游梁式抽油机53型减速器设计
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游梁式抽油机减速箱维修标准化及常见故障分析游梁式抽油机减速箱维修标准化及常见故障分析-权威资料本文档格式为WORD,若不是word文档,则说明不是原文档。
最新最全的学术论文期刊文献年终总结年终报告工作总结个人总结述职报告实习报告单位总结摘要:给出了减速箱维修步骤和工艺流程及维修标准,分析了减速箱渗漏原因和常见故障,提出了预防及排除方法,并对抽油机的核心部位减速器维修工艺进行系统的研究,从而使抽油机达到安全稳定的目的。
关键词:游梁式抽油机;减速箱;维修标准TE933 A游梁式抽油机就是有杆抽油的一种,游梁式抽油机,也称梁式抽油机、游梁式曲柄平衡抽油机,指含有游梁,通过连杆机构换向,曲柄重块平衡的抽油机,俗称磕头机,其具有性能可靠、结构简单、操作维修方便等特点。
抽油机是带动井下抽油泵工作的地面机械转动装置,它和抽油杆、抽油泵配合使用,能将井下原油抽到地面。
有杆抽油是世界石油工业传统的采油方式之一,也是迄今在采油工程中一直占主导地位的人工举升方式。
一、减速箱维修工艺流程及维修标准第一步修前检查。
减速箱在解体前(未拔曲柄),首先要掌握设备的制造厂家、型号。
维修前全面检查项目包括: ?壳体有无裂纹、损坏。
如有裂纹,可进行焊补修复,若损坏严重应予更换。
?刹车装置性能。
?皮带轮轮辐、轮槽有无裂纹。
?减速箱各附件是否齐全。
?通过探窗观察,首先检查齿轮有无断齿,胶合齿面,磨损程度,及金属剥落现象。
若输出轴、中间轴基本完好。
?、盘动皮带轮,输出轴齿圈是否活动。
? 、横向推拉皮带轮,判断中间轴是否串轴。
第二步拔曲柄。
卸掉曲柄紧固螺栓,打上垫铁,胀开曲柄,用拉拔机拔下曲柄,同时对曲柄键及连接螺栓统一编号放在规定位置。
对拆卸下曲柄进行检查,曲柄销是否完好,曲柄有无裂痕,键槽是否损坏或磨损过大。
第三步开箱。
开箱前,再次检查箱体,拆下各配件编号置于工具台上(去污、整齐摆放)。
开箱后,检查齿轮换坏情况,轴承有无裂痕,换坏跑外圈,间隙是否超过极限。
一曲柄摇杆机构杆长计算目前,游梁式抽油机采用的是四杆机构原理。
国内外使用的游梁式抽油机四杆机构的循环主要有三种:对称循环、近视对称循环和非对称循环。
我们采用近视对称循环四杆机构,为了方便与计算,认为游梁旋转的上下极限转角相等。
由石油天然气行业标准查得游梁的最大转角055α=,因此游梁旋转上下极限位置与水平夹角分别为27.52α︒=。
游梁式抽油机采用的是四杆机构为曲柄摇杆机构,其原理简图如图一所示。
图一:执行机构的原理简图曲柄摇杆机构的两位置如下图二、图三所示,曲柄的半径为R,连杆的长度为L连,游梁回转中心与曲柄回转中心距离为l。
由设计说明书知游梁的前臂长度=6L前m, 游梁的后臂长度=3.162L后m,游梁支撑中心到底座距离=2.8H1m,曲柄转动轴中心到底座的直距离2=2H m,游梁支撑中心到曲柄转动轴中心的水平距离=4.1L m。
实用文档实用文档图二:游梁水平示意图图三:游梁后臂上仰最大角示意图由图示两位置状态知:222212() 4.1(2.82) 4.18l L H H m=+-=+-=实用文档1221120.8arctan()arctan()11.054.127.5211.0527.539 2.6314.18 3.162=1.0181.8245;0.8065.H H L L R m L R l L m L m R m οοοοοβαββββ-======+=+=+===-=-=-==连后连连二 驴头的结构设计及重量计算驴头用来将游梁前端的往复圆弧运动变为抽油杆的垂直直线往复运动,为了保证在一定冲程长度下,将圆弧运动变为悬点的直线运动,驴头的圆弧面长度应为:max =~S 弧(1.2 1.3)Smax S 为驴头悬点的最大冲程。
由设计说明书知:max S =6m ,取max 1.2S S =弧,则1.267.2S m =⨯=弧驴头的最大转角为55α︒=, S R α=⋅弧驴,因此7.2===7.504m 55 3.14180S R α⨯弧驴 驴头的材料选厚为100mm 耐磨板的45钢。
目录摘要: ........................................................................................................................................ I I A BSTRACTS ................................................................................................................................ I II 第一章引言 (1)1.1研究题目的来源 (1)1.2研究领域的历史、现状和前沿发展情况 (2)1.3前人在本课题研究领域中的成果 (3)1.4课题研究的目的和意义 (3)1.5研究的主要内容 (5)第二章抽油机的基本结构与参数 (7)2.1抽油机的工作原理 (7)2.2抽油机的分类 (8)2.3游梁式抽油机的结构 (9)2.4游梁式抽油机的基本参数 (14)2.5游梁式抽油机的标准 (15)第三章抽油机减速器的优化设计 (17)3.1优化设计的基本理论 (17)3.2抽油机减速器优化设计的初步分析 (20)3.3优化设计的数学模型 (21)3.4优化设计方法 (26)3.5优化结果与应用 (31)第四章结论 (33)参考文献 (34)致谢 (35)抽油机减速器优化设计目录目录第一章 引言 (1)1.1 研究题目的来源 (1)1.2研究领域的历史、现状和前沿发展情况 (2)1.2.1研究领域的历史 (2)1.2.2研究现状 (3)1.3前人在本课题研究领域中的成果 (3)1.4课题研究的目的和意义 (4)1.4.1课题研究的目的 (4)1.4.2课题研究的意义 (5)1.5研究的主要内容 (5)1.5.1抽油机的基本结构与参数 (6)1.5.2减速器双圆弧齿轮的优化设计 (6)第二章 抽油机的基本结构与参数 (7)2.1抽油机的工作原理 (7)2.2抽油机的分类 (9)2.3游梁式抽油机的结构 (9)2.3.1驴头设计 (10)2.3.2游梁设计 (11)2.3.3横梁及连杆设计 (11)2.3.4曲柄和平衡重 (13)2.3.5支架设计 (13)2.3.6减速器设计 (14)2.3.7悬绳器总成 (14)2.3.8动力机 (15)2.3.9底座 (15)2.4游梁式抽油机的基本参数 (15)2.4.1驴头悬点(挂抽油杆处)的最大允许载荷m ax P 。
