液压抽油机设计 毕业设计.doc

液压抽油机设计摘 要一种液压传动式石油开采抽油机，由包括液压泵、马达、控制阀、管路辅件在内的液压元件及相关机械零件装配组连为一个整体构成液压传动部件，通过其中的液压传动部件中的液压马达传动轮的轮面式或者齿式或者槽式传动结构与相对应的一端与采油油井的抽油泵连接杆相接的带式或者链式或者绳索式柔性传动件相配合，构成该机的往复工作机构。 通过由机、电、液元器件装配组连所构成的工作冲程和冲次调整控制系统来调整和控制该机往复工作机构，牵引石油油井的抽油泵按设定的冲程和冲次连续往复工作。电动机的动力输出轴端与液压泵的转子轴端直接或者经由连轴构件实现配合连接，经由液压控制阀、工作液过滤器、管路、附件将工作液容箱和液压泵之间组连成液压控制和工作回路，构成该液压传动部件的液压动力源部分。一种滑块式盘传动低速大扭矩液压马达的传动盘的外周直接装配轮面备有与绳或者带或者链式柔性传动件相对应配合的传动结构的传动轮，即构成该部件的动力转换和传动部分。其特点是:结构简单,制造、使用、维护成本低，明显节能。关键词：液压泵，液容箱，控制阀，传动轮 Hydraulic pumping unit designABSTRACTA hydraulic drive type oil pumping unit, by including hydraulic pumps, motors, control valves, piping accessories, including hydraulic components and mechanical parts associated with the assembly as a whole constitutes a group of hydraulic components, through which the hydraulic parts of the hydraulic motor drive wheel or gear wheel surface, or trough-type structure corresponding to the transmission side and the oil wells pump connecting rod connecting the belt or chain or rope-style flexible transmission parts matched to form reciprocating machine working bodies. Through the mechanical, electrical, hydraulic components, the assembly constituted by the work group with stroke and rushed revision control system to adjust and control the aircraft reciprocating body traction pump oil wells set by the stroke and the rushing back and forth consecutive working . Motor power output shaft and the pump rotor shaft directly or through a coupling component to achieve with the connection, via the hydraulic control valve, the working fluid filters, piping, accessories will be