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1、毕 业 论 文课 题 名 称节能型抽油机刹车系统设计分 院专 业 机械工程学院机械制造与自动化1摘 要本说明书主要介绍了抽油机刹车机构的设计探索，先绍了抽油机制动系统的设计意义、研究现状以及设计目标。然后对制动系统进行方案论证分析与选择，主要包括制动器形式方案分析、制动驱动机构的机构形式选择。抽油机刹车过程中出现的问题，通过对刹车装置的计算分析，找出故障原因和能有效解决问题的方法，从而对刹车操纵装置传动部分进行改进，达到满意的刹车制动效果。最后确定方案采用内胀式刹车机构系统，内胀式刹车结构系统具有良好的刹车制动性能，其具有的自刹车性能，可以很好的保证抽油机的正常生产以及操作人员的人生安全。除此
2、之外，还根据已知的抽油机相关参数，通过计算得到了制动器主要参数、制动力矩和制动力等相关参数,以及对关键的零部件进行设计和校核。最后对制动性能进行了详细分析。关键字关键字：制动 内胀式制动器 故障分析 刹车装置 安全生产2AbstractThis paper mainly introduces the design of braking system of the pumping units. First of all , introducing the braking systems design significance, current research and design goals
3、.Then the program analysis and selection of the braking systems is in progress , which includes the form of the braking system , the selection of the braking driving mechanism .Through finding the problems in the pumping process , it aims at solving problems of difficulty with adjustment of draw bar
4、 type brake gear on pumping unit , the source of trouble was analysis and the effective solution was obtained . The improvement was made on the operation device of brake gear in order to satisfy the braking requirement . At last, the plan adopting the within the expansion brake system , with its goo
5、d self-braking performance which can ensure normal production and the safety of the workers . Besides , this paper also introduces the designing process of front brake and rear break ,braking cylinder , parameters choice of main components braking and channel settings , as well as to check the key p
6、arts , and the analysis of brake performance.Key words: braking; braking disc; fault analysis; brake gear; production safety3目录第 1 章 绪论.11.1 制动系统设计的意义. 1 1.2 制动系统研究现状. 11.2.1 电控刹车系统.21.2.2 气控刹车系统.31.2.3 液压盘式刹车系统.31.3 本次制动系统设计应达到的目标.41.4 本次抽油机刹车系统设计任务.4第 2 章 刹车系统方案论证分析与选择. 52.1 LZCB 型链条抽油机的工作原理. 5 2.
