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1、目 录任务书第1章 概述1.1抽油机类型、特点、应用等陈述 1.2抽油机存在的问题1.3抽油机的开展方向第2章常规游梁式抽油机传动方案计2.1简述系统的组成工作原理等2.2绘制系统的机构运动简图第3章 曲柄摇杆机构设计3.1设计参数分析与确定的有示意图3.2按K设计曲柄摇杆机构3.3 曲柄摇杆机构优化设计分析满足有曲柄条件？满足传动角条件？结合图分析满足a最小？3.4结论和机构运动简图第4章 常规游梁式抽油机传动系统运动和动力参数分析计算4.1 传动比分配和电动机选择4.2 各轴转速计算4.3各轴功率计算4.4各轴扭矩计算第5章 齿轮减速器设计计算5.1 高速级齿轮传动设计计算运动和动力参数确
2、实定计算过程5.2 低速级齿轮传动设计计算运动和动力参数确实定计算过程5.3结论与运动简图第6章 带传动设计计算6.1 带链传动的方案比拟6.2 带传动设计计算运动和动力参数确实定计算过程参见例题6.3结论与运动简图第7章 轴系部件设计计算7.1 各轴初算轴径 7.2轴的结构设计 内容包括：选择轴承、轴承配置、轴上零件定位、固定等。最后要有设计结果：图7.3滚动轴承验算7.4轴的强度和刚度验算第8章 连接件的选择和计算8.1 齿轮连接平键的选择与计算 3根轴8.2带轮连接平键的选择与计算 大小带轮8.3螺纹连接件的选择 轴承座孔旁、箱盖与箱座、地脚等第9章 设计结论汇总条件：结论：曲柄摇杆机构
3、各杆长、齿轮减速器参数输入输出扭矩、传动比、齿轮齿数、中心距、带传动参数带根数、大小带轮直径、传动比总结参 考 书 目东北石油大学工程训练任务书课程 机械设计根底题目 常规游梁式抽油机传动系统设计 专业 装备01 某某学号主要内容、根本要求、主要参考资料等一、设计的目的1、综合利用所学的知识，培养解决生产实际问题的能力。2、掌握一般的机械传动系统设计方法和步骤。3、掌握根本机构一般的设计方法和步骤。4、熟悉和运用设计标准、规X与相关资料。培养独立解决问题的能力。二、机械设计的一般过程1、设计前的准备；2、总体方案设计；3、总体结构设计；4、零部件设计；5、联系厂家，生产样机，现场实验；6、根据
4、实验，修改设计；7、编写设计说明书和使用说明书 8、鉴定三、课程设计题目1、功能抽油机是将原油从井下举升到地面的主要采油设备之一。常用的有杆抽油设备主要由三局部组成：一是地面驱动设备即抽油机；二是井下的抽油泵，它悬挂在油井油管的下端；三是抽油杆，它将地面设备的运动和动力传递给井下抽油泵。三局部之间的相互位置关系如图1所示。抽油机由电动机驱动，经减速传动系统和执行系统带动抽油杆与抽油泵柱塞作上下往复移动，从而实现将原油从井下举升到地面的目的。悬点载荷P、抽油杆冲程S和冲次n是抽油机工作的三个重要参数。悬点指执行系统与抽油杆的联结点，悬点载荷PkN指抽油机工作过程中作用于悬点的载荷；抽油杆冲程Sm
5、指抽油杆上下往复运动的最大位移；冲次n次/min指单位时间内柱塞往复运动的次数。假设悬点载荷P的静力示功图如图2所示。在柱塞上冲程过程中，由于举升原油，作用于悬点的载荷为P1，它等于原油的重量加上抽油杆和柱塞自身的重量；在柱塞下冲程过程中，原油已释放，此时作用于悬点的载荷为P2，它就等于抽油杆和柱塞自身的重量。四、原始数据与设计要求假设电动机作匀速转动，抽油杆或执行系统的运动周期为T。两种油井工况 图1 抽油机系统示意图 图2 静力示功图分别为：工况1：抽油杆上冲程的时间为8T/15，下冲程的时间为7T/15。工况2：抽油杆上冲程时间与下冲程时间相等。两种工况下抽油机的设计参数如表1所示。表1