the working fluid between the tank and pump together into groups and work-loop hydraulic control, hydraulic components that make up the hydraulic power source part. One kind of slider-style disk drive low speed high torque hydraulic motor drive plate assembly wheel peripheral surface with a direct and flexible rope or belt or chain drive transmission parts corresponding with the structure of the drive wheel, which constitute the components of the power conversion and transmission parts. It features: simple structure, manufacture, use, maintenance costs low, clear energy.KEY WORDS： hydraulic pump , the tank liquid , the control valve , wheel drive 目录前言一种液压传动式石油开采抽油机，由包括液压泵、马达、控制阀、管路辅件在内的液压元件及相关机械零件装配组连为一个整体构成液压传动部件，该部件与底座、支架及其连接构件装配组合构成的机架部分一道构成该机的主体结构，通过其中的液压传动部件中的液压马达传动轮的轮面式或者齿式或者槽式传动结构与相对应的一端与采油油井的抽油泵连接杆相接的带式或者链式或者绳索式柔性传动件相配合，构成该机的往复工作机构，通过由机、电、液元器件装配组连所构成的工作冲程和冲次调整控制系统来调整和控制该机往复工作机构牵引石油油井的抽油泵按设定的冲程和冲次连续往复工作，其特征是:通过连接底座将一种滑块式具有变排量、变流向结构和功能的液压泵与相匹配的动力电动机装配组合，电动机的动力输出轴端与液压泵的转子轴端直接或者经由连轴构件实现配合连接，工作液容箱安装于连接底座的上部，经由液压控制阀、工作液过滤器、管路、附件将工作液容箱和液压泵之间组连成液压控制和工作回路，构成该液压传动部件的液压动力源部分；于一种滑块式盘传动低速大扭矩液压马达的传动盘的外周直接装配轮面制备有与绳或者带或者链式柔性传动件相对应配合的传动结构的传动轮，即构成该部件的动力转换和传动部分；将此两个部分安装于装配有升降导向轮、配置有用于安放由数块配重块叠加组合构成的组合体托架的架体之上，通过液压管路沟通这两部分之间的液压回路，即构成该传动部件的完整结构；在其内部结构中，所采用的液压泵是一个由变量、换向液压泵与组合配流阀一体化的泵、阀组合体，其组合配流阀的具体结构是，于泵的壳体的体内沿壳体内腔轴心线方向平行设置有两阀腔，两阀腔的中部，各有一径向通液孔与壳体内腔沟通，与工作液进、回液管路相接的进、回油口沿水平方向、平行、并列、垂直于两阀腔轴线的方向设置于阀腔壁的外部，两油口的底孔分别将两阀腔垂直交汇贯通，阀腔的内置件的构成及由内向外的装配顺序依次是，由内阀体、内阀芯、内压缩弹簧、内腔依次装配中心阀芯和外压缩弹簧再由限位卡环限定的中间阀体和外端部设置有液压管路接口的外阀体构成；该组合配流阀在泵的工作过程中的配流规律是，当一阀腔的径向通液孔沟通的是泵的吸液工作腔，则该阀腔的内阀芯被吸外移，开通进液油口与该吸液工作腔的液流通道，中间阀体连同内腔