購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)請(qǐng)充值后下載，，資源目錄下的文件所見(jiàn)即所得，都可以點(diǎn)開(kāi)預(yù)覽，，資料完整，充值下載可得到資源目錄里的所有文件。。?！咀ⅰ浚篸wg后綴為CAD圖紙，doc,docx為WORD文檔，原稿無(wú)水印，可編輯。。。具體請(qǐng)見(jiàn)文件預(yù)覽，有不明白之處，可咨詢(xún)QQ:12401814

前言 目前，采油方式有自噴采油法和機(jī)械采油法。在機(jī)械采油法中，有桿抽油系統(tǒng)是國(guó)內(nèi) 外油田最主要的，也是至今一直在機(jī)械采油方式中占絕對(duì)主導(dǎo)地位的人工舉升方式。有桿 抽油系統(tǒng)主要由抽油機(jī)、抽油桿、抽油泵等三部分組成，抽油機(jī)是有桿抽油系統(tǒng)最主要的 升舉設(shè)備。根據(jù)是否具有游梁，抽油機(jī)可以劃分為游梁式抽油機(jī)和無(wú)游梁式抽油機(jī)。而常 規(guī)游梁抽油機(jī)自誕生以來(lái)，歷經(jīng)百年使用，經(jīng)歷了各種工況和各種地域油田生產(chǎn)的考驗(yàn)， 經(jīng)久不衰。目前仍在國(guó)內(nèi)外普通使用。常規(guī)游梁式抽油機(jī)以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、耐用、操作簡(jiǎn)便、 維護(hù)費(fèi)用低等明顯優(yōu)勢(shì)，而區(qū)別于其他眾多拍油機(jī)類(lèi)型，一直占據(jù)著有桿系采油地面設(shè)備 的主導(dǎo)地位。 游梁式抽油機(jī)的主體結(jié)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。根據(jù)驢頭和曲柄搖桿機(jī)構(gòu)相對(duì)于支架的位 置，游梁式抽油機(jī)的機(jī)構(gòu)形式可以劃分為常規(guī)型和前置式兩種；根據(jù)平衡方式的不同，游 梁式抽油機(jī)可以劃分為曲柄平衡、游梁平衡和復(fù)合平衡。 常規(guī)型游梁式抽油機(jī)主要由發(fā)動(dòng)機(jī)、三角皮帶、曲柄、連桿、橫梁、游梁、驢頭、懸 繩器、支架、撬座、制動(dòng)系統(tǒng)及平衡重等組成。 發(fā)動(dòng)機(jī)安裝在撬座上，其安裝位置有兩種，一種是將發(fā)動(dòng)機(jī)置于整體尾部，另一種是 將發(fā)動(dòng)機(jī)放在支架下面。 減速箱為二級(jí)齒輪傳動(dòng)減速箱，傳動(dòng)比為 30 左右．齒輪型式一般小功率用斜齒，大功 率用人字齒。近年來(lái)推廣使用點(diǎn)嚙合雙圓弧人字齒。 曲柄一端與減速器輸出軸固結(jié)，另一端與連桿鉸接． 連桿與橫梁常見(jiàn)有兩種型式：小型抽油機(jī)多為組焊結(jié)構(gòu)，靠改變后臂長(zhǎng)度來(lái)調(diào)節(jié)沖 程．大型抽油機(jī)多為整體機(jī)構(gòu)，靠改變曲柄與連桿鉸接位置來(lái)調(diào)爺沖程。 游梁由型鋼組焊而成，也有用大型工字鋼整體制造。 驢頭由鋼板組焊而成，有上翻式、側(cè)轉(zhuǎn)式、拆繼式幾種形式。 平衡重為金屬塊。小型抽油機(jī)多裝于游梁尾部，大型抽油機(jī)多裝于曲柄兩翼．平衡重 可根據(jù)需要而調(diào)整。 本設(shè)計(jì)將對(duì)常規(guī)游梁式抽油機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)與計(jì)算，以達(dá)到對(duì)常規(guī)游梁式抽油機(jī)的優(yōu)化設(shè) 計(jì)的目的。 1 目錄 1 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) ............................................................................................................................................1 1.1 課題內(nèi)容 .........................................................................................................................................1 1.