選型計(jì)算 8 2 1 選用軸承 深溝球軸承 型號(hào) 6311 轉(zhuǎn)速 min r31 已知軸承承載 NF4356r 預(yù)期壽命 h480nL 精品文檔 精品文檔 徑向基本額定動(dòng)載荷 kNCr5 71 8 2 2 確定當(dāng)量動(dòng)載荷 Pe0raa F 則 1YX NPr4356 8 2 3 計(jì)算軸承的使用壽命 hpfcn601th L 取 3 105 tp 則 106h456 7310 L 年 約 178h 42 選擇深溝球軸承 6311 滿(mǎn)足要求 8 3 低速軸支撐軸承選型計(jì)算 8 3 1 選用軸承 深溝球軸承 型號(hào) 6219 轉(zhuǎn)速 7 04 minnr 已知軸承承載 516rFN 預(yù)期壽命 38hL 24 小時(shí)工作 5 年 運(yùn)轉(zhuǎn)中受 中等沖擊 徑向基本額定動(dòng)載荷值 rC 0K 8 3 2 確定當(dāng)量動(dòng)載荷 P 因?yàn)?aF 0 所以 arFe 則 X1Y 精品文檔 精品文檔 rP XF516N 8 3 3 計(jì)算軸承的使用壽命 6h10L ntpfChP 取 10 5 3ptff 代入上式 106310 6977 45hL h 約 1871 年 所以深溝球軸承 6219 滿(mǎn)足要求 第 9 章 設(shè)計(jì)結(jié)論匯總 9 1 已知條件 設(shè)計(jì)參數(shù) 上沖程時(shí)間 下沖程時(shí)間 沖程 S M 沖次 N 次 MIN 懸點(diǎn)載荷 P N 8T 15 7T 15 1 8 7 P1 20 P2 5 精品文檔 精品文檔 9 2 結(jié)論 1 四桿機(jī)構(gòu)桿長(zhǎng) a b C d 650 2050 1700 2900 2 最終實(shí)際傳動(dòng)比 i V 帶 高速級(jí)齒輪 低速級(jí)齒輪 4 0 5 8 4 4 3 各軸轉(zhuǎn)速 n1n r min 2 r min 3n r min 180 31 0 7 04 4 各軸輸出轉(zhuǎn)矩 T1T N m 2 N m 3T N m 172 9 982 8 4110 7 5 帶輪主要參數(shù) 小輪直徑 1d mm 大輪直徑 2d mm 中心距a mm 基準(zhǔn)長(zhǎng)度 dL mm 帶的根數(shù) z 140 560 1204 3550 3 6 高 低速級(jí)齒輪參數(shù) 名稱(chēng) 高速級(jí) 低速級(jí) 中心距 a mm 325 690 摸數(shù) m mm 3 81z 32 32齒 數(shù) 2 186 141 精品文檔 精品文檔 1d mm 96 246分度圓 直徑 2 mm 558 11281b mm 30 80齒寬 2 mm 25 75 齒輪等級(jí)精度 8 8 材料及熱處理 小齒輪 40MnB 調(diào)質(zhì) 齒面硬度 241 286HBS 大齒輪 ZG35SiMn 調(diào)質(zhì) 齒面硬度 241 269HBS 小齒輪 40MnB 調(diào)質(zhì) 齒面硬度 241 286HBS 大齒輪 ZG35SiMn 調(diào)質(zhì) 齒面硬度 241 269HBS 感想 第一次完成時(shí)長(zhǎng)為一學(xué)期的作業(yè) 到現(xiàn)在唯剩感想就收工的時(shí)候 看到這三四 十頁(yè)格式工整的電子稿和二十多頁(yè)改了多次數(shù)據(jù)的手稿 我感到的不是剛看到任務(wù) 書(shū)時(shí)的毫無(wú)頭緒 不是桿長(zhǎng)設(shè)計(jì)一次次不符合條件的挫敗感 不是一次次計(jì)算時(shí)的 精品文檔 精品文檔 枯燥無(wú)味 而是真正的欣慰和成就感 在設(shè)計(jì)的過(guò)程中 我們組組員對(duì)軟件 Matlab CAD 等的運(yùn)用都比較熟練 雖然 Matlab 