专利名称:一种两轴油田游梁抽油机变速器专利类型:实用新型专利
发明人:陈平
申请号:CN202021298321.1
申请日:20200706
公开号:CN212564282U
公开日:
20210219
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本实用新型公开了一种两轴油田游梁抽油机变速器,包括变速箱壳体和输入轴,所述输入轴横向设置于所述变速箱壳体内底部,且所述输入轴上方平行设置有输出轴,所述输出轴横向延伸且转动设置于所述变速箱壳体中部,所述输出轴外侧设置有同步器,所述变速箱壳体正面上方设置有连接所述同步器的换挡组件。
有益效果在于:本实用新型设置两轴四挡式变速器结构,以对电动机输入扭矩增大后带动抽油机工作,以通过使用更小功率的电动机,从而节约电能,启动电流更小,运转平稳,满足游梁抽油机调整冲次要求,无需更换变速箱即可实现1到4冲次任意调节操作,实用性强。
申请人:陈平
地址:433100 湖北省潜江市江汉油田广华江汉路1号10栋201室
国籍:CN
代理机构:深圳贝谷知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人:段啸冉
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常规游梁式抽油机设计抽油机是利用物理原理将水或其他液体从井底抽上来的装置,广泛应用于石油、石油化工和水处理等领域。
常见的抽油机类型有很多,其中梁式抽油机是一种常用的设计。
下面将介绍梁式抽油机的设计原理和构造。
梁式抽油机的设计可以分为三个部分:输液系统、驱动系统和支撑系统。
输液系统是梁式抽油机的核心部分,它负责将井底的液体抽到地面。
输液系统包括井口设备、抽油杆和泵。
井口设备通常包括井口阀、井口头和泵桥等设备,其作用是保证液体正常流入抽油杆和泵。
井口阀用于控制液流的通断,井口头用于连接抽油杆和泵。
抽油杆是将驱动力传递给泵的关键部件。
它由一根或多根连接在一起的钢管组成,常见的有六角形和圆形截面。
抽油杆通常由优质碳素钢制成,具有较高的强度和刚性。
电机是驱动系统的主要动力源,负责提供驱动力给减速器。
电机的选型要根据抽油机的功率和工作条件来确定。
减速器用于将电机的高速旋转转换为适合抽油机运行的低速旋转。
减速器通常采用齿轮传动的结构,能够提供较高的传动比和较大的扭矩输出。
连杆是将减速器的旋转运动转换为抽油杆的线性往复运动的关键部件。
它由一对连杆和一根活塞杆组成。
连杆和活塞杆要具有较高的强度和刚性,以确保传动的可靠性和稳定性。
支撑系统是梁式抽油机的支撑和定位装置,它负责固定抽油机的各个部件,并保持其稳定运行。
支撑系统包括井口支撑装置、牵引装置和平衡装置。
井口支撑装置用于支撑并固定抽油机的上部分,通常由一个支撑架和一个固定架组成。
支撑架用于支撑抽油杆和泵,固定架用于固定井口设备。
牵引装置用于将抽油杆与支撑架连接起来,并通过定位轮对其进行固定。
牵引装置具有较高的刚性和可靠性,以确保抽油机的稳定运行。
平衡装置用于平衡抽油机在运行过程中产生的力和扭矩,以减少对井口设备和支撑系统的冲击和磨损。
通过合理的设计和选型,梁式抽油机能够高效地将井底的液体抽上来,并保持稳定的运行。
在设计过程中,需要考虑井深、产液量、液体性质和工作环境等因素,并且要根据实际情况进行调整和改进,以提高抽油机的性能和可靠性。
常规型游梁抽油机传动装置设计打开文本图片集一、传动装置总体设计方案1.传动方案传动方案已给定,前置外传动为普通V带传动,减速器为展开式二级圆柱齿轮减速器。
2.该方案的优缺点由于V带有缓冲吸振能力,采用V带传动能减小振动带来的影响,并且该工作机属于小功率、载荷变化不大,可以采用V 带这种简单的结构,并且价格便宜,标准化程度高,大幅降低了成本。
展开式二级圆柱齿轮减速器由于齿轮相对轴承为不对称布置,因而沿齿向载荷分布不均,要求轴有较大刚度。
二、动力学参数计算1.电动机输出参数2.高速轴的参数3.中间轴的参数4.低速轴的参数5.工作机轴的参数各轴转速、功率和转矩列于下表三、减速器的密封與润滑1.减速器的密封为防止箱体内润滑剂外泄和外部杂质进入箱体内部影响箱体工作,在构成箱体的各零件间,如箱盖与箱座间、及外伸轴的输出、输入轴与轴承盖间,需设置不同形式的密封装置。
对于无相对运动的结合面,常用密封胶、耐油橡胶垫圈等;对于旋转零件如外伸轴的密封,则需根据其不同的运动速度和密封要求考虑不同的密封件和结构。
本设计中由于密封界面的相对速度较小,故采用接触式密封。
输入轴与轴承盖间V 3m/s,输出轴与轴承盖间也为V 3m/s,故均采用半粗羊毛毡封油圈。
2.齿轮的润滑通用的闭式齿轮传动,其润滑方式根据齿轮的圆周速度大小决定。
由于低速级大齿轮的圆周速度v≤12m/s,将大齿轮的轮齿浸入油池进行浸油润滑。
这样,齿轮在传动时,就把润滑油带到啮合的齿面上,同时也将油甩到箱壁上,借以散热齿轮浸入油中的深度通常不宜超过一个齿高,但一般亦不应小于10mm。
为了避免齿轮转动时将沉积在油池底部的污物搅起,造成齿面磨损,大齿轮齿顶距离油池地面距离不小于30mm,取齿顶距箱体内底面距离为30mm。
由于低速级大齿轮全齿高h=6.75mm≤10mm,取浸油深度为10mm。
则油的深度H为H=30+10=40mm根据齿轮圆周速度查表选用负荷工业齿轮油(GB 5903-2011),牌号为320润滑油,黏度推荐值为266cSt。
摘要常规型抽油机,是机械采油设备中问世最早,应用最广泛,结构最简单的设备。
抽油机是石油工业中的一项重要组成部分,在抽油机驱动下,带动其他设备运转,实现油井的机械式开采。
主要分为游梁式和无梁式两大类。
游梁式抽油机主要由发动机、三角带、曲柄、连杆、横梁、游梁、驴头、悬绳器、支架、撬座、制动系统及平衡重组成。
随着时代的发展,对环保节能要求的不断提高,在理论与实践相结合的基础之上,目前国内外抽油机的总的发展趋势是向着超大载荷,长冲程,低冲次,精确平衡,自动化,智能化,节能化,高适应性,无游梁长冲程方向发展。
本设计主要根据抽油机的四杆机构(曲柄——连杆——横梁——游梁)的工作原理。