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容: ........................................................................................................................................1 2 總體方案的設(shè)計(jì) ....................................................................................................................................2 2.1 抽油機(jī)設(shè)計(jì)原理的確定 .................................................................................................................2 2.2 桿長(zhǎng)尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算 .....................................................................................................................3 2.4 安裝尺寸與機(jī)構(gòu)相關(guān)參數(shù) .............................................................................................................3 2.5 常規(guī)游梁式抽油機(jī)零部件關(guān)系 .....................................................................................................3 3 游梁抽油機(jī)基本參數(shù)的確定 ................................................................................................................4 3.1 游梁抽油機(jī)的運(yùn)動(dòng)分析 .................................................................................................................4 3.2 游梁式抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷計(jì)算 .........................................................................................................7 3.3 游梁式抽油機(jī)減速箱曲柄軸扭矩計(jì)算 .......................................................................................10 3.4 游梁抽油機(jī)的抽汲工況 ...............................................................................................................12 3.5 游梁式抽油機(jī)的電動(dòng)機(jī)選擇計(jì)算 ...............................................................................................13 4 常規(guī)游梁是抽油機(jī)的平衡計(jì)算 ..........................................................................................................14 5 變速機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比分配及其結(jié)構(gòu)確定 ..............................................................................................14 5.1 變速機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比分配 ...............................................................................................................14 6 