【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 間抽油機(jī)對(duì)光桿負(fù)載所做的功： （28） =30+ =由于抽油機(jī)上下沖程時(shí)間相等故：t===上沖程期間抽油機(jī)平均輸出功率：下沖程期間抽油機(jī)平均輸出功率： 平衡重計(jì)算平衡重選擇合適可使發(fā)動(dòng)機(jī)上下沖程所做的功相等。本設(shè)計(jì)采用重力勢(shì)能平衡的方法，具體方法是在傳動(dòng)軸上加一卷筒，用鋼絲繩懸掛平衡。由于能量一定，所以如果移動(dòng)距離大，那么平衡重質(zhì)量就??；反之如果移動(dòng)距離小，則平衡質(zhì)量就大，但當(dāng)平衡重質(zhì)量太大時(shí)，鋼絲繩的強(qiáng)度要求就比較高，同時(shí)對(duì)軸徑要求也相應(yīng)的增大，經(jīng)濟(jì)計(jì)算分析，可確定移動(dòng)平衡重移動(dòng)距離25m，則平衡質(zhì)量： 上沖程： =Gh+ （29）下沖程： Gh = + （210）平衡重質(zhì)量為kg 平衡裝置的設(shè)計(jì) 據(jù)此設(shè)計(jì)配重卷筒軸的直徑：根據(jù)鋼絲繩的使用拉力查的鋼絲繩直徑d=26mm 又因?yàn)殇摻z繩的直徑與其纏繞滾筒直徑有經(jīng)驗(yàn)值40倍的關(guān)系所以40=2640=又因?yàn)?=h/6=25/6=綜合以上選擇滾筒直徑為 = 本章小結(jié)（1） 首先，根據(jù)懸點(diǎn)載荷80KN， Kg/m3，與沖程長(zhǎng)度等計(jì)算出井深為1900m。再根據(jù)，公式 與公式 計(jì)算得到懸點(diǎn)上下沖程所作的功分別為= =同時(shí)根據(jù)計(jì)算出來(lái)的功，遵守電動(dòng)機(jī)上下沖程做功相同的原則即上沖程：=Gh+ 下沖程：Gh = + 計(jì)算出平衡重 G=。最后根據(jù)平衡重重量選取直徑為d=26mm的鋼絲繩，并根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值關(guān)系結(jié)合配重滾筒的轉(zhuǎn)速與配重行程綜合得出配重滾筒直徑為D=。3 傳動(dòng)方案的確定電動(dòng)機(jī)及變頻調(diào)速器的選擇 傳動(dòng)方案的對(duì)比與選擇傳統(tǒng)方案：傳統(tǒng)的滾筒抽油機(jī)是用電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)減速器再加上變向器來(lái)實(shí)現(xiàn)抽油滾筒的正反轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)抽油過(guò)程的。 考慮到其變向器的穩(wěn)定性差而且價(jià)格昂貴，所以舍棄傳統(tǒng)方案。采用變頻調(diào)速器調(diào)節(jié)電機(jī)速度并且實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)的正反轉(zhuǎn)工作，其工作穩(wěn)定且整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單方便可行，其簡(jiǎn)體如下： 傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 電動(dòng)機(jī)的選擇 起升功率的計(jì)算懸點(diǎn)載荷：Fmax=80KN起下速度：V=15～20 m/min所以起升功率為：Pw=FmaxV=80(15～20 )=(20～)Kw即最大起升功率：Pw= 傳動(dòng)裝置的總功率計(jì)算這一功率由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)減速器來(lái)實(shí)現(xiàn)，則傳動(dòng)裝置的總功率ηa應(yīng)為組成傳動(dòng)裝置的各部分運(yùn)動(dòng)副效率之乘積，即： ηa=η1η2η3……ηn 其中ηaη1η2η3ηn分別為每一傳動(dòng)副（齒輪，蝸桿，帶式鏈），每對(duì)軸承每個(gè)聯(lián)軸器及滾筒的效率。傳動(dòng)副的效率數(shù)值可以按表選取，軸承和聯(lián)軸器的效率數(shù)值為：滾動(dòng)軸承（每對(duì)） —滑動(dòng)軸承（每對(duì)） —彈性聯(lián)軸器： —齒輪聯(lián)軸器： 萬(wàn)向聯(lián)軸器： —=其中η0η1η2η3ηn分別為帶傳動(dòng)，軸承，齒輪傳動(dòng)，聯(lián)軸器和滾筒的傳動(dòng)效率。