抽油機(jī)減速器設(shè)計(jì)

1、引言cyj11.6336.8b抽油機(jī)減速器設(shè)計(jì)1引言1.1 抽油機(jī)簡(jiǎn)介石油工業(yè)的血液，它是寶貴的能源和化工原料，隨著石油工業(yè)的發(fā)展，為石油生產(chǎn)服務(wù)的釆油設(shè)備得到了不斷的更新和完善，釆油技術(shù)日漸提高。從三十年代到目前近五十年中，在廣大技術(shù)人員的共同努力下，從最早的原始式抽油機(jī)發(fā)展到了如今各種形式的釆油設(shè)備：如長(zhǎng)沖程的無(wú)游梁式抽油機(jī)，電動(dòng)潛油泵，水力活塞泵等無(wú)梁式釆油設(shè)備，這些釆油設(shè)備的問(wèn)世，大大提高了油井的釆收率，提高了效率，降低了釆油設(shè)備的費(fèi)用，克服了常規(guī)式游梁抽油機(jī)的某些缺點(diǎn)，但金無(wú)赤金，這些設(shè)備也有些缺點(diǎn)。本論文擁有資料：目錄、中英文摘要、正文、設(shè)計(jì)圖紙查看地址：游梁式抽油機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制

2、造容易，維修方便，深受廣大用戶(hù)口歡迎，在某些方面并不比新型釆油設(shè)備遜色，因此在我國(guó)油田機(jī)械釆油井中98%還是釆用常規(guī)型游梁式抽油機(jī)，在國(guó)外比例也占首位。游梁式抽油機(jī)整套裝置由三部分組成：一、地面設(shè)備游梁式抽油機(jī)，它由電動(dòng)機(jī)，減速箱和四連桿機(jī)構(gòu)組成。二、井下部分抽油泵。三、聯(lián)系地面和井下的中間部分抽油桿柱。1.2 設(shè)計(jì)背景近年來(lái)，隨著石油鉆采工業(yè)的迅速發(fā)展，對(duì)于鉆采設(shè)備的要求也就越來(lái)越高。因此，作為采油設(shè)備的一個(gè)重要組成部分減速器，也得到了相應(yīng)的改進(jìn)和提高。為提高采油效率，設(shè)計(jì)更加合理而精密的減速器成為當(dāng)務(wù)之急。本設(shè)計(jì)的目的在于根據(jù)cyj11.6-3-36-8b型號(hào)抽油機(jī)設(shè)計(jì)出一款與之相匹配的減

3、速器，在動(dòng)力傳輸，軸承潤(rùn)滑等方面做出更好的改進(jìn)，使之更加合理，經(jīng)濟(jì)。1.3國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)引進(jìn)一批先進(jìn)的加工裝備。通過(guò)不斷引進(jìn)、消化和吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)以及科研攻關(guān)，開(kāi)始掌握了各種高速和低速重載齒輪裝置的設(shè)計(jì)制造技術(shù)。材料和熱處理質(zhì)量及齒輪加工精度都有較大的提高，通用圓柱齒輪的制造精度可從jb 17960的89級(jí)提高到gb1009588的6級(jí)，高速齒輪的制造精度可穩(wěn)定在45級(jí)。部分減速器采用硬齒面后，體積和重量明顯減小，承載能力、使用壽命、傳動(dòng)效率有了大幅度的提高，對(duì)節(jié)能和提高主機(jī)的總體水平起到明顯的作用。從1988年以來(lái)，我國(guó)相繼制定了50-60種齒輪和蝸桿減速器的標(biāo)準(zhǔn)，

4、研制了許多新型減速器，這些產(chǎn)品大多數(shù)達(dá)到了20世紀(jì)80年代的國(guó)際水平。目前，我國(guó)可設(shè)計(jì)制造2800kw的水泥磨減速器、1700軋鋼機(jī)的各種齒輪減速器。各種棒材、線材軋機(jī)用減速器可全部采用硬齒面。但是，我國(guó)大多數(shù)減速器的水平還不高，老產(chǎn)品不可能立即被替代，新老產(chǎn)品并存過(guò)渡會(huì)經(jīng)歷一段較長(zhǎng)的時(shí)間。本論文擁有資料：目錄、中英文摘要、正文、設(shè)計(jì)圖紙查看地址：近十幾年來(lái)，計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造中的廣泛應(yīng)用，改變了制造業(yè)的傳統(tǒng)觀念和生產(chǎn)組織方式。一些先進(jìn)的齒輪生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)采用精益生產(chǎn)、敏捷制造、智能制造等先進(jìn)技術(shù)形成了高精度、高效率的智能化齒輪生產(chǎn)線和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)化管理。適應(yīng)石油鉆采工業(yè)要