7、2 鼓式制动器. 52.3 盘式制动器.82.4 带式制动器.82.5 结论. 9第 3 章 刹车结构的设计.103.1 电动机的选择.103.1.1 起升功率的计算.103.1.2 传动装置的总功率.103.1.3 确定电动机转速.113.2 传动参数的计算.123.2.1 计算总传动比.123.2.2 分配减速器的各级传动比.123.3 刹车制动系统的设计.153.3.1 刹车轮及其附件的设计.153.3.2 传动机构的设计.173.3.3 搬杆座的加工设计.193.3.4 曲柄的设计与改进方案.203.3.5 操纵杆的设计.223.3.6 刹车摩擦材料得分析.22第 4 章 抽油机刹车操
8、作规范.254.1 调整抽油机刹车行程.2544.1.1 抽油机停油.254.1.2 调整刹车行程.254.2 抽油机刹车不灵或自行溜车的故障及处理方法. 25结论 .27参考文献.28致谢.295第第 1 1 章章 绪论绪论1.1 制动系统设计的意义在现代工业中，抽油机的大量应用已经大大加快了经济的发展。一般我们所看到的是带有一个很大的扇形铁块来回运动的抽油机，我们形象的称之为“磕头机” 。近年来，随着抽油机技术的发展，出现了各种类型的抽油机。如国内出现的长冲程式抽油机，游梁式抽油机，这包括干扰平衡游梁式抽油机、偏轮游梁式抽油机、常规游梁式抽油机等，节能型抽油机。作为抽油机的核心部件之一的刹
9、车系统，其在抽油机中起着非常重要的作用。刹车系统的安全可靠性不仅关系到油田的正常生产能否顺利进行，而且还涉及到操作人员的人身安全问题。抽油机刹车机构是抽油机的制动装置,为了保证抽油机各项操作的顺利进行，抽油机刹车必须灵活可靠。由于长时间使用，抽油机刹车片与刹车轮之间会造成间隙过大。因此，应经常检查和调整抽油机刹片，保证其灵活好用。本次毕业设计课题为节能型抽油机刹车系统的设计探索。1.2 制动系统研究现状抽油机在工作过程中要频繁进行制动操作，由于制动性能的好坏直接关系到油田的正常生产和操作人员的人身安全，因此制动性能是抽油机非常重要的性能之一，改善抽油机的刹车性能始终是抽油机设计制造和改进的重要
10、任务。当抽油机需要停机或进行相关停机作业时，作用力在杠杆作用下传递到刹车蹄片，使其对刹车毂进行抱紧动作。此时，刹车蹄片与刹车毂之间产生静摩擦力，从而对刹车毂及与刹车毂相连接的减速箱输入轴产生静扭矩，从而达到工作制动。因此制动过程受力情况分析是抽油机试验和设计的基础，由于这一过程较为复杂，因此一般在实际中只能建立简化模型分析，通常人们从三个方面来对制动系统进行分析和评价：1）制动效能：即制动减速度；2）制动效能的恒定性：即热衰退性；3）制动时抽油机的稳定性；正是基于刹车系统对于抽油机的重要性，在国内外出现了不同类型的刹车系统。它们的刹车工作原理及操作方法不同，但其主要目的是为了更好的保证生产，提
11、高劳动效率及保障操作人员的人身安全。以下将作一一介绍：61.2.1 电控刹车系统随着科学技术的进步，石油机械正逐步迈向远程网络电脑自动控制阶段，国外部分油田的抽油机也实现了电脑联网、远程数据采集、工作运行全程自动控制。目前，国内油田使用的抽油机都是采用机械式手刹车装置，虽然具有简单可靠等特点，但是不能与电脑自动控制系统接轨，特别是在抽油机无人现场值守或运行的抽油机分布较广等情况下，都会发生不能及时刹车断电等问题，给安全运行带来隐患。如图 1-1 所示是一种电控刹车装置。该刹车装置主要包括电磁转换部分、传动部分和固定支撑部分。电磁转换部分包括电磁铁和衔铁，传动部分包括固定架、复位弹簧、拉杆和自锁
12、装置，固定部分包括底座和支架。其工作原理是：当电磁转换部分接收到刹车信号后电磁铁吸合，通过传动部分将刹车片锁紧，起到电控刹车作用。该装置适用于油田全程电脑自动化控制，抽油机停机后可向其发出刹车指令，实现远程自动电控刹车。图 1-1 电控刹车装置1 一底座；2 一电磁铁；3 一安装架；4 一衔铁；5 一支架6 一复位弹簧；7 一拉杆；8 一自锁装置71.2.2 气控刹车系统气控刹车系统是根据改造后钻机工况要求及考虑司钻的工作环境开发的一项新的刹车系统，目前已在国内应用。该系统使得司钻由原来的露天操作大刹把改为司钻控制房内操作气控阀来完成整个钻井任务，这不但改变了司钻的工作环境，减少了劳动强度，保证人身安全，而且提高了整个钻机的自动化控制水平。气控刹车装置由司钻控制房、刹车装置、监视通讯系统、模拟高度指示仪 4 部分组成，在不改变原绞车结构的情况下，取掉原来的大刹把，在装刹把的位置装一联轴器与气控刹车装置连接就可。气控刹车系统工作原理如图 1-2 所示。图 1-2 气控刹车装置工作原理图1 1.2.3 液压盘式刹车系统中国石油勘探开发研究院采油采气装备所于 1997 年研制成功了 PST25 型杠杆可调节浮动油缸常闭式盘式刹车，并在 1998 年将液压盘式刹车装置设计进一步优化，行成了以制动执行机构、液压站和操作台三部分的制动组成部分。目前，该装置经过改进，已广泛应用于国外大