主要部件的設(shè)計(jì) ..................................................................................................................................15 6.1 曲柄 ...............................................................................................................................................15 6.2 游梁 ...............................................................................................................................................16 6.3 驢頭 ...............................................................................................................................................17 6.4 橫梁 ...............................................................................................................................................18 6.5 常規(guī)游梁抽油機(jī)裝配體 ...............................................................................................................18 參考文獻(xiàn) .................................................................................................................................................19 致謝 .........................................................................................................................................................20 2 1 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 1.1 課題內(nèi)容 （1）主要參數(shù)：型號(hào)：CYJ3—2.1—13HB （2）最大載荷：30KN （3）沖程長(zhǎng)度： 1.4，1.7，2.1（單位：m） （4）沖程次數(shù)：6，9，12 （單位： ）1min? 1.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容: （1）總體方案設(shè)計(jì)（總體尺寸，四桿機(jī)構(gòu)） ； （2）運(yùn)動(dòng)分析（計(jì)算位移、速度、加速度） ； （3）動(dòng)力分析及平衡計(jì)算； （4）主要部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、計(jì)算； （5）電機(jī)選擇與油井匹配參數(shù)的確定； 2 總體方案的設(shè)計(jì) 2.1 抽油機(jī)設(shè)計(jì)原理的確定 目前，常規(guī)式游梁抽油機(jī)采用的是四桿機(jī)構(gòu)原理。國(guó)內(nèi)外使用的游梁式抽油機(jī)四桿機(jī) 構(gòu)的循環(huán)主要有一下三種：對(duì)稱(chēng)循環(huán)、近似對(duì)稱(chēng)循環(huán)和非對(duì)稱(chēng)循環(huán)。在此我們采用近似對(duì) 稱(chēng)循環(huán)四桿機(jī)構(gòu)。 圖 2-1 游梁式抽油機(jī)四桿機(jī)構(gòu)原理圖 近似對(duì)稱(chēng)循環(huán)四桿機(jī)構(gòu)主要參數(shù)參考范圍： （1）傳動(dòng)角 ： 最大傳動(dòng)角 和最小 近似對(duì)稱(chēng)于 ，故?max?in?90 ， 。??50~4max???35~0min? （2）極位夾角 ：??4? （3）游梁最大擺角 ：??6max? （4）基桿傾斜角 : 可取 H-G=??2~32IJ? 3 （5） 5-0??