游梁式抽油機(jī)傳動(dòng)設(shè)計(jì)

本科論文目錄TOC\o"1-3"\h\u27989摘要 I18917Abstract II13691引言 1291481設(shè)計(jì)目標(biāo) 2303341.1游梁式抽油機(jī)簡(jiǎn)述 2219471.2游梁式抽油機(jī)研究目的及意義 3249011.3游梁式抽油機(jī)的發(fā)展趨勢(shì) 4124952方案設(shè)計(jì) 6250662.1游梁式抽油機(jī)的工作原理 6196802.2游梁式抽油機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 7145552.3游梁式抽油機(jī)總傳動(dòng)方案 7141462.4平衡方式的確定 8230943主要部件的設(shè)計(jì) 9100643.1電機(jī)的設(shè)計(jì) 9114773.2V帶的設(shè)計(jì) 11270653.3減速器的設(shè)計(jì) 13201973.4四連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 17325904主要部件的校核 22296884.1齒輪的強(qiáng)度校核 22213034.2中央軸承的使用壽命校核 22207275主要部件的三維造型 25193715.1底座的三維造型 25277485.2支架的三維造型 25209055.3游梁的三維造型 2676135.4平衡塊的三維造型 2739095.5曲柄的三維造型 2774385.6連桿的三維造型 28249615.7整體裝配造型 2819437結(jié)論 308654參考文獻(xiàn) 3127505致謝 33摘要在石油工業(yè)中抽油機(jī)是必不可少的生產(chǎn)工具，在機(jī)械式開(kāi)采油井時(shí)，抽油機(jī)可提供強(qiáng)大的動(dòng)力，以此來(lái)帶動(dòng)其他相連接設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)。在石油工業(yè)發(fā)展史上游梁式抽油機(jī)最先應(yīng)用于石油工業(yè)的開(kāi)采，而且這種設(shè)備在全國(guó)各地得到推廣。游梁式抽油機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造過(guò)程方便、穩(wěn)定性強(qiáng)、并且適用于各種生產(chǎn)場(chǎng)地，在與其他同種類型的設(shè)備相比，具有明顯的優(yōu)勢(shì)，所以游梁式抽油機(jī)一直應(yīng)用于采油工業(yè)中。在抽油機(jī)設(shè)備史上，游梁式抽油機(jī)已經(jīng)進(jìn)行了數(shù)代的改良，但還是存在一些不足之處，例如，長(zhǎng)沖程時(shí)平衡效果差；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不夠完美；耗能較大；傳動(dòng)效率較低等。本文主要針對(duì)以上不足進(jìn)行優(yōu)化和改善，如下：在了解游梁式抽油機(jī)工作原理及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的同時(shí)進(jìn)行對(duì)整體傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出合理的機(jī)械結(jié)構(gòu)，最終選擇出電機(jī)與減速器的類型；對(duì)游梁式抽油機(jī)四連桿機(jī)構(gòu)（曲柄-連桿-橫梁-游梁）進(jìn)行優(yōu)化改良，并選擇最合理的平衡方式；利用Solidworks和AutoCAD等軟件對(duì)游梁式抽油機(jī)進(jìn)行三維建模、整體裝配和二維圖繪制；對(duì)游梁式抽油機(jī)重要部件進(jìn)行強(qiáng)度校核，對(duì)整體進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真，并制作實(shí)物。關(guān)鍵詞：游梁式抽油機(jī)；四連桿機(jī)構(gòu)；減速器；電機(jī)選型；強(qiáng)度校核

AbstractIn

the

petroleum

industry,

the

pumping

unit

is

an

essential

production

tool.

In

the

mechanical

production

of

oil

wells,

the

pumping

unit

can

provide

a

strong

power

to

drive

the

operation

of

other

connected

equipment.In

the

history

of

petroleum

industry,

the

beam

pumping

unit

was

first

used

in

the

exploitation

of

petroleum

industry,

and

this

kind

of

equipment

was

popularized

all

over

the

country.The

beam

pumping

unit

is

not

complex

in

structure,

not

difficult

in

manufacturing

process,

strong

in

stability,

and

suitable

for

various

production

sites.

