常规游梁式抽油机设计与仿真(毕业设计)(3)

底座：有底盘、机座两部分组成、底盘由工字钢、槽钢组焊而成。机座由钢板焊成箱形结构、机座上安装减速器、底盘前端安装支架、后端安装电机装置、底座和机座两端各打有中心线标记，以安装找正时使用。

悬线器：是驴头与光杆相互联接的部件。是由光杆卡瓦、支架、钢丝绳组成。钢丝绳穿入锥套，并用锌浇结成一体，锥套承受全部载荷。

支架：由型钢组焊而成。支架下端与底座连接。支架配有梯子，供安装和检修使用。支架可根据用户要求提供塔式构架。三角支架或三点式支架。

驴头：由钢板组焊而成，撤掉左（或右）侧两个销轴时可使驴头向右（或左）侧转180度，是修井作业非常方便，也可以根据用户要求提供上翻悬挂，自让位等其它形式的驴头。

游梁：由钢板组焊而成，前端与驴头连接，后端与横梁连接；中部有四个长孔，固定在游梁支承上，靠四个调整螺栓对游梁进行微调，使驴头悬点对准井口中心。 横梁：由钢板组焊而成箱型截面梁，其上装有支座，由芯轴，轴承座和一个双列向心球面滚子轴承组成。

连杆装置：由无缝钢管和上、下接头组焊而成的连杆，连杆销，曲柄销及曲柄销轴承座组成。上端靠连杆销与横梁连结，下锥面配合有螺栓与轴承座相连，曲柄销用左右旋紧螺母紧固在曲柄上，曲柄销螺母可根据需要配备三棱梅花螺母。

曲柄装置：两个曲柄装置对称的固装在减速器的从动轴上，曲柄上有若干个直径相

同的曲柄销孔，将曲柄销 紧固在不同的曲柄销孔里，既可得到不同冲程长度。曲柄装配有齿条，用来调节平衡块在曲柄上的位置。

减速器：减速器为分流式两极圆弧齿轮传动机构，其技术规范如前所述。减速器由电机通过五根窄V带（6V--）带动，从动轴两端装有曲柄，通过连杆、横梁牵动游梁上下摆动。主动轴一端安装有大袋轮，另一端安装刹车装置，主动轴和中间轴为齿轮轴。齿轮采用键和过盈配合与轴相联接。从动轴每端开有两个互为90度的键槽，抽油机工作相当时期后，将曲柄转过90度与新的键槽配合，使最大负载移到磨损较小的齿上，从而延长使用寿命。由O型密封嵌入的轴承盖、挡尘圈、回油槽和孔等组成了减速器轴端密封结构。箱体部分涂有密封胶。

游梁支承：是由轴、轴承座和两个单列向心、短圆柱滚子轴承组成，轴承座与游梁相连结。

电机装置：电机装在导轨上，导轨紧固在电机底座上。电机相对底座可前后移动。前后左右四个方向调整距离，电机的轴端靠锥套或键可安装不同直径的小带轮，使抽油机获得不同的冲次。

刹车装置：刹车是外抱形式，也可根据用户要求提供内涨式。这两种形式都可平移可靠地刹住转轴。

2.3主要参数

悬点载荷：抽油机驴头悬点的实际载荷。

额定悬点载荷：抽油机正常工作允许的最大的悬点载荷。

光杆的最大冲程：调节抽油机的冲程调节机构使光杆获得的最大位移。 最高冲次：调节带传动的传动比最小时的冲次数。 减速器的扭矩：减速器输出轴允许的最大扭矩。

2.4建立动力模型示功图

在设计抽油机之前，首先要确立抽油系统的地面示功图，它是抽油机动力分析的起始条件。所谓的模拟示功图是指在抽油机正常的工作条件下，能包容该机型各种工况，使抽油机的各项动力性能指标受到最恶劣工况考验的示功图。以现场实际示功图为基础，运用多元统计分析理论，结合理论研究成果和现场试验，给出了一种能预测在正常

稀油工况下油井地面示功图参数的方法。

模拟示功图可以用最大悬点载荷P1，最小悬点载荷P2，下死点载荷P3，上死点载荷P4及上冲程抽油杆柱伸长量S4、下冲程抽油杆柱伸长量Sx六大参数组成一个近似的四边形。 模拟示功图：

图2-1 模拟示功图

抽油机模拟示功图参数

2.5常规型游梁式抽油机运动学分析

游梁式抽油机运动分析的主要任务是：求出驴头悬点的位移、速度和加速度随时间变化 的规律，以便为载荷分析和扭矩计算提供运动学数据。在曲柄角速度等于常数的情况下，问题也就归结为求解悬点位移速度和加速度随曲柄转角的变化规律

常规型游梁式抽油机运动简图

基本参数及意义表示如下：

A—游梁前臂长度，mm； C—游梁后臂长度，mm； P—连杆长度，mm； R—曲柄半径，mm；

I—游梁支承中心到减速器输出轴中心的水平距离，mm； H—游梁支承中心到底座底部的高度，mm； G—减速器输出轴到底座底部的高度，mm； H-G—曲柄回转中心至中心轴承的垂直距离，mm； ψ—C与K的夹角； S—抽油机的冲程； n—抽油机的冲次； P—额定悬点载荷；

K—极距，即游梁支承中心到减速器输出轴中心的距离，mm；

J—曲柄销中心到游梁支承中心之间的距离,mm；

θ—曲柄转角，以曲柄半径R处于12点钟位置作为零度，沿曲柄旋转

方向度量；

Φ—零度线与K的夹角，由零度线到K沿曲柄旋转方向度量； β—C与P的夹角，称传动角； x—C与J的夹角； ρ—K与J的夹角； ?k—K与R的夹角； ?—P与R的夹角。 由图可知：

???arctan??I?? H?G??式中正负号取决于曲柄旋转方向，曲柄旋转方向的判断为：面向抽油机，井口在右侧，顺时针旋转为“+”，逆时针旋转为“-”。

?k???? J?K2?R2?2KRcos?k

?C2?P2?J2??? ??arccos??2CP???C2?J2?P2?? ??arccos???2CJ?????arcsin??R?sin?k? ?J??????

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