【正文】 （57）式中： ——液壓缸負載，； ——固定螺栓個數(shù)，； ——螺紋擰緊系數(shù)，； ——材料的屈服點，螺栓材料選用，其屈服強度。則 ，故取螺栓。(9) 活塞桿長度的確定綜合考慮空間尺寸的問題，選活塞桿長度。 液壓泵的選擇此泵需要同時向兩個油缸同時供液，活塞運動速度為：油缸的工作壓力：缸體內(nèi)底面積: 所以總流量：功率：根據(jù)流量和壓力選擇液壓泵型號為：YB—80型單級葉片泵。表51 YB—80型單級葉片泵參數(shù)表型號流量 轉(zhuǎn)速工作壓力容積效率總效率傳動功重量YB8080960631322液壓油的選擇：選擇10號機械油（HJ10）為液壓油，其凝點為15度 。 液壓系統(tǒng)的確定此回路為畜能器保壓回路，利用畜能器保壓回路如下圖所示。當(dāng)主換向閥在左位工作時，液壓缸向前運動且壓緊工件，進油路壓力升高至調(diào)定值，壓力繼電器發(fā)信號使二通閥通電，泵即卸荷，單向閥自動關(guān)閉，液壓缸則由畜能器保壓。缸內(nèi)壓力不足時，壓力繼電器復(fù)位使泵重新工作。保壓時間取決于畜能器容量。調(diào)節(jié)壓力繼電器的工作區(qū)間即可調(diào)節(jié)歸納感內(nèi)壓力的最大值和最小值。圖51 液壓系統(tǒng)循環(huán)圖6 纏繞盤及動力裝置的設(shè)計 動力裝置的設(shè)計 電動機功率的確定 初步估計碳纖維抽油桿彎曲時需要的張緊力即有時， （61） （62）取 傳遞效率為： （63）則 （64） 確定電動機型號（1）確定纏繞大盤直徑因為碳纖維桿要反復(fù)地纏繞和退出纏繞盤，這樣多次反復(fù)撓曲到一定程度以后，各層之間的纖維就要發(fā)生機械疲勞而損壞。纏繞盤的直徑越小，碳纖維桿的撓曲度就越大，機械疲勞而導(dǎo)致的層間剝離出現(xiàn)得也越快，故從碳纖維桿使用壽命的角度考慮，較大直徑的纏繞盤更有利。但隨著纏繞盤直徑加大，必然使支架等相關(guān)部分尺寸加大，重量增加，且造成減速器扭矩較大，減速器規(guī)格迅速上升。所以，應(yīng)根據(jù)碳纖維桿的截面規(guī)格，確定適宜的纏繞盤直徑尺寸。碳纖維桿承受的最大彎曲應(yīng)力不得超過其許用彎曲強度，即纏繞盤的最小纏繞半徑不能小于碳纖維桿的最小彎曲半徑，即: （65）而碳纖維桿承受的最大彎曲應(yīng)力為: （66）式中: 為碳纖維桿承受的彎曲應(yīng)力。為安全系數(shù)。 為校正系數(shù)，~。為碳纖維桿的彈性模量。為碳纖維桿的厚度，有、三種規(guī)格。 為泊松比。 為纏繞盤的最小纏繞半徑。為碳纖維桿的許用彎曲強度。則由式〔65), (66)可知纏繞盤的最小半徑需滿足: 不同截面規(guī)格的碳纖維桿，對應(yīng)著不同的最小彎曲半徑，厚度為的碳纖維桿，對應(yīng)的纏繞盤的的最小半徑，為: 上式中，碳纖維桿的彎曲強度為，彎曲彈性模量為90GPa，泊松比，安全系數(shù)取4。同理，碳纖維桿厚度分別為、時，對應(yīng)的最小彎曲半徑、為:。 另外，纏繞盤的最小半徑要能適應(yīng)上述三種規(guī)格的碳纖維桿的彎曲強度要求。初步取纏繞盤的最小半徑為。（2） 纏繞盤的工作轉(zhuǎn)速為。 （67）由于工作時電動機的功率為，轉(zhuǎn)速，均很小，則查《機械設(shè)計手冊》選擇“YTSE系列冶金及起重用變頻調(diào)速三相異步電動機”，其在開環(huán)控制為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，在矢量控制條件下，調(diào)速范圍可擴大，恒轉(zhuǎn)矩可從基速到零。電動機參數(shù)如下表61：表61 電動機參數(shù)型號標(biāo)稱功率/ 額定電流/ 額定轉(zhuǎn)矩/ 額定轉(zhuǎn)速最大轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動慣量/ YTSE180M811267353 纏繞大盤的設(shè)計 纏繞大盤尺寸的設(shè)計選擇碳纖維桿復(fù)合材料連續(xù)抽油桿的規(guī)格為因為纏繞大盤的寬度要略寬于碳桿的寬度，所以纏繞大盤的寬度為42mm.直徑D=1800mm纏繞大盤要圍繞軸轉(zhuǎn)動，為了增加纏繞大盤與軸的接觸面積，纏繞大盤的內(nèi)圈要寬一些，為B=96mm,D=600mm,且由4個支撐板支撐，整體由3對厚為40mm的肋板輔助支撐，纏繞大盤的軸孔寬度為180mm.圖61 纏繞大盤 纏繞大盤軸的設(shè)計鍵的設(shè)計：選用A型圓頭普通平鍵軸承的選擇：選取深溝球軸承，型號為(GB/T2761994)6234,材料為45鋼基本尺寸：dDB=17031052mm 7 夾持塊及支架的設(shè)計 夾持塊的設(shè)計夾持塊的作用是夾緊碳纖維桿，并且依靠摩擦力提升碳纖維桿。