Compared

with

other

similar

types

of

equipment,

it

has

obvious

advantages,

so

the

beam

pumping

unit

has

been

used

in

the

oil

production

industry.In

the

history

of

pumping

unit

equipment,

the

beam

pumping

unit

has

been

improved

for

several

generations,

but

there

are

still

some

shortcomings,Forexample,thelongstroketimebalanceeffectispoor;thestructuredesignisnotperfect;theenergyconsumptionislarge;thetransmissionefficiencyislow.Inthispaper,theabovedeficienciesareoptimizedandimprovedasfollows:(1)At

the

beginning,

it

is

necessary

to

understand

how

the

beam

pumping

unit

works

and

its

internal

structure.

Then,

according

to

the

data,

the

overall

operation

design

scheme

is

carried

out,

the

reasonable

mechanical

structure

is

designed,

and

the

type

of

motor

and

reducer

is

finally

selected;(2)Thefourlinkmechanismofbeampumpingunitisoptimizedandimproved,andthemostreasonablebalancemodeisselected;(3)ByusingSolidWorksandAutoCADsoftware,3Dmodeling,overallassemblyand2Ddrawingofbeampumpingunitarecarriedout;(4)Checkthestrengthoftheimportantpartsofthebeampumpingunit,carryoutthekinematicsimulationofthewholeunit,andmaketherealobject.Keywords:beampumpingunit;four-barlinkage;reducer;motorselection;strengthcheck引言在石油開(kāi)采工業(yè)的歷史中，游梁式抽油機(jī)也有著悠久的發(fā)展歷史，憑借其完善的功能，在油田生產(chǎn)中有著舉足輕重的地位。游梁式抽油機(jī)在與其他抽油機(jī)相比，在結(jié)構(gòu)、制造成本、技術(shù)完善、適用范圍、可靠性、實(shí)用性等方面都有很大的優(yōu)勢(shì)?，F(xiàn)如今，隨著經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展，抽油機(jī)為了順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展需求也不斷地進(jìn)行升級(jí)和改造，很大程度上完善了抽油機(jī)的實(shí)用功能和結(jié)構(gòu)類型，游梁式抽油機(jī)現(xiàn)如今仍然表現(xiàn)出強(qiáng)大的能力，所以我國(guó)依舊大量使用游梁式抽油機(jī)進(jìn)行油田生產(chǎn)。但是，游梁式抽油機(jī)也有一定的缺點(diǎn)，一般的游梁式抽油機(jī)有自身的結(jié)構(gòu)限制，這種限制導(dǎo)致其不能在進(jìn)行工作時(shí)突破長(zhǎng)沖程，這樣的游梁式抽油機(jī)顯得有一點(diǎn)笨重。所謂的結(jié)構(gòu)受限制，是由于四桿機(jī)構(gòu)在被固定的條件下，桿件長(zhǎng)度也受到了實(shí)際情況的影響而被限制，四桿機(jī)構(gòu)“死角”也會(huì)限制游梁的擺角，從而不易實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)沖程REF_Ref32628\r\h[1]。因?yàn)橐话愕挠瘟菏匠橛蜋C(jī)安裝的是四連桿結(jié)構(gòu)，這樣的結(jié)構(gòu)裝置導(dǎo)致抽油機(jī)容易失去平衡性、增加動(dòng)載荷、耗能需求大等問(wèn)題。游梁式抽油機(jī)平衡配重載荷和抽油載荷相結(jié)合的結(jié)構(gòu)類似天平的結(jié)構(gòu)，兩者相互聯(lián)系。游梁式抽油機(jī)安裝這種結(jié)構(gòu)后，在油田工作中，當(dāng)平衡載荷的扭矩運(yùn)行時(shí)，抽油載荷的扭矩也會(huì)同時(shí)工作，就這樣，抽油機(jī)在連續(xù)的工作中，并不會(huì)消耗過(guò)多的動(dòng)力，這樣的結(jié)構(gòu)大大提高了游梁式抽油機(jī)的平衡效果，同時(shí)也大大降低了抽油機(jī)在工作時(shí)需要消耗的能源。抽油載荷每時(shí)每刻都發(fā)生著變化，而平衡配重載荷不可能隨著抽油載荷作完全一致的變化，這導(dǎo)致游梁式抽油機(jī)的節(jié)能技術(shù)變得復(fù)雜化REF_Ref507\r\h[2]。雖說(shuō)目前為止游梁式抽油機(jī)發(fā)展還不夠成熟，但在未來(lái)的發(fā)展中會(huì)有驚喜、奇跡等待著我們更深層的探索。游梁式抽油機(jī)一定會(huì)向長(zhǎng)沖程、精準(zhǔn)平衡、低能耗、自動(dòng)化方向所發(fā)展。