下上 ? （6）懸點(diǎn)下死點(diǎn)時(shí)曲柄初始角 ：??5~4一 般 小 于 （7）各桿長(zhǎng)之間相對(duì)時(shí)間限制： ， ，3.02.?JR85.07.?JL ， ，若 ，可取 ，若.04.?JL后 .L0.1后前 mS2.4ax 8.1.后前 。mS6~2.max?.25.?后前 2.2 桿長(zhǎng)尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算 由于最大沖程 ，所以各個(gè)桿長(zhǎng)之間存在以下關(guān)系： S3max? 由于本設(shè)計(jì)的最大沖程 ，所以，在此取 并且取mS1.2ax? 。小 5.0,4.,3125.??cba ，則其他桿長(zhǎng)為：mR8.0?maLcRbL 1.235.6.1084..????小后前后 此外， )(430.8.22J ?????后 式中：R——曲柄半徑，m； ——游梁后臂長(zhǎng)度，m;后L ——游梁前臂長(zhǎng)度，m;前 ——連桿長(zhǎng)度，m；L J——基桿長(zhǎng)度（從曲柄旋轉(zhuǎn)中心到游梁支點(diǎn)的距離）m； 2.3 平衡方式的確定 目前，國(guó)內(nèi)外采用的機(jī)械平衡方式主要有：曲柄平衡、游梁平衡和復(fù)合平衡。由于本 5.0~4..3.4.1~?后 后前小 LRcbL 4 抽油機(jī)是短沖程、變沖次的工況要求，所以采用曲柄平衡。而曲柄平衡較游梁平衡來(lái)說(shuō)， 調(diào)整更加方便。 2.4 安裝尺寸與機(jī)構(gòu)相關(guān)參數(shù) （1）游梁支撐到底座的高度 3~6m （2）執(zhí)行機(jī)構(gòu)的行程速度比系數(shù) 1.2 （3）減速器輸出軸中心到底座的高度 0.6m （4）曲柄半徑：0.5~1.2m 2.5 常規(guī)游梁式抽油機(jī)零部件關(guān)系 常規(guī)游梁式抽油機(jī)零部件關(guān)系框圖如圖 2-2： 圖 2-2 常規(guī)游梁式抽油機(jī)零部件關(guān)系框圖 3 游梁抽油機(jī)基本參數(shù)的確定 3.1 游梁抽油機(jī)的運(yùn)動(dòng)分析 將四桿機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)化為曲柄滑塊機(jī)構(gòu)時(shí)，作懸點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律計(jì)算。其簡(jiǎn)化圖如下 5 圖 3-1 懸點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律簡(jiǎn)化圖 當(dāng) 時(shí)，游梁與連桿的連接點(diǎn)處于上死點(diǎn) ，相對(duì)應(yīng)的懸點(diǎn) C 處于下死點(diǎn)；當(dāng)?0?? 1B 時(shí)，B 處于上死點(diǎn) ,相對(duì)應(yīng)的懸點(diǎn) C 處于上死點(diǎn) ?182BmRLO.18.0.21 ???? B 點(diǎn)的沖程長(zhǎng)度 SB62? 取 B 點(diǎn)的位移零點(diǎn)，向下為位移的正方向，則任意曲柄轉(zhuǎn)角 時(shí) B 點(diǎn)的位移 為： ?BS 由三角形 OAD 可得：OBLRO????11 ???? ?????22sin1sin1co)(4.08 )]cos1()cos1[()cos1()cos1( 0.28.??????????而 正 弦 定 理中 得 知 ，由式 中則 LLLLBROABRSD 所以， )]([????RSB 按二項(xiàng)式定理展開(kāi) ??22sin1sin1?? 6 B 點(diǎn)位移 S ???22 sin16.0)cos1(8.0sin)co1( ??????RB 1.2806.12:)2cos(in.0i256.10)2s(]in.0)co1[05. s(86.2]in2)cos1[ )]sin1(()2cos( )2sin.0(i48.1)in(si /56.02222 ??????????????? ? RLSRLaLvRLSavRaaBv Brdd cCC cCBt 后前后前后前后 前 后前 為移懸 點(diǎn) 沖 程 長(zhǎng) 度 （ 最 大 位 ）（ 和 加 速 度速 度懸 點(diǎn) 的 位 移 為點(diǎn) 的 加 速 度 點(diǎn) 速 度， 則?????????????? 為了確定懸點(diǎn)最大加速度 ，可對(duì) 對(duì) 求導(dǎo)，并令其等于零，求得 取得極maxcc?maxc 值時(shí)的 角及對(duì)應(yīng)的及加速度值? )(0sin41)(0sin]co[i2sini21 方 程 二，方 程 一則 后前 后前 ?????????LRdc 當(dāng) ，上面方程二無(wú)解，在此情況下，按方程一可得加速度極值在41?? 