本文介绍了常规抽油机工作原理与节能原理,以及设计过程中对抽油机运动学和动力学分析与计算,阐述了这种设备的运动规律。
游梁式抽油机驴头的悬点载荷标志抽油机的工作能力的重要参数之一,而看它是否节能,其技术指标是抽油机的电动机实耗功率的大小及减速器的工作状态。
本设计全面概述了常规性抽油机的发展概况,抽油机的优化设计及其节能原理。
另外,设计者对抽油机得几何参数,运动参数,动力学参数进行了全面的分析计算。
此外,本设计不仅采用了计算机编程来计算抽油机的运动和动力学参数,而且采用了Auto CAD绘图软件,并附有中英文对照资料。
关键词:常规型抽油机;悬点载荷;结构;设计计算AbstractConwentional beam-pumping unit to take out the oil machine,publishing in the machine oil extraction equapments at the earliest stage,applied extensive,the most simple equipments in unit is an important component in the petroleum industry, driving by the pumping units,and the other equipments are running in order to achieve the mechanized exploitation of the oil well. It is mainly classified beam and non- beam two categories. Beam style pumping unit mainly consists of the engine, triangle belt, crank, connecting rod, beam, beam, donkey head, hanging a rope device, cradles, pry block, brake system and balance weight. With the development of the ages, the requirements of energy-saving and the consciousness of environmental protection enhancement, on the basis of the combining of the theory and practice, the current domestic and international pumping unit’s overall development trend is toward super-load, long stroke, low stroke times, precise balance, automatic, intelligent, energy- saving, high adaptability and non-beam long stroke direction. This design was mainly according to the principle of four-pole framework (crank -- connecting rod -- beam -- beam) of pumping unit’s.In this article ,working routine and power-saving technology of the conventional beam-pumping unit will be introduced, and during the designing procedure, the analysis of kinetic and dynamic to the pumping units express law of motion of this kind of equipment .The air load of beam style pumping unit is one of the important parameters, which is the first sign of the work capacity, and see it whether energy-saving, the technical indicators are the size of the electromotor consumption power and the work state of the this design said the difference al mutually a development general situation that took out the oil machine excellent to turn the design and it economized on energy the principle .Moreover,designed to taking ou the oil machine get several parameter,sport parameter ,the dynamics parameter carried on the analytical calculation completely.In addition, not only computer programming to calculate the movement and dynamics parameters is used in the design, but also the application of the Auto CAD software, simultaneously with Chinese-English information.Key words: Conventional Pumping Unit,;Horsehead load,;Structural Characteristic,;Design Calculation目录第一章绪论 (1) (1) (1) (2) (2) (2) (4) (4) (5) (5) (5) (5)第二章计算部分 (7) (7) (7) (8) (8) (9) (9)(悬点)加速度计算式 (10) (10) (10) (10) (11) (11) (11) (11) (12)第三章主要部件的设计计算 (14) (14) (14) (14) (15) (15) (15) (16)第四章抽油机的各结构的强度校核 (19) (19) (20) (22) (25) (28)结论 (30)参考文献 (31)致谢 (32)附录一中文译文 (i)附录二外文资料原文 (v)常规游梁式抽油机设计第一章绪论抽油机产生和使用由来已久,迄今已有百年的历史。
