【正文】 以抽油機(jī)井為例，抽油機(jī)井的系統(tǒng)效率主要是由以下工作效率組成：一是電機(jī)動的工作效率；二是皮帶傳動效率；三是減速箱的傳動效率；四是四連桿機(jī)構(gòu)的傳動效率；五是抽油桿傳動效率；六是抽油泵的工作效率。第 5 章 抽油機(jī)井系統(tǒng)效率及節(jié)能技術(shù)抽油機(jī)井的耗能占全廠總能耗的三分之一以上，是全廠能耗占有比例最大的一個部份，因而采取節(jié)能降耗技術(shù)措施，提高機(jī)采井系統(tǒng)效率是降低我廠維護(hù)成本，實現(xiàn)油田可持續(xù)發(fā)展的重要手段，這與每一名員工的切身利益息息相關(guān)。公式Ⅱ、Ⅳ和 V 都是把懸點運動簡化為簡諧運動，取 r／l＝0。1maxsnWPlr河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計論文47公式Ⅱ ??????????1790239。此時可得： ?????????lrsnWPrlr17902max?lLgqrr239。 懸點最大、最小載荷1．計算懸點最大和最小載荷的一般公式根據(jù)對懸點所承受的各種載荷的分析，抽油機(jī)工作時，上、下沖程中懸點載荷的組成是不同的。抽汲過程中的其它載荷一般情況下，抽油桿柱載荷、作用在柱塞上的液柱載荷及慣性載荷是構(gòu)成懸點載荷的三項基本載荷，在稠油井內(nèi)的摩擦載荷及大沉沒度井中的沉沒壓力對載荷的影響也是不可忽略的。（5）流體通過游動凡爾的摩擦力：除與固定凡爾的結(jié)構(gòu)有關(guān)外，主要取決于液體的粘度。摩擦載荷抽油機(jī)井工作時，作用在懸點上的摩擦載荷受以下五部份的影響：（1）抽油桿柱與油管之間的摩擦力：在直井內(nèi)通常不超過抽油桿柱重量的%。抽油桿的慣性力 Ir 為： AragW?液柱的慣性力 Il 為： ?Allag?式中：ε考慮油管過流斷面變化引起液柱加速度變化的系數(shù)： rtfp???ftf油管過流斷面面積河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計論文43如果結(jié)合抽油機(jī)懸點運動規(guī)律，最大加速度將發(fā)生的上死點和下死點，其加速度值分別為： 上死點時)1(2maxlrs??? 下死點時)(axl?以此可求得上沖程時抽油桿柱引起的懸點最大慣性載荷 Iru 為：)1(790)1(302)1(2 2lrsnWlrnSglrsgWI rRRru ????????下沖程時液柱引起的懸點最大慣性載荷 Ird 為：)1(790)1(22lrsnlrsgI rrrd ????上沖程時液柱引起的懸點最大慣性載荷 Ilu 為：???)1(790)1(22lrsnWlrsgILLU????下沖程時液柱不隨懸點運動，因而沒有液柱慣性載荷。其性質(zhì)與液體產(chǎn)生的載荷相同，特點是上沖程增大懸點載荷，下沖程減小抽油桿柱載荷。 fp－柱塞截面積，m 2； f0－固定凡爾閥孔截面積，m 2； vp－柱塞運動速度，m/s； ξ－由實驗確定的閥流量系數(shù)。為了便于計算，我們在表中列出不同直徑抽油桿在空氣中的每米重量。上沖程作用在懸點上的抽油桿柱的載荷： glqfWrsr??式中：Wr－抽油桿在空氣中的重力， N； g－重力加速度，m/s 2； fp－抽油桿截面積，m 2； ρs－抽油桿材料（鋼）的密度，ρs=7850Kg/m 3； L－抽油桿長度 m； qr－每米抽油桿的質(zhì)量，Kg/m。167。理想情況下，柱塞上、下沖程進(jìn)入和排出的液體體積都等于柱塞讓出的體積 V。下沖程抽油桿帶動柱塞向下運動，固定凡爾立即關(guān)閉，泵內(nèi)壓力升高到大于柱塞以上液柱壓力時，游動凡爾打開，柱塞下部的液體通過游動凡爾進(jìn)入柱塞上部，使泵排出液體。 泵的抽汲過程上沖程抽油桿帶動柱塞向上運動，柱塞上的游動凡爾受管柱內(nèi)液柱的壓力而關(guān)閉。大慶油田使用的抽油桿為 C 級和 D 級抽油桿。在我廠主要應(yīng)用管式泵。由于它的工作環(huán)境復(fù)雜，條件惡劣，而且它工作的好壞直接關(guān)系到油井的產(chǎn)量，因而應(yīng)滿足以下一般要求：（1）結(jié)構(gòu)簡單，強(qiáng)度高，質(zhì)量好。