處，即上，下死點(diǎn)處。?80?? 7 94.0)4.01(256.)1(39.2)4.0(561.)(max2in2max2??????????????SRLSRL后前后前 當(dāng) 懸點(diǎn)在 也取得極值，對(duì)此不時(shí)41?? )4(cos)(cos-11 ????????及 再討論。 3.2 游梁式抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷計(jì)算 （一）懸點(diǎn)靜載荷的計(jì)算 在此，我們對(duì)上死點(diǎn)、下死點(diǎn)、上沖程和下沖程四種情況進(jìn)行計(jì)算。 （1）上沖程 在此過(guò)程中，游動(dòng)閥在柱塞上部油柱壓力的作用下關(guān)閉，而固定閥在柱塞下面泵筒內(nèi)、 外壓力差作用下打開(kāi)。由于游動(dòng)閥關(guān)閉，使得懸點(diǎn)承受抽油桿自重 和柱塞上油柱重 ，桿F油F 這兩個(gè)載荷方向都是向下。同時(shí)，因?yàn)楣潭ㄩy打開(kāi)，使得油管外一定沉沒(méi)度的油柱對(duì)柱塞 下表面產(chǎn)生方向向上的壓力 。所以，此過(guò)程中，懸點(diǎn)靜載荷 等于：壓F靜 上壓油桿靜 上 ???'' )()-(gh-LAg油桿 油沉油桿桿 沉油桿油桿桿 PLA?? ——抽油桿材料的密度，kg/m ;桿?3 ——原油的密度, kg/m ;油 A ——抽油桿橫截面面積, m ;桿 2 A——泵柱塞橫截面面積, m ; L——抽油桿長(zhǎng)度或下泵深度,m; 8 h ——泵的沉沒(méi)度, m;沉 ——油井中動(dòng)液面以上（即 L-L 段液柱） ，斷面積等于柱塞面積的油柱重，N.'油P沉 （2）下沖程 游動(dòng)閥由于柱塞上下壓力差而打開(kāi)，而固定閥在泵筒內(nèi)外壓力差作用下關(guān)閉。游動(dòng)閥 打開(kāi)，使懸點(diǎn)只承受抽油桿柱在有中重力 。固定閥關(guān)閉，使得油柱重力移到固定閥和'桿F 油管上。此時(shí)，其靜載荷 為靜 下 '桿靜 下F? （3）下死點(diǎn) 這時(shí)，油桿和連桿的載荷都發(fā)生了變化。 油桿在這一瞬間，其載荷發(fā)生了變化，變化量 ，載荷增減，'油靜 下靜 上 FF??? 使得抽油桿拉長(zhǎng)，其伸長(zhǎng)量 等于：桿?桿油桿桿 EAL'? E——鋼材的彈性模量， ).(10.22mNPaE或?? 油管在這一瞬時(shí)載荷也發(fā)生了變化，使得油管縮短，其油管柱縮短量 等于：管?管油管 EALF'? ——油管管壁的橫截面積管A 這樣一來(lái)，雖然懸點(diǎn)帶著柱塞一起往上移動(dòng)，但是由于油管柱的縮短，使油管柱的下 端也跟著柱塞往上移動(dòng)，柱塞對(duì)泵筒還是沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，即還不能抽油，一直到懸點(diǎn)經(jīng)過(guò) 一段距離等于 以后，柱塞才開(kāi)始抽油。管? 經(jīng)過(guò)上述分析，懸點(diǎn)從下死點(diǎn)到上死點(diǎn)雖然走過(guò)了沖程長(zhǎng)度 S，但是因抽油桿柱和油 管柱的靜力變形結(jié)果，使得抽油泵柱塞的有效沖程長(zhǎng)度 要比 S 小，所以效???S效 靜變形 的大小等于：? 9 ???桿 管桿桿油 管油桿油 管桿???)1('''AELP 稱(chēng)為變形分配系數(shù)，一般可取 0.6~0.9。管桿A??1? （4）上死點(diǎn) 上死點(diǎn)的情況恰與下死點(diǎn)相反。在此不做深入計(jì)算。 經(jīng)過(guò)分析計(jì)算，在上、下沖程內(nèi)，懸點(diǎn)靜載荷隨著懸點(diǎn)位移的變化規(guī)律是一個(gè)平行四 邊形 ABCD。 圖 3-2 靜力示功圖 （二）懸點(diǎn)動(dòng)載荷的大小和變化規(guī)律 在井較深，抽油機(jī)沖數(shù)較大的情況下，必須考慮動(dòng)載荷的影響，動(dòng)載荷是由慣性載荷 和振動(dòng)載荷兩部分組成的。 （1）慣性載荷 慣性載荷包括抽油桿和油柱兩部分，即 F 和 F ，如果略去抽油桿柱和油柱的彈桿 慣 油 慣 性影響，可以認(rèn)為，抽油桿柱以及油柱各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和懸點(diǎn)完全一致，所以 F 和 F桿 慣 的大小和懸點(diǎn)加速度 a 大小成正比，而作用方向和后者相反。油 慣 c F =桿 慣 cag桿 10 F =油 慣 ??cag油 ——考慮油管過(guò)流斷面擴(kuò)大引起油柱加速度降低的系數(shù)? 1??