長環(huán)形齒條式抽油機(jī)論文

1、長環(huán)形齒條式抽油機(jī)的設(shè)計(jì)摘要：目前，常規(guī)游梁式抽油機(jī)因其結(jié)構(gòu)簡單、操作維修方便、使用壽命長等原因，仍為各大油田的主要采油設(shè)備，但由于其懸點(diǎn)載荷變化大，動(dòng)載荷大，可靠性低等原因，難以滿足深井、稠油井對抽油機(jī)沖程長、載荷大的要求，難以再向大型化發(fā)展。本論文提出了一種長沖程、大載荷的齒條式抽油機(jī)的結(jié)構(gòu)方案，分析了齒條式抽油機(jī)的工作原理，設(shè)計(jì)了抽油機(jī)的傳動(dòng)方案。這種新型抽油機(jī)采用“齒輪長環(huán)形齒條”機(jī)構(gòu)，由小齒輪的單向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)長環(huán)形齒條上下運(yùn)動(dòng)，并帶動(dòng)滑塊做上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)基本的抽油動(dòng)作。通過簡單的機(jī)構(gòu)和尺寸改變，能實(shí)現(xiàn)不同沖程和沖次，并設(shè)計(jì)成重型抽油機(jī)。這種抽油機(jī)具有節(jié)能效果好、可靠性高、運(yùn)行平

2、穩(wěn)、維護(hù)方便等特點(diǎn)，具有較高的應(yīng)用推廣價(jià)值。 本文研究對促進(jìn)油田節(jié)能降耗有實(shí)際意義，采用的設(shè)計(jì)方法、理論具有一定的理論價(jià)值與實(shí)際的應(yīng)用前景。關(guān)鍵詞：抽油機(jī)；長環(huán)形齒條；平橫滑塊；效率；節(jié)能；可靠性design of pumping unit rackabstract: because of its simple structure, easy maintenance, long life and other reasons, the conventional beam pumping unit remains a major oil production facilities in major

3、 oil fields at present. but as its suspension point load changing largely, large dynamic load and low reliability, the requirements of long stroke length and large load is difficult to meet in the deep, thick well ,and pumping unit has difficulty to further large-scale development.in this paper, the

4、 structure scheme of a long stroke and large load rack pumping unit is discussed, the working principle of the rack pumping units is analysed, the transmission schem pumping unit is designed. a gear - long circular rack organization is used in this new unit.a long ring moves up and down drived by a

5、small one-way rotating drive gear rack and bring the slider up and down forming the reciprocating movement ,and the basic pumping action achieved. through a simple change in institution and size, different stroke is achieved, and the heavy pumping is designed scssessfully. the advantages of energy s

6、aving, high reliability, smooth running, easy maintenance are achived with this, and high value is achived in applications.this paper has practical significance to the promotion of energy saving in oil field, the design method and theory has a certain theoretical value and practical application.keyw

7、ords: pumping unit; long circular rack; flat horizontal slider; energy; reliability目 錄1 緒 論11.1 研究的意義11.2 國內(nèi)、外抽油機(jī)技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展方向21.3 本文研究內(nèi)容41.4 所采用的設(shè)計(jì)方法，手段以及步驟52 齒條抽油機(jī)的方案設(shè)計(jì)62.1 傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì)62.2 傳動(dòng)原理72.3 傳動(dòng)方案的特點(diǎn)83 齒條式抽油機(jī)總體尺寸確定103.1 天車輪和小齒輪尺寸的計(jì)算與確定103.2 確定總體尺寸114 齒條式抽油機(jī)運(yùn)動(dòng)分析134.1 運(yùn)動(dòng)分析134.2 懸點(diǎn)的速度、加速度、位移曲線135 齒條抽油機(jī)

8、的動(dòng)力學(xué)分析165.1 懸點(diǎn)載荷計(jì)算165.1.1 靜載荷計(jì)算165.1.2 畫靜力示功圖185.1.3 動(dòng)載荷計(jì)算215.2 平衡與扭矩計(jì)算235.2.1 平衡計(jì)算235.2.2 扭矩計(jì)算246 受力分析266.1 軸的受力分析266.2 軸的受力分析276.2.1 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件校核276.2.2 按彎矩合成應(yīng)力條件校核軸的強(qiáng)度277 齒條式抽油機(jī)主要零部件的設(shè)計(jì)307.1 鋼絲繩的設(shè)計(jì)307.1.1 計(jì)算作用于鋼絲繩上的最大載荷307.1.2 鋼絲繩的選擇及校核307.1.3 鋼絲繩使用的注意事項(xiàng)337.2 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算347.2.1 確定計(jì)算功率347.2.2 選擇v帶帶型347.

9、2.3 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑347.2.4 確定v帶的中心距和基準(zhǔn)長度357.2.5 計(jì)算小帶輪上的包角357.2.6 計(jì)算v帶的根數(shù)367.2.7 計(jì)算預(yù)緊力367.2.8 計(jì)算作用在軸上的壓軸力367.3 齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算377.3.1 齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)的選擇377.3.2 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)377.3.3 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)407.3.4 幾何尺寸計(jì)算417.3.5 驗(yàn)算427.4 軸承的選擇及校核427.4.1 軸承的選擇427.4.2 軸承的校核計(jì)算437.4.3 軸承使用的注意事項(xiàng)437.5 電動(dòng)機(jī)的確定447.6 減速器的選擇和計(jì)算447.6.1 減速器的選擇447

10、.6.2 減速器的潤滑與密封457.7 支架477.8 制動(dòng)裝置477.9 光桿處鋼絲繩和懸繩器488 結(jié)論49參考文獻(xiàn)50致 謝511 緒 論1.1 研究的意義石油是一種戰(zhàn)略資源，勘探和開采石油具有高投入、高產(chǎn)出的特點(diǎn)，各國都為降低開采石油的成本進(jìn)行了長期不懈的努力。機(jī)械采油法是目前廣泛采用的一種方法，其中抽油機(jī)是采油系統(tǒng)中的主要設(shè)備之一，而它的系統(tǒng)效率一般只有在20%到30%之間，因此研制一種新型節(jié)能抽油機(jī)將會(huì)更大的提高油田產(chǎn)量和效率。隨著石油開采業(yè)的發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)不同的油田，不同的油井，產(chǎn)量有大有小，而有些不能自流到地面 ，因此也就產(chǎn)生了解決油井生產(chǎn)舉升的設(shè)備抽油機(jī)。抽油機(jī)是有桿采油裝置