6、 抽油机的设计参数组号1234冲程S(m)1.41.61.82.0冲次n(次/min)5678悬点载荷PkNP1=40，P2=15P1=20，P2=5五、设计任务1、根据任务要求，进展抽油机机械系统总体方案设计，确定减速传动系统、执行系统的组成，绘制系统方案示意图。2、根据设计参数和设计要求，采用优化算法进展执行系统执行机构的运动尺寸设计，优化目标为抽油杆上冲程悬点加速度为最小，并应使执行系统具有较好的传力性能。3、建立执行系统输入、输出悬点之间的位移、速度和加速度关系，并编程进展数值计算，绘制一个周期内悬点位移、速度和加速度线图取抽油杆最低位置作为机构零位。4、选择电动机型号，分配减速传动系
7、统中各级传动的传动比，并进展传动机构的工作能力设计计算。注：选作完成齿轮减速器装配图设计。5、编写研究报告一份。设计说明书应包括以下内容：1功能分解；2原始数据与计算；3简述方案设计思路与讨论、改良；4执行机构设计步骤或分析计算过程；5传动系统设计计算；6对所设计的结果分析讨论；7感想与建议。六、参考资料1、机械设计根底高等教育杨可桢 程光蕴主编第五版19992、机械原理高等教育 孙桓等 主编 第七版20063、机械设计高等教育 濮良贵 主编 第七版20064、机械原理课程设计 科学，王淑仁主编 20065、机械设计课程设计 华中科技大学，唐增宝等主编第二版19986、其它机械原理和机械设计课
8、程设计和有关机械方案设计手册完成期限指导教师专业负责人 年 月 日第1章 概述1.1 抽油机类型、特点、应用等陈述 1.常规游梁式石油抽油机常规游梁式抽油机是油田使用历史最悠久，使用数量最多的一种抽油机。该机采用具有对称循环四杆机构或近似对称循环四杆机构，结构简单，运行可靠，操作维护方便，但长冲程时平衡效果差，效率低，能耗大，不符合节能要求，根本停止了生产。2.前置式抽油机前置式抽油机平衡后的理论净扭矩曲线是一条比拟均匀的接近水平的直线，因此其运行平稳，减速箱齿轮根本无反向负荷，连杆、游梁不易疲劳损坏，机械磨损小，噪声比常规式抽油机低，整机长。前置式抽油机可配置较小功率的电动机，节能效果显著。
9、与常规式抽油机相比，具有体积小、重量轻、节省钢材的优点。3.偏置式抽油机偏置式抽油机又称异相曲柄平衡式抽油机，特点是平衡块中心线相对于曲柄中心偏转一个角度，这种机型国外60年代开展起来并得到API的承认。试验明确，经优化设计的偏置式抽油机节电可达20。4.胶带传动抽油机胶带传动抽油机是美国80年代开发的新型抽油设备，该机通过二级胶带传动，将电动机的原动力传给曲柄胶带轮，并带动游梁摆动。由于其四连杆机构具有急回特性，而且其辅助平衡装置可作适当调整以获得偏置角，因而与常规机相比，其上冲程转矩因数小，驴头悬点加速度小。在一样的工况下，其悬点载荷值和曲柄胶带轮轴的净转矩都较小，曲柄轴净转矩曲线波动较平
10、缓。由于省去了减速箱，故具有结构简单，制造本钱低，维修与运行管理方便等特点。5.下偏杠铃抽油机下偏杠铃游梁复合平衡抽油机是在原常规游梁抽油机的游梁尾端，利用变矩原理增加简单的下偏杠铃所形成的一种新型节能抽油机。该机继承和保存了原常规游梁式抽油机的全部优点，这种类型可用于新机制造，又可用于现场在用的常规抽油机(含偏置机)的节能改造，其改造技术是目前最简单易行的，节能效果也较明显。6.偏轮式游梁抽油机偏轮机在游梁尾部装有一个偏轮结构：在偏轮与游梁中心和支架之间增设推杆，在游梁尾部、横梁、推杆与偏轮之间用轴承连接。它打破常规机四连杆机构的框架，以游梁尾部的偏轮为中心，形成独特的六连杆体系，偏轮杆件均