所以 因?yàn)槠胶庵卦诔橛蜋C(jī)上沖程中所做的功： =17kw配重在電動(dòng)機(jī)端提供的功率：因?yàn)槠胶庵卦诔橛蜋C(jī)上沖程中所做的功可以幫助電動(dòng)機(jī)做過(guò)，及可減小電動(dòng)機(jī)功率，所需要電動(dòng)機(jī)功率為： 選定電動(dòng)機(jī)及變頻調(diào)速器（1） 電機(jī)的選擇由于本電機(jī)應(yīng)用于油田抽油機(jī)上，所以應(yīng)該考慮選擇防爆電動(dòng)機(jī)。動(dòng)作過(guò)程中電動(dòng)機(jī)需要經(jīng)常改變方向，所以需要選擇可以反轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)，根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，選擇“防爆異步電動(dòng)機(jī)”。 抽油桿需要在井口頻繁進(jìn)出，這樣就要求動(dòng)力裝置和纏繞大盤都必須可以正反轉(zhuǎn)，即電動(dòng)機(jī)必須可以反轉(zhuǎn)或加換向裝置。電動(dòng)機(jī)選擇的是Y系列異步電動(dòng)機(jī)。它可以實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)的頻繁正反轉(zhuǎn)。此電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)是：a,繞線轉(zhuǎn)子，自扇冷式，隔爆型。b,允許經(jīng)常起動(dòng)及逆轉(zhuǎn)。： 電動(dòng)機(jī)性能表型號(hào)額定功率滿載時(shí)YB2180L615轉(zhuǎn)速r/min效率%98090： 電機(jī)外形尺寸： 電動(dòng)外形尺寸外形尺寸ABCDEFGHKMNPRST2792791214811014180153002503500195 電機(jī)實(shí)物（2）變頻調(diào)速器的選擇變頻器（變頻調(diào)速器）是把工頻電源(50Hz或60Hz)變換成各種頻率的交流電源，以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的變速運(yùn)行的設(shè)備，其中控制電路完成對(duì)主電路的控制，整流電路將交流電變換成直流電，直流中間電路對(duì)整流電路的輸出進(jìn)行平滑濾波，逆變電路將直流電再逆成交流電。對(duì)于如矢量控制變頻器這種需要大量運(yùn)算的變頻器來(lái)說(shuō)，有時(shí)還需要一個(gè)進(jìn)行轉(zhuǎn)矩計(jì)算的CPU以及一些相應(yīng)的電路。變頻調(diào)速是通過(guò)改變電機(jī)定子繞組供電的頻率來(lái)達(dá)到調(diào)速的目的。 變頻器的分類方法有多種，按照主電路工作方式分類，可以分為電壓型變頻器和電流型變頻器；按照開關(guān)方式分類，可以分為PAM控制變頻器、PWM控制變頻器和高載頻PWM控制變頻器；按照工作原理分類，可以分為V/f控制變頻器、轉(zhuǎn)差頻率控制變頻器和矢量控制變頻器等；按照用途分類，可以分為通用變頻器、高性能專用變頻器、高頻變頻器、單相變頻器和三相變頻器等。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是，用來(lái)調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速，控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)，控制電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速。綜合市場(chǎng)口碑及性價(jià)比好的因素選用變頻調(diào)速器的型號(hào)為：易能 DES10004T0185G\0220P 。 變頻調(diào)速器的外形結(jié)構(gòu)示意圖 傳動(dòng)參數(shù)的計(jì)算 確定傳動(dòng)比選擇電動(dòng)機(jī)為防爆電機(jī)，并且通過(guò)變頻調(diào)速器的控制。工作輪轉(zhuǎn)速范圍為 ：N=v/2d=(15～20)/2=3～4 r/min卻總傳動(dòng)比為 其中 帶傳動(dòng)比=3 雙柱齒輪傳動(dòng)比= 30 分配減速器的各級(jí)傳動(dòng)比按展開式布置，考慮潤(rùn)滑條件，為使兩極大齒輪直徑相近，由展開式曲線查得：=則 ： 傳動(dòng)裝置各軸的運(yùn)動(dòng)及運(yùn)動(dòng)參數(shù)：為進(jìn)行傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算，要推算出各軸的轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩（或功率），將傳動(dòng)裝置各軸有高速至低速依次定為：Ⅰ軸，Ⅱ軸，Ⅲ軸，Ⅳ軸為工作滾筒軸。