11、中的地面動(dòng)力傳動(dòng)裝置，其作用是通過減速箱，曲柄連桿或其它桿體機(jī)構(gòu)等，將動(dòng)力機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)槌橛蜅U和抽油泵的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)抽油泵的吸油和排油過程，并懸掛抽油桿，承受載重。隨著采油設(shè)備技術(shù)研究的深入，設(shè)計(jì)和制造水平的提高，抽油機(jī)在最初的雛形上得到了長足的發(fā)展，其技術(shù)發(fā)明有數(shù)百種，游梁式抽油機(jī)和無游梁式抽油機(jī)是目前量大面廣，使用最為普遍的采油設(shè)備。雖然多年來，技術(shù)相對成熟，運(yùn)行可靠的游梁式抽油機(jī)得到了廣泛應(yīng)用，至今仍占在役抽油機(jī)的絕大多數(shù)，但是游梁式抽油機(jī)存在著平衡效果差，電動(dòng)機(jī)工作電流波動(dòng)大，能耗高，沖程長度受限等不足，故一批新型抽油機(jī)如液壓（氣動(dòng)）式的抽油機(jī)，直線電動(dòng)機(jī)抽油機(jī)，鏈條式抽油機(jī)，電動(dòng)

12、機(jī)正反轉(zhuǎn)式抽油機(jī)等應(yīng)運(yùn)而生，這些新型抽油機(jī)在節(jié)能降耗和加大沖程方面有進(jìn)步，但可靠性趕不上游梁式抽油機(jī)，然而齒條式抽油機(jī)節(jié)能效果好，可靠性高，改善了這種情況。齒條式抽油機(jī)屬于無游梁式抽油機(jī)范疇，這種新型抽油機(jī)采用“齒輪齒條”機(jī)構(gòu)，由小齒輪的單向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)齒條上下運(yùn)動(dòng)，并且?guī)?dòng)滑塊做上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)基本的抽油動(dòng)作，通過簡單的結(jié)構(gòu)和尺寸改變，能實(shí)現(xiàn)不同沖程和沖次，并可設(shè)計(jì)成重型抽油機(jī)。這種抽油機(jī)可實(shí)現(xiàn)長沖程，低沖次抽油，其沖程長度取決于齒條的長度和小齒輪的直徑，沖次的大小則可通過合理的設(shè)計(jì)膠帶傳動(dòng)比，減速器的減速比以及齒輪齒條傳動(dòng)比來實(shí)現(xiàn)。齒條式抽油機(jī)的技術(shù)特點(diǎn)： （1） 節(jié)能:齒條抽油機(jī)的節(jié)能

13、效果在25%以上，有的甚至高達(dá)40%以上，究其原因，一是齒輪傳動(dòng)本身比其他運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)具有較高的效率；二是傳動(dòng)系統(tǒng)大大簡化，每減少1個(gè)傳動(dòng)環(huán)節(jié)，機(jī)械傳動(dòng)效率就能提高一點(diǎn)；三是齒條抽油機(jī)原理使得上下沖程電流基本是一條直線；四是抽油機(jī)總的系統(tǒng)效率本來就比較低，一般游梁式抽油機(jī)的系統(tǒng)效率只有30%左右，而齒條式抽油機(jī)能夠使系統(tǒng)效率達(dá)到40%以上。即使系統(tǒng)效率只提高了10%，節(jié)能效果已經(jīng)相當(dāng)明顯。（2） 工作可靠性高：齒條式抽油機(jī)主要工作部分采用齒輪齒條機(jī)構(gòu)，依靠小齒輪的單向旋轉(zhuǎn)即可帶動(dòng)齒條上下運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)滑塊的自然且沖程長度不變的換向，齒輪齒條比鏈條的運(yùn)轉(zhuǎn)可靠性好，傳動(dòng)效率也高，而且承載能力也強(qiáng)，可以設(shè)計(jì)

14、成負(fù)載更大的重型抽油機(jī)。齒條式抽油機(jī)還采用了膠帶抽油機(jī)的懸重膠帶，所以可靠性好。（3） 運(yùn)行平穩(wěn)：齒輪與齒條的嚙合運(yùn)動(dòng)只有在較短的換向時(shí)刻才有加速度，但由于有抽油桿，膠帶等彈性變形以及旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量作用，此時(shí)速度變化引起的沖擊很容易被緩和，不僅使電動(dòng)機(jī)電流基本不波動(dòng)，而且整個(gè)系統(tǒng)能保持較好的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。此外，該抽油機(jī)還解決了鏈條抽油機(jī)在每個(gè)沖程變化時(shí)鏈條松邊突然變成緊邊帶來的沖擊問題。（4） 質(zhì)量輕，維護(hù)方便：齒條抽油機(jī)換向機(jī)構(gòu)本身就是配重，無需很多的配重鐵塊，因此抽油機(jī)的質(zhì)量也大大減輕。此外，抽油機(jī)傳動(dòng)，潤滑等部分設(shè)計(jì)合理，使用維護(hù)方便。機(jī)身與基座之間設(shè)計(jì)有蝸輪蝸桿拉拔機(jī)構(gòu)，井下作業(yè)時(shí)，