桿管桿桿管 桿 aAE? （1）慣性載荷對(duì)懸點(diǎn)總載荷的影響 上沖程時(shí)，柱塞（或抽油桿）帶著油桿運(yùn)動(dòng)，所以上沖程的慣性載荷 F 為：慣 上 F =F慣 上 cagmF桿桿 慣桿 慣油 慣油 慣桿 慣 ）（）（ ????11 m——表示油柱慣性載荷與抽油桿柱慣載荷的比值，利用式可得 m= 1 -)( 2?????桿管桿桿油桿管桿桿桿 桿油桿油桿 慣油 慣 ）（ ALgAP??? (三)懸點(diǎn)的最大載荷和最小載荷 懸點(diǎn)的最大載荷 F 和最小載荷 F ，特別是最大載荷 F ，特別是最大載荷 Fmaxminmax 是正確設(shè)計(jì)和選擇抽油機(jī)和抽油桿以及確定電動(dòng)機(jī)功率的主要依據(jù)之一。max ）（桿 油桿 1790-))((2'max''aSnP?? 3.3 游梁式抽油機(jī)減速箱曲柄軸扭矩計(jì)算 對(duì)計(jì)算時(shí)采用的符號(hào)作如下解釋 F——懸點(diǎn)載荷，N; ——曲柄平衡塊重力，N ；平G ——曲柄平衡塊到曲柄旋轉(zhuǎn)中心的距離，m ；曲R ——曲柄自重，N；曲 ——曲柄重心到曲柄旋轉(zhuǎn)中心的距離，m;曲r ——連桿所受的拉力，N；LF 11 T——連桿力 在曲柄切像上的分力，沿曲柄旋轉(zhuǎn)的方向?yàn)檎?，m;LP M——減速箱曲柄軸輸出扭矩，沿曲柄旋轉(zhuǎn)方向?yàn)檎?，N.m. 為了便于分析，將曲柄平衡塊重力 及曲柄自重 折算至曲柄銷(xiāo)處，這種折算要平G曲 保證折算前后對(duì)曲柄旋轉(zhuǎn)中心的力矩不變，折算后的等效載荷用 來(lái)表示。eG 首先取游梁為研究對(duì)象，將諸力對(duì)游梁旋轉(zhuǎn)中心取力矩可得連桿力 為：LP11sin39756.20sin??????后前LF 則連桿力 在曲柄切向上的分力 T 為；LP11sin3975is??????后前LF 取曲柄為研究對(duì)象，為提升油井內(nèi)的抽油桿柱和油柱，減速箱曲柄軸輸出扭矩 M,曲柄 平衡塊重力與曲柄自重的等效載荷 所產(chǎn)生的扭矩共同克服切向力 T 所產(chǎn)生的扭矩，由曲eQ 柄平衡條件； Rsin(2??TRMeG0)??? M= ??sinsi1RLFe?后前 = ?iin39751e 上式中的第一項(xiàng)表示是懸點(diǎn)載荷 F 在曲柄上所產(chǎn)生的扭矩，稱(chēng)為油井負(fù)荷扭矩； Fsin1??RLMP后前? 式中的 只取決于抽油機(jī)的幾何尺寸和曲柄轉(zhuǎn)角 ，其意義為單位懸點(diǎn)載荷在1sin??RL后前 ? 曲柄上所產(chǎn)生的扭矩，將其稱(chēng)之為扭矩因數(shù)，用 表示；TF 12 1sin??RLTF后前? 式中的 為曲柄自重及曲柄平衡重在曲柄軸上所產(chǎn)生的扭矩，稱(chēng)之為曲柄平衡扭?sinRGe 轉(zhuǎn)，用 表示；cM?sinsimaxcecMRG? 式中 ——曲柄最大平衡處扭矩，即曲柄處于水平位置（ ）時(shí)曲柄自maxC ??2709和? 重及曲柄平衡重對(duì)曲柄軸所產(chǎn)生的扭矩。 B 為抽油機(jī)的結(jié)構(gòu)不平衡重，其值等于連桿與曲柄銷(xiāo)脫開(kāi)時(shí)，為了保持游梁處于水平 位置而需要加在光桿上的力。此力向下時(shí) B 取正值，向上時(shí)取負(fù)值。B 值可以實(shí)測(cè)，也可 以根據(jù)抽油機(jī)部件的重力計(jì)算。 對(duì)曲柄平衡抽油機(jī)可得如下公式； ?sjinMPTFCmax)(?? 扭矩因數(shù)； ?Cv 最大扭矩我們可以用勒瑪柴諾夫經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算 )(236.0minaxmaxSM??? S——懸點(diǎn)的沖程長(zhǎng)度，m ； ——曲柄的最大扭矩，N.m；ax ——懸點(diǎn)的最大載荷，N ；P ——懸點(diǎn)的最小載荷，N ；min 3.4 游梁抽油機(jī)的抽汲工況 目前，國(guó)內(nèi)外游梁式抽油機(jī)的抽汲工況主要分為五種：正常的、長(zhǎng)沖程、短沖程、高 沖數(shù)的、低沖數(shù)的，五種工況的沖程長(zhǎng)度和沖數(shù)的極值見(jiàn)表 表 3-1 沖程長(zhǎng)度和沖數(shù)的極值 沖程長(zhǎng)度 沖程次數(shù)抽汲工況 最大值 最小值 最大值 最小值 正常 1.2 2.4 5 15 長(zhǎng)沖程 2.7 6.0 5 15 短沖程 0.3 1.2 5 15 高沖次 0.9 2.4 15 25 底沖次 0.3 1.5 2 5 在我國(guó)油田上絕大多數(shù)都采用正常的抽汲工況，但在我國(guó)東部主要油田都處于油田開(kāi) 13 發(fā)中后期，油田含水量上升，因此目前長(zhǎng)沖程抽汲工況增加，所以目前國(guó)內(nèi)外抽油機(jī)采用 的正常抽汲工況和短沖程抽汲工況還能夠滿(mǎn)足不同抽油井的實(shí)際要求。