5、求的新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，關(guān)鍵工藝技術(shù)的創(chuàng)新競(jìng)爭(zhēng)，產(chǎn)品質(zhì)量競(jìng)爭(zhēng)以及員工技術(shù)素質(zhì)與創(chuàng)新精神，是2l世紀(jì)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)。在2l世紀(jì)成套機(jī)械裝備中齒輪仍然是機(jī)械傳動(dòng)的基本部件。由于計(jì)算機(jī)技術(shù)與數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，使得機(jī)械加工精度、加工效率太為提高，從而推動(dòng)了機(jī)械傳動(dòng)產(chǎn)品多樣化，整機(jī)配套的模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化，以及造型設(shè)計(jì)藝術(shù)化，使產(chǎn)品更加精致。cnc機(jī)床和工藝技的發(fā)展，推動(dòng)了機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的飛速發(fā)展。在傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的電子控制、液壓傳動(dòng)。齒輪、帶鏈的混合傳動(dòng)，將成為變速箱設(shè)計(jì)中優(yōu)化傳動(dòng)組合的方向。在傳動(dòng)設(shè)計(jì)中的學(xué)科交叉，將成為新型傳動(dòng)產(chǎn)品發(fā)展的重要趨勢(shì)?？傊?，當(dāng)今世界各國(guó)減速器及齒輪技術(shù)發(fā)展總趨勢(shì)是向六高、二低、二化方面

6、發(fā)展。六高即高承載能力、高齒面硬度、高精度、高速度、高可靠性和高傳動(dòng)效率：二低即低噪聲、低成本；二化即標(biāo)準(zhǔn)化、多樣化。減速器和齒輪的設(shè)計(jì)與制造技術(shù)的發(fā)展，在一定程度上標(biāo)志著一個(gè)國(guó)家的工業(yè)水平，因此，開(kāi)拓和發(fā)展減速器和齒輪技術(shù)在我國(guó)有廣闊的前景，對(duì)于石油這個(gè)重工業(yè)來(lái)說(shuō)更是迫不及待。1.4減速器概述減速箱是抽油機(jī)關(guān)鍵的部件，現(xiàn)場(chǎng)反映，抽油機(jī)的主要易損件之一也有減速箱。因此改善減速箱的工作情況，增加減速箱的承載能力，延長(zhǎng)抽油機(jī)的壽命，提高抽油的經(jīng)濟(jì)效益是個(gè)非常重要的問(wèn)題。故本人對(duì)減速箱的結(jié)構(gòu)力爭(zhēng)選用最佳方案來(lái)改善減速箱的工作條件，提高減速箱的使用壽命。本論文擁有資料：目錄、中英文摘要、正文、設(shè)計(jì)圖紙

7、查看地址：一、齒輪減速箱是兩級(jí)減速，釆用人字齒的分流式布置，其好處是無(wú)軸向力，以利提高軸承的壽命。抽油機(jī)在每個(gè)沖程均產(chǎn)生負(fù)扭矩,這種傳動(dòng)的布置有利于解決軸的竄動(dòng)和由于軸的竄動(dòng)而造成的漏油現(xiàn)象，同時(shí)也利于齒輪傳動(dòng)噪聲的減少。二、齒輪釆用雙圓弧齒形，它是一種先進(jìn)的齒形，無(wú)論是齒面的接觸強(qiáng)度或輪齒的彎曲強(qiáng)度，都比單圓弧齒輪和漸開(kāi)線齒輪高。尤其是雙圓弧齒形能實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)多對(duì)齒嚙合的有利條件，它具有高彎曲強(qiáng)度的突出優(yōu)點(diǎn)，加工無(wú)特殊要求。三、雙圓弧齒輪減速箱由于承載能力高,可以以小代大,它比其它齒形的減速箱體積小，重量輕，有較小的振動(dòng)和噪聲，在同類(lèi)產(chǎn)品中具有較高的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。四、刮油板結(jié)構(gòu)的改進(jìn),由油槽取代

8、了傳統(tǒng)的刮油板.改用油槽后有以下特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，零件少，以前的一個(gè)減速箱要裝四個(gè)刮油板，并且需在箱蓋上鏜制四個(gè)孔,加工零件多，裝配調(diào)試時(shí)間長(zhǎng),制造成本較高。而用油槽比刮油板合算得多。雙圓弧齒輪減速箱固然有許多優(yōu)點(diǎn)，然而它同所有的機(jī)械設(shè)備一樣，也有自己的缺點(diǎn)。但它的缺點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)相比可以說(shuō)是微不足道。一、圓弧齒輪對(duì)中心距變動(dòng)較敏感。二、對(duì)刀具齒形有一定精度要求。三、圓弧齒輪必須跑合后，才能滿(mǎn)載使用。1.5 設(shè)計(jì)任務(wù)及步驟本人設(shè)計(jì)的主要任務(wù)：與常規(guī)型游梁式抽油機(jī)cyj11.6336.8配套的曲柄軸扭矩為3686千克米的減速箱。本設(shè)計(jì)重點(diǎn)研究的關(guān)鍵問(wèn)題是減速器的級(jí)數(shù)的選擇，一般情況選用兩級(jí)減速即可；再就