15、機(jī)身撤離井口也很方便。近些年來，我國石油裝備總水平已有很大的提高，特別是采油工程中，機(jī)械采油井?dāng)?shù)已超過90%以上，其中有桿抽油井又占機(jī)械采油井的90%以上。目前抽油機(jī)，抽油桿，抽油泵自給率100%，對保持原油總產(chǎn)量穩(wěn)定，起了決定作用。為了追求開采利益最大化，以最少的投入換來最大的回報(bào)，開發(fā)節(jié)能高效的抽油設(shè)備，成為了油田經(jīng)營者和抽油機(jī)設(shè)備生產(chǎn)廠家致力追求的目標(biāo)。因此，對抽油機(jī)的結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行合理設(shè)計(jì)是十分必要的。1.2 國內(nèi)、外抽油機(jī)技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展方向目前，世界上生產(chǎn)抽油機(jī)的國家主要有:美國、俄羅斯、法國、加拿大和羅馬尼亞等。全世界生產(chǎn)抽油設(shè)備的公司有300多家，其中生產(chǎn)抽油機(jī)的公司有150多家。

16、美國生產(chǎn)的抽油機(jī)品種最多，技術(shù)最先進(jìn)，應(yīng)用范圍最廣泛。其中包括液壓抽油機(jī)、梅普長沖程抽油機(jī)、柔性件傳動(dòng)抽油機(jī)等等。美國，加拿大等已相繼研制出低矮式抽油機(jī)，適合玻璃纖維抽油桿的抽油機(jī)，天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的車裝式抽油機(jī)，現(xiàn)場快裝式抽油機(jī)，沖程可調(diào)的長沖程抽油機(jī)以及最近發(fā)展的數(shù)字式抽油機(jī)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前各國大約有近百個(gè)品種的抽油機(jī)在油田使用。相比之下我國抽油機(jī)的構(gòu)成顯得非常單調(diào)，僅有前述五個(gè)品種。我國抽油機(jī)制造業(yè)已經(jīng)有50多年歷史，經(jīng)過了進(jìn)口修配、仿制試制、設(shè)計(jì)研制三個(gè)階段。常規(guī)式游梁抽油機(jī)是油田使用歷史最悠久的，使用數(shù)量最多的一種抽油機(jī)，其總數(shù)量在數(shù)萬臺(tái)，國內(nèi)有十幾個(gè)廠家制造，但其不滿足節(jié)能要求。目

17、前，我國已經(jīng)有蘭州石油機(jī)械廠、蘭州通用石油機(jī)械廠、寶雞石油機(jī)械廠、第二石油機(jī)械廠、第三石油機(jī)械廠、第四石油機(jī)械廠、江漢石油機(jī)械廠、撫順石油機(jī)械廠、大慶總機(jī)廠、玉門總機(jī)廠、大港總機(jī)廠等30多家抽油機(jī)制造廠。蘭石、蘭通等石油機(jī)械廠先后獲得i商標(biāo)使用許可證，抽油機(jī)出口美國，從而使抽油機(jī)打入國際市場，躋身于世界先進(jìn)行列。我國無游梁式抽油機(jī)研制起步較晚，但是近年來發(fā)展較快。目前，我國的齒條類抽油機(jī)已有很多品種。齒輪齒條式抽油機(jī)屬石油工業(yè)領(lǐng)域的采油設(shè)備，是一種油田機(jī)械采油用無游梁式抽油機(jī)。解決提供一套性能優(yōu)越的替代產(chǎn)品。它主要由機(jī)架、齒輪、齒條、滑輪、配重往返架及控制器幾大部分組成，其特征是配重往返架。其

18、主要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、緊湊而合理，傳動(dòng)效率高、承載能力強(qiáng)、可靠度大、使用壽命長、制造安裝也較容易、使用、維修方便，是現(xiàn)有抽油機(jī)的更新?lián)Q代產(chǎn)品。曲卷式抽油機(jī)是由曲柄連桿機(jī)構(gòu)通過齒條和齒輪帶動(dòng)卷筒、鋼絲繩和懸繩器作上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)的抽油機(jī).其實(shí)質(zhì)是游梁抽油機(jī)的一種變形，具有耐用度高和可靠性好的特點(diǎn)，提高了采油系統(tǒng)效率,延長了機(jī)、桿、泵的使用壽命,是一種理想的高效節(jié)能采油機(jī)械. 立管型齒條式抽油機(jī)，由井口大四通、井口短節(jié)、立管、天輪、懸重繩、齒條、抽油桿以及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成，其結(jié)構(gòu)簡單、外形規(guī)則，傳動(dòng)路線短、傳動(dòng)部件少，整機(jī)故障率低且易于維護(hù)，可延長其使用壽命，目前已在大港油田實(shí)驗(yàn)使用。還有一種復(fù)動(dòng)輪齒條式抽

19、油機(jī)，采用cn92219135.2復(fù)動(dòng)輪拉桿式抽油機(jī)的結(jié)構(gòu)，除具有復(fù)動(dòng)輪式抽油機(jī)的優(yōu)點(diǎn)外，油田修井方便，新結(jié)構(gòu)改善了復(fù)動(dòng)輪受力條件。此外還有勝利石油管理局開發(fā)的長環(huán)形齒條抽油機(jī)。這種新型抽油機(jī)采用“齒輪+長環(huán)形齒條”機(jī)構(gòu), 由小齒輪的單向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)長環(huán)形齒條上下運(yùn)動(dòng), 并帶動(dòng)滑塊做上下往復(fù)運(yùn)動(dòng), 從而實(shí)現(xiàn)基本的抽油動(dòng)作。樣機(jī)已在勝利油田的現(xiàn)場應(yīng)用，且結(jié)果表明，這種抽油機(jī)具有節(jié)能效果好、工作可靠性高、運(yùn)行平穩(wěn)、質(zhì)量輕、維護(hù)方便等特點(diǎn), 通過簡單的結(jié)構(gòu)和尺寸改變, 能實(shí)現(xiàn)不同沖程和沖次, 并可設(shè)計(jì)成重型抽油機(jī)。這種抽油機(jī)適應(yīng)性強(qiáng), 具有較高的推廣應(yīng)用價(jià)值。無論是游梁式還是無游梁式抽油機(jī)都有其各自優(yōu)點(diǎn)