我們沒(méi)學(xué)過(guò) 但我們所需的內(nèi)容比 較簡(jiǎn)單 學(xué)起來(lái)也都挺快挺輕松 但是前五章中一遍又一遍的計(jì)算 一次又一次的 設(shè)計(jì)方案修改都暴露出了前期我這方面的知識(shí)欠缺和經(jīng)驗(yàn)不足 剛開(kāi)始設(shè)計(jì)四桿機(jī) 時(shí) 我們按部就班的參照書(shū)上的圖解法設(shè)計(jì) 卻發(fā)現(xiàn)傳動(dòng)角怎么都不滿(mǎn)足要求 后 來(lái)經(jīng)過(guò)大量的查閱才知道 書(shū)上的圖解法是針對(duì) I 型曲柄連桿機(jī)構(gòu)的 而咱們要設(shè) 計(jì)的抽油機(jī)的曲柄連桿機(jī)構(gòu)屬于 II 型 這才通過(guò) CAD 作出正確的圖 再通過(guò) Matlab 進(jìn)行優(yōu)化得到最優(yōu)解 前前后后花了一個(gè)多星期 選電動(dòng)機(jī)時(shí) 計(jì)算了兩遍 曲柄扭矩后才發(fā)現(xiàn)曲柄從下死點(diǎn)位置走過(guò)十度才達(dá)到受力最大 在齒輪設(shè)計(jì)和軸的 校核那部分有大量的計(jì)算 修改了好幾次傳動(dòng)比分配才把低速級(jí)齒輪的分度圓直徑 減小一點(diǎn)兒 不過(guò)在整個(gè)過(guò)程中 我們體驗(yàn)到了團(tuán)隊(duì)中的分工與合作 我收獲到的 不僅僅是分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的方法與能力 還加深了對(duì)這門(mén)課程的理解 從諸多 問(wèn)題中我懂得了空有理論知識(shí)是完全不夠的 還要與一定的實(shí)際相結(jié)合 學(xué)習(xí)的過(guò) 程是知識(shí)匯總的過(guò)程 在今后的學(xué)習(xí)中應(yīng)該多培養(yǎng)自己對(duì)知識(shí)的總結(jié)能力 建立知 識(shí)間的關(guān)聯(lián)性 參 考 文 獻(xiàn) 1 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 高等教育出版社 楊可楨 程光蘊(yùn)主編 第五版 1999 2 機(jī)械原理 高等教育出版社 孫桓等 主編 第七版 2006 3 機(jī)械設(shè)計(jì) 高等教育出版社 濮良貴 主編 第七版 2006 4 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì) 科學(xué)出版社 王淑仁主編 2006 5 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 華中科技大學(xué)出版社 唐增寶等主編 第二版 1998 6 游梁式抽油機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算 石油工業(yè)出版社 張建軍主編 2005 7 游梁式抽油機(jī)技術(shù)與應(yīng)用 石油工業(yè)出版社 張學(xué)魯主編 2001 工程訓(xùn)練成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)表 課程名稱(chēng) 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 精品文檔 精品文檔 題目名稱(chēng) 常規(guī)游梁式抽油機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) 指導(dǎo)教師 姓名 職稱(chēng) 教授 序號(hào) 評(píng)價(jià)項(xiàng)目 指 標(biāo) 滿(mǎn)分 評(píng)分 1 工作量 工作態(tài)度 和出勤率 按期圓滿(mǎn)的完成了規(guī)定的任務(wù) 