游梁式抽油机井抽油装置系统设计及应用第一篇:游梁式抽油机井抽油装置系统设计及应用课程设计课程游梁式抽油机井抽油装置系统设计及应用院系石油工程专业班级学生姓名学生学号指导教师****年**月**日游梁式抽油机井抽油装置系统设计及应用第1章前言1:1 设计的目的及意义油田开发是一项庞大而复杂的系统工程,必须编制油田开发总体建设方案—油田开发工作的指导性文件。
采油工程设计更是总体方案的重要组成部分和方案实施的核心,而游梁式抽油机的设计抽油装置系统设计更是采油课程设计的重中之重。
该课程为石油工程专业采油模块学生必修课,它是石油工程专业主干课《采油工程》的扩展和补充。
石油工程学生在学完专业基础课和专业课之后,为加深学生对采油工程深入了解,训练学生系统,全面和综合应用采油工程技术方法和设计能力,开设本课程。
目的是为了学生综合应用能力打下基础,培养学生毕业后能更快的适应和应用采油工程理论和技术方法解决采油工程问题。
有杆泵采油包括游梁式有杆泵采油和地面驱动螺杆泵采油两种方法。
其中游梁式有杆泵采油方法以结构简单、适应性强和寿命长等特点,成为目前最主要的采油方法。
抽油机是有杆泵抽油的主要地面设备,按是否有梁,可将其分为游梁式抽油机和无游梁式抽油机。
游梁式抽油机是通过游梁与曲柄连杆机构将曲柄的圆周运动转变为驴头的上、下摆动。
依据详探成果和必要的生产试验资料,在综合研究的基础上对具有工业价值的油田,按石油市场的需求,从油田的实际情况和生产规律出发,提高最终采收率。
近些年来,为了满足采油工艺对长冲程、低冲次抽油机的需要,国内近年来研制出多种新型游梁式与无游梁式长冲程、低冲次、节能抽油机。
游梁式抽油机的设计受到了抽油机设计工作者的重视,并取得了明显的经济效益,游梁式抽油机的最基本特点是结构简单,制造容易,维修方便,特别是它可以长期在油田全天运转,使用可靠。
因此尽管它存在驴头悬点运动的加速度大,平衡效果差,效率低,在长冲程时体积较大和笨重的特点,但依旧是目前应用最广泛的抽油机。
东北石油大学工程训练研究报告2013年6月18日目录东北石油大学工程训练任务书 (I)第1章概述 (1)1.1抽油机的原理 (1)1.2抽油机的分类和特点 (1)1.3抽油机的改型发展 (2)第2章常规游梁式抽油机传动方案设计 (3)2.1系统的组成和工作原理 (3)2.2系统的机构(运动)简图 (4)第3章曲柄摇杆机构设计 (5)3.1设计参数分析与确定 (5)3.2按K设计曲柄摇杆机构 (6)3.3曲柄摇杆机构优化设计分析 (10)3.4结论和机构运动简图 (13)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 (14)4.1传动比分配和电动机选择 (14)4.2各轴转速计算: (16)4.3各轴扭矩计算: (16)4.4各轴输出功率 (16)第5章齿轮减速器设计计算 (17)5.1高速级齿轮传动设计计算 (17)5.2低速级齿轮传动设计计算 (19)第6章带传动设计计算 (21)6.1带链传动的方案比较 (21)6.2带传动设计计算 (21)第7章减速器轴设计计算 (24)7.1高速轴设计计算 (24)7.2中间轴设计计算 (26)7.3低速轴设计计算 (29)7.4轴的设计步骤 (32)第8章轴承寿命计算 (35)8.1高速轴支撑轴承选型计算 (35)8.2中间轴支撑轴承选型计算 (35)8.3低速轴支撑轴承选型计算 (36)第9章设计结论汇总 (38)9.1已知条件 (38)9.2结论 (38)感想 (40)参考文献 (40)东北石油大学工程训练成绩评价表 (41)东北石油大学工程训练任务书课程机械设计基础题目常规游梁式抽油机传动系统设计专业装备11-2班姓名邱平学号 110403140207 主要内容、基本要求、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、掌握基本机构一般的设计方法和步骤。
4、熟悉和运用设计标准、规范及相关资料。
浅谈延长游梁式抽油机减速箱使用时间摘要:随着油田开发,含蜡、胶质极高的稠油层位也进行了开采,另外伴热逐渐减为掺水流程及冷输流程,回压不断增高,抽油机承受的负荷也增大,抽油机开抽时率不断增加,这样势必减短抽油机的使用寿命,如何减少抽油机的中枢枢纽减速箱的磨损,增加抽油机减速箱的使用时间就是降本降耗。
关键词:减速箱漏失润滑油一、游梁式减速箱组成目前我油田使用的抽油机减速箱结构为简单三轴(主动轴、中间轴、输出轴)减速结构,减速箱内的齿轮均采用油浴飞溅润滑,箱体结合面涂有密封胶以防止飞溅油液渗漏,左右旋齿轮与箱体之间装有油槽盒(带刮油器),箱体结合面开有油槽,可向各轴承供给润滑油,抽油机的减速箱磨损在生产中主要表现在主动,从动,中间齿轮磨损,以及其使用的轴承的磨损,因多种原因磨损严重,造成减速箱的大量维修,成本不断增加,这些势必影响生产而且给成本带来不小的压力。
二、抽油机减速箱的润滑和漏失2.1漏失问题已经严重影响了抽油机的正常运转 ,引起了人们的重视。
为了解决这个问题 ,油田公司采油厂应用了半流体润滑脂 ,先后应用于 2 0台抽油机减速箱的润滑保养 ,通过 6个月应用与监测 ,发现该半流体脂的润滑及防漏效果良好2.2 减速箱漏油原因分析(1)油封磨损。
减速箱主动轴、从动轴油封磨损,齿轮油从油封间隙漏出(2)抽油机安装质量问题。
减速箱安装上、下半块用螺栓连接时,连接面处密封垫子损坏,涂抹的密封胶不均匀,密封效果差。
安装轴承压盖时,回油孔与轴承压盖内密封圈开口槽错位,内密封圈堵塞了回油孔。
中间轴轴承盖板螺栓未上紧,垫子未压紧或垫子损坏(3)主动轴、从动轴下移。
主动轴、从动轴在运转过程中承受着较大的交变机应力,抽油机上下冲程中轴承承受着垂直方向上的交变压应力,加速了轴承的磨损程度,轴承磨损严重时导致轴向下移动与轴承乐盖内密封钢圈摩擦,轴与压盖密封间隙增大而漏油(4)其他原因:润滑油过多、呼吸阀堵塞箱内气压高或回油道堵塞造成减速箱漏油(少量是偷盗)。
