【正文】 結(jié)構(gòu)尺寸和平衡參數(shù)，抽油機(jī)的運(yùn)動(dòng)、動(dòng)力性能是有區(qū)別的，因此在進(jìn)行抽油機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)前，有必要先對(duì)所設(shè)計(jì)抽油機(jī)的應(yīng)用場(chǎng)合進(jìn)行調(diào)研，按照其主要應(yīng)用油田的示功圖特性，選擇合理的設(shè)計(jì)模型示功圖，再進(jìn)行抽油機(jī)參數(shù)的優(yōu)選。對(duì)于抽油機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)算法的選取，普遍認(rèn)為：選用在非劣解中尋優(yōu)解的算法較為臺(tái)適。這主要是因?yàn)槌橛蜋C(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)是一多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)問(wèn)題，在按照某一個(gè)或少數(shù)幾個(gè)目標(biāo)確定的最優(yōu)解，有可能使其他性能指標(biāo)嚴(yán)重變形，這樣首先確定若干非劣解，就為設(shè)計(jì)人員進(jìn)行分析和優(yōu)選創(chuàng)造了更為廣泛的選擇空問(wèn)。利用上述方法和理論建立的優(yōu)化算法所設(shè)計(jì)的抽油機(jī)，一般比采用常規(guī)技術(shù)設(shè)計(jì)的抽油機(jī)總質(zhì)量可減輕5％ ，能耗下降10％左右，有著顯著的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益。因此，抽油機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)該在抽油機(jī)生產(chǎn)廠家廣泛推廣。 第二章 計(jì)算部分懸點(diǎn)最大負(fù)載：80KN沖次：12次/分沖程：3m CYJY14——73HB抽油機(jī)主要有底座,懸繩器，支架總成，驢頭，游梁，橫梁，連桿裝置,曲柄裝置，減速器，游梁支承，電機(jī)裝置和剎車裝置等部件組成。 底座：有底盤(pán)、機(jī)座兩部分組成、底盤(pán)由工字鋼、槽鋼組焊而成。機(jī)座由鋼板焊成箱形結(jié)構(gòu)、機(jī)座上安裝減速器、底盤(pán)前端安裝支架、后端安裝電機(jī)裝置、底座和機(jī)座兩端各打有中心線標(biāo)記，以安裝找正時(shí)使用。 懸線器：是驢頭與光桿相互聯(lián)接的部件。是由光桿卡瓦、支架、鋼絲繩組成。鋼絲繩穿入錐套，并用鋅澆結(jié)成一體，錐套承受全部載荷。 支架：由型鋼組焊而成。支架下端與底座連接。支架配有梯子，供安裝和檢修使用。支架可根據(jù)用戶要求提供塔式構(gòu)架。三角支架或三點(diǎn)式支架。 驢頭：由鋼板組焊而成，撤掉左（或右）側(cè)兩個(gè)銷軸時(shí)可使驢頭向右（或左）側(cè)轉(zhuǎn)180度，是修井作業(yè)非常方便，也可以根據(jù)用戶要求提供上翻懸掛，自讓位等其它形式的驢頭。 游梁：由鋼板組焊而成，前端與驢頭連接，后端與橫梁連接；中部有四個(gè)長(zhǎng)孔，固定在游梁支承上，靠四個(gè)調(diào)整螺栓對(duì)游梁進(jìn)行微調(diào)，使驢頭懸點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)井口中心。 橫梁：由鋼板組焊而成箱型截面梁，其上裝有支座，由芯軸，軸承座和一個(gè)雙列向心球面滾子軸承組成。 連桿裝置：由無(wú)縫鋼管和上、下接頭組焊而成的連桿，連桿銷，曲柄銷及曲柄銷軸承座組成。上端靠連桿銷與橫梁連結(jié)，下錐面配合有螺栓與軸承座相連，曲柄銷用左右旋緊螺母緊固在曲柄上，曲柄銷螺母可根據(jù)需要配備三棱梅花螺母。 曲柄裝置：兩個(gè)曲柄裝置對(duì)稱的固裝在減速器的從動(dòng)軸上，曲柄上有若干個(gè)直徑相同的曲柄銷孔，將曲柄銷　緊固在不同的曲柄銷孔里，既可得到不同沖程長(zhǎng)度。曲柄裝配有齒條，用來(lái)調(diào)節(jié)平衡塊在曲柄上的位置。 減速器：減速器為分流式兩極圓弧齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其技術(shù)規(guī)范如前所述。減速器由電機(jī)通過(guò)五根窄V帶（6V）帶動(dòng)，從動(dòng)軸兩端裝有曲柄，通過(guò)連桿、橫梁牽動(dòng)游梁上下擺動(dòng)。主動(dòng)軸一端安裝有大袋輪，另一端安裝剎車裝置，主動(dòng)軸和中間軸為齒輪軸。齒輪采用鍵和過(guò)盈配合與軸相聯(lián)接。從動(dòng)軸每端開(kāi)有兩個(gè)互為90度的鍵槽，抽油機(jī)工作相當(dāng)時(shí)期后，將曲柄轉(zhuǎn)過(guò)90度與新的鍵槽配合，使最大負(fù)載移到磨損較小的齒上，從而延長(zhǎng)使用壽命。由O型密封嵌入的軸承蓋、擋塵圈、回油槽和孔等組成了減速器軸端密封結(jié)構(gòu)。箱體部分涂有密封膠。 游梁支承：是由軸、軸承座和兩個(gè)單列向心、短圓柱滾子軸承組成，軸承座與游梁相連結(jié)。 電機(jī)裝置：電機(jī)裝在導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌緊固在電機(jī)底座上。電機(jī)相對(duì)底座可前后移動(dòng)。