处于关闭状态的中心阀芯一道整体被吸内移，开通回液油口经由外阀体的径向通液孔和外端管路接口与所连接管路之间的通道；与此同步，另一阀腔的径向通液孔沟通的必定是泵的排液工作腔，此时该阀腔的内阀芯关闭、中间阀体封闭外阀体的径向通液孔，即进、回液油口与泵工作腔的通路同时关闭，中间阀体内腔的中心阀芯被工作液推动外移，开通泵的排液工作腔与外阀体外端的管路接口所连接管路之间的通路；该泵的工作液排量和流向的变换是通过其体内变位定子零件的轴心线相对于转子回转轴线的径向位移量的变化实现的，即，径向位移量增大，则排量增大，径向位移量减小，则排量减小，径向位移由转子回转轴线的一侧移动至另一侧，则该泵改变工作液流向；变位定子的径向位移是通过径向相对装配于该泵的壳体上的两只平衡液缸的活塞杆受到控制液交替往复推动实现的，位移量值的确定，即泵工作排量的调定是通过调整液缸盖上的限位螺钉限定活塞复位位置来实现的，平衡液缸的液压动力是由液压系统中的控制回路提供的；在总体上，液压传动部件的整个液压系统是一个开式泵控马达容积调速及换向的液压系统，由液压动力传动工作回路和液压控制回路两部分构成；液压动力传动工作回路的基本构成是，工作液自工作液容箱经由供液管路、进液油口、组合配流阀进入液压泵的工作腔加压后，再经由组合配流阀、液压管路进入液压马达的工作腔，驱动马达旋转后，再经由液压管路、组合配流阀、工作液回液油口、工作液回液管路、回液过滤器过滤后返回工作液容箱，完成整个工作循环；液压控制回路的基本构成是，于泵的端盖上装配有工作液压力继电器、手动节流阀和二位四通电磁换向阀，端盖的体内设置有阀腔、装配有梭阀芯、预制有相关通液孔道、设置有两端和中间这三个油口构成梭阀结构，经由控制管路将组合配流阀的两只外阀体外端管路接口处分别与梭阀两端油口接通，梭阀的中间油口经由端盖的体内孔道分别与压力继电器的控制液接口和电磁换向阀进液口接通，该换向阀的两控制液油口经由盖体体内孔道、控制管路分别与径向相对装配于泵的壳体上的两平衡液缸的油路接口接通，该换向阀的回液口经由端盖体内孔道与节流阀的一端口接通，该节流阀的另一端口经由端盖的体内孔道与泵的工作泄漏液容腔接通，由此构成本系统的控制回路；该控制回路在工作状态下的适时控制状态是，分别自液压动力传动工作回路中与液压马达进、排油口相通的液压管路引入的工作液至梭阀的两端接口，经梭阀调控后，由梭阀中间接口输出压力控制液，该控制液一路至压力继电器，根据该控制液的实际工作压力相对于压力继电器设定的工作液压力额定值的超、欠状况自动控制动力电动机的运转或者停止；该控制液另一路至电磁换向阀，当电磁换向阀受电控换向，则与该阀相通的两平衡液缸中的工作液压力状态同时转换，即高压变低压、低压变高压，变为高液压力平衡液缸的活塞杆推动泵的变位定子向变为低液压力状态下的平衡液缸的方向移动，直到变为低液压平衡液缸的活塞受到限位螺钉的限制停止，移动的速度取决于节流阀对变为低压的平衡液缸的工作液回流施行节流强度的大小，当节流强度大，则移动速度小，与之相应的是液压马达的转换旋转方向的过程平滑缓慢，当节流强度小，则移动速度大，与之相应的是液压马达的转换旋转方向的过程相对迅速。第1章 液压传动的发展概况和应用§1.1 液压传动的发展概况液压传动和气压传动称为流体传动，是据17世纪帕斯卡提出的液体静压力传动原理发展起来的一门新兴技术，是工农业生产中广为应用的一门技术。当今，流体传动技术水平的高低已成为一个国家工业发展水平的重要标志。20世纪50年代我国的液压工业才开始，液压元件初用于锻压和机床设备上。六十年代有了进一步的发展，渗透到了各个工业部门，在工程机械、冶金、机床、汽车等工业中得到广泛的应用。如今的液压系统技术向着高压、高速、高效率、高集成等方向发展。同时，新元件的应用、计算机的仿真和优化等工作，也取得了卓有的成效。