9、是減速器齒輪的選定及校核。先根據(jù)給定的原始數(shù)據(jù)確定級(jí)數(shù)，選定齒輪的大小，及其軸，軸承，皮帶輪的選擇；然后進(jìn)行電動(dòng)機(jī)的選取；最后進(jìn)行平衡計(jì)算，合理性和穩(wěn)定性的檢驗(yàn)。要完成該減速器的設(shè)計(jì)，首先對(duì)與減速器有關(guān)聯(lián)的部分有一個(gè)初步的認(rèn)識(shí)，主要有電動(dòng)機(jī)和驢頭四連桿機(jī)構(gòu)，其中重點(diǎn)分析的是減速器曲柄軸扭矩，然后根據(jù)給定的原始數(shù)據(jù)對(duì)減速器各個(gè)部件進(jìn)行設(shè)計(jì)。其次，熟練運(yùn)用autocad繪制減速器各個(gè)圖形，同時(shí)還利用proe三維造型對(duì)設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析，最終完成該設(shè)計(jì)。本論文擁有資料：目錄、中英文摘要、正文、設(shè)計(jì)圖紙查看地址：2 傳動(dòng)比的分配2.1電機(jī)的選擇根據(jù)api標(biāo)準(zhǔn)，確定泵速n=20r/min。由總體計(jì)算，查

10、表22-36選y2-280m-6型三相異步電動(dòng)機(jī)，電機(jī)的功率=55kw，轉(zhuǎn)速=980r/min。2.2分配各級(jí)傳動(dòng)比總傳動(dòng)比 （1）參考機(jī)械傳動(dòng)手冊(cè)，一般來(lái)說(shuō)高速級(jí)傳動(dòng)比應(yīng)比低速級(jí)傳動(dòng)比大選 高速級(jí) =5.75 低速級(jí) =5.25減速箱傳動(dòng)比 =30.1875 （2）皮帶輪傳動(dòng)比 （3）1.對(duì)高速級(jí)，因載荷平穩(wěn)，故取較大齒數(shù)和z=162 （4）2.對(duì)低速級(jí)，取z=150 第 13 頁(yè)（共 13 頁(yè)）計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)3計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)3.1 轉(zhuǎn)速計(jì)算為進(jìn)行傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算，要推算出各軸的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩(或功率)，如將傳動(dòng)裝置各軸由高速至低速依次定為軸，軸，.，以及滾動(dòng)軸傳動(dòng)效

11、率=0.98，齒輪傳動(dòng)效率=0.97，皮帶傳動(dòng)效率=0.96。各軸轉(zhuǎn)速：軸 （5） 軸 軸 3.2功率計(jì)算各軸輸入功率： 軸 （6）軸 軸 各軸輸出功率：軸 （7）軸 軸 3.3轉(zhuǎn)矩計(jì)算各軸輸入轉(zhuǎn)矩：電動(dòng)機(jī)軸輸出轉(zhuǎn)矩： （8）軸 （9）軸 軸 -軸輸入轉(zhuǎn)矩分別為各軸的輸入轉(zhuǎn)矩乘軸承功率0.98故各軸輸出轉(zhuǎn)矩為：軸 （10） 軸 軸 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)結(jié)果整理于下表:表1 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)軸 名效率p (kw)轉(zhuǎn)矩t(nm)轉(zhuǎn)速n(r/min)傳動(dòng)比(i)效率()輸入輸出輸入輸出電動(dòng)機(jī)軸/55.000/535.970980.00/軸52.8051.740835.186818.480603.741.62

12、320.96軸50.1949.1864565.0854473.783104.995.75000.95軸47.7146.75522782.7422327.08020.005.25000.95 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)與計(jì)算4帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)與計(jì)算4.1 v帶的設(shè)計(jì)計(jì)算(本章未注明數(shù)據(jù)公式來(lái)源于西北工業(yè)大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)第七版)由前面知，查選y2-280m-6型三相異步電動(dòng)機(jī)，電機(jī)的功率=55kw，轉(zhuǎn)速=980r/min。每天工作時(shí)間為24小時(shí)。4.1.1 計(jì)算功率確定計(jì)算功率由表8-6 選用 則 （11）4.1.2 選取型號(hào)選擇普通v 帶 根據(jù) ，由圖8-8 確定選用d型。4.1.3 確定帶輪直徑確定帶輪基準(zhǔn)直徑 由表8