11、为刚性连接，保持了常规机的特点。7.双驴头游梁式石油抽油机该石油抽油机是将常规机游梁与横梁的铰链连接，改为变径圆弧的后驴头、钢丝绳与横梁之间的软连接，构成变参数四杆机构来传递运动和扭矩，增加游梁摆角，冲程提高2070。由于采用变径圆弧的游梁后臂，使其实现负载大时平衡力矩大，负载小时平衡力矩小的工作状态。从而使减速器输出扭矩波动小，达到加强平衡，降低能耗的目的。这种机型是目前除常规机以外开展最迅速的机型。1.2 抽油机存在的问题1999年我国石油抽油机井采油年耗电总量10510”kwh，占油气生产总用电比例的492，年电费支出达42亿；每台在用的抽油机平均年维护费用约3000元，全国石油抽油机年
12、维护费用约225亿元，而因维护设备影响油井产量约相当12亿元，两项合计3455亿元：全国抽油机采油操作本钱总额4565亿元。石油抽油机井是油田生产量大面广、投入较大的项目。降低抽油机井的生产本钱、提高原油生产效率，将是人工举升挖潜增效的主战场。假如每口抽油井实用功率按lOkW计，5l妒台抽油机每天耗电近12x 106kwh，年耗电近44l o口kwh。假如我们将抽油机的系统效率平均提高1596，就全国而言每年可节电近1，575109 kWh，节约费用63亿元。这不仅可以节约大量能源，还可以缓解油田用电紧X状况，既有经济效益又有社会效益。常规游梁式石油抽油机自以来，历经百年使用，经历了各种工况和
13、各种地域油田的考验，经久不衰。目前仍在国内外油田普遍使用。常规机以其结构简单、制造容易、可靠性高、耐久性好、维修方便、适应现场工况等优点，在采油机械中占有举足轻重的地位。但是由于常规机的结构特征，决定了它平衡效果差，曲柄净扭矩脉动大，存在负扭矩、载荷率低、工作效率低和能耗大等缺点。在采油本钱中，抽油机电费占30左右，年耗电量占油田总耗电量的2030，为油田电耗的第二位，仅次于注水。1.3 抽油机的开展方向石油抽油机是由装在平衡架内的平衡车调节整机平衡的，平衡车由链条经上链轮和下链轮与换向装置的下端相连，具有载能力大、易调节、平衡效果好、安装维修方便等优点。在各油田的原油生产中有着举足轻重的地位
14、，并且随着油田的进一步开发，各种新型节能抽油机将会得到广泛地推广和应用。石油抽油机适应各种类型油井抽汲的需要。为了适应垂直井,斜井,定向井,丛式井,水平井抽汲的需要,研制了斜井抽油机,丛式井抽油机,双驴头抽油机,双井平衡抽油机,紧凑型石油抽油机等.结构简单、可靠耐用、操作简便、容易安装等优点，深受用户欢迎，目前在用的抽油机中拥有最大的市场占有率。因此低能耗，低消耗，低本钱，效率高的抽油机是抽油机开展方向的最终结果，也是广阔设计者的毕生追求。第2章 常规游梁式抽油机传动方案设计2.1简述系统的组成工作原理图2-1结构示意图如下列图图中，1底座；2支架；3悬绳器；4驴头；5游梁；6横梁轴承座；7横梁；8连杆；9曲柄销装置；10曲柄装置；11减速器；12刹车保险装置；13刹车装置；14电动机；15配电箱。 工作原理电动机转动，通过外伸轴带动V带转动，V带与减速器相连接，带动减速器中的轴转动，经过两级齿轮的传动，带动输出轴转动，输出轴与曲柄装置相连接，带动曲柄装置作圆周运动，通过连接点带动连杆作上下的往复运动，再通过横梁带动驴头作上下的往复运动，驴头与悬绳器相连，带动抽油杆往复运动，实现将油从地下抽出的可能2.2 绘制系统的机构运动简图图2-2第3章 曲柄摇杆机构设计3.1 设计参数分析与确定根据工