20、。但抽油機(jī)的發(fā)展趨勢主要朝以下幾個(gè)方向：（1） 大型化方向發(fā)展隨著世界油氣資源的不斷開發(fā)，開采油層深度逐年增加，石油含水量也不斷增大，采用大泵提液采油工藝和開采稠油等，都要求采用大型抽油機(jī)。所以，近年來國外出了許多大載荷抽油機(jī)，例如前置式氣平衡抽油機(jī)最大載荷213kn、氣囊平衡抽油機(jī)最大載荷227kn等，將來會(huì)有更大載荷抽油機(jī)出現(xiàn)。（2） 低能耗方向發(fā)展為了減少能耗，提高經(jīng)濟(jì)效益，近年來研制與應(yīng)用了許多節(jié)能型抽油機(jī)。如異相機(jī)、雙驢頭抽油機(jī)、擺桿抽油機(jī)、摩擦換向抽油機(jī)、液壓抽油機(jī)及各種節(jié)能裝置和控制裝置。（3） 朝著高適應(yīng)性方向發(fā)展現(xiàn)在抽油機(jī)應(yīng)具備較高的適應(yīng)性，以便拓寬使用范圍。例如適應(yīng)各種自然

21、地理和地質(zhì)構(gòu)造條件抽油的需要；適應(yīng)各種成份石油抽汲的需要；適應(yīng)各種類型油井抽汲的需要；適應(yīng)深井抽汲的需要；適應(yīng)長沖程的需要；適應(yīng)節(jié)電的需要；適應(yīng)精確平衡的需要；適應(yīng)無電源和間歇抽汲的需要；適應(yīng)優(yōu)化抽汲的需要。（4） 朝著長沖程無游梁式抽油機(jī)方向發(fā)展近年來國內(nèi)、外研制與應(yīng)用了多種類型的長沖程抽油機(jī)，其中包括增大沖程游梁式抽油機(jī)、增大沖程無游梁式抽油機(jī)和長沖程無游梁式抽油機(jī)。實(shí)踐與理論表明，增大沖程無游梁式抽油機(jī)是增大沖程抽油機(jī)的發(fā)展方向，長沖程無游梁式抽油機(jī)是長沖程抽油機(jī)的發(fā)展方向。（5） 朝著自動(dòng)化和智能化方向發(fā)展近年來，抽油機(jī)技術(shù)發(fā)展顯著標(biāo)志是自動(dòng)化和智能化。bak.r提升系統(tǒng)公司、deli

22、a-x公司、s公司等研制了自動(dòng)化抽油機(jī)，具有保護(hù)和報(bào)警功能，實(shí)時(shí)測得油井運(yùn)動(dòng)參數(shù)，及時(shí)顯示與記錄，并通過綜合計(jì)算分析，得出最優(yōu)工況參數(shù)，進(jìn)一步指導(dǎo)抽油機(jī)在最優(yōu)工況抽油。nsco公司智能抽油機(jī)采用微處理機(jī)和自適應(yīng)電子控制器進(jìn)行控制與監(jiān)測，具有抽油效率高、節(jié)電、功能多、安全可靠、經(jīng)濟(jì)性好、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。總而言之，抽油機(jī)將朝著節(jié)能降耗并具有自動(dòng)化、智能化、長沖程、大載荷、精確平衡等方向發(fā)展。1.3 本文研究內(nèi)容本設(shè)計(jì)需要解決的重點(diǎn)問題就是設(shè)計(jì)一臺(tái)齒條式抽油機(jī)，使整個(gè)抽油機(jī)的結(jié)構(gòu)合理，并能夠相應(yīng)地降低能耗，且使其可靠性好。主要包括：（1） 認(rèn)真查閱、收集相關(guān)資料，完成開題報(bào)告；（2） 分析目前常規(guī)游

23、梁式抽油機(jī)的缺點(diǎn)，提出齒條式抽油機(jī)的傳動(dòng)方案；（3） 根據(jù)提供的原始數(shù)據(jù)，并查閱相關(guān)資料，對抽油機(jī)運(yùn)動(dòng)學(xué)進(jìn)行分析，得到速度，加速度的計(jì)算公式，分析其優(yōu)越性；（4） 設(shè)計(jì)齒條式抽油機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)，對主要性能進(jìn)行校核；（5） 畫出裝配圖及零件圖。（6） 翻譯英文資料不少于15000個(gè)印刷符號。 1.4 所采用的設(shè)計(jì)方法，手段以及步驟（1）所采用的是機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)中經(jīng)常采用的一種方法。目前，齒條式抽油機(jī)設(shè)計(jì)基本上仍采用類比設(shè)計(jì)。這一設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是可以借鑒國內(nèi)外已經(jīng)生產(chǎn)的齒條式抽油機(jī)的成熟設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)工作簡單迅速可靠。有兩種類比的設(shè)計(jì)方法：一種是直接類比，即從某種成熟的齒條式抽油機(jī)機(jī)構(gòu)尺寸系列中，選取基本

24、參數(shù)與設(shè)計(jì)要求相同或最為接近的一組尺寸，在適當(dāng)縮小，放大或圓整，作為所設(shè)計(jì)的齒條式抽油機(jī)的相關(guān)尺寸；另一種是參數(shù)類比，即根據(jù)現(xiàn)有的齒條式抽油機(jī)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，選定若干反映機(jī)構(gòu)特征的參數(shù)，再通過幾何關(guān)系求出各部分尺寸。這兩種方法沒有原則上的差別，都建立在已有產(chǎn)品設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上。還有觀察法，它是指研究者根據(jù)一定的研究目的、研究提綱或觀察表，用自己的感官和輔助工具去直接觀察被研究對象，從而獲得資料的一種方法。科學(xué)的觀察具有目的性和計(jì)劃性、系統(tǒng)性和可重復(fù)性。在科學(xué)實(shí)驗(yàn)和調(diào)查研究中，觀察法具有如下幾個(gè)方面的作用：擴(kuò)大人們的感性認(rèn)識。啟發(fā)人們的思維。導(dǎo)致新的發(fā)現(xiàn)。此外還有文獻(xiàn)研究法，這是根據(jù)一定的研究目的或課題