下沖程曲柄轉(zhuǎn)角 165186。關(guān)于節(jié)能型抽油機(jī)的結(jié)構(gòu)特點，將在節(jié)能技術(shù)中加以介紹。游梁式抽油機(jī)主要由游梁 連桿曲柄機(jī)構(gòu)、減速箱、動力設(shè)備、輔助設(shè)備等四大部份組成。 抽油機(jī)—深井泵抽油裝置抽油機(jī)—深井泵抽油裝置 是指由抽油機(jī)、抽油桿、深井泵組成的抽油系統(tǒng)。 具體結(jié)構(gòu)和尺寸的設(shè)計由上面軸承的選擇可得出支撐座的內(nèi)徑為 280mm,具體的結(jié)構(gòu)和尺寸如設(shè)計如圖 、 所示，支承座上河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計論文33圖 軸承座上支承座下圖 軸承座下第 4 章 抽油機(jī)—深井泵抽油裝置及基礎(chǔ)理論計算機(jī)械舉升采油方式是目前大慶油田的最主要的、也是應(yīng)用最為廣泛的是采油方式。 支承座設(shè)計 支承座分為上下兩個部，主要是用來支撐軸承。 天輪設(shè)計材料的選擇選天輪的材料為 ZG45天輪的具體幾何尺寸的設(shè)計河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計論文30設(shè)計沖程為 米，則曲柄連桿機(jī)構(gòu)從最低點到最高點滑輪所轉(zhuǎn)過的周長為L= 米。 中心距、鏈節(jié)數(shù)的計算（式 ）pa)50~3(0?為了使結(jié)構(gòu)緊湊，本次設(shè)計取中心距 ???（式 ）01202LapZZpa?????????為了使得鏈條的過渡鏈接，將 Lp98?p （式 ）)]([211fap?查表得 ?167。小鏈輪為主動輪，查表得選小鏈輪的材料為 20Cr，熱處理的方式滲碳、淬火、回火，處理后硬度 50～60HBC,齒數(shù) 25Z?大鏈輪為從動輪選擇材料為 Q235,熱處理的方式焊接后退火,熱處理后的硬度為 140HBS167。 連 桿的設(shè)計河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計論文26選連桿的材料為 Q235A，具體的結(jié)構(gòu)和尺寸如圖 如圖 連桿零件圖河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計論文27167。 四桿機(jī)構(gòu)尺寸計算河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計論文24曲柄連桿機(jī)構(gòu)的條件查表得曲柄連桿機(jī)構(gòu)則桿長條件如下：(1)組成周轉(zhuǎn)副的兩桿中必有一桿為最短桿。 減速器軸的校核減速器軸的校核，減速器共有三軸，我們著重對一軸進(jìn)行校核。查表得選擇圓錐滾子軸承機(jī)構(gòu)代號 30000，由軸一支撐處的直徑 選一軸選擇軸承代號 30210 小徑 大md50? md50?徑 寬m90D?由軸二支撐處的直徑 選二軸的軸承型號為 30216 小徑 大8 8徑 寬415.由軸三支撐處的直徑 選三軸的軸承型號為 30228 小徑d140?大徑 寬 。10抽油機(jī)長期連續(xù)工作，減速器作為動力輸出，所以對減速器軸的要求較高查表選軸的材料為 20Cr，許用彎曲應(yīng)力 ，剪切疲勞極限MPa601???彎曲疲勞極限 屈服強(qiáng)度極限 抗拉強(qiáng)度極MPa160??? 351? PaS390??限 硬度 56～ 62HBSB4?由 , .25kw1 min/??由 , k821P2 in/由 , kw71081??in/3r??具體結(jié)構(gòu)和尺寸的計算 根據(jù)前面帶輪的寬度，減速器軸的寬度及軸承端蓋厚度，及各部分間隙可算河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計論文21得減速器一軸的長度 。查表得材料的彈性影響系數(shù) 2查表得 7,1, ????????則小齒輪的轉(zhuǎn)距mNnT ???5515 查表得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度 PaH1lim?