前后左右四個(gè)方向調(diào)整距離，電機(jī)的軸端靠錐套或鍵可安裝不同直徑的小帶輪，使抽油機(jī)獲得不同的沖次。 剎車裝置：剎車是外抱形式，也可根據(jù)用戶要求提供內(nèi)漲式。這兩種形式都可平移可靠地剎住轉(zhuǎn)軸。 懸點(diǎn)載荷：抽油機(jī)驢頭懸點(diǎn)的實(shí)際載荷。 額定懸點(diǎn)載荷：抽油機(jī)正常工作允許的最大的懸點(diǎn)載荷。 光桿的最大沖程：調(diào)節(jié)抽油機(jī)的沖程調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)使光桿獲得的最大位移。 最高沖次：調(diào)節(jié)帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比最小時(shí)的沖次數(shù)。 減速器的扭矩：減速器輸出軸允許的最大扭矩。 在設(shè)計(jì)抽油機(jī)之前，首先要確立抽油系統(tǒng)的地面示功圖，它是抽油機(jī)動(dòng)力分析的起始條件。所謂的模擬示功圖是指在抽油機(jī)正常的工作條件下，能包容該機(jī)型各種工況，使抽油機(jī)的各項(xiàng)動(dòng)力性能指標(biāo)受到最惡劣工況考驗(yàn)的示功圖。以現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際示功圖為基礎(chǔ)，運(yùn)用多元統(tǒng)計(jì)分析理論，結(jié)合理論研究成果和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，給出了一種能預(yù)測(cè)在正常稀油工況下油井地面示功圖參數(shù)的方法。 模擬示功圖可以用最大懸點(diǎn)載荷P1，最小懸點(diǎn)載荷P2，下死點(diǎn)載荷P3，上死點(diǎn)載荷P4及上沖程抽油桿柱伸長(zhǎng)量S下沖程抽油桿柱伸長(zhǎng)量Sx六大參數(shù)組成一個(gè)近似的四邊形。 模擬示功圖： 圖21 模擬示功圖 時(shí)， 時(shí)， 時(shí)，時(shí)，根據(jù)模擬出來(lái)的示功圖，求出個(gè)直線的斜率，后代入程序命令進(jìn)行演試： 將曲柄回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)分成24等份，間隔15176。，曲柄中心線位于12點(diǎn)鐘位置時(shí)記為0點(diǎn)，計(jì)算各點(diǎn)的扭矩因數(shù)及加速度。 21 22 23 24 25 26 27 28 29 （懸點(diǎn)）加速度計(jì)算式 210 211 式中:——懸點(diǎn)載荷，KN； ——吊重，KN； ——結(jié)構(gòu)不平衡重，KN；常規(guī)性抽油機(jī) G=0. ——重力加速度， ； 212 213 214 式中: ——扭矩因數(shù)：給定曲柄轉(zhuǎn)角時(shí)，由四桿機(jī)構(gòu)尺寸決定的純光桿扭矩與純光桿載荷之比； ——懸點(diǎn)載荷，KN； ——結(jié)構(gòu)不平衡重，KN； ——曲柄平衡重產(chǎn)生的最大力矩，KNm； 注意：值計(jì)算結(jié)果為負(fù)時(shí)，僅表示扭矩方向與規(guī)定的旋向相反。 將曲柄放在和位置，測(cè)出懸點(diǎn)載荷w1和w2。.和。 計(jì)算減速器凈扭矩是，平衡率應(yīng)在70%以上，平衡計(jì)算式如下： 215 式中：——平衡率；——上沖程時(shí)，減速器最大凈扭矩， KNm；——下沖程時(shí)，減速器最大凈扭矩， KNm； 懸點(diǎn)最大載荷: 減速器額定扭轉(zhuǎn)矩為:沖程: 沖次: 表21抽油機(jī)幾何結(jié)構(gòu)尺寸：（單位：m）參數(shù)名稱數(shù)值游梁前臂長(zhǎng)度 游梁后臂長(zhǎng)度 連桿長(zhǎng)度 曲柄半徑 游梁支承中心到底座底部的高度 減速器輸出軸到底座底部的高度 游梁支承中心到減速器輸出軸中心的水平距離 表22 抽油機(jī)各運(yùn)動(dòng)參數(shù)數(shù)值表sinθM*sinθ Tn00034533031530028527012552402252101951801651401351201059017560453015求均方根扭矩：，求得=. 第三章 主要部件的設(shè)計(jì)計(jì)算 η帶=，η減=η齒2*η軸3=*3====η帶*η減*η軸==12*2/60= = 根據(jù) 查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第5卷》35—15表 ，額定功率：,。 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第5卷》35—《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第5卷》35—： 表31 電機(jī)的各項(xiàng)參數(shù) (摘自JB/T5271199JB/T52721991)型號(hào)額定功率/KW滿載時(shí)堵轉(zhuǎn)電流—額定電流堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩—額定轉(zhuǎn)矩噪聲/Db(A)重量/kg轉(zhuǎn)速/(r/min)額定電流/A效率(%)功率系數(shù)Y250S645980879181215機(jī)座號(hào)安 裝 尺 寸DEFGHAA/2BCK200M651401858250406311168