浅谈关于抽油机减速器产品设计的方法分析摘要:在抽油机的整套装置中,减速器是重要的组成部分之一。
随着采油设备的改进与完善,减速器产品设计也面临新的挑战,即设计更为精密、合理的产品。
鉴于此,本文对抽油机减速器的产品设计进行分析。
关键字:石油工业;抽油机;减速器;产品设计石油是一种宝贵的能源与化工原料,被称为工业的血液。
近年来,石油工业得到了较快的发展,与石油生产服务配套的采油设备也得到了不断的完善与更新。
从最早的原始式抽油机发展到无游梁式抽油机、水力活塞泵以及电动潜油泵等,加之采油技术的更新,油井的采收率得到了极大的提升。
与此同时,钻采设备的要求也越来越高,作为采油设备的重要组成部分,减速器产品的设计方面,设计出与抽油机相匹配的减速器,同时在轴承润滑等方面做出改进,对采油设备作业质量与作业效率的提升有着重要意义。
1 抽油机减速器概述在采油设备中,游梁式抽油机由于结构简单、制造与维修相对方便,在油田机械采油井中具有较高的应用占比。
就游梁式抽油机的整套装置的组成来看,大致可以分为地面设备、井下设备以及中间的连接装置三个组成部分。
地面设备即游梁式抽油机,井下部分即抽油泵,连接装置即抽油杆柱。
游梁式抽油机主要有电动机、减速器以及四连杆机构组成,其中,减速器为抽油机的关键部件,同时也是主要易损部件之一。
改善减速器的工况,提高其承载能力,对延长抽油机的寿命以及提高采油的经济效益等皆有重要帮助。
2 抽油机减速器产品设计要点在油井实际生产中,受到抽油机电机的参数限制,需要在电机与抽油机之间加装减速器,以达到降低抽油机冲次的目的。
针对减速器产品设计,采用机械结构,借助换挡拨叉与不同齿轮的锁紧完成不同传动比的输出转换,是一种较为常见的设计思路。
与通过变频器控制电机转速的方式相比,以机械结构为核心的减速器具有维修方便、运行可靠等特点。
在抽油机减速器产品设计中,传动结构的初步设计具有重要意义,能够清晰地看出减速器的整体结构。
游梁式抽油机设计课程设计说明书学生课程设计(论文)题目:游梁式抽油机第一部分(电动机选择带传动设计减速器设计)学生姓名:学号:所在院(系):专业:班级:指导教师:职称:2021年X月X日目录一.电机选择……………………………………………………………61.1选择电机……………………………………………………………61.2计算并分配传动比…………………………………………………61.3传动装置的运动和动力参数计算…………………………………6二.带传动设计…………………………………………………………8三.齿轮设计……………………………………………………………103.1高速级齿轮设计…………………………………………………103.2低速级齿轮设计…………………………………………………14四.轴的设计……………………………………………………………194.1I轴的设计计算…………………………………………………194.2II轴的设计计算…………………………………………………204.3III轴的设计计算…………………………………………………23五.轴承寿命计算………………………………………………………265.1I轴轴承寿命计算…………………………………………………265.2II轴轴承寿命计算…………………………………………………275.3III轴轴承寿命计算…………………………………………………28六.键的校核……………………………………………………………30七.润滑及密封类型选择………………………………………………31八.减速器附件设计……………………………………………………32九.主要尺寸及数据……………………………………………………33十.参考文献……………………………………………………………34XX学院本科学生课程设计任务书题目15抽油机机械设计1、课程设计的目的本课程设计为学生提供了一个既动手又动脑,自学,查资料,独立实践的机会。
引言CYJ11.6—3—36.8B抽油机减速器设计1引言1.1 抽油机简介石油——工业的血液,它是宝贵的能源和化工原料,随着石油工业的发展,为石油生产服务的釆油设备得到了不断的更新和完善,釆油技术日渐提高。
从三十年代到目前近五十年中,在广大技术人员的共同努力下,从最早的原始式抽油机发展到了如今各种形式的釆油设备:如长冲程的无游梁式抽油机,电动潜油泵,水力活塞泵等无梁式釆油设备,这些釆油设备的问世,大大提高了油井的釆收率,提高了效率,降低了釆油设备的费用,克服了常规式游梁抽油机的某些缺点,但金无赤金,这些设备也有些缺点。
本论文拥有资料:目录、中英文摘要、正文、设计图纸查看地址:游梁式抽油机的结构简单,制造容易,维修方便,深受广大用户口欢迎,在某些方面并不比新型釆油设备逊色,因此在我国油田机械釆油井中98%还是釆用常规型游梁式抽油机,在国外比例也占首位。
游梁式抽油机整套装置由三部分组成:一、地面设备——游梁式抽油机,它由电动机,减速箱和四连杆机构组成。
二、井下部分——抽油泵。
三、联系地面和井下的中间部分——抽油杆柱。
1.2 设计背景近年来,随着石油钻采工业的迅速发展,对于钻采设备的要求也就越来越高。
因此,作为采油设备的一个重要组成部分——减速器,也得到了相应的改进和提高。
为提高采油效率,设计更加合理而精密的减速器成为当务之急。
本设计的目的在于根据CYJ11.6-3-36-8B型号抽油机设计出一款与之相匹配的减速器,在动力传输,轴承润滑等方面做出更好的改进,使之更加合理,经济。
CYJ11.6—3—36.8B抽油机减速器设计1.3国内外现状和发展趋势改革开放以来,我国引进一批先进的加工装备。
通过不断引进、消化和吸收国外先进技术以及科研攻关,开始掌握了各种高速和低速重载齿轮装置的设计制造技术。
材料和热处理质量及齿轮加工精度都有较大的提高,通用圆柱齿轮的制造精度可从JB 179—60的8~9级提高到GB10095-88的6级,高速齿轮的制造精度可稳定在4~5级。
10型,12型游梁式抽油机用53型双圆弧齿轮减速器设计摘要本文阐述了常规游梁式抽油机结构组成、工作原理及特点。
中的双圆弧齿轮对游梁式抽油机53型双圆弧齿轮减速器进行的设计计算。
并结合设计对系统进行了动态校正和设计工作过程中图文分析。
游梁式抽油机采用四连杆机构进行传动,对于减速器齿轮的转动,以及齿轮之间的传动进行了数字运算,对于53型双圆弧齿轮减速器的内部结构进行了设计。