25、，通過調(diào)查文獻(xiàn)來獲得資料，從而全面地、正確地了解掌握所要研究問題的一種方法。文獻(xiàn)研究法被子廣泛用于各種學(xué)科研究中。其作用有：能了解有關(guān)問題的歷史和現(xiàn)狀，幫助確定研究課題。能形成關(guān)于研究對象的一般印象，有助于觀察和訪問。能得到現(xiàn)實(shí)資料的比較資料。有助于了解事物的全貌。還有一個(gè)就是定量研究法。在科學(xué)研究中，通過定量分析法可以使人們對研究對象的認(rèn)識進(jìn)一步精確化，以便更加科學(xué)地揭示規(guī)律，把握本質(zhì)，理清關(guān)系，預(yù)測事物的發(fā)展趨勢。（2）步驟 a.調(diào)研； b.設(shè)計(jì)； c.繪圖。2 齒條抽油機(jī)的方案設(shè)計(jì)2.1 傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì)多年來，技術(shù)相對成熟、運(yùn)行可靠的游梁式抽油機(jī)得到了廣泛應(yīng)用，至今仍占在役抽油機(jī)的絕大多

26、數(shù)。然而，游梁式抽油機(jī)存在著平衡效果差、電動(dòng)機(jī)工作電流波動(dòng)大、能耗高、沖程長度受限等不足，故一批新型抽油機(jī)如液壓（氣動(dòng)）式抽油機(jī)、直線電動(dòng)機(jī)抽油機(jī)、鏈條式抽油機(jī)（包括皮帶式抽油機(jī)）、電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)式（變徑天輪式）抽油機(jī)等應(yīng)運(yùn)而生，這些新型抽油機(jī)在節(jié)能降耗和加大沖程方面有進(jìn)步，但在可靠性上仍趕不上不斷“磕頭的老黃牛”-游梁式抽油機(jī)。而齒條式抽油機(jī)具有節(jié)能效果好、可靠性高、運(yùn)行平穩(wěn)、維護(hù)方便等特點(diǎn)，改善了上面兩種情況。齒條式抽油機(jī)基本結(jié)構(gòu)如圖2-1所示，主要由以下部分組成：機(jī)座、機(jī)身、電動(dòng)機(jī)，皮帶傳動(dòng)及剎車系統(tǒng)、減速器、換向水平軌道、小齒輪和導(dǎo)向輪、帶有長環(huán)形齒條、導(dǎo)向槽和滾輪的平衡滑塊、懸掛系統(tǒng)、

27、懸重鋼絲繩。機(jī)座和機(jī)身采用拼焊結(jié)構(gòu)，機(jī)身兩側(cè)的h形鋼立柱也就是平衡滑塊上下運(yùn)動(dòng)的滑道。平衡滑塊是長環(huán)形齒條的安裝基座，上面還有環(huán)形導(dǎo)向槽。此外，平衡滑塊本身就是主要的平衡重，可根據(jù)需要增添不同數(shù)量的小平衡塊。2.2 傳動(dòng)原理齒條式抽油機(jī)采用“齒輪長環(huán)形齒條”機(jī)構(gòu)，由小齒輪的單向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)長環(huán)形齒條上下運(yùn)動(dòng)，并帶動(dòng)滑塊做上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。這類抽油機(jī)可獲得較長沖程，且結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)行平穩(wěn)，加速度曲線基本接近理想的簡諧正弦運(yùn)動(dòng)曲線，所以加速度低，動(dòng)載小，節(jié)能效果比其他游梁式、鏈條式抽油機(jī)好。圖2-2為齒條式抽油機(jī)的工作原理簡圖。長環(huán)形齒條固定在平衡滑塊上，平衡滑塊由滑動(dòng)導(dǎo)軌約束，在滑道內(nèi)只有

28、1個(gè)上下運(yùn)動(dòng)的自由度；電動(dòng)機(jī)輸出的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)經(jīng)皮帶傳動(dòng)到減速器，減速器輸出軸端裝有小齒輪和導(dǎo)向輪，小齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，可以和減速器、導(dǎo)向輪一起在水平軌道內(nèi)沿水平方向平動(dòng)，即小齒輪除了有1個(gè)旋轉(zhuǎn)的自由度之外，還有1個(gè)和減速器、導(dǎo)向輪一起做水平運(yùn)動(dòng)的自由度；導(dǎo)向輪和小齒輪同軸安裝，可自由轉(zhuǎn)動(dòng)，但受平衡滑塊上的環(huán)形導(dǎo)向槽限制。在導(dǎo)向輪和導(dǎo)向槽的導(dǎo)向作用下，小齒輪和長環(huán)形齒條能始終保持良好的嚙合，小齒輪不換向連續(xù)旋轉(zhuǎn)，可帶動(dòng)滑塊實(shí)現(xiàn)上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)懸掛裝置及懸重鋼絲繩實(shí)現(xiàn)抽油動(dòng)作。圖2-2 齒條式抽油機(jī)的工作原理簡圖1長環(huán)形齒條； 2平衡滑塊； 3小齒輪； 4 水平槽； 5 水平導(dǎo)軌； 2.3 傳動(dòng)

29、方案的特點(diǎn)（1） 節(jié)能 由于齒輪傳動(dòng)本身比其他運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)具有較高的傳動(dòng)比，再加上此傳動(dòng)系統(tǒng)大大簡化，機(jī)械效率能提高一點(diǎn)，所以其整體效率高了很多，也就達(dá)到了節(jié)能效果。（2） 動(dòng)載小 90%的沖程長度是勻速運(yùn)動(dòng)，只有在換向期間才有短時(shí)間的加減速度，因而其動(dòng)載較小。(3) 結(jié)構(gòu)緊湊，質(zhì)量輕 整體結(jié)構(gòu)比常規(guī)游梁式抽油機(jī)更簡單，重量輕，約為常規(guī)游梁機(jī)的三分之一-三分之二。結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小。長沖程、低沖次抽油 這種抽油機(jī)其沖程長度取決于環(huán)形齒條的長度和小齒輪的直徑，沖次大小則可通過合理的設(shè)計(jì)皮帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比、減速器的減速比，以及齒輪齒條傳動(dòng)比來實(shí)現(xiàn)。這種抽油機(jī)還存在一些缺點(diǎn)有待改進(jìn)，如鋼絲繩承受交變載荷