綜上所述，我們?cè)?此次設(shè)計(jì)中還是以正常的為依據(jù)。 3.5 游梁式抽油機(jī)的電動(dòng)機(jī)選擇計(jì)算 游梁式抽油機(jī)裝置的特點(diǎn) （1） 負(fù)荷是脈動(dòng)的，而且變化大； （2） 啟動(dòng)困難，要求有大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩； （3） 所用的電動(dòng)機(jī)功率不太大，一般不超過(guò) 40kW，小的只有幾千瓦，但總的數(shù)量大； （4） 在露天工作，要求電動(dòng)機(jī)維護(hù)簡(jiǎn)單、工作可靠。 結(jié)合工作特點(diǎn)及工況，在此選擇 Y 系列的三相異步封閉式鼠籠型電動(dòng)機(jī)。 電動(dòng)機(jī)額定功率的確定： 電動(dòng)機(jī)功率與傳遞到減速箱從動(dòng)軸（曲柄軸）上扭矩關(guān)系式為： 21950??nPM額 式中 M——傳到曲柄軸上的扭矩，N*m; ——電動(dòng)機(jī)的額定功率，kW;額P n——曲柄軸轉(zhuǎn)數(shù)（懸點(diǎn)沖數(shù)）; ——傳動(dòng)效率；? ——皮帶傳動(dòng)效率；1 ——減速箱傳動(dòng)效率。2 則電動(dòng)機(jī)額定功率計(jì)算公式為： ?950MnP?額 然而，一般抽油機(jī)電動(dòng)機(jī)按此表選用： 表 3-2 一般抽油機(jī)電動(dòng)機(jī)選用表 14 根據(jù)上表，將電動(dòng)機(jī)的額定功率 范圍確定在 =5.5~7.5kW。額P額 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的確定 一般抽油機(jī)選用的減速箱傳動(dòng)比為 ,帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比為 ，一般39~28?i 721??di 。這是抽油機(jī)沖數(shù)按最大沖數(shù) 12r/min 計(jì)算。則電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為：5~41?i 2340r/min~139285~41???）（）（電n 我們?cè)谶@選用 Y132M-4 4 常規(guī)游梁是抽油機(jī)的平衡計(jì)算 下沖程時(shí)，驢頭懸點(diǎn)向下走完沖程長(zhǎng)度 S，游梁的后臂提高，把能力儲(chǔ)存起來(lái)。 游梁部件自重抬高的距離為 ，儲(chǔ)存能量為 ，曲柄平衡重抬高的距離為后游LlR2游后游 G2LlR ，儲(chǔ)存的能量為 ，曲柄自重抬高的距離為 ，儲(chǔ)存的能量為 。所以曲R2平曲 G曲r曲曲 Gr2 平衡裝置儲(chǔ)存能量 Q 為?])2[(1'' 曲曲后前油桿曲平 rGRLBFRG?? 15 5 變速機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比分配及其結(jié)構(gòu)確定 5.1 變速機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比分配 電動(dòng)機(jī)型號(hào) Y160L-8，其功率為 P=7.5 轉(zhuǎn)速為 N=720 則電動(dòng)機(jī)輸出扭矩. =99.47967205950?npM電 減速箱參數(shù) ，主動(dòng)齒輪軸齒數(shù)301?Z .斜齒輪齒數(shù)72 ，中間齒輪軸齒數(shù)43 ，人字齒輪齒數(shù)16?Z ，電動(dòng)機(jī)皮帶輪皮d ，電動(dòng)機(jī)皮帶輪342皮 ，電動(dòng)機(jī)皮帶輪?皮 ，減速器大皮帶輪86大 皮d 減速器比： 29.75??sfi 皮帶輪速比（電動(dòng)機(jī)配有三個(gè)皮帶輪，減速器主動(dòng)軸上裝有一個(gè)大皮帶輪，故有三種 速比） 抽油機(jī)的總速比 892.571?總i462總 .03總i 在每一種速比下，減速箱被動(dòng)輸出扭矩。 85714.3i629.1?皮皮皮imkNM.61.0547.932? 16 計(jì)算結(jié)果表明，其最大值輸出扭矩低于 26kN.m。因此，在設(shè)計(jì)該機(jī)時(shí)，選用 Y132M- 4 電動(dòng)機(jī)，計(jì)算結(jié)果其最大輸出扭矩 ?maxM 該機(jī)的沖次分別為： 6714.0/2982.5/31??n 6 主要部件的設(shè)計(jì) 6.1 曲柄 曲柄是傳遞減速器輸出扭矩的主要部件，所以它必須具有一定的強(qiáng)度和傳動(dòng)可靠性。 