1設(shè)計(jì)目標(biāo)1.1游梁式抽油機(jī)簡(jiǎn)述游梁式抽油機(jī)屬于有桿類的一種油田采油工具，在工作中，抽油機(jī)的連桿機(jī)構(gòu)發(fā)揮其轉(zhuǎn)向作用，而與此相對(duì)的曲柄重塊是用來(lái)保持抽油機(jī)的平衡性，由于其獨(dú)特的運(yùn)行，人們大都稱其為“磕頭機(jī)”。游梁式抽油機(jī)現(xiàn)如今仍然廣泛的應(yīng)用于各個(gè)油田的采集，它基本上由四個(gè)部分結(jié)構(gòu)而成，分別是輔助裝備、動(dòng)力系統(tǒng)、減速器、曲柄機(jī)構(gòu)-連桿-油梁-驢頭。游梁式抽油機(jī)在油田進(jìn)行開(kāi)采時(shí)，動(dòng)力系統(tǒng)產(chǎn)生動(dòng)能以此來(lái)帶動(dòng)各個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行，當(dāng)開(kāi)始運(yùn)行時(shí)，曲柄連桿機(jī)構(gòu)和變速箱相互作用，然后驢頭開(kāi)始上下運(yùn)動(dòng)，與此同時(shí)，抽油桿帶動(dòng)著抽油泵的柱塞運(yùn)動(dòng)，游梁式抽油機(jī)就是運(yùn)用這樣的方式進(jìn)行采油。游梁式抽油機(jī)在油田開(kāi)采歷史中，不斷地隨著時(shí)代的發(fā)展而完善，其功能和效果突出，在全國(guó)各地依然受用，與其他抽油機(jī)相比，游梁式抽油機(jī)具有平衡性好、工作能力強(qiáng)、承重能力高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)易、便于操作、安全可靠、使用壽命長(zhǎng)、維修方便等的特點(diǎn)。但游梁式抽油機(jī)也有待優(yōu)化的地方，例如長(zhǎng)沖程時(shí)對(duì)能源的需求量大，采油效率低，平衡性差等。在不斷的改造和完善中，游梁式抽油機(jī)現(xiàn)如今大致有兩類，一類是常規(guī)游梁式抽油機(jī)，另一類就是異形游梁式抽油機(jī)REF_Ref1444\r\h[18]。異形游梁式抽油機(jī)是在常規(guī)游梁式抽油機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種新型抽油機(jī)。在結(jié)構(gòu)上，具有常規(guī)游梁式抽油機(jī)抽油簡(jiǎn)單、可靠、耐用的特點(diǎn)。在性能上，易于實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)行程，具有較好的節(jié)能特性REF_Ref1523\r\h[3]。圖1.1游梁式抽油機(jī)1.2游梁式抽油機(jī)研究目的及意義抽油機(jī)是油田工業(yè)發(fā)展必不可少的設(shè)備，當(dāng)油田工業(yè)出現(xiàn)時(shí)，抽油機(jī)也隨之出現(xiàn)，至今已經(jīng)有了幾百年的發(fā)展歷史，抽油機(jī)也在全國(guó)各地得到應(yīng)用和傳播。游梁式抽油機(jī)與其他類型的抽油機(jī)相比具有明顯的優(yōu)勢(shì)，例如其能適用于各種場(chǎng)地、便于維修、安全性高、便于制造，結(jié)構(gòu)精巧等優(yōu)勢(shì)，所以游梁式抽油機(jī)被廣泛地應(yīng)用于采油工業(yè)中。雖然游梁式抽油機(jī)已經(jīng)相當(dāng)先進(jìn)，但也存在這一定的缺點(diǎn)，例如其對(duì)能源的需求量大、抽油效率較低、系統(tǒng)不夠完善、平衡效果差。其中對(duì)能源需求量大和效率低下是最為突出的問(wèn)題。在我國(guó)油田生產(chǎn)中，大都是采用的常規(guī)型游梁式抽油機(jī)，但是這類抽油機(jī)的工作效率并不是很高，在調(diào)查中顯示，我國(guó)常規(guī)型游梁式抽油機(jī)的平均工作效率只有16%-23%，這樣的工作效率并不能滿足于現(xiàn)如今的油田生產(chǎn)需求。所以，如何降低常規(guī)型游梁式抽油機(jī)的能源消耗成為現(xiàn)如今需要解決的最大難題。在解決問(wèn)題中，科技人員進(jìn)行了各種實(shí)驗(yàn)，把一些節(jié)能的系統(tǒng)嫁接于常規(guī)型游梁式抽油機(jī)，這些節(jié)能的系統(tǒng)在一定程度上提高了抽油機(jī)的生產(chǎn)效率，但是這樣的實(shí)驗(yàn)并不完美，加入新的結(jié)構(gòu)會(huì)打亂原先抽油機(jī)自身內(nèi)部結(jié)構(gòu)的聯(lián)系，新的節(jié)能系統(tǒng)的安裝不知能否與其他系統(tǒng)相適應(yīng)，能否達(dá)到1+1=2的效果又成為一個(gè)新的問(wèn)題。