关键字:抽油机工作原理,悬点载荷,双圆弧齿轮目录1234绪论随着原油和油气的产出,贮存压力减小。
最终在某一点,贮存压力达到小的必需用人工举升的方式才可以产油。
游梁式抽油机,是一个借鉴了水井工业的理想应用。
自从1925年Trout 设计的油泵演变到现今的具有统治地位游梁是人工举升设备。
在石油采油过程中对常规游梁式抽油机的应用已有上百年的历史,由于其结构简单,平衡性、稳定性突出等特点而被延用至今。
历经多年的发展和完善,主要是提高其可靠性和零件的设计方法上。
随着科技的发展,游梁式抽油机出现了好多的类型。
如下分类:(1)传统型传统的曲柄配重型被广泛的接受和认可,是久经考验的油田“战士”。
支点前面是负载,后面是配重。
(2)前置配重型由于其独特的几何结构和配重特征,低转矩峰值和低动力需求。
运行特点是是快速的下冲程,慢速的上冲程。
减小重型负载上冲程的加速载荷。
降低峰值转矩延长油杆寿命。
(3)结构紧凑型紧凑结构的设计防便用于经常移动的工作方式或者城区的应用,很多部件在工厂已经完成安装。
(4)气压配重型应用压缩气体替代沉重的铸铁配重块并且可以更精确得控制配重。
大大的减轻了系统地重量,运输和安装费用明显降低。
气压配重独特的优点在于更大的增大冲程,而对于铸铁配重结构来说将是非常庞大难于实现。
(5)游梁配重型配重块安装在游梁的另一端,是一种适合浅井应用的经济型。
我国生产的抽油机按照抽油机承受的悬点额定载荷主要分为2、3、5、8、10、12、14、16等型,每种型式的抽油机又按照不同冲程、曲柄轴额定扭矩分为多种规格的机型。
一、 课程设计的目的另配有设计图纸cad.proe.Qq275673028本课程设计为学生提供了一个既动手又动脑,自学,查资料,独立实践的机会。
将本学期课本上的理论知识和实际有机的结合起来,锻炼学生实际分析问题和解决问题的能力,提高学生综合运用所学知识的能力,装配图、零件图的设计绘图能力。
二、电动机的选择(图号14)电动机的功率为45KW.冲次为9n/min,故与配重项链的曲柄的转速n=9n/min,传动比的合理范围。
V 带传动比范围2~4,二级斜齿轮减速器传动比范围8~60,故总传动比范围i=16~240。
电动机的转速可选范围n'=(16~240)*12=(192~2880)n/min,综合考虑电动机的各个因素,可选定转速为590n/min 的Y315S-10型电动机,功率为45KW 。
三、传动装置的总传动比和传动比分配1、总的传动比由选定的电动机转速和冲次可求得总传动比i=590÷9=65.552、传动比的分配初选V带传动比i=3.3则减速器传动比i=65.55÷3.3=19.865二级减速器高速级传动比i=4.5则低速级传动比i=19.865/4.5=4.41三、传动装置运动与运动参数的计算1、各轴转速:1n =3.3590=178.8n/min 2n =45.48.178=39.73n/min 941.473.393==n n/min 2、各轴扭矩和输入功率的计算==11ηP P =⨯94.04542.3kw=1T 95501n P =9550=⨯8.1783.42 2.26KN ∙m ==212ηP P 99.098.03.42⨯⨯=41.04kw==229550n p T 9550=⨯73.3904.419.86M KN ⋅ ==323ηP P 41.0499.098.0⨯⨯=39.82kw==3339550n P T 9550=⨯982.3942.25M KN ⋅四、带传动的设计与计算(图号为13)带传动的设计内容包括带的型号,确定基准长度、根数、中心距、带的材料,基准直径以及机构尺寸、初压力和压轴力、张紧装置等。
常规游梁式抽油机设计毕业设计游梁式抽油机是一种常用的抽油设备,其主要用于油田开采中将地下原油抽出地面。
在这个毕业设计中,我们将设计一个具有高效能、可靠性和经济性的游梁式抽油机。
1.设计原理游梁式抽油机是一种间接式抽油装置,其运动原理是利用一个游梁的摆动来驱动杠杆系统,进而带动抽油杆进行上下运动。
游梁的摆动是通过一个驱动杆与曲柄机构相连实现的。
驱动杆通过与活塞杆相连,将往复直线运动转化为往复转动运动,进而带动游梁的摆动。
游梁在摆动过程中,驱动抽油杆上下运动,从而将地下原油抽上地面。
2.设计要求为了满足抽油机的高效能、可靠性和经济性的要求,我们需要考虑以下几个方面的设计:2.1驱动系统设计驱动系统是游梁式抽油机的关键部分,其设计应该具有高效的转动能力和稳定的运动性能。
我们将采用齿轮传动和链条轮传动相结合的方式来实现驱动系统。
2.2游梁设计游梁的设计需要考虑其材料的选择、结构的强度和稳定性。
我们将采用高强度钢材作为游梁的材料,并进行合理的结构设计,确保游梁在工作过程中稳定可靠。
2.3安全性设计抽油机涉及到高速运动和大扭矩的传递,安全性设计非常重要。
我们将在抽油机设计中考虑安全装置,包括过载保护装置、紧急停机按钮等,以确保操作员和设备的安全。
2.4经济性设计经济性设计要求在保证设备性能的前提下,尽量减少材料和能源的使用,降低成本。
我们将进行合理的设计和材料选择,以提高设备的经济性和可持续发展。
3.设计流程在设计过程中,我们将按照以下步骤进行:3.1了解设计要求和技术规范首先,我们需要详细了解抽油机的设计要求和技术规范。
包括工作条件、工作环境、工作负载等。
3.2确定设计方案根据设计要求和技术规范,我们将确定一个合适的设计方案。
包括驱动系统的选择、游梁的结构设计、安全装置的设计等。
3.3绘制设计图纸在确定设计方案后,我们将绘制详细的设计图纸。
包括工艺流程图、装配图、零件图等。
同时,我们还需要进行力学分析和计算,以确保设计方案的合理性和稳定性。
本科生毕业设计(论文)题目:游梁式抽油机53型减速器设计摘要本文阐述了我国齿轮减速器的现状及发展趋势,着重对游梁式抽油机53型双圆弧齿轮减速器进行设计计算,其中包括驱动装置的选择、总传动比的设定及各级传动比的分配、齿轮传动设计和各级传动轴的设计计算,并结合设计对系统进行了动态校正和强度校核。
