西安石油大学本科毕业设计(论文)
1.4 本次设计的意义
在半年的毕业设计中,了解到抽油机的国内外发展概况,以及在以后抽油机
的发展方向。尤其,在此次毕业设计《12型斜直井抽油机的主体结构与动力分析》中,对抽油机的工作原理,整体的结构有了更深的认识。最后,鉴于初次涉及对如此完整的石油矿场机械设计,因此,在设计的过程中,由于经验不足和有关认识的欠缺,必然会存在许多缺点和问题,我敬请各位老师和同学批评指导。
通过对机位的调节实现一台斜直井抽油机适用于0一45度范围内任意井斜角的油井。
就斜直井抽油机工况而言,装机井井斜角越大,支架和驴头前倾程度越大,整机稳定性就越差。因此要求整机设计必须遵从前轻后重、上轻下重的原则。经过反复研究,确定了如图1所示的斜直井抽油机总体框架结构。
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第2章 传动参数的设计
图2.1 传动装置运动简图
2.1 选择电动机的类型
按工作的要求和条件,选择三相型异步电动机,封闭式结构,电压380,Y型。
2.2 电机电容的计算
电动机所需的工作功率按下面的式子计算
pd=
由式子
Pw=1000kw (2-2)
因此
pd=1000η kw (2-3)
a
Pwηa
kw (2-1)
FV
FV
由电动机到驴头的传动总效率ηa为 ηa=η15η22η42η0η3
式中η0 η1 η2 η3 η4分别为V带,圆锥齿轮,轴承,圆柱齿轮,四连杆的传动效率η0=0.96 η1=0.98 η2=0.97 η3=0.99 η4=0.99
则 N =0.96×0.985×0.97×0.99×0.992=0.79
2.5×73×51.8×9
速度V1=60=0.29m s V2=60=0.25m s V3=60=0.27m s
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为了使电动机能正常工作所以取V=0.29m s 所以 pw=120×0.29=34.8kw pd=ηw=0.79=44.05kw a
p34.8
2.3 电机的转速计算
曲柄轴的最大转速是9转每分钟,V带传动的合理传动比i1′=2-4,两级圆柱齿轮减速器的传动比i2′=8-40,则总传动比合理范围为ia′=16-160,故电动机的可选范围为
nd′=ia′.n=(16-160) ×9=144-1440r min
根据容量和转速,有上可考虑电动机和传动装置的尺寸,重量,价格饿减速器的传动所以选定电动机的型号为Y280M-8,其主要性能如下:
表2-1电动机的性能 型 号 Y280M-6 满载 额度功率 KW 转速 电流 效率 功率因子 额度转矩 最大转矩 最小转矩 45 980 9.0 91.7 0.80 1.8 2.0 1.0 2.4确定传动装置的总传动比和分配传动比
2.4.1 总传动比:
nm980??153.8n6.37 (2-4)
ia? 2.4.2 分配装置的传动比
分配传动比时考虑以下的原则:
(1) 各级传动的传动比应在合理的范围内。
(2) 应注意使各级传动件尺寸斜调,结构均称合理。 (3) 尽量使传动装置外阔尺寸紧凑或重量较小。
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(4) 尽量使各级大齿轮侵入油深度合理。 (5) 要考虑传动零件之间不会干涉碰撞。 由式
ia=i0.i (2-5)
式中ia i分别是V带传动和减速器的传动比。 取V带传动比i0=4,
i?则减速器传动比为:
ia153.8??38.46i04
2.4.3 分配减速器的各级传动比
按展开式布置,考虑润滑条件,为使两极大齿轮直径相近,由展开式曲线查得:
i1=7.2
38.46则 : i2??5.34
7.22.5 计算传动装置的运动和动力参数 2.5.1计算传动装置的运动和动力参数
为了进行传动件的设计计算,要推算出各轴的转速及转矩(或功率)。所以将传动装置各轴由高速至低速依次定义为I轴II轴……….,以及
i0i1….为相邻两轴间的传动比; η01η02。。。为相邻两轴间的传动效率; pΙpΠ。。。为相邻两轴间的输入功率(kw); TΙTΠ。。。为相邻两轴间的转矩(N.m); ηΙηΠ。。。为相邻两轴间的转速(r min);
则可按电动机至工作机运动路线推算,得到各轴的运动和运动参数。 各轴转速
nm-----电动机满载转速
i0-----电动机至工作轴的传动比
nm980??245r/min Ⅰ轴:nI?i049
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Ⅱ轴:nm??nii?980?7.2?34.03r/min 014Ⅲ轴:nnmI?ii?980?6.37r/min 01i24?7.2?5.342.5.2各轴的输入功率
各轴间的功率关系为 pΙ=pdη01 kw
pΙΙ=pΙη12=pdη01η12 kw pΙΙΙ=pΙΙη23=pdη01η12η23 kw
其中(η01=η1 η12=η2η3 η23=η2η3)所以各轴的功率为: Ⅰ轴 pI?Pd?0?45?0.96?43.2kw
Ⅱ轴 p??PI?1?2?43.2?0.98?0.97?41.1kw
Ⅲ轴
PⅢ?P??1?2?41.1?0.98?0.97?39.0kw
各轴输出功率 Ⅰ轴-----Ⅲ轴输出功率分别为 Ⅰ轴
P1?PⅠ??1?43.2?0.98?42.34kw
Ⅱ轴 P2?P2??1?41.1?0.98?40.27kw Ⅲ轴
P3?P2??1?39.0?0.98?38.22kw
2.5.3 各轴输入转矩
T1=Tdη01 N.m
其中Td为电动机的输出转矩,按公式计算: 电动机轴输出转矩由公式
P?nmd?Td9550 10
2—6) (