【文章內(nèi)容簡介】 間抽油機對光桿負(fù)載所做的功： （28） =30+ =由于抽油機上下沖程時間相等故：t===上沖程期間抽油機平均輸出功率：下沖程期間抽油機平均輸出功率： 平衡重計算平衡重選擇合適可使發(fā)動機上下沖程所做的功相等。本設(shè)計采用重力勢能平衡的方法，具體方法是在傳動軸上加一卷筒，用鋼絲繩懸掛平衡。由于能量一定，所以如果移動距離大，那么平衡重質(zhì)量就??；反之如果移動距離小，則平衡質(zhì)量就大，但當(dāng)平衡重質(zhì)量太大時，鋼絲繩的強度要求就比較高，同時對軸徑要求也相應(yīng)的增大，經(jīng)濟(jì)計算分析，可確定移動平衡重移動距離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 據(jù)此設(shè)計配重卷筒軸的直徑：根據(jù)鋼絲繩的使用拉力查的鋼絲繩直徑d=26mm 又因為鋼絲繩的直徑與其纏繞滾筒直徑有經(jīng)驗值40倍的關(guān)系所以40=2640=又因為 =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)懸點載荷80KN， Kg/m3，與沖程長度等計算出井深為1900m。再根據(jù)，公式 與公式 計算得到懸點上下沖程所作的功分別為= =同時根據(jù)計算出來的功，遵守電動機上下沖程做功相同的原則即上沖程：=Gh+ 下沖程：Gh = + 計算出平衡重 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 傳動方案的確定電動機及變頻調(diào)速器的選擇 傳動方案的對比與選擇傳統(tǒng)方案：傳統(tǒng)的滾筒抽油機是用電動機帶動減速器再加上變向器來實現(xiàn)抽油滾筒的正反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)抽油過程的。 考慮到其變向器的穩(wěn)定性差而且價格昂貴，所以舍棄傳統(tǒng)方案。采用變頻調(diào)速器調(diào)節(jié)電機速度并且實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)抽油機的正反轉(zhuǎn)工作，其工作穩(wěn)定且整體結(jié)構(gòu)簡單方便可行，其簡體如下： 傳動裝置運動簡圖 電動機的選擇 起升功率的計算懸點載荷：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= 傳動裝置的總功率計算這一功率由電動機帶動減速器來實現(xiàn)，則傳動裝置的總功率ηa應(yīng)為組成傳動裝置的各部分運動副效率之乘積，即： ηa=η1η2η3……ηn 其中ηaη1η2η3ηn分別為每一傳動副（齒輪，蝸桿，帶式鏈），每對軸承每個聯(lián)軸器及滾筒的效率。傳動副的效率數(shù)值可以按表選取，軸承和聯(lián)軸器的效率數(shù)值為：滾動軸承（每對） —滑動軸承（每對） —彈性聯(lián)軸器： —齒輪聯(lián)軸器： 萬向聯(lián)軸器： —=其中η0η1η2η3ηn分別為帶傳動，軸承，齒輪傳動，聯(lián)軸器和滾筒的傳動效率。所以 因為平衡重在抽油機上沖程中所做的功： =17kw配重在電動機端提供的功率：因為平衡重在抽油機上沖程中所做的功可以幫助電動機做過，及可減小電動機功率，所需要電動機功率為： 選定電動機及變頻調(diào)速器（1） 電機的選擇由于本電機應(yīng)用于油田抽油機上，所以應(yīng)該考慮選擇防爆電動機。動作過程中電動機需要經(jīng)常改變方向，所以需要選擇可以反轉(zhuǎn)的電動機，根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，選擇“防爆異步電動機”。 抽油桿需要在井口頻繁進(jìn)出，這樣就要求動力裝置和纏繞大盤都必須可以正反轉(zhuǎn)，即電動機必須可以反轉(zhuǎn)或加換向裝置。電動機選擇的是Y系列異步電動機。它可以實現(xiàn)傳動的頻繁正反轉(zhuǎn)。此電動機的特點是：a,繞線轉(zhuǎn)子，自扇冷式，隔爆型。b,允許經(jīng)常起動及逆轉(zhuǎn)。： 電動機性能表型號額定功率滿載時YB2180L615轉(zhuǎn)速r/min效率%98090： 電機外形尺寸： 電動外形尺寸外形尺寸ABCDEFGHKMNPRST2792791214811014180153002503500195 電機實物（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，以實現(xiàn)電機的變速運行的設(shè)備，其中控制電路完成對主電路的控制，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。對于如矢量控制變頻器這種需要大量運算的變頻器來說，有時還需要一個進(jìn)行轉(zhuǎn)矩計算的CPU以及一些相應(yīng)的電路。變頻調(diào)速是通過改變電機定子繞組供電的頻率來達(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。簡單來說就是，用來調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速，控制電機正反轉(zhuǎn)，控制電動機的輸出轉(zhuǎn)速。綜合市場口碑及性價比好的因素選用變頻調(diào)速器的型號為：易能 DES10004T0185G\0220P 。 變頻調(diào)速器的外形結(jié)構(gòu)示意圖 傳動參數(shù)的計算 確定傳動比選擇電動機為防爆電機，并且通過變頻調(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卻總傳動比為 其中 帶傳動比=3 雙柱齒輪傳動比= 30 分配減速器的各級傳動比按展開式布置，考慮潤滑條件，為使兩極大齒輪直徑相近，由展開式曲線查得：=則 ： 傳動裝置各軸的運動及運動參數(shù)：為進(jìn)行傳動件的設(shè)計計算，要推算出各軸的轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩（或功率），將傳動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。則可按電動機軸至工作機運動傳遞路線推算，得到個軸的運動和動力參數(shù)：① 各軸轉(zhuǎn)速電動機經(jīng)過變頻調(diào)速器調(diào)節(jié)后選用的轉(zhuǎn)速范圍=270～360電動機至工作軸的傳動比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：電動機軸輸出轉(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： 傳動裝置各級運動參數(shù)軸功率P(KW)轉(zhuǎn)矩T(Nm)轉(zhuǎn)速N(r/min)傳動比 i效率 名稱輸入輸出輸入輸出電動機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)電機速度并且實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)運動，來實現(xiàn)抽油機的上下沖程工作，變頻調(diào)速器的選用減少了傳統(tǒng)換向機構(gòu)，其工作穩(wěn)定且整體結(jié)構(gòu)簡單方便可行，確定了傳動方案即：電動機（變頻調(diào)速器）帶傳動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)抽油機上沖程所需的最大功率與配重提供的功率計算得到電動機的最大所需功率為 選取額定功率為15kw的防爆電機其型號為：YB2180L6 同時綜合市場口碑及性價比好的因素選用變頻調(diào)速器的型號為：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比，分配了傳動比，確定了傳動參（）。4 v帶傳動的設(shè)計及選定 帶輪的設(shè)計已知電動機的型號為YB2180L6額定功率為 15KW轉(zhuǎn)速為 270～360r/min帶傳動比i為 3一天運轉(zhuǎn)時間為 24小時（1）確定計算功率計算功率為： 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)長度Li和中心距a 初取a0=1400mm由公式 取基準(zhǔn)長度帶長Li=5000mm計算中心距a及其變動范圍 =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 i=4查得 P0= P0=KA=查表87得 =取整值 Z=3