用CAXA绘制二维装配图,Autodesk Inventor绘制三维图,最终设计出符合要求的齿轮减速器关键字双圆弧齿轮;齿轮减速器;分流式人字齿结构;强度校核ABSTRACTThis paper expounds the present situation and development of gear reducer trend .Focusing on the beam pumping unit double-arced gear reducer 53 type design calculation, including drives choice, total ratio setting and the distribution of transmission ratio at all levels, gear transmission design and various design and calculation of the drive shaft ,and according to the design of the system dynamic correction and strength check. Using CAXA Autodesk Inventor, assembly drawing two-dimensional drawing three-dimensional graph, finally designed to meet the requirements of gear reducerKeywords: Double-arced gear ; Gear reducer ;Shunt person handwriting toothstructure ;Strength check目录第1章概论 (1)1. 齿轮减速器的现状及发展趋势 (1)2. 我国抽油机减速器现状 (2)第2章传动方案的拟定 (4)1. 传动方案 (4)2. 电动机的选择 (4)3. 总传动比确定及各级传动比分配 (6)4. 计算传动装置的运动和动力参数 (7)第3章齿轮传动设计 (9)1. 高速级齿轮传动设计 (9)2. 低速机齿轮传动设计 (16)第4章轴的设计 (24)1. 输入轴的设计 (24)2. 中速轴的设计 (26)3.低速轴的设计 (29)第5章轴承的选择和校核计算 (34)1. 输入轴承的选择与计算 (34)2. 中间轴上轴承的校核与计算 (35)3. 输出轴上的轴承选择与计算 (36)第6章键连接的选择与校核计算 (37)1. 输入轴与带轮的键连接 (37)2. 齿轮2与中间轴的键连接 (37)3. 齿轮3与轴的键连接 (38)第7章减速器附件设计及润滑密封 (39)1. 减速器附件设计 (39)2. 润滑与密封 (40)第8章减速器的二维装配图与三维设计图 (41)总结 (42)科瑞集团实习报告 (42)致谢 (44)参考文献 (45)第1章概论1. 齿轮减速器的现状及发展趋势20世纪70年代末以来,世界减速器技术有了和打发展。
产品发展的总趋势是小型化、高速化、低噪声和高可靠性;技术发展中最引人注目的是硬齿面技术、功率分支技术和模块化设计技术。
到80年代,国外硬齿面技术已日趋成熟。
采用优质合金钢锻件、渗碳淬火磨齿的硬齿面齿轮,精度不低于ISO1328-1975的6级,综合承载能力为中硬齿面调质齿轮的3~4倍,为软齿面齿轮的4~5倍。
一个中等规格的硬齿面减速器的重量仅为中硬齿面减速器的1/3左右,且噪声低、效率高、可靠性高。
功率分支技术主要用于行星及大功率双分支以及多分支装置,如中心传动讲的水泥磨主减速器。
其核心技术是均载。
对通用减速器而言,除普遍采用硬齿面技术外,模块化设计技术已成为其发展的一个主要方向。
它旨在追求高性能的同时,即可能减少零部件及毛坯的品种规格和数量,以便于组织生产,形成批量,降低成本,获得规模效益。
同时,利用基本零件,增加产品的型式和花样,尽可能多地开发使用地变型设计或派生系列产品,如由一个通用系列派生出多个专用系列;摆脱了传统地单一有底座实心轴输出地安装方式,增添了空心轴输出的无底座悬挂式、多方位安装面等不同型式,扩大了使用范围。
改革开放以来,我国陆续引进先进加工装备,通过引进、笑话、吸收国外先进技术和科研攻关,开始掌握了各种高速和低速重载齿轮装置的设计制造技术。
材料和热处理质量级齿轮加工精度都有较大提高,通用圆柱齿轮的制造精度可以从JB179-60的8~9级提高到GB10095-88的6级,高速齿轮的制造精度可稳定在4~5级。
目前我国已可设计制造2800kW的水泥磨减速器、1700mm轧钢机各种齿轮减速器。
各种棒、线材轧机用减速器已全部采用硬齿面。
我国自行设计制造的高速齿轮装置的功率已达44000kW,齿轮圆周速度达168m/s。
80年代末至90年代初,我国相继制订了近100各齿轮和蜗杆减速器的标准,研制了许多新型减速器,大体上实现了通用减速器的更新换代。
许多产品达到了80年代的国际水平。
部分减速器采用硬齿面厚,体积和重量明显减小,承载能力、使用寿命、传动效率和可靠性有了大幅度提高,对节能和提高主机的总体水平起到明显的作用,为发展我国的机械产品作出了贡献。
进入90年代中后期,国外又陆续推出了更新换代的减速器,不但更突出了模块化设计的杰特点,而且,在承载能力、总体水平,外观质量方面又有明显提高。
面对这方面差距,我们的对策应该是:有条件的企业应该瞄准国际最先进的水平,尽快研究开发面向21世纪的新产品。
要研究出更好的模块化设计方法,以期形成较大的批量,求得规模效益。
现在国内有的企业已经先走了一步,开发出这类产品。
研究、开发、推广成本较低而承载能力又能接近硬齿面的中硬齿面滚齿的新齿形和新结构。
国内多年来使用行之有效的双圆弧齿轮、三环减速器和已成功应用的点线捏合齿轮等技术、应不断完善,大力推广。
2. 我国抽油机减速器现状抽油机减速器是一种承受重复交变载荷、长期连续运转的减速装置。
对于我国的抽油机主要有以下几种指标:第一种,目前最多应用也是市面上出售最多的一种抽油机的型号是JHL 型油田抽油机专用减速机。
它采用了双圆弧齿形圆柱齿轮,其具有承载能力大,使用寿命长,工作平稳,噪音小,密封性能好,安全可靠,安装使用方便等特点,适用各种野外条件下的连续作业,也可适用于矿用绞车。
第二种,油田用硬齿轮减速机是按照国家标准(GB19004-88)生产的,主要包括ZDY(单级)、ZLY(两级)、ZSY(三级)很ZFY(四级)四大系列。
性能特点:1、中心距,传动比等主要均优化设计,主要零、部件性好。
2、齿轮均采用优质合金刚渗碳、淬火而成,齿轮硬度达HRC58-62。
3、体积小、重量轻、精度高、承载能力大、寿命长、可靠性高、传动稳、噪音低。
4、一般采用池润滑,自然冷却,当热力率不能满足时,可采用循环油润滑或风扇,冷却盘管冷却。