工程机械主要的配套件有动力元件、传动元件、液压元件及电器元件等。内燃式柴油发动机是目前工程机械动力元件基本上都采用的；传动分为机械传动、液力机械传动等。液力机械传动时现在最普遍使用的。液压元件主要有泵、缸、密封件和液压附件等。当前，我国的液压件也已从低压到高压形成系列。我国机械工业引进并吸收新技术的基础上，进行研究，获得了符合国际标准的液压产品。并进一步的优化自己的产业结构，得到性能更好符合国际标准的产品。国外的工程机械主要配套件的特点是生产历史悠久、技术成熟、生产集中度高、品牌效应突出。主机和配套件是互相影响、互相促进的。当下，国外工程机械配套件的发展形势较好。最近，这些年国外的工程机械有一种趋势，就是：主机的制造企业逐步向组装企业方向发展，配套件由供应商提供。美国的凯斯、卡特彼勒，瑞典的沃尔沃等是世界上实力最强的主机制造企业，其配套件的配套能力也是非常强的，数量上也是逐年大幅的增长，配套件主由零部件制造企业来提供。在科技大爆炸的今天，计算机技术、网络技术、通信技术等现代信息技术对人类的生产生活产生了前所未有的影响。这也为今后制造业的发展，设计方法与制造技术模式的改变指明了方向，为数字化的设计资源与制造资源的远程共享，提高产品效率奠定了基础。目前，在液压领域中，特别是中小企业在进行液压传动系统的设计时，存在零部件种类繁多、系统集成复杂、参考资料缺乏等一系列困难，而远程设计服务可以解决这些问题。§1.2 液压传动的特点及在机械行业中的应用1、液压传动的优点：（1）单位功率的重量轻，即在相同功率输出的条件下，体积小、重量轻、惯性小、结构紧凑、动态特性好。（2）可实现较大范围的无级调速。（3）工作平稳、冲击小、能快速的启动、制动和频繁换向。（4）获得很大的力和转矩容易。（5）操作方便，调节简单，易于实现自动化。（6）易于实现过载保护，安全性好。（7）液压元件以实现了标准化、系列化和通用化，便于液压系统的设计、制造和使用。2、液压系统的缺点：（1）液压系统中存在着泄漏、油液的可压缩性等，这些都影响运动的传递的准确性，不宜用于对传动比要求精确地场合。（2）液压油对温度敏感，因此它的性能会随温度的变化而改变。因此，不宜用于问短变化范围大的场合。（3）工作过程中存在多的能量损失，液压传动的效率不高，不宜用于远距离传送。（4）液压元件的制造精度要求较高，制造成本大，故液压系统的故障较难诊断排除。3液压系统在机械行业中的应用：工程机械装载机、推土机、抽油机等。汽车工业平板车、高空作业等。机床工业车床铣、床刨、床磨等。冶金机械轧钢机控制系统、电炉控制系统等。起重运输机械起重机、装卸机械等。铸造机械加料机、压铸机等。第2章 液压传动的工作原理和组成液压传动是以液体为工作介质来传递动力（能量）的，它又分为液压传动和液力传动两种形式。液压传动中心户要是以液体压力能来进行传递动力的，液力传动主要是以液体动能来传递动力。液压系统是利用液压泵将原动机的机械能转换为液体的压力能，g经各种控制阀、管路和液压执行元件将液体的压力能转换成为机械能，来驱动工作机构，实现直线往复运动和会回转运动。油箱液压泵溢流阀、节流阀、换向阀、液压缸及连接这些元件的油管、接头等组成了驱动机床工作台的液压系统。§2.1 工作原理液油在电动机驱动液压泵的作用下经滤油器从油箱中被吸出，加油后的液油由泵的进油口输入管路。再经开停阀节流阀换向阀进入液压缸，推动活塞而使工作台左右移动。液压缸里的油液经换向阀和回油管排回油箱。节流阀用来调节工作台的移动速度。调大节流阀，进入液压缸的油量增多，工作台的移动速度就增大；调小节流阀，进入液压缸的油量就减少，工作台的移动速度减少。故速度是由油量决定的，液压系统的原理图见图2。§2.2 液压系统的基本组成（1）动力元件：液压缸将原动机输入的机械能转换为压力能，向系统提供压力介质。