，為相鄰的輸入功率（kw），TⅢ為各軸的輸入轉(zhuǎn)矩（Nm），,nⅢ為各軸的轉(zhuǎn)速。則可按電動(dòng)機(jī)軸至工作機(jī)運(yùn)動(dòng)傳遞路線推算，得到個(gè)軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)：① 各軸轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)經(jīng)過(guò)變頻調(diào)速器調(diào)節(jié)后選用的轉(zhuǎn)速范圍=270～360電動(dòng)機(jī)至工作軸的傳動(dòng)比Ⅰ軸： Ⅱ軸： Ⅲ軸： ② 各軸輸入功率：Ⅰ軸 Ⅱ軸 Ⅲ軸 卷筒軸 =③ 各軸輸出功率 Ⅰ軸Ⅲ軸輸出功率分別為Ⅰ軸 Ⅱ軸 Ⅲ軸 卷筒軸 ④ 各軸輸入轉(zhuǎn)矩：電動(dòng)機(jī)軸輸出轉(zhuǎn)矩由公式 （31）得：Ⅰ軸 Ⅱ軸 Ⅲ軸 卷筒 Ⅰ軸Ⅲ軸的輸出轉(zhuǎn)矩分別為輸入轉(zhuǎn)矩乘以軸承的效率：數(shù)據(jù)歸納如下： 傳動(dòng)裝置各級(jí)運(yùn)動(dòng)參數(shù)軸功率P(KW)轉(zhuǎn)矩T(Nm)轉(zhuǎn)速N(r/min)傳動(dòng)比 i效率 名稱輸入輸出輸入輸出電動(dòng)機(jī)15438270～3603Ⅰ軸1146～～90～120Ⅱ軸～～～Ⅲ軸～～3～41卷筒軸～～3～4 本章小結(jié)首先，采用了變頻調(diào)速器調(diào)節(jié)電機(jī)速度并且實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，來(lái)實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)的上下沖程工作，變頻調(diào)速器的選用減少了傳統(tǒng)換向機(jī)構(gòu)，其工作穩(wěn)定且整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單方便可行，確定了傳動(dòng)方案即：電動(dòng)機(jī)（變頻調(diào)速器）帶傳動(dòng)雙極圓柱減速器配重滾筒工作滾筒導(dǎo)向輪（）。然后，根據(jù)分別根據(jù)抽油機(jī)上沖程所需的最大功率與配重提供的功率計(jì)算得到電動(dòng)機(jī)的最大所需功率為 選取額定功率為15kw的防爆電機(jī)其型號(hào)為：YB2180L6 同時(shí)綜合市場(chǎng)口碑及性價(jià)比好的因素選用變頻調(diào)速器的型號(hào)為：易能 DES10004T0185G\0220P 。最后，根據(jù)井口的速度與工作滾筒的直徑確定了總傳動(dòng)比，分配了傳動(dòng)比，確定了傳動(dòng)參（）。4 v帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)及選定 帶輪的設(shè)計(jì)已知電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為YB2180L6額定功率為 15KW轉(zhuǎn)速為 270～360r/min帶傳動(dòng)比i為 3一天運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間為 24小時(shí)（1）確定計(jì)算功率計(jì)算功率為： Pca=KaPd== （2） 選取窄V帶的帶型根據(jù)Pca,和小帶輪轉(zhuǎn)速 n確定用V帶帶型。窄V，故選15N/15J型窄V帶。dmin =300mm 選擇標(biāo)準(zhǔn)值取d1=355mm d2=d1i= 3553=1065mm選擇標(biāo)準(zhǔn)值取 d2= 1060，選取標(biāo)準(zhǔn)值：D2=710mm。（3） 驗(yàn)算V帶的速度由公式 帶速在5—25m/s范圍內(nèi)，帶速合適。（4）確定V帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度Li和中心距a 初取a0=1400mm由公式 取基準(zhǔn)長(zhǎng)度帶長(zhǎng)Li=5000mm計(jì)算中心距a及其變動(dòng)范圍 =1400+=1365mmamin= =5000=1290mmamax=a+ =1365+5000 =1515mm（5） 帶輪包角 =1800 =1490 所以合適（6） V帶跟數(shù)設(shè)計(jì) i=4查得 P0= P0=KA=查表87得 =取整值 Z=3