【正文】 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。39。 上沖程作用在懸點上的抽油桿柱的載荷： glqglfW rsrr ?? ? 式中： Wr－抽油桿在 空氣中的重力， N； g－重力加速度， m/s2； fp－抽油桿截面積， m2； ρ s－抽油桿材料（鋼）的密度，ρ s=7850Kg/m3； L－抽油桿長度 m； qr－每米抽油桿的質量， Kg/m。但在下沖程時，游動幾爾打開，油管內液體的浮力作用于抽油桿柱上，所以，下沖程中作用在懸點上的抽油桿柱的重力減去液體的浮力，即它在液體中的重力作用在懸點上的載荷。 167。 抽油機懸點載荷的計算 抽油在不同抽汲參數(shù)下工作時，懸點所承受的載荷是選擇抽油設備及分河南科技大學本科畢業(yè)設計論文 40 析設備工作狀況的重要依據。理 想情況下，柱塞上、下沖程進入和排出的液體體積都等于柱塞讓出的體積 V。 167。 下沖程 抽油桿帶動柱塞向下運動，固定凡爾立即關閉，泵內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入柱塞上部，使泵排出液體。如果油管內已充滿液體，在井口將排相當于柱塞沖程長度的一段液體，同時泵內吸入液體。 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液柱的壓力而關閉。 167。大慶油田使用的抽油桿為 C 級和 D 級抽油桿。 抽油桿 我國生產的抽油桿從級別上分有 C、 D、 K 三種級別。在我廠主要應用管式泵。 抽油泵主要由工作筒、柱塞及固定凡爾、游動凡爾組成。由于它的工作環(huán)境復雜，條件惡劣，而且它工作的好壞直接關系到油井的產量，因而應滿足以下一般要求： （ 1）結構簡單，強度高，質量好。 我國已制定了游梁式抽油機系列標準，其型號表示方法如下： 河南科技大學本科畢業(yè)設計論文 36 CYJ 10 – 3 – 53 H B F復合平衡 平衡方式代號 Y游梁平衡 B曲柄平衡 Q氣動平衡 減速箱形式代號： H 為點嚙合雙圓弧齒輪；漸開線人字齒輪省略 減速箱曲柄軸最大允許扭矩， 光桿最大沖程 m 懸點最大載荷 10KN CYJ常規(guī)型 游梁式抽油機系列代號 CYJQ前置型 CYJY偏置型 167。下沖程曲柄轉角 165186。普通抽油機一般采用機械平衡，而前置式抽油機最初多采用氣動平衡，但由于技術上的不完善，后來使用機械平衡的方法，目前在我廠使用的前置式抽油機均為機械平衡。關于節(jié)能型抽油機的結構特點，將在節(jié)能技術中加以介紹。 游梁式抽油機按照結構主要分為兩大類：即普通式游梁式抽油機和前置式游梁式抽油機。游梁式抽油機主要由游梁 連桿 曲柄機構、減速箱、動力設備、輔助設備等四大部份組成。 167。 抽油機 — 深井泵抽油裝置 抽油機 —深井泵抽油裝置 是指由抽油機、抽油桿、深井泵組成的抽油系統(tǒng)。在本章節(jié)中，重點介紹抽油機 —深井泵采油的基礎理論、技術發(fā)展、測試技術以及節(jié)能新技術的應用。 具體結構和尺寸的設計 由上面軸承的選擇可得出支撐座的內徑為 280mm,具體的結構和尺寸如河南科技大學本科畢業(yè)設計論文 33 設計如 圖 、 所示， 支承座上 圖 軸承座上 支承座下 河南科技大學本科畢業(yè)設計論文 34 圖 軸承座下 河南科技大學本科畢業(yè)設計論文 35 第 4 章 抽油機 — 深井泵抽油裝置及基礎理論計算 機械舉升采油方式是目前大慶油田的最主要的、也是應用最為廣泛的是采油方式。 167。 支承座設計 支承座分為上下兩個部，主要是 用來 支撐軸承。 圖 天輪 零件圖 167。 