磕头机机械设计基础报告详解.doc

目 录 目录 1 第1章 概述 1 1.1 抽油机类型、特点、应用等陈述 1 1.2 抽油机存在的问题 2 1.3 抽油机的发展方向 3 第2章 常规游梁式抽油机传动方案设计 4 2.1简述系统的组成工作原理 4 2.2 绘制系统的机构（运动）简图 5 第3章 曲柄摇杆机构设计 6 3.1设计参数的确定： 6 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 7 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 10 4.1传动比分配和电动机选择 10 4.2 各轴转速计算 11 4.3 各轴功率计算 11 4.4 各轴扭矩 12 第5章 齿轮减速器设计计算 13 5.1高速级齿轮传动设计计算 13 5.2低速级齿轮传动设计 15 第6章 带传动设计计算 17 6.1 带链传动的方案比较 17 6.2 带传动设计计算 17 6.3结论及运动简图 19 第7章 减速器轴设计计算 21 7.1 各轴轴径初算 21 7.2各轴设计 21 7.3各轴的修正计算 23 7.4各轴的强度校核 24 7.5轴系部件图 28 第8章 轴承设计计算 30 8.1 高速轴支撑轴承选型计算 30 8.2中间轴支撑轴承选型计算 30 8.3低速轴支撑轴承选型计算 31 第9章 轴承的润滑和密封 32 9.1高速轴 32 9.2中间轴 32 9.3低速轴 32 第10章 轴承端盖设计与计算 33 10.1高速轴 33 10.2中间轴： 33 10.3低速轴： 33  第1章 概述 1.1 抽油机类型、特点、应用等陈述 1.1.1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，基本停止了生产。 1.1.2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较均匀的接近水平的直线，因此其运行平稳，减速箱齿轮基本无反向负荷，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，整机寿命长。前置式抽油机可配置较小功率的电动机，节能效果显著。与常规式抽油机相比，具有体积小、重量轻、节省钢材的优点。 1.1.3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年代发展起来并得到API的承认。试验表明，经优化设计的偏置式抽油机节电可达20％。 1.1.4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。在相同的工况下，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缓。由于省去了减速箱，故具有结构简单，制造成本低，维修及运行管理方便等特点。 1.1.5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。该机继承和保留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。 1.1.6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，偏轮杆件均为刚性连接，保持了常规机的特点。 1.1.7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20％～70。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发展最迅速的机型。 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1．05×10”kwh，占油气生产总用电比例的49．2％，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，全国石油抽油机年维护费用约2．25亿元，而因维护设备影响油井产量约相当1．2亿元，两项合计3．455亿元：全国抽油机采油操作成本总额45．65亿元。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成本、提高原油生产效率，将是人工举升挖潜增效的主战场。若每口抽油井实用功率按lO