（2）执行元件：液压缸直线运动，输出力、位移；液压马达回转运动，输出转矩转速。执行元件是将介质的压力能转换为机械能的能量输出装置。（3）控制元件：压力、方向、流量控制的元件。用来控制液压系统所需的压力、流量、方向和工作性能，以保证执行元件实现各种不同的工作要求。（4）辅助元件：油箱、管路、压力表等。它们对保证液压系统可靠和稳定工作具有非常重要的作用。（5）工作介质：液压油。是传递能量的介质。第3章 传动装置设计§3.1 带、减速器设计带传动是一种挠性传动。基本组成零件为带轮（主动轮和从动轮）和传动带，具有结构简单、传动平稳、价格低廉和缓冲吸振等特点。本次设计带传动是把电机的转速通过一定的传动比传给减速器，实现电机与减速器通过带间接连接起来。选电机的型号Y200L-8，查表的，设计抽油杆的冲次。§3.1.1 V带设计1、传动比的确定查表得带得传动比一般推荐.本次设计取查表得则减速器的输入转速减速器的总的降速比2、皮带确定查表得则电动机的计算功率（1）带型号选择查表得选择V带的型号为C型查表得初选小带轮的直径为则大带轮的直径 （2）带速计算 查表得符合推荐值范围故合适（3）中心距及带长计算 （式3.1）则带入数据有初取 （式3.2）查表得取 （式3.3）则实际中心距中心距变换范围（4）带包角的验算符合（5）V带根数的确定查表得则根数 取(6）初拉力得计算由机械设计P149表8-3的则实际(7)压轴力的计算 (8)小带轮尺寸设计查表得电机Y200L-8输出轴的直径，长度键槽的宽，,则键槽的高度=.查表得带和轮连接时的各个参数(9)选带轮的材料为Q235,小带轮零件图如图3.1： 图3.1 小带轮零件图§3.1.2 减速器设计I级齿轮传动设计(1)传动比计算 查表得 本次设计取系数为1.4则(2)功率、转速计算有设计要求可得齿轮的转速不高，故选择八级精度。(3)齿轮材料的选择选择小齿轮的材料为，硬度为280HBS，大齿轮的材料为45号钢，硬度为240HBS，两者相差40HBS(4)齿数的选择选小齿轮的齿数为取(5)齿轮具体的设计初选螺旋角，载荷系数，查表得选齿宽系数，查表得选区域系数。查表得材料的弹性影响系数查表得则小齿轮的转距查表得小齿轮的接触疲劳强度大齿轮的接触疲劳强度应力循环次数 （式3.4）查表得接触疲劳寿命系数取失效概率，安全系数 （式3.5） 小齿轮的分度圆直径 （式3.6） 计算圆周速度v计算齿宽不b及模数 齿高宽高比查表得使用系数，8级精度查表得得 则纵向重合度查表得，则载荷系数则校合分度圆直径计算模数齿跟弯曲强度设计动载系数纵向重合度 查表得螺旋角影响系数则当量齿数查表得取齿型系数得查表得应力校合系数计算大小齿轮的查表得小齿轮的弯曲疲劳强度极限 大齿轮的弯曲疲劳强度极限查表得取疲劳寿命系数取弯曲疲劳安全系数则 小齿轮大齿轮大齿轮的数值大则设计模数对计算结果由齿面接触疲劳强度计算的法面模数大于齿跟弯曲疲劳强度计算的模数，为了符合两者取，就可以满足强度，但为了同是满足强度，取分度圆直径则取，则取则中心距按圆整后的中心距修正螺旋角变化不大不需要修改，则大齿轮的分度圆直径为 (6)齿轮几何要素的尺寸计算查表得得大齿轮的齿顶圆直径为大齿轮的齿根圆直径为小齿轮的齿顶圆直径为小齿轮的齿根圆直径为则小齿轮的宽度为取大齿轮的宽度为（7）小齿轮的具体结构和尺寸如图3.2图3.2 小齿轮零件图II级齿轮传动设计(1)传动比的分配(2)功率和转速的计算由设计要求可得齿轮的转速不高，故选择八级精度。(3)齿轮材料的选择选择小齿轮的材料为40Cr，硬度为280HBS，大齿轮的材料为45号钢，硬度为240HBS，两者相差40HBS(4)齿数的选择初选小齿轮的齿数为则大齿轮的齿数取(5)齿轮具体的设计初选螺旋角，载荷系数，查表得选齿宽系数，查表得选区域系数。