因此，如何解決游梁式抽油機(jī)的節(jié)能系統(tǒng)設(shè)計(jì)和優(yōu)化連桿機(jī)構(gòu)尺寸這些問(wèn)題成為關(guān)鍵，如果解決這些問(wèn)題，那將會(huì)為我國(guó)油田工業(yè)的發(fā)展帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益REF_Ref8179\r\h[9]。四桿機(jī)構(gòu)是現(xiàn)如今游梁式抽油機(jī)采用的結(jié)構(gòu)裝置，這種四桿機(jī)構(gòu)是變形的，這個(gè)機(jī)構(gòu)是由游粱后臂、曲柄、連桿、曲軸中心和游梁支點(diǎn)五個(gè)關(guān)鍵部位所構(gòu)成的，它們?cè)诠ぷ髦邢嗷ビ绊懀嗷プ饔?，從而做到四桿機(jī)構(gòu)的效果，其中影響抽油機(jī)動(dòng)力功能的直接因素是該連桿各個(gè)桿件不同長(zhǎng)度之間相互組合，不同的組合會(huì)造成不同的效果。本課題就以如何選擇合適的連桿機(jī)構(gòu)尺度展開(kāi)討論，在現(xiàn)如今抽油機(jī)的工作效率基礎(chǔ)上，通過(guò)不斷對(duì)各個(gè)尺度的作用進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，從而選出最佳方案，進(jìn)一步提高抽油機(jī)的相關(guān)性能。1.3游梁式抽油機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)在國(guó)外，很多經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的國(guó)家生產(chǎn)游梁式抽油機(jī)，比如英國(guó)、德國(guó)、美國(guó)、法國(guó)和加拿大等。這些發(fā)達(dá)國(guó)家在制造抽油機(jī)方面不斷探索，針對(duì)現(xiàn)如今抽油機(jī)出現(xiàn)的能耗高，采油效率不高等問(wèn)題進(jìn)行了積極探索，對(duì)于這些問(wèn)題，國(guó)外研制出了各種新類型抽油機(jī)，例如：下偏杠鈴系列抽油機(jī)，這類抽油機(jī)的節(jié)能效果非常明顯；前置式氣平衡抽油機(jī)，而這類抽油機(jī)的平衡性效果突出：雙驢頭式抽油機(jī)，這類抽油機(jī)的抽油效率非?？捎^。國(guó)外在抽油機(jī)技術(shù)上積極探索，抽油機(jī)技術(shù)快速發(fā)展，并且抽油機(jī)類型更加多樣化、工作能力更加突出、能源消耗更加少、并且更加的信息化，自動(dòng)化。我國(guó)與國(guó)外相比，抽油機(jī)制造歷史較短，起步較晚，但是在我國(guó)相關(guān)人員的積極探索之下，我國(guó)抽油機(jī)制造技術(shù)快速發(fā)展，在上世紀(jì)80年代，我國(guó)就達(dá)到了抽油機(jī)自給自足的水平，不僅如此，我國(guó)還將自己生產(chǎn)的抽油機(jī)向其他國(guó)家出售。目前我國(guó)有多個(gè)抽油機(jī)生產(chǎn)廠家，制造的抽油機(jī)類型更是達(dá)到了上千種，其中游梁式抽油機(jī)是我國(guó)目前技術(shù)最高水平的成果，它價(jià)格低廉、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于維修、可靠性強(qiáng)。我國(guó)雖然制造出了很多類型的抽油機(jī)，但是游梁式抽油機(jī)憑借其出色的工作能力在各種類型的抽油機(jī)中出類拔萃，我國(guó)現(xiàn)如今大部門(mén)油田就是采用游梁式抽油機(jī)進(jìn)行工作生產(chǎn)。雖然我國(guó)游梁式抽油機(jī)技術(shù)已經(jīng)很先進(jìn)，但是常規(guī)性游梁式抽油機(jī)仍然有一定的問(wèn)題所在，那就是常規(guī)型游粱式抽油機(jī)在能耗上的問(wèn)題，常規(guī)型游梁式抽油機(jī)在工作中需要消耗大量的能源，在我國(guó)的油田生產(chǎn)中，大部分使用的就是常規(guī)型游梁式抽油機(jī)REF_Ref3299\r\h[21]。就根據(jù)我國(guó)目前油田開(kāi)發(fā)和使用抽油機(jī)的情況來(lái)看，我國(guó)游梁式抽油機(jī)的技術(shù)需要不斷的發(fā)展，我們可以借鑒西方的優(yōu)秀經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)我國(guó)目前發(fā)展遇到的問(wèn)題，我國(guó)游梁式抽油機(jī)需要更加的信息化、自動(dòng)化、節(jié)能化、大型化、精準(zhǔn)化，平衡化、高效化。