13、-3和表8-7選主動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑，起外徑為416.2mm。 從動(dòng)輪的基準(zhǔn)直徑根據(jù)表13-1-11，取4.1.4 驗(yàn)算帶速按式(8-13)驗(yàn)算帶的速度 （11） 帶的速度符合。4.1.5 確定普通v帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度和傳動(dòng)中心距根據(jù) （12）初步確定中心距 根據(jù)式(8-20)計(jì)算帶所需的基準(zhǔn)長(zhǎng)度： （13）由表8-2選帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 按式(8-21)計(jì)算實(shí)際中心距a （14）4.1.6驗(yàn)算主動(dòng)輪上的包角a由式(8-6)得 （15）主動(dòng)輪上的包角合適。4.1.7 計(jì)算窄v帶的跟數(shù)z由式(8-22)知 （16）由 查表13-1-18 有 查表8-8得，查表13-1-22 得 則 取z=54.1.8計(jì)算預(yù)緊力

14、由式(8-23)知， （17）查表13-1-23 得 q =0.62kg/m 故4.1.9計(jì)算作用在軸上的壓軸力由式 （8-23）有 （18）4.2 帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 由于 所以采用六橢圓輻輪式。結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖紙。 小軸采用實(shí)心式。本論文擁有資料：目錄、中英文摘要、正文、設(shè)計(jì)圖紙查看地址：附錄5 箱體內(nèi)傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和我國(guó)抽油機(jī)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：抽油機(jī)齒輪減速箱中各零件強(qiáng)度和壽命計(jì)算的依據(jù)是：減速箱的最大額定扭矩和抽油機(jī)的最高沖次，考慮到高速級(jí)帶輪的張緊力作為附加載荷進(jìn)行軸的強(qiáng)度，剛度計(jì)算。減速箱的主要參數(shù)：最大額定扭矩3686kgf·m最高沖次 20次/分 參考第十四篇 5.2雙圓弧齒輪設(shè)

15、計(jì)計(jì)算舉例 例1，以下所參考的文獻(xiàn)均為中所提供的系數(shù)及公式。 5.1 減速箱的結(jié)構(gòu)選擇1.傳動(dòng)方式：兩級(jí)分流式人字齒輪傳動(dòng)2.齒形：選用gb/t 127591991 標(biāo)準(zhǔn)雙圓弧齒廓。特點(diǎn)：接觸弧較長(zhǎng)，齒面接觸強(qiáng)度較好。這種齒形的齒廓圓心偏于節(jié)線兩側(cè)（齒輪嚙合時(shí)），有利于跑合和減小中心距敏感性。滾切時(shí)倒去了凸齒齒尖角，改善凸齒齒面接觸情況。但是該齒形齒厚比較小，輪齒彎曲強(qiáng)度略有降低。齒輪精度不低于6級(jí)（gb/t157531995）。5.2 確定齒輪參數(shù)5.2.1 選擇材料選擇材料及熱處理工藝，確定極限應(yīng)力。大、小齒輪材料均選用42，鍛造，采用中硬齒面調(diào)質(zhì)處理（輪齒心部應(yīng)力大于300hbs）。面齒

16、進(jìn)行深層離子滲氮，齒面硬度不低于650hv1。材料的極限應(yīng)力查圖14-2-19e得 =620mpa；查圖 14-2-20e 得=1150mpa。本論文擁有資料：目錄、中英文摘要、正文、設(shè)計(jì)圖紙查看地址：5.2.2 選取安全系數(shù)選取最小安全系數(shù)。由于傳遞功率較大，是生產(chǎn)線上的關(guān)鍵設(shè)備，要求高可靠性運(yùn)行。最小安全系數(shù)值應(yīng)稍大于標(biāo)準(zhǔn)推薦值。取彎曲強(qiáng)度計(jì)算的最小安全系數(shù)=1.8；接觸強(qiáng)度計(jì)算的最小安全系數(shù)=1.5。本論文擁有資料：目錄、中英文摘要、正文、設(shè)計(jì)圖紙查看地址：5.3 減速器低速級(jí)的齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)5.3.1齒數(shù)確定由前面計(jì)算得 =24，=1265.3.2縱向重合度 根據(jù)表14-2-26，人字齒輪結(jié)構(gòu)，暫取=，=0.3，按式（14-2-13）初算單側(cè)縱向重合度， =（+）tan/=0.3*（24+126）t