查表得材料的弹性影响系数查表得得小齿轮的转距查表得得小齿轮的接触疲劳强度大齿轮的接触疲劳强度应力循环次数查表得取接触疲劳寿命系数取失效概率，安全系数由式10-12得 由式得小齿轮的分度圆直径计算圆周速度V计算齿宽不b及模数齿高宽高比查表得使用系数，8级精度查表得得 则纵向重合度查表得，则载荷系数则校合分度圆直径计算模数齿跟弯曲强度设计动载系数由纵向重合度 查表得螺旋角影响系数则当量齿数查表得取齿型系数得查取应力校合系数计算大小齿轮的查表得小齿轮的弯曲疲劳强度极限 大齿轮的弯曲疲劳强度极限查表得疲劳寿命系数取弯曲疲劳安全系数 小齿轮大齿轮大齿轮的数值大则设计模数对计算结果由齿面接触疲劳强度计算的法面模数大于齿跟弯曲疲劳强度计算的模数，为了符合两者取，就可以满足强度，但为了同是满足强度，取分度圆直径则取，则取则中心距按圆整后的中心距修正螺旋角变化不大不需要修改，则大齿轮的分度圆直径为 (6)齿轮几何要素的尺寸计算查表得大齿轮的齿顶圆直径为大齿轮的齿根圆直径为小齿轮的齿顶圆直径为 小齿轮的齿根圆直径为则小齿轮的宽度为取大齿轮的宽度为§3.1.3 减速器轴计算及轴承选择1、减速器轴径的计算轴径的初算（式3.7）其中P为轴所传递的功率,n为轴的转速,C可由机械设计课程设计P18表3-1得出,本次设计取。抽油机长期连续工作，减速器作为动力输出，所以对减速器轴的要求较高查表选轴的材料为20Cr，许用弯曲应力，剪切疲劳极限弯曲疲劳极限屈服强度极限抗拉强度极限硬度5662HBS由, 由, 由, 2、具体结构和尺寸的计算 根据前面带轮的宽度，减速器轴的宽度及轴承端盖厚度，及各部分间隙可算得减速器一轴的长度。 由计算的，取与减速器相连轴的直径为d=42mm，为了满足轴向定位要求需要制出一轴肩查表可得r=1.6mm,取安装轴处的直径d=50mm，为了满足轴向定位要求需要制出一轴肩查表可得r=1.6mm，则此时轴的直径为d=56mm为了方便定位在齿轮安装处需设计一轴肩查表得r=2mm，则安装齿轮处的直径降为d=56mm，同样在安装轴承处设轴肩的高度r=1.6，安装轴处的直径降为d=50mm具体设计如图3.3图3.3 减速器一轴零件图同样的方法可设计的轴二的具体尺寸和结构如如图3.4：图3.4 减速器二轴零件图3、轴承的选取本次设计采用滚动轴承，滚动轴承是现代机器中广泛应用的部件之一，它是依靠主要元件间的滚动接触来支撑转动零件的。基本结构分为四部分：1、内圈2、外圈3、滚动体4、保持架。由设计可知减速器轴承既承受轴向力，又承受径向力。查表得选择圆锥滚子轴承机构代号30000，由轴一支撑处的直径选一轴选择轴承代号30210小径大径宽由轴二支撑处的直径选二轴的轴承型号为30216小径大径宽由轴三支撑处的直径选三轴的轴承型号为30228小径大径宽。4、键的选择本次设计减速器所使用的键全部选用平键，由设计图可得轴一安装齿轮处的直径d=56mm，查表可得键的基本尺寸b=16mm，h=10mm，选长度L=125mm.安装带轮处轴的直径为d=42mm，查表可得键的基本尺寸b=12mm，h=8mm，选长度L=110mm。轴二安装齿轮处的轴径均为d=86mm，查表可得键的基本尺寸b=25mm，h=14mm，选长度分别为L=160mm，L=90mm。§3.1.4 减速器轴的校核减速器轴的校核，减速器共有三轴，我们着重对一轴进行校核。轴一简化图如如图3.5：图3.5 轴一简化图1、轴上的功率、转速、转矩的计算由上面的计算可知轴上的功率，转速转矩2、齿轮上作用力的计算由上面的计算可知齿轮的分度圆直径则有,，式中，3、轴的尺寸设计如上面4、轴上载荷的计算从轴的结构图以及弯矩和扭矩中可以看出C截面为轴的危险面现在将C处的数据列于表3.1：表3.1载 荷水平面垂直面支反力F 弯矩M总弯矩扭矩T5、校核轴的强度轴单向转动扭转切应力为脉动循环变应力取查表得其中W可查表得到查表15-1得 因此轴是安全的。