天輪設計 材料的選擇 選 天輪 的材料為 ZG45 天輪 的具體幾何尺寸的設計 設計沖程為 米，則曲柄連桿機構從最低點到最高點滑輪所轉過的周長為 L= 米。 具體結構的設計圖 小鏈輪圖如 如圖 所示 . 圖 小鏈輪零件圖 大鏈輪圖如 如圖 河南科技大學本科畢業(yè)設計論文 29 AAAA 圖 大鏈輪零件圖 167。 中心距、鏈節(jié)數(shù)的計算 pa )50~30(0 ? （式 ） 為了使結構緊湊，本次設計取 中心距 mmpa ???? 0122100 222L apZZZZpap ?????? ????? ? （式 ） 0 ?p 為了使得鏈條的過渡鏈接，將 0Lp 圓整為 98L ?p )](2[ 211 ZZLpfa p ??? （式 ） 查表 得 ?f 則鏈傳動的最大中心距 mma ? 167。 當量的單排鏈的計算功率 河南科技大學本科畢業(yè)設計論文 27 PKKKP P ZAC ? （式 ） 查表得 ? ， ? 選擇三排鏈則 ? 1 3 . 1 4 k w0 . 9 80 . 9 80 . 9 60 . 9 515P ?????? 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 140HBS 167。 材料的選擇 鏈輪機構是將四桿機構和天輪連接器來的重要部件，同時也是將四桿機構所傳遞動力通過鋼絲繩傳送給天輪，從而完成整個系統(tǒng)的運作。 連桿的設計 選 連桿 的材料為 Q235A，具體的結構和尺寸如圖 河南科技大學本科畢業(yè)設計論文 26 如圖 連桿零件圖 167。 取曲柄的長度為 L1=500mm，出設計其它的尺寸如圖 ：河南科技大學本科畢業(yè)設計論文 24 圖 轉角的計算 如 上 圖所示 L1 為 曲柄原動件， S2C,S2D 分別為搖桿 L3 的兩個極限位置 出選擇各個參數(shù)如圖 當四桿機構的 L1,L2 處在同一直線及 S1BD 在同一直線時 則根據余弦公式 ab cba 2c os 222 ???? 其中 a ， b 為 ? 相鄰的邊 則有 202215002 330015002022Q1c os 222 ?? ??? ? ? 當四桿機構 L1,L2 重合時及 AS1C 在同一直線時 則有 202215002 001820221500Q1c os 222 ?? ??? 河南科技大學本科畢業(yè)設計論文 25 ? ? 則曲桿 L3 的轉角 ?8 0 .7 65 9 .8 91 4 0 .6 5Q2Q1Q0 ??? 初選轉角 ? ，如最后有不合適的地方，稍加以調整 167。 四桿機構尺寸計算 曲柄連桿機構的條件 查表得 曲柄 連桿機構 則桿長條件如下 ： (1)組成周轉副的兩桿中必有一桿為最短桿。 167。 減速器軸的校核 減速器軸的校核 ， 減速器共有三軸，我們著重對一軸進行校核。軸二安裝齒輪處的軸徑均為 d=86mm，查表可得鍵的基本尺寸b=25mm， h=14mm，選長度分別為 L=160mm， L=90mm。 查表得選擇 圓錐滾子軸承機構代號 30000， 由軸一支撐處的 直徑 mmd 50? 選一軸選擇軸承代號 30210小徑 mmd 50?大徑 mm90D? 寬 mmT ? 由軸二 支撐處 的直徑 mmd 80? 選二軸的軸承型號為 30216 小徑 mmd 80?大徑 mm041D? 寬 mmT ? 由軸三 支撐處 的直徑 mmd 140? 選三軸的軸 承型號為 30228 小徑mmd 140? 大徑 mm250D? 寬 mmT ? ?；窘Y構分為四部分： 內圈 外圈 滾動體 保持架。 抽油機長期連續(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，許用彎曲應力 MPa601 ??? ，剪切疲勞極限MPa1601 ??? 彎曲疲勞極限 MPa3051 ??? 