30、，而且天輪直徑不是太大，鋼絲繩彎曲通過天輪，使用壽命短。平衡滑塊的滑輪不能得到良好的潤滑，易發(fā)生干磨造成沖擊而損壞零部件。機(jī)架距井口太近，修井操作不方便。整機(jī)高度太高，運(yùn)輸不方便。3 齒條式抽油機(jī)總體尺寸確定3.1 天車輪和小齒輪尺寸的計(jì)算與確定天車輪半徑和小齒輪參數(shù)是齒條式抽油機(jī)的重要設(shè)計(jì)參數(shù)，它決定著抽油桿柱的運(yùn)動(dòng)性能、抽油機(jī)的運(yùn)動(dòng)特性和動(dòng)力性能。齒條式抽油機(jī)設(shè)計(jì)基本上仍采用類比設(shè)計(jì)。這一設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是可以借鑒國內(nèi)外已經(jīng)生產(chǎn)的齒條式抽油機(jī)的成熟設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)工作簡單迅速可靠。即從某種成熟的齒條式抽油機(jī)機(jī)構(gòu)尺寸系列中，選取基本參數(shù)與設(shè)計(jì)要求相同或最為接近的一組尺寸，在適當(dāng)縮小，放大或圓整，作為

31、所設(shè)計(jì)的齒條式抽油機(jī)的相關(guān)尺寸；原環(huán)形齒條式抽油機(jī)、鏈條機(jī)等的天車輪半徑為600mm, 在最大工作參數(shù)(沖程4.8m, 沖次4.5min-1)下，換向加速度為 2.58m/s2，而游梁式抽油機(jī)在相同抽油速度下的換向加速度僅為1.02 m/s2，原齒條機(jī)在該參數(shù)下運(yùn)轉(zhuǎn)振動(dòng)較大，現(xiàn)場幾乎沒有用過最高沖次。為此,對齒條機(jī)天車輪半徑進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。具體步驟是先確定抽油機(jī)平穩(wěn)運(yùn)行的最大換向加速度允許值（參考原鏈條機(jī)取值)，再考慮抽油桿和油管靜變形以及減速器的工作扭矩，最后反推出最佳天車輪半徑。根據(jù)原鏈條抽油機(jī)、齒條式抽油機(jī)現(xiàn)場使用表明: 當(dāng)天車輪半徑為600mm沖程為4.8m，沖次為2min-1時(shí),抽油

32、機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，此時(shí)的換向加速度為0.1463m/s2。下文簡述天車輪半徑計(jì)算過程:首先初選天車輪半徑r為600mm （3-1）（4.82）/30 =0.32 m/ s其中 天車輪半徑，m； 沖程，m； 沖次，min-1； 天車輪線速度，m/s。小齒輪半徑計(jì)算過程：因?yàn)樾↓X輪與長環(huán)形齒條嚙合傳動(dòng)，而長環(huán)形齒條又固定在平衡滑塊上一起運(yùn)動(dòng)，天車輪與平衡滑塊連接，由平衡滑塊帶動(dòng)，所以天車輪與小齒輪線速度相等。此齒條機(jī)是用于大載荷、稠油井，所以抽油運(yùn)動(dòng)須緩慢進(jìn)行。原齒條機(jī)在最大工作參數(shù)下，換向加速度為 2.58m/s2，在該參數(shù)下運(yùn)轉(zhuǎn)振動(dòng)較大，為此,對齒條機(jī)天車輪半徑進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，初取小齒輪的換向加速度

33、為0.35m/s2。 (3-2) （3-3） =0.293 m其中 小齒輪半徑，m； 天車輪線速度，m/s 小齒輪換向加速度,m/s23.2 確定總體尺寸本設(shè)計(jì)采用類比法，由（3.1節(jié)）計(jì)算以及石油工業(yè)出版社出版的抽油機(jī)采油技術(shù)得表3-1，從而得支架高度h=12.4m,長為l=1.8m, 寬為b=1.7m.抽油機(jī)的總體尺寸如圖（3-1）表3-1 ccj13-4.8-16型抽油機(jī)基本參數(shù) 額定懸點(diǎn)載荷,kn130光桿沖程,m4.8沖次 ,1.2天車輪半徑 , mm600小齒輪半徑 , mm293電動(dòng)機(jī)功率 ,kw18.5整機(jī)重量 t20外形尺寸 lbh m2.62.015 圖3-1 長環(huán)形齒條式

34、抽油機(jī)總體尺寸4 齒條式抽油機(jī)運(yùn)動(dòng)分析4.1 運(yùn)動(dòng)分析由于抽油機(jī)的懸點(diǎn)通過鋼絲繩和天車輪與平衡滑塊相連，因此研究抽油機(jī)懸點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)，即為研究平衡滑塊的運(yùn)動(dòng)。如圖所示設(shè)a、b、c、d、e、f、g、o1、o2九個(gè)點(diǎn)，其中a為上死點(diǎn)，d為下死點(diǎn)，o1為主動(dòng)鏈輪中心點(diǎn)，o2為從動(dòng)鏈輪中心點(diǎn)，則配重箱的運(yùn)動(dòng)軌跡為abcdefa，隨鏈輪轉(zhuǎn)動(dòng)做垂直往復(fù)運(yùn)動(dòng)。配重箱從下死點(diǎn)到上死點(diǎn)是配重箱的上沖程，是懸點(diǎn)的下沖程；配重箱從上死點(diǎn)到下死點(diǎn)是配重箱的下沖程，是懸點(diǎn)的上沖程。當(dāng)配重箱在段與段是，配種想的垂直往復(fù)運(yùn)動(dòng)為簡諧運(yùn)動(dòng)： （4-1） （4-2） （4-3）其中 平衡滑塊的位移,m； 平衡滑塊的速度，m/s； 平