§3.2 四杆机构设计§3.2.1 四杆机构尺寸计算1、曲柄连杆机构的条件查表得曲柄连杆机构则杆长条件如下：(1)组成周转副的两杆中必有一杆为最短杆。(2)最短杆长度+最长杆长度其余两杆的长度之和。取曲柄的长度为L1=500mm，出设计其它的尺寸如图3.6：图3.62、转角的计算如上图所示L1为曲柄原动件，S2C,S2D分别为摇杆L3的两个极限位置出选择各个参数如图当四杆机构的L1,L2处在同一直线及S1BD在同一直线时则根据余弦公式其中a ，b为相邻的边则有当四杆机构L1,L2重合时及AS1C在同一直线时则有则曲杆L3的转角初选转角，如最后有不合适的地方，稍加以调整§3.2.2 曲柄的设计由上面计算可得减速器三轴的直径为d=136.14mm取d=140mm曲柄的长度为L=500mm,选曲柄的材料为Q235A,具体结构和尺寸如如图3.7图3.7 曲柄零件图§3.2.3 连杆的设计选连杆的材料为Q235A，具体的结构和尺寸如图3.8如图3.8连杆零件图§3.3 链轮传动装置设计§3.3.1 材料的选择链轮机构是将四杆机构和天轮连接器来的重要部件，同时也是将四杆机构所传递动力通过钢丝绳传送给天轮，从而完成整个系统的运作。链轮为传递动力的重要部件，对材料的要求较高。小链轮为主动轮，查表得选小链轮的材料为20Cr，热处理的方式渗碳、淬火、回火，处理后硬度5060HBC,齿数大链轮为从动轮选择材料为Q235,热处理的方式焊接后退火,热处理后的硬度为140HBS§3.3.2 齿数的确定已知传递的功率不大由查表得选择滚子链,链速最大的传动比本次设计取因为小链轮的齿数,取则大链轮的齿数由四杆机构可得大轮的相对转速则小链轮的速度为§3.3.3 当量的单排链的计算功率 （式3.8）查表得 ，选择三排链则§3.3.4 链条的型号和节距的确定根据和小链轮的转速查表得选择链的型号40A查表可得链条的节距，滚子直径排距，则可得链轮的宽度为§3.3.5 中心距、链节数的计算（式3.9）为了使结构紧凑，本次设计取中心距 （式3.10）为了使得链条的过渡链接，将圆整为 （式3.11）查表得则链传动的最大中心距§3.3.6 链轮各个尺寸的计算小链轮的尺寸查表可得分度圆直径 （式3.12）齿顶圆直径 （式3.13）齿根圆直径 （式3.14）同理的大链轮的尺寸参数分度圆直径，齿顶圆直径，齿根圆直径 §3.3.7 具体结构的设计图小链轮图如如图3.9所示. 图3.9 小链轮零件图大链轮图如如图3.10图3.10 大链轮零件图§3.4 天轮及滑轮设计§3.4.1 天轮设计1、材料的选择选天轮的材料为ZG452、天轮的具体几何尺寸的设计设计冲程为5.0米，则曲柄连杆机构从最低点到最高点滑轮所转过的周长为L=2.5米。取大天轮的直径为，则天轮所转过的弧度，大小天轮同轴则小天轮的所转过的角度取大链轮距天轮的距离为两米，则可算出曲柄连杆机构从最低点到最高点时小天轮所转过的钢丝长度L草图如如图3.11所示 图3.11由图可知根据余弦公式其中a、b为相邻的边当四杆机构处在最低点时有则3594mm当四杆机构处在最高点时有则则根据，可得小天轮的直径为了设计的方便取小链轮一体的滑轮的直径.具体的分布是大天轮在中间，两个小天轮对称分布在大天轮的俩边3、天轮轴承的选取由结构可得天轮轴承主要承受轴向力，所以我们选深沟球轴承, 查表得结构代号为60000，选轴承的型号为6036内径外径宽,4、天轮轴的设计本次设计采用轴轮一体式具体的尺寸和结构图如图3.12图3.12 天轮零件图§3.4.2 滑轮设计1、材料的选择选择滑轮的材料为HT2502、滑轮的具体设计取滑轮的直径3、滑轮轴承的选取由结构可得滑伦轴承主要承受轴向力，所以我们也选深沟球轴承,由机械设计P309表13-1得结构代号为60000，选轴承的型号为6036内径外径宽,4、滑轮轴的设计本次设计采用轴轮连体式，具体的尺寸和结构如图3.13图3.13 滑轮零件图§3.5 支承座设计 支承座分为上下两个部，主要是用来支撑轴承。