屈服強度極限 MPaS 390?? 抗拉強度極限 MPaB 640?? 硬度 56～ 62HBS 由 ? , m in/ rn ? mmd 31 ?? 由 ? , min/ 2 r? mmd 32 ?? 由 3 ??? , min/7n3 r mmd 33 ?? 具體結構和尺寸的 計算 根據前面帶輪的寬度，減速器軸的寬度及軸承端蓋厚度，及各部分間隙可算得減速器一軸的長度 mmL 556? 。 查表得 材料的彈性影響系數(shù) 9 MPaZE ? 查表得 得 ,1, 2121 ????? ????? ????? 小齒輪的轉距 mNn PT ???????? 6515 查表得 得小齒輪的接觸疲勞強度 MPaH 6001lim ?? 大齒輪的接觸疲勞強度 MPaH 5502lim ?? 應力循環(huán)次數(shù) 次小 81 ????????? hjLnN 次大 7821 ????? inN 查表得 取接觸疲勞壽命系數(shù) , 21 ?? HNHN KK 取失效概率 1001 ， 安全系數(shù) 1?S 由式 1012 得 MP aSK HHNH 5761 ][ 1lim11 ????? ?? MP aSK HHNH 5391 ][ 2lim22 ????? ?? MP aHHH 5395762 ][][][ 21 ????? ??? 河南科技大學本科畢業(yè)設計論文 16 由式 a910? 得小齒輪的分度圓直徑 )55 7. 5 ( )][ ZZ(u 1uT2K 3 263 2EHt ?????? ?????????Hdd ????小計算圓周速度 V smn / dv 1 ?? ????? 小? 計算齒寬不 b 及模數(shù) ntm mmdb d 6 6 31 ???? 小? mmZdm nt c os os 141???? ??小 齒高 mmmh nt ???? 寬高比 ??hb 查表得 使用系數(shù) ?AK ， smv /? 8 級精度 查表得 得 ?K 則 縱向重合度 1 ?????? ???? ? d 查表 得 ?? ?? FH KK ， ??HK ， ??FK 則載荷系數(shù) ?????? ?? HHVA KKKKK 則校合分度圓直徑 33t1??? 小小 dd 計算模數(shù) mmZd osm11n ???? ?小 齒跟彎曲強度設計 動載系數(shù) ?????? ?? FFVA KKKKK 由縱向重合度 ??? 查表得 螺旋角影響系數(shù) ??Y 河南科技大學本科畢業(yè)設計論文 17 則當量齒數(shù) os23c os3311 ??? ?ZZ V os119c os 3322 ??? ?ZZ V 查表得 取齒型系數(shù)得 , 21 ?? FaFa YY 查取應力校合系數(shù) , 21 ?? SaSa YY 計算大小齒輪的 ][ＦＳaFaYY? 查表得 小齒輪的彎曲疲勞強度極限 MPaFE 5001 ?? 大齒輪的彎曲疲勞強度極限 MPaFE 4302 ?? 查表得 疲勞壽命系 數(shù) , 21 ?? FNFN KK 取彎曲疲勞安全系數(shù) ?S MP aSK FEFNF ][ 111 ???? ?? MP aSK FEFNF ][ 222 ???? ?? 小齒輪 ][111 ???FSaFa YY ? 大齒輪 ][222 ???FSaFa YY ? 大齒輪的數(shù)值大 則設計模數(shù) ][c o s232263 21211???? ?????????FSaFaadnYYZYTKm???? 對計算結果由齒面接觸疲勞強度計算的法面模數(shù)大于齒跟彎曲疲勞強度計算的模數(shù)，為了符合兩者取 7?nm ，就可以滿足強度，但為了同是滿足河南科技大學本科畢業(yè)設計論文 18