35、衡滑塊的加速度，m/s2； 小齒輪的半徑，m； 小齒輪的角速度，rad/s。4.2 懸點(diǎn)的速度、加速度、位移曲線設(shè)下圖中、分別為懸點(diǎn)的最大速度、加速度、位移。 (a) 速度曲線圖(b) 加速度曲線圖(c) 位移曲線圖圖4-1 懸點(diǎn)的最大速度、加速度、位移曲線圖5 齒條抽油機(jī)的動(dòng)力學(xué)分析5.1 懸點(diǎn)載荷計(jì)算5.1.1 靜載荷計(jì)算齒條式抽油機(jī)與游梁抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷一樣主要有靜載荷、動(dòng)載荷和摩擦載荷組成。齒條抽油機(jī)靜載荷計(jì)算方法與游梁式抽油機(jī)相同。下面是參考游梁式抽油機(jī)靜載荷計(jì)算方法所得的齒條式抽油機(jī)靜載荷大小和變化（1） 抽油桿自重在上下沖程中，抽有桿柱自重始終作用于懸點(diǎn)上，是一個(gè)不變的載荷，用下面

36、公式計(jì)算： (5-1)其中 抽油桿柱自重，kn； 掛泵深度，m； 每米抽油桿柱自重，kn/m；各種直徑抽油桿的由文獻(xiàn)9,54，對于組合桿柱，可用下式計(jì)算： (5-2)式中 第i級抽油桿住每米自重，kn/m； 第i級桿住長度與總長之比值；由文獻(xiàn)10,263-271，選取泵徑為83mm,兩級桿柱由文獻(xiàn)9,54有：=4.0910-2kn/m=3.1410-2 kn/m由文獻(xiàn)10,271有: =0.49， =0.51。初取掛泵深度=1600m,泵徑=83mm。取抽油桿為2522mm（0.490.51）， =(0.494.09+0.513.14)10-2=3.6110-2 kn/m =3.6110-21

37、600=57.76kn其中 第一級桿柱長度與總長之比值； 第二級桿柱長度與總長之比值； 第一級抽油桿柱每米自重，kn/m； 第二級抽油桿柱每米自重，kn/m。由于抽油桿柱全部沉沒于油管內(nèi)的液體之中，所以在計(jì)算懸點(diǎn)靜載荷時(shí)，要考慮液體浮力的影響。用代表抽油桿柱在液體中的自重，則可用下面公式計(jì)算： （5-3）其中 井液密度，=0.95t/m3； 抽油桿密度，鋼抽油桿取=7.85 t/m3； 則 =（1-0.1270.95）57.76 =50.79 kn （2） 作用于柱塞的液注載荷作用于柱塞的液柱載荷隨抽油泵泵閥啟閉狀態(tài)的不同而變化。下沖程時(shí)，柱塞上的游動(dòng)閥是開啟著的，柱塞上下連通。假定不記液體通

38、過游動(dòng)閥和柱塞內(nèi)孔的阻力，則柱塞上下的液體壓力相等。因此，柱塞上的載荷等于零。上沖程時(shí)，游動(dòng)閥關(guān)閉而固定閥打開，柱塞上下不再連通。柱塞上面的液體壓力等于油管內(nèi)液柱靜壓力（忽略固定法阻力）。這一壓力差在柱塞上產(chǎn)生液柱載荷，用表示， （5-4）其中 抽油泵柱塞面積m2, 由文獻(xiàn)9,55表2-3查得柱塞直徑d=83mm時(shí)，=54.1110-4； 重力加速度，=9.81m/s2； h 泵的沉沒深度，此處取200m； 油井動(dòng)液面深度，1400m；則 =0.959.81140054.1110-4 =70.6 kn懸點(diǎn)靜載荷等于抽油桿柱在液體中的自重和作用于柱塞的液柱載荷之和。設(shè)懸點(diǎn)上沖程載荷為，下沖程的懸

39、點(diǎn)載荷為，則 （5-5） （5-6把=50.79kn, =70.6kn代入上式中得=50.79+70.6=121.39 kn=50.79 kn考慮井口回壓和套管壓力的影響，則 （5-7） =121.39+54.1110-4（0.8-0）103-3.810-40.8 103 =121.39+4.02448 =125.41 kn （5-8） =50.79-3.810-40.8 103 =50.5 kn5.1.2 畫靜力示功圖在由下沖程轉(zhuǎn)為上沖程時(shí)，懸點(diǎn)靜載荷由變?yōu)樵黾恿溯d荷，使抽油桿柱伸長。在由上沖程轉(zhuǎn)為下沖程時(shí)，懸點(diǎn)靜載荷由變?yōu)?，減少了載荷，使抽油桿柱縮短，伸長或縮短的變形量即為抽油桿柱的靜變形

40、，設(shè)為，可由文獻(xiàn)9,56公式(2-51)計(jì)算： = (5-9)其中 抽油桿柱經(jīng)變形,m； 抽油桿彈性常數(shù)；對于組合桿柱，由文獻(xiàn)9,56 公式(2-53)有: (5-10)由文獻(xiàn)9,54表2-2，得=0.96110-5（kn）-1=1.24110-5(kn)-1則 =0.96110-50.49+1.24110-50.51 =1.10410-5（kn）-1 =1.10410-570.61600 =1.247 m由于油管底部不錨定，在下沖程轉(zhuǎn)為上沖程時(shí)，隨著游動(dòng)閥關(guān)閉、固定閥打開，在抽油桿柱增加載荷的同時(shí)，油管柱要減少載荷，使油管柱縮短。同樣，在由上沖程轉(zhuǎn)為下沖程時(shí)，油管柱又要增加載荷，使油管柱伸長

41、，油管柱的靜變形用表示，單位m。用下面公式計(jì)算： (5-11)其中 油管柱靜變形，m； 油管彈性常數(shù)，由文獻(xiàn)9,58表2-4查得=2.4910-6(kn)-1 =2.4910-670.61600=0.281 m總的靜變形量為抽油桿柱靜變形與油管柱靜變形之和，設(shè)總的靜變形量為，則 (5-12)=1.247+0.281=1.528 m在抽油桿柱伸長和油管柱縮短變形期間，雖然懸點(diǎn)在向上運(yùn)動(dòng)，但柱塞與泵筒間并沒有相對運(yùn)動(dòng)。此時(shí)，游動(dòng)閥雖已關(guān)閉，但固定閥尚未打開，因而抽油泵并不抽油。只有當(dāng)懸點(diǎn)向上位移超過了以后，也就是靜變形結(jié)束以后，柱塞和泵筒之間才產(chǎn)生相對運(yùn)動(dòng)，固定法打開，柱塞才開始抽油。同樣在下沖程