第三种,抽油机专用摆线针轮减速机。
采用行星传动原理,摆线针轮啮合,设计先进、结构新颖。
特点:1、传动比大。
一级减速时传动比为1/6--1/87。
两级减速时传动比为1/99--1/7569;三级传动时传动比为1/5841--1/658503。
另外根据需要还可以采用多级组合,速比达到指定大。
2、传动效率高。
由于啮合部位采用了滚动啮合,一般一级传动效率为90%--95%。
3、结构紧凑,体积小,重量轻。
体积和普通圆柱齿轮减速机相比可减小2/1--2/3。
4、故障少,寿命长。
主要传动啮合件使用轴承钢磨削制造,因此机械性能与耐磨性能均佳,又因其为滚动摩擦,因而故障少,寿命长。
5、运转平稳可靠。
因传动过程中为多齿啮合,所以使之运转平稳可靠,噪声低。
6、拆装方便,容易维修。
7、过载能力强,耐冲击,惯性力矩小,适用于起动频繁和正反转运转的特点。
第四种,三环减速机由三片相同的内齿环板带动一个外齿齿轮输出,故称为三环减速器,属平行轴一动轴齿轮传动减速器,齿轮啮合运动属于动轴轮系,具有少齿差行星传动特征,输出与输入轴间平行配置,又有平行轴圆柱齿轮减速器的特征。
具有承载和超载能力强、传动比大、分级密集、效率高、结构紧凑、体积小、质量轻、装拆维修方便、适用性宽广等优点。
工作特点:1、工作环境温度为-40℃ C~+45℃,环境温度低于0℃时,启动前润滑油应预热。
2、高速轴转速不得超过功率表中规定的最高值。
3、瞬时允许尖锋转矩为额定转矩的2.7倍。
4、适用于连续,短时或断续工作制,可正反转。
5、减速器与原动机(常用电动机)和工作机之间应用非刚性联轴器且其轴心线应严格对中。
第2章传动方案的拟定1. 传动方案抽油机由电动机驱动,电动机1皮带2将动力传入减速器3,在输出端带动曲柄工作。
由于抽油机的载荷变化大,传动系统中采用两级对称分流式双圆弧圆柱齿轮减速器结构较复杂,高速级齿轮相对于轴承位置对称,沿齿宽载荷分布较均匀,高速级和低速级均为人字齿双圆弧圆柱齿轮传动。
传动方案如图2-1图2-1传动方案示意图2. 电动机的选择2.1 选择电动机类型按已知工作条件和要求,选用Y系列一般用途的三相异步电动机2.2.1减速器输出功率w Pw P = w6Tn 9.5510⨯出(2-1) 由公式(2-1)得w P = 27.749kw抽油机输出转速w n 等于抽油机的冲程w n =5r/min2.2.2 电动机至减速器之间传动装置的总效率为η32123ηηηη=⋅⋅(2-2) 1η,2η,3η 分别为皮带,轴承及齿轮传动的效率,1η=0.96,2η=0.98,3η=0.97由公式(2-2)得32321230.960.980.96=0.8327ηηηη=⋅⋅=⨯⨯2.2.3 确定电动机的额定功率ed Pd P =w P /η(2-3) 电动机的输出功率为d P由公式(2-3)得d P =33.3kw选定电动机的额定功率ed P =37kw抽油机的冲程w n =5 r/min 该传动系统为分流式圆柱齿轮传动,查阅教材表18-1推荐传动比为12i i i =⋅=8~60,则总传动比可取 8至60之间则电动机转速的可选范围为'1d n =8w n =8×57.32=458.56r/mi '2d n =60wn =60×57.32=3439.2r/min 可见同步转速为1000r/min ,1500r/min ,3000r/min 的电动机都符合,这里初选同步转速为1000r/min ,1500r/min ,3000r/min 的三种电动机进行比较,由参考文献[1]中表16-1查得:表2-1方案电动机型号 额定功率 (KW ) 电动机转速n/(r/min) 额定转矩堵转转矩 额定转矩最大转矩质量/kg 同步转速 满载转速1Y160M1-2 37 3000 2930 2.0 2.2 200 2Y160M-4 37 1500 1460 2.2 2.2 230 3Y160L-6 37 1000 970 2.0 2.0 200 4 Y180L-8 37 750 740 1.7 2.0 220由表中数据,综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量,价格以及总传动比,即选定方案43. 总传动比确定及各级传动比分配3.1 计算总传动比由参考文献[1]中表16-1查得:满载转速nm=740 r / min ;总传动比i=nm /w n =740/5=148 r / min3.2 分配各级传动比 查阅参考文献[1]《机械设计课程设计》中表2—3各级传动中分配各级传动比;取高速级的圆柱齿轮传动比2i =3(1.3~1.4)i =6.10,则低速级的圆柱齿轮的传动比为3i =4.78 4. 计算传动装置的运动和动力参数4.1 各轴转速电动机轴为电机轴0,减速器高速级轴为轴1,中速轴为轴2低速级轴为轴3,则0n = 740 r/min 011740r /min =145.78r /min 5.076n n i == 12223.89r /min n n i == 2335r /min n n i ==4.2 按电动机额定功率ed P 计算各轴输入功率2331.970.980.97kw 30.68kw II I P P ηη=⋅=⨯⨯=133.30.9631.97I d P P KW η==⨯=23III II P P ηη=⋅⋅=10.89×0.96×0.97 kw =28.30kw4.3 各轴转矩9550P T n=⨯(2-4)由公式(2-4)得311131.9795509550 2.09410145.78P T N m N m n =⨯=⨯=⨯ 2295502P T n =⨯×30.68/23.89 =12.26310N m ⨯⋅ 333395509550(28.30/5)53.910P T N m N =⨯=⨯=⨯∙ 将轴的运动参数汇总于下表以备查用: 表1-3轴名功率P (kw )转矩T(N.mm )转速n(r/min )传动比i效率η电机轴33.307405.0760.961轴31.972.10610⨯145.786.100.942轴 30.6812.26610⨯23.894.780.943轴28.3053.9610⨯5.00第3章 齿轮传动设计1. 高速级齿轮传动设计1.1 选择材料、精度及参数1.1.1 按图1所示传动方案,选用圆弧圆柱齿轮传动1.1.2抽油机为一般工作机器,速度不高,故选用7级精度(GB10095-88) 1.1.3 材料选择。