夾持塊分為上，中，下三部分（見圖7—1）： 夾持塊上部為防滑材料制成，其摩擦系數(shù)特別大，這樣才能順利的提起碳纖維桿。并且通過卡槽卡在中部上，使之在工作過程中比較穩(wěn)定。夾持塊中部的兩端都安裝上圓柱滾子軸承，并且通過液壓缸推動壓板，來頂住軸承外圈，從而使夾持塊上部夾緊碳纖維桿。夾持塊中部的兩個腳分別卡在傳動鏈的軸銷上，并且通過螺栓與夾持塊下部相連。 夾持塊下部的作用就是把夾持塊固定在傳動鏈的軸銷上，使之成為一體。并且保證夾持塊穩(wěn)定工作。圖71 夾持塊上部，中部及下部簡圖 支架的設(shè)計支架的材料：HT150通過焊接的方式組成支架體。與地面接觸點用地腳螺釘固定在地上。傳動鏈端是通過4對半圓型結(jié)構(gòu)卡在軸的殼體上。纏繞大盤是通過支架上的圓孔卡在大盤的軸殼上來固定上。8 平衡能量計算及平衡裝置的設(shè)計 平衡能量的計算 原始數(shù)據(jù)懸點載荷：100KN沖程：15 m起下速度：1520 m/min適用碳桿規(guī)格：產(chǎn)出液密度： 井深計算 (81) (82) (83) (84) (85)L下泵深度S懸點沖程長度 S=15mN懸點沖次 N=v/s=20/(215)=當(dāng)產(chǎn)液量高，液體粘度大（如稠油或油水乳化液時），沉沒度應(yīng)大于200m，在此選取。產(chǎn)出液密度 =鋼制抽油桿規(guī)格φ22抽油管橫截面面積 =1013m2取碳桿長度L碳==f碳l碳ρ碳g+ f鋼l鋼ρ鋼g =32106103+106103==106（L300）866==（）(1+)=由于已知懸點載荷 =100KN100000=L= 取L=2600m 電動機上下沖程時功率計算將上面計算得出的L值帶入：=f碳l碳（ρ碳）g+ f鋼l鋼（ρ鋼）g=321061300（103866）+1061300（103866）=+==106（2600300）866= 上沖程期間抽油機對光桿負載所做的功： =(+)15－ =m下沖程期間抽油機對光桿負載所做的功： =15+ =m由于抽油機上下沖程時間相等故：t====45s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： 平衡重計算及平衡裝置的設(shè)計本設(shè)計采用重力勢能平衡的方法，具體方法是在兩鏈輪軸上加上導(dǎo)輪，用鋼絲繩懸掛平衡。平衡配重在上沖程和下沖程的行程相等，均為h，由于平衡導(dǎo)輪安裝在鏈輪上，則與鏈輪轉(zhuǎn)速一致，即為n=，所安裝導(dǎo)輪直徑為d=280mm，則可知平衡配重在上沖程和下沖程所運動行程均為h=ntπd=280πmm=30557mm=由于考慮到配重行程不宜過長，因此選擇加一動滑輪來縮短配重行程。則平衡質(zhì)量：上沖程： =2Gh+下沖程： 2Gh = +9 經(jīng)濟性評估傳動鏈?zhǔn)匠橛蜋C集液，電一體化，自動化程度高，具有節(jié)約成本，簡單省時，安全可靠等優(yōu)點。適用于采油的整個階段。本設(shè)計中起桿纏繞器的設(shè)計采用電動機通過窄V帶和減速器減速，通過兩個夾緊缸和一個張緊缸來實現(xiàn)單邊夾緊。系統(tǒng)緊湊，省去了多余的油缸，接生了整個裝置的空間，也減輕了支架的承受載荷。傳動鏈?zhǔn)匠橛蜋C的另一個優(yōu)點是用了碳纖維代替了鋼絲繩，與后者相比它有耐腐蝕，抗疲勞性能好，彈性好，起下速度快等優(yōu)點，因而大大提高了效率和經(jīng)濟性。但是由于與鋼絲繩相比，碳纖維抽油桿的價格偏高，妨礙了碳纖維抽油桿的抽油機在采油系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用。隨著現(xiàn)代社會高科技的發(fā)展，新型的復(fù)合材料越來越普及，也就使整個裝置的成本降低了，從而使碳纖維抽油桿的傳動鏈?zhǔn)匠橛蜋C更好運用到石油開采中。10 結(jié) 論本次設(shè)計的主要任務(wù)是10型傳動鏈?zhǔn)匠L沖程抽油機的設(shè)計。完成了對動力裝置，夾緊裝置，纏繞裝置等裝置的設(shè)計，具體工作情況總結(jié)為以下幾點：。其承載能力和速度范圍大、傳動比恒定、外廓尺寸小、工作可靠、效率高、壽命長,主要裝置的強度經(jīng)過校核，可滿足使用要求；，可達到所要求的夾緊力，能夠保證夾持裝置正常運轉(zhuǎn)；，對夾持塊上，中，下三部分進行了詳細設(shè)計，兩者之間的聯(lián)接方式可保證夾緊裝置完成夾緊動作；，整體裝置用支架支撐；5. 抽油機采用機械平衡的方法，將平衡塊裝在鏈輪軸尾端，可利用重力實現(xiàn)平衡。參考文獻[1]（第五版）[M].高等教育出版社，2001.[2]濮良貴，（第七版）[M].高等教育出版社,2001.[3]孫恒，陳作模，（第七版）[M].高等教育出版社,2006.[4]（第四版）[M].高等教育出版社,2004.[5]朱冬梅，[M].高等教育出版社,2004.[6]安錦高，鄔亦炯，[M]石油工業(yè)出版社，1994.[7]彭勇，