42、開始階段，雖然懸點(diǎn)在向下運(yùn)動(dòng)，但由于桿柱縮短和管柱伸長，柱塞與泵筒見也沒有相對運(yùn)動(dòng)。此時(shí)，固定閥雖已關(guān)閉，但游動(dòng)閥尚未打開，因此，抽油泵和泵筒之間才產(chǎn)生相對運(yùn)動(dòng)，游動(dòng)閥才打開，柱塞下面液體才被排到柱塞上面來。由此可見，抽油泵柱塞的有效沖程長度比抽油機(jī)懸點(diǎn)的沖程長度要減少一個(gè)勁變形量。 (5-13)其中 抽油泵柱塞的有效沖程長度，m； 抽油機(jī)懸點(diǎn)的沖程長度，4.8m； 總的靜變形量，1.528m；則 =4.8-1.528=3.272 m在上沖程開始階段的靜變形期間內(nèi)，懸點(diǎn)靜載荷由逐漸上升，到靜變形結(jié)束時(shí)達(dá)到，以后保持這一數(shù)值直到上死點(diǎn)。在下沖程開始階段的靜變形期內(nèi)，懸點(diǎn)靜載荷由逐漸減少，到靜變形

43、結(jié)束時(shí)，又減小到，以后保持這一數(shù)值直到下死點(diǎn)。這就是懸點(diǎn)靜載荷隨懸點(diǎn)位移的變化規(guī)律，用圖形表示，如下圖，稱為靜力示功圖。5.1.3 動(dòng)載荷計(jì)算動(dòng)載荷是由抽油桿柱和液柱運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的載荷，一般由兩部分組成，一部分是與整體有關(guān)的動(dòng)載荷，用表示，它的大小正比于加速度，作用方向和加速度方向相反；另一部分是震動(dòng)載荷，用表示，的最大值發(fā)生在上沖程或下沖程靜變結(jié)束的一瞬間，正比于該瞬間時(shí)抽油泵柱塞相對于懸點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)速度。齒條抽油機(jī)上沖程或下沖程靜變結(jié)束的一瞬間，平衡滑塊可能處在簡諧段，也可能處在勻速運(yùn)動(dòng)階段。由靜載荷計(jì)算知懸點(diǎn)總的靜變形量=1.528m, 天車輪半徑初取為r=0.7m，天車輪與平衡滑塊的線速度相

44、等，因此，r,該情況是懸點(diǎn)上沖程和下沖程靜變形結(jié)束瞬間，平衡滑塊處在勻速運(yùn)動(dòng)段，懸點(diǎn)速度和加速度分別為： =0.32 m/s （5-14） =0 (5-15)設(shè)懸點(diǎn)上、下沖程結(jié)束瞬間的動(dòng)載荷分別為、,將和代入威爾諾夫斯基公式并化簡，得 (5-16) (5-17) (5-18)=4.315（1+0.3）10kns/m (5-19) =4.31510kns/m其中 -與抽油泵尺寸有關(guān)的系數(shù)，kns/m； -與油管尺寸有關(guān)的系數(shù)，kns/m； -天車輪半徑，mm； -天車輪轉(zhuǎn)速，r/min。-變形分配系數(shù)，=-油管過流面積擴(kuò)大系數(shù)，=-抽油桿截面積，；由文獻(xiàn)9,54表2-2查得 =4.9110-4

45、， =3.8010-4 =4.2710-4 =0.18=4.315（1+0.30.18）14.2710-410 =1.94 kns/m=4.31514.2710-410 =1.84 kns/m=5.63 kn=-5.34 kn懸點(diǎn)最大載荷與最小載荷的計(jì)算：對于低粘油井，摩擦載荷一般可忽略不計(jì)，因此最大和最小載荷分別為： (5-20) =125.41+5.63=131.04kn (5-21)=50.5-5.34=45.16kn5.2 平衡與扭矩計(jì)算 5.2.1 平衡計(jì)算懸點(diǎn)最大載荷為，懸點(diǎn)最小載荷為，則當(dāng)實(shí)現(xiàn)較好的平衡時(shí)，平衡齒條拉力為 (5-22)通過查相關(guān)資料，則平衡塊的平衡重為 =0.61

46、31.04 =78.62kn5.2.2 扭矩計(jì)算減速器輸出軸凈扭矩，設(shè)為，在一個(gè)往返行程內(nèi)是變化的，應(yīng)該分階段計(jì)算。上沖程： 勻速運(yùn)動(dòng)段 (5-23)簡諧運(yùn)動(dòng) (5-24)下沖程： 勻速運(yùn)動(dòng)段 (5-25) 簡諧運(yùn)動(dòng)段 (5-26)其中 齒條拉力，單位kn；=88.1 kn 懸點(diǎn)載荷，單位kn；減速器最大扭矩 (5-27)其中 懸點(diǎn)最大載荷，131.04 kn； r 天車輪半徑，0.7m。則 =（131.04-88.1）0.7 =30.058 knm畫出扭矩圖如下圖所示：6 受力分析6.1 軸的受力分析圖6-1 天車輪軸的受力分析天車輪軸支撐天輪，對天輪提供支持力，天車輪軸受力情況如圖5-1所示。圖中為天輪所受到的鋼絲繩拉力，為懸點(diǎn)最大載荷，也就是齒輪嚙合力和平衡滑塊的平衡重。在這里天輪自身重力可忽略不計(jì)。在上沖程階段： kn kn 在下沖程階段：45.16 kn45.16 kn6.2 軸的受力分析6.2.1 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件校核根據(jù)實(shí)際情況，選擇45鋼為軸材料，由文獻(xiàn)11公式 進(jìn)行校核其中 軸傳遞的功率，kw； 計(jì)算截面處軸的直徑，mm； 軸的轉(zhuǎn)速，r/min； = =39.