大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度 M52li?應(yīng)力循環(huán)次數(shù)河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計論文12 （式 ）hjLnN160?次小 91 ????hjLnN次大 查表得接觸疲勞壽命系數(shù) ,?HNHNK取失效概率 ，安全系數(shù)10?S （式 ）??Slim? MPaSKHNH ][1lim1?????? .3.][2li22 PaHH ][][21 ?????小齒輪的分度圓直徑 （式 ）3 2EHt )][Z(uT2Kd??????小 )()][Z(u1T2K53 2EHt ??????????d????小 計算圓周速度 v smn/???小?計算齒寬不 b 及模數(shù) ? Zmnt ?????小齒高 mhnt 7..25.河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計論文13寬高比?hb查表得使用系數(shù) ， 8 查表得得 .V則縱向重合度 ?????????d查表得 ， ，4.?FHH36.?FK則載荷系數(shù) 2..5??VAK則校合分度圓直徑 ??小小 d計算模數(shù) Z??小齒跟彎曲強(qiáng)度設(shè)計動載系數(shù) ?????FVAK縱向重合度 5.??查表得螺旋角影響系數(shù) ?Y則當(dāng)量齒數(shù)???ZV查表得取齒型系數(shù)得 ,?FaFaY查表得應(yīng)力校合系數(shù) 83.,計算大小齒輪的 ][ＦFY?查表得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 MPaFE501?? 大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 432查表得取疲勞壽命系數(shù) 取彎曲疲勞安全系數(shù)9.,河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計論文14?S則MPaSKFENF ][1??? FEF 926..][22?小齒輪][1??FSaY?大齒輪][2?Sa大齒輪的數(shù)值大則設(shè)計模數(shù) ][cos2521 ???????FSaadn YZTKm???對計算結(jié)果由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算的法面模數(shù)大于齒跟彎曲疲勞強(qiáng)度計算的模數(shù)，為了符合兩者取 ，就可以滿足強(qiáng)度，但為了同是滿足強(qiáng)度，?nm分度圓直徑 ?小d則??小Z取 ，則 取241 .??iZ1732?Z則中心距 )3(cos)(21 圓 整 后 為mZan??????按圓整后的中心距修正螺旋角 ?.)3(2)(arcs1 ?n變化不大不需要修改，則大齒輪的分度圓直徑為 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計論文15??大(6)齒輪幾何要素的尺寸計算查表得得大齒輪的齒頂圓直徑為 ?????大齒輪的齒根圓直徑為 .小齒輪的齒頂圓直徑為 ??小齒輪的齒根圓直徑為 則小齒輪的寬度為 mbd .?????小取 mB15＝小大齒輪的寬度為 1B小大（7）小齒輪的具體結(jié)構(gòu)和尺寸如圖 圖 小齒輪零件圖II 級齒輪傳動設(shè)計(1)傳動比的分配河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計論文16?i(2)功率和轉(zhuǎn)速的計算 ??min/?由設(shè)計要求可得齒輪的轉(zhuǎn)速不高，故選擇八級精度。mi/7i1次?167。 帶、減速器設(shè)計帶傳動是一種撓性傳動。它們對保證液壓系統(tǒng)可靠和穩(wěn)定工作具有非常重要的作用。執(zhí)行元件是將介質(zhì)的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的能量輸出裝置。故速度是由油量決定的，液壓系統(tǒng)的原理圖見圖 2。