本次设计共有三处使用：1、四杆机构处支撑大链轮2、桁架上支撑天轮处3、悬架支撑滑轮处。§3.5.1 材料的选取因为支承座支撑轴承,故选择支承座的材料为HT200，桁架两处的轮使用的轴承相同，都选轴承的型号为6036，内径外径宽,§3.5.2 具体结构和尺寸的设计由上面轴承的选择可得出支撑座的内径为280mm,具体的结构和尺寸如设计如图3.14、 3.15所示，支承座上图3.14 轴承座上支承座下图3.15 轴承座下第4章 抽油机深井泵抽油装置及基础理论计算机械举升采油方式是目前大庆油田的最主要的、也是应用最为广泛的是采油方式。在机械举升工艺中，抽油机深井泵采油是应用井数最多的举升工艺。在本章节中，重点介绍抽油机深井泵采油的基础理论、技术发展、测试技术以及节能新技术的应用。§4.1 抽油机深井泵抽油装置抽油机深井泵抽油装置 是指由抽油机、抽油杆、深井泵组成的抽油系统。它借助于抽油机曲柄连杆机构的运动，将动力机（一般为电动机）的旋转运动转变为光杆的上下往复运动，用抽油杆带动深井泵柱塞进行抽油。§4.1.1 抽油机抽油机是抽油机深井泵抽油系统中的主要地面设备。游梁式抽油机主要由游梁-连杆-曲柄机构、减速箱、动力设备、辅助设备等四大部份组成。工作时，动力机将高速旋转动动通过皮带和减速箱传给曲柄轴，带动曲柄轴做低速旋转运动，曲柄通过连杆经横梁带动游梁作上下往摆动，挂在驴头上的悬绳器便带动抽油杆作上下往复动动。游梁式抽油机按照结构主要分为两大类：即普通式游梁式抽油机和前置式游梁式抽油机。随着抽油机制造技术的不断发展进步，自20世纪90年代后，陆续开发了不同形式的以节能为目的的抽油机，节能抽油机仍然属于普通式游梁式抽油机结构。关于节能型抽油机的结构特点，将在节能技术中加以介绍。普通式游梁式抽油机和前置式游梁式抽油机两者的主要组成部分相同，只是游梁与连杆的连接位置不同。普通抽油机一般采用机械平衡，而前置式抽油机最初多采用气动平衡，但由于技术上的不完善，后来使用机械平衡的方法，目前在我厂使用的前置式抽油机均为机械平衡。前置式抽油机上冲程曲柄转角为195º，下冲程曲柄转角165º，使得上冲程较下冲程慢。我国已制定了游梁式抽油机系列标准，其型号表示方法如下：CYJ 10 3 53 H B F-复合平衡 平衡方式代号 Y-游梁平衡 B-曲柄平衡 Q-气动平衡 减速箱形式代号：H为点啮合双圆弧齿轮；渐开线人字齿轮省略 减速箱曲柄轴最大允许扭矩，KN.m 光杆最大冲程 m 悬点最大载荷 10KN CYJ-常规型 游梁式抽油机系列代号 CYJQ-前置型 CYJY-偏置型§4.1.2 抽油泵1 抽油泵是抽油机深井泵抽油系统中的井下设备。由于它的工作环境复杂，条件恶劣，而且它工作的好坏直接关系到油井的产量，因而应满足以下一般要求：（1）结构简单，强度高，质量好。连接部分密封可靠；（2）制造材料耐磨，抗腐蚀性好，使用寿命长；（3）规格能满足排量要求，适应性强；（4）便于起下。抽油泵主要由工作筒、柱塞及固定凡尔、游动凡尔组成。按照抽油泵在油管中的固定方式分为杆式泵和管式泵。在我厂主要应用管式泵。我国已制定了抽油泵系列标准，其型号表示方法如下：CYB 38 R H A M 4.5-1.5-0.6 加长短节长度 m 柱塞长度 m 泵筒长度 m 定位部件形式：C-皮碗式；M-机械式 定位部位：A-定筒式、顶部定位 B-定筒式、底部定位 T-动筒式、顶部定位 泵筒形式：H-金属柱塞厚壁筒