游梁式抽油机课程设计说明书

《游梁式抽油机课程设计说明书》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、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，因此游梁旋转上下极限位置与水平夹角分别为。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，游梁回转中心与曲柄回转中心距离为。由设计说明书知游梁的前臂长度m,游梁的后臂长度m，游梁支撑中心到底座距离m，曲柄转动轴中心到

2、底座的直距离m，游梁支撑中心到曲柄转动轴中心的水平距离m。图二：游梁水平示意图17图三：游梁后臂上仰最大角示意图由图示两位置状态知：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:为驴头悬点的最大冲程。17由设计说明书知：=6m，取，则驴头的最大转角为，，因此驴头的材料选厚为100mm耐磨板的45钢。其结构如图四所示：图四：驴头三悬点载荷与配重计算悬点载荷与配重的计算是根据减速器输出转矩计算的。17图五：游梁后臂上仰到最大角当游梁后臂上仰到最大角时，配重用来平衡悬点载荷，

3、其图如图五所示；此时曲柄和连杆共线，与水平夹角当曲柄处于水平时，即游梁空载则配重与输出转矩平衡，其图如图六所示，减速器输出转矩T=120KN.m，mg为配重重量，效率，则：悬点载荷F=74kN配重mg=140kN图六：曲柄处于水平四配重的结构设计根据17石油天然气行业标准知，配重一般由铸铁制成，边缘圆弧状便于安装后的回转。因此配重的结构简单，为了使配重在曲柄上能够很好的调节和良好的锁紧性，配重上要安装保险锁块，配重与曲柄之间采用T形螺栓连接，查询石油天然气行业标准知T形螺栓为M42，安装保险锁块的螺栓大小为M32。因此我们选用配重的材料为HT250，由配重的质量和灰铸铁的密度计算出配重的

4、体积，从而设计出的结构如图七所示：图七：配重五连杆设计与强度校核每台抽油机有两根连杆，它是连接曲柄装置与横梁的杆件，是传递转矩的主要受力杆件。其主件可用管材，也可用其他型材如工字钢、槽钢等。但一般多用厚壁无缝钢管制成，在无缝钢管的两端没有上下接头，上下接头通过焊接与无缝钢管连接在一起。上接头通过横梁销轴与横梁连接在一起，下接头通过螺栓与轴承盒连接在一起，从而完成力矩的传递。选用材料20钢的内径80mm、外径120mm的无缝钢管为主件，而上下接头均为QT700—2铸成。其结构如图八所示。图八：连杆17连杆在抽油机工作时，承受拉力或压力。抽油机连质量较轻，其运动产生的惯性力及惯性力矩较小，因

5、此连杆运动所产生的惯性力和惯性力矩，则可以认为是二力杆。连杆在不同位置时，所受的力大小不同，根据示功图选悬点载荷最大位置时对连杆进行校核。此时抽油机的位置如图九所示:图九：抽油机结构示意图连杆力为P，此时有：连杆力由两根连杆共同承受，计算的连杆载荷等于连杆力的一半。两根连杆可能受力不均，其影响在安全系数中考虑。把连杆看作压杆有：的横截面积：取外D=40mm，壁厚6mm的无缝钢管。式中：A——连杆的横截面积，；——安全系数，S=4～5;——连杆材料的屈服极限，MPa;D——无缝钢管的外径，mm；17d——无缝钢管的内径，mm；材料为D=120mm，d=80mm的无缝钢管，安全系数取，20钢

6、无缝钢管的屈服极限将其数据代入上式求得连杆的最大应力为：连杆的许用应力为：故连杆的尺寸满足强度要求。六曲柄的设计曲柄是传递减速器输出扭矩的主要部件，所以它必须具有一定的强度和传动可靠性。曲柄一般可用灰铸铁、球墨铸铁和铸钢制成。在曲柄平衡的抽油机上，两件曲柄共同承受的抽油机的全部载荷，因此要求曲柄有很高的载荷能力，同时为了调整方便和安全，曲柄上设有导轨、挡块、刻度线，可以根据抽油机工作条件调整平衡块位置，使抽油机保持平衡。在一系列要求下，用HT250制成大尺寸常规普通型曲柄，其结构如图十所示：图十：曲柄七游梁设计17游梁是抽油机的主要承载部件，承担着抽油机的全部工作载荷，因此必须要有足够的

7、强度和一定的刚度。由于此抽油机属于大、中型抽油机，因此游梁采用钢板直接焊接成双腹板，其截面图如图十一所示：图十一：游梁双腹板横截面形状图设计的游梁如图十二所示：图十二：游梁对游梁进行受力分析，游梁在水平位置负载时弯矩最大，受力简图如图十三所示：图十三：游梁受力简图有理论力学和材料力学知:对游梁后臂断点而言正常情况下游梁受到的剪力很小，可以忽略不计，因此横梁17只受弯矩作用。通过经验和受力情况分析知，过游梁支座的横截面为游梁的危险截面