曲柄一般可用灰鑄鐵、球墨鑄鐵和鑄鋼制成。在曲柄平衡的抽油機(jī)上，兩件曲柄共同承受 的抽油機(jī)的全部載荷，因此要求曲柄有很高的承載能力，同時(shí)為了調(diào)整方便和安全，曲柄 上沒(méi)有導(dǎo)軌、擋塊、刻度線(xiàn)，可以根據(jù)抽油機(jī)工作條件調(diào)整平衡塊位置，使抽油機(jī)保持平 衡。擋塊可在緊固的情況下，防止平衡塊不致落下而發(fā)生事故。 此次，在一系列要求下， 用 QT700-2 制成大尺寸常規(guī)普通型曲柄。如圖 6-1. 6.1 連桿 每臺(tái)抽油機(jī)有兩根連桿，它是傳遞力矩的主要受力桿件，其主件可用管材，也可用其 他型材如工字鋼、槽鋼等。但一般多用厚壁無(wú)縫鋼管制成，在無(wú)縫鋼管的兩管端沒(méi)有上、 下接頭，上、下接頭通過(guò)焊接與無(wú)縫鋼管連接在一起。上接頭通過(guò)連接銷(xiāo)與橫梁連接在一 起，下接頭通過(guò)兩個(gè)螺栓與軸承盒連接在一起，從而完成力矩的傳遞。因此，對(duì)于上下接 頭與鋼管的焊縫是否能達(dá)到規(guī)定的強(qiáng)度而滿(mǎn)足使用要求就顯得尤為重要。如果兩根連桿中 有一根連桿失效，抽油機(jī)變成單臂傳動(dòng)，很有可能被拉翻，造成嚴(yán)重的生產(chǎn)安全事故。焊 縫作為整個(gè)連桿的薄弱環(huán)節(jié)，都會(huì)引起設(shè)計(jì)人員高度重視，一般在設(shè)計(jì)中對(duì)焊縫的形式， 焊接工藝條件，要求以及檢驗(yàn)方法和標(biāo)準(zhǔn)都提出較高的要求和明確的規(guī)定。同時(shí)為了保證 兩側(cè)連桿傳動(dòng)平穩(wěn)和傳遞力矩的均衡一致，兩連桿的工作長(zhǎng)度必須完全一致，即達(dá)到一定 的尺寸公差要求，這一要求通常用專(zhuān)用工藝裝備來(lái)保證。 所以，選用直徑為 80 的熱軋圓鋼為主件，而上下接頭均用 QT700-2 鑄成。如圖 6-2 圖 6-1 曲柄 17 圖 6-2 連桿 6.2 游梁 游梁是抽油機(jī)的主要承載部件，承擔(dān)著抽油機(jī)的全部工作載荷，因此必須要有足夠的 強(qiáng)度和一定的剛度。 選用工字鋼為主要部件，經(jīng)過(guò)鋼板加強(qiáng)后制成。其工字鋼選材為 。見(jiàn)圖 6-3198-T70/GB2356.140—AQ??? 6.3 驢頭 驢頭用來(lái)將游梁前端的往復(fù)圓弧運(yùn)動(dòng)變?yōu)槌橛蜅U的垂直直線(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，驢頭的圓弧半 徑 R 應(yīng)等于前臂長(zhǎng)度 ，為了保證在一定沖程長(zhǎng)度下，將圓弧運(yùn)動(dòng)變?yōu)閼尹c(diǎn)的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，前L 驢頭的圓弧面長(zhǎng)度應(yīng)為： max)3.1~2.(SS?弧 為驢頭懸點(diǎn)的最大沖程。驢頭采用腹板式結(jié)構(gòu)焊接而成，并應(yīng)用側(cè)翻讓位結(jié)構(gòu)進(jìn)行max 整修時(shí)的讓位。詳見(jiàn)圖 6-4。 18 圖 6-3 游梁 圖 6-4 驢頭 6.4 橫梁 橫梁用 HT200 鑄造而成，詳見(jiàn)圖 6-5 19 圖 6-5 橫梁 6.5 常規(guī)游梁抽油機(jī)裝配體 20 參考文獻(xiàn) [1] 楊永昌、職黎光、賈逢軍，等. 游梁式抽油機(jī)全臺(tái)效率測(cè)試研究[J]. 石油礦場(chǎng)機(jī)械， 1996,25(5)：2-5. [2] 龍以寧. 游梁式抽油機(jī)曲柄銷(xiāo)可靠性討論[J]. 石油礦場(chǎng)機(jī)械，1992，21(5)：6-10. [3] 龐艷華、劉福剛、楊孝君，等. 游梁式抽油用電動(dòng)機(jī)的節(jié)電措施[J].石油礦場(chǎng)機(jī)械 .2004，33(197)：79-81. [4] 張學(xué)魯、季祥云、羅仁全，等.游梁式抽油機(jī)的技術(shù)與運(yùn)用.北京：石油工業(yè)出版社. 2001 年 4 月. [5] 韓成才. 石油鉆采設(shè)備[M].西安：陜西科學(xué)技術(shù)出版社.1999 年. [6] 鄔亦炯、劉卓均，等. 抽油機(jī)[M]. 北京：石油工業(yè)出版社，1994. [7]梁宏寶、伊蓮娜、孫旭東。游梁式抽油機(jī)節(jié)能技術(shù)改造綜述[J]黑龍江 東北石油大學(xué) 2011年2月 21 致謝 謝謝母校給了我們?nèi)绱撕玫慕虒W(xué)環(huán)境，謝謝各位老師多年來(lái)對(duì)我的關(guān)照和教誨，謝謝同學(xué) 們給我的幫助！謝謝你們！