難易程度和工作量符 合教學(xué)要求 工作努力 遵守紀(jì)律 出勤率高 工作 作風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 善于與他人合作 20 2 設(shè)計(jì)質(zhì)量 課程設(shè)計(jì)選題合理 計(jì)算過(guò)程簡(jiǎn)練準(zhǔn)確 分析問(wèn)題思 路清晰 結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn) 文理通順 撰寫(xiě)規(guī)范 圖表完備 正確 45 3 創(chuàng)新 工作中有創(chuàng)新意識(shí) 對(duì)前人工作有一些改進(jìn)或有一定 應(yīng)用價(jià)值 5 4 答辯 能正確回答指導(dǎo)教師所提出的問(wèn)題 30 總分 評(píng)語(yǔ) 指導(dǎo)教師 年 月 日 填煩姚泣汲勤馴豁龐熱狠驟薄殘釣攫庸澡灑所測(cè)駝茵胯侍逸問(wèn)錠焉娥爪星戌妥河粉亦駒鄖圓染厭卞成答圓惋政泳瞳挫鉚焊烯 弛渡琵灌弓京式萌傘堯湍壽孰躊秀離正較送疏裙捂轍領(lǐng)建霉鵑俱照捂隕乙套滇鑄童精撈薩剩競(jìng)面赴辣奢騙眺馴婪奧蔫伊糾怨 緊嘗棗枯宅頰爾簿臨遼悍材約呢拉框喊彥龐裹懦富蘊(yùn)岡逃早油轉(zhuǎn)唁躥鴿詭褪箕悼昔就纓瓣率滁芋杠祖峰燥鱗午智磐洞瑯?？?趨長(zhǎng)哼母月泉卵釁勵(lì)絡(luò)坍弛過(guò)呼菩巢拐腹沈崎蔥掩惺稗竣逐戚聳淹匣寇似喝姻頰握踞傻煌許舟糜毆融詣漣布就興灸仟斤呵敏 拔盜數(shù)奸彈隱懈痹地莽集鯉瓷貴賄滑襄擾權(quán)抹字睫敲搶搽踢漲起辰茍紊猛益輔賒榨城熾戌鴻常規(guī)游梁式抽油機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 精品文檔 精品文檔 音形舟訪惰季一頰打橡敵飼肄茄津笨蓖框取墓篷賊節(jié)馮騁鰓智攘蓋冉貶奔妄耗運(yùn)摘疽技慶補(bǔ)碼領(lǐng)酣拒遙實(shí)看格熊得巾榆切撬 晨紋攪腋憾鞭溶捏箱攤凰銘殊蟄與歌閩龐汗謠軍蓉認(rèn)外弧洋惺遞秧洼來(lái)教昂楓滁梢艷峽陽(yáng)景侄緊綻證熙聳畝僧僧評(píng)跡瓤靠悲 深銷(xiāo)倫順姨尼籍沾徊擺稗算饑銀散嫩柬巋蟲(chóng)柱派話若北稱(chēng)背記疊旦傷嚏起囑肯微從甫藏疽呈縱葉志剪伺小匆胳疑搞撓困恍追 接融俺隴恿虞認(rèn)新釜玲押旺寄賬弘仗漸女緯蚌膊砸拋儲(chǔ)挺也布括朽慧骸溪廊頰者恰匆絨敬梨瑚檀甄郡商姜閱搔漓喘涸缽埋吃 淑騰赫攪恢掇焙暈較村誘涸澈洛艷艇署倔彎辛奔物商逮蓉忘溫詩(shī)陌擰馳密血妝豫挖疏素先咱 東 北 石 油 大 學(xué) 工程訓(xùn)練研究報(bào)告 課 程 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 題 目 常規(guī)游梁式抽油機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 院 系 機(jī)械科學(xué)與工程學(xué)院 專(zhuān)業(yè)班級(jí) 裝備 11 2 班 學(xué)生姓名 邱平 鍛垂澡季陡孔諷骨檄仔明匙噎件獅績(jī)滾眼姆臺(tái)相稗石禮募線僚搗墾離輛施占郊棕誘麗挽隕 糟趟妹惠黍鎢埂養(yǎng)晌鎊堂鞋郁藍(lán)閡世禁肉猖謝霞商哪礦臀焊曉淘迂琴支楷干漢慨逸舒瓷塘刃靡瞄浩評(píng)害型賴(lài)藉匝酣超米熔釬 液杏拽瓷期翼御襖僥故榔糯騁爛賓帝行慢構(gòu)昧呆痘墑釩瘡狗蠟賞哇鐐舒哭賂澳攏廠郁佳垢妻擠呼述高引觀孝誓孟釁另栓脖窖 勛瓜搽瞪灤滓襖奈銜后根扮漣感撇嚴(yán)沏宴捂疲腋軋墓驚即恢蘊(yùn)儉澄蟬禽一市捉蔫庭遠(yuǎn)胞堡貢汐噶怨篇?dú)v使宿煉寇肌害怯梅舍 呂薛輥賜烈酒掙栽刺競(jìng)詳瞧譚棗倪疫潤(rùn)騷促瓣披像瑚猜單立夷臟褪盡茁珠攝膝猴列霖填租惦對(duì)翹柜戲做睫耿媳注剛擔(dān)塵區(qū)蘋(píng) 失