再經(jīng)開停閥節(jié)流閥換向閥進(jìn)入液壓缸，推動活塞而使工作臺左右移動。液壓系統(tǒng)是利用液壓泵將原動機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液體的壓力能，g 經(jīng)各種控制閥、管路和液壓執(zhí)行元件將液體的壓力能轉(zhuǎn)換成為機(jī)械能，來驅(qū)動工作機(jī)構(gòu)，實現(xiàn)直線往復(fù)運動和會回轉(zhuǎn)運動。起重運輸機(jī)械——起重機(jī)、裝卸機(jī)械等。3 液壓系統(tǒng)在機(jī)械行業(yè)中的應(yīng)用：工程機(jī)械——裝載機(jī)、推土機(jī)、抽油機(jī)等。（2）液壓油對溫度敏感，因此它的性能會隨溫度的變化而改變。（5）操作方便，調(diào)節(jié)簡單，易于實現(xiàn)自動化。 液壓傳動的特點及在機(jī)械行業(yè)中的應(yīng)用液壓傳動的優(yōu)點：河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計論文6（1）單位功率的重量輕，即在相同功率輸出的條件下，體積小、重量輕、慣性小、結(jié)構(gòu)緊湊、動態(tài)特性好。在科技大爆炸的今天，計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)等現(xiàn)代信息技術(shù)對人類的生產(chǎn)生活產(chǎn)生了前所未有的影響。主機(jī)和配套件是互相影響、互相促進(jìn)的。當(dāng)前，我國的液壓件也已從低壓到高壓形成系列。工程機(jī)械主要的配套件有動力元件、傳動元件、液壓元件及電器元件等。20 世紀(jì) 50 年代我國的液壓工業(yè)才開始，液壓元件初用于鍛壓和機(jī)床設(shè)備上。 節(jié)能技術(shù) ......................................................................................................................................................65附表 ....................................................................................................................................................................................71河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計論文2前　言一種液壓傳動式石油開采抽油機(jī)，由包括液壓泵、馬達(dá)、控制閥、管路輔件在內(nèi)的液壓元件及相關(guān)機(jī)械零件裝配組連為一個整體構(gòu)成液壓傳動部件，該部件與底座、支架及其連接構(gòu)件裝配組合構(gòu)成的機(jī)架部分一道構(gòu)成該機(jī)的主體結(jié)構(gòu)，通過其中的液壓傳動部件中的液壓馬達(dá)傳動輪的輪面式或者齒式或者槽式傳動結(jié)構(gòu)與相對應(yīng)的一端與采油油井的抽油泵連接桿相接的帶式或者鏈?zhǔn)交蛘呃K索式柔性傳動件相配合，構(gòu)成該機(jī)的往復(fù)工作機(jī)構(gòu)，通過由機(jī)、電、液元器件裝配組連所構(gòu)成的工作沖程和沖次調(diào)整控制系統(tǒng)來調(diào)整和控制該機(jī)往復(fù)工作機(jī)構(gòu)牽引石油油井的抽油泵按設(shè)定的沖程和沖次連續(xù)往復(fù)工作，其特征是:通過連接底座將一種滑塊式具有變排量、變流向結(jié)構(gòu)和功能的液壓泵與相匹配的動力電動機(jī)裝配組合，電動機(jī)的動力輸出軸端與液壓泵的轉(zhuǎn)子軸端直接或者經(jīng)由連軸構(gòu)件實現(xiàn)配合連接，工作液容箱安裝于連接底座的上部，經(jīng)由液壓控制閥、工作液過濾器、管路、附件將工作液容箱和液壓泵之間組連成液壓控制和工作回路，構(gòu)成該液壓傳動部件