2方案設(shè)計(jì)2.1游梁式抽油機(jī)的工作原理游梁式抽油機(jī)工作原理很簡(jiǎn)單，主要就是電動(dòng)機(jī)、減速裝置、四連桿機(jī)構(gòu)和驢頭四部分的相互工作，電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生動(dòng)能，通過(guò)皮帶、減速器帶動(dòng)四連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，并由驢頭、抽油桿柱、油泵柱進(jìn)行相互作用，這樣就達(dá)到了采油的目的。游梁式抽油機(jī)進(jìn)行工作時(shí)，在上沖程的過(guò)程中，巨大的動(dòng)力會(huì)帶動(dòng)油泵活塞向上運(yùn)動(dòng)，根據(jù)閥自重和壓力的作用，油泵的游動(dòng)閥會(huì)關(guān)閉，以此柱塞上部的液體就會(huì)受到其影響，從而提升。柱塞上部液體的上升就會(huì)增加柱塞下面的泵筒空間，這樣泵筒的壓力就會(huì)降低。這時(shí)，套管的壓力就比泵筒的壓力大，壓力差產(chǎn)生的動(dòng)力就會(huì)迫使里面的液體沖出油泵固定閥，接下來(lái)液體就進(jìn)入了油泵活塞此刻空缺的空間REF_Ref3299\r\h[21]；在柱塞進(jìn)行下行運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)自動(dòng)關(guān)閉油泵的固定閥，進(jìn)入活塞的液體就是受到壓縮，在運(yùn)行的過(guò)程中，由于柱塞的下行，泵內(nèi)的空間就會(huì)減少，從而增加了泵內(nèi)的壓力。此刻，泵內(nèi)壓力的增加就會(huì)大于油管內(nèi)液柱里面的壓力，泵筒里面的液體就會(huì)受到動(dòng)力流入油管之中。抽油機(jī)在工作中具有一定的慣性，油泵柱塞不斷地進(jìn)行上下運(yùn)動(dòng)，壓力互相變化，從而影響固定閥和游離閥的反復(fù)作用，抽油機(jī)的抽取就是在這樣的反復(fù)中完成。總結(jié)地說(shuō)：當(dāng)柱塞上行時(shí)，柱塞上部的液體就會(huì)因?yàn)閴毫M(jìn)入輸油管線，泵內(nèi)由于壓力差就會(huì)吸入液體，在柱塞下降時(shí)，地下的石油就會(huì)被吸入油管內(nèi)部。這樣周而復(fù)始地工作時(shí)，原油就源源不斷地被采出REF_Ref3583\r\h[4]。圖2.1游梁式抽油機(jī)工作原理圖2.2游梁式抽油機(jī)的基本結(jié)構(gòu)游梁式抽油機(jī)主要由底座、支架、懸繩器、驢頭、游梁、橫梁軸承座、橫梁、連桿、曲柄銷裝置、曲柄裝置、平衡塊、減速器、皮帶輪、v帶、電動(dòng)機(jī)、剎車裝置等部件組成，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下：圖2.2游梁式抽油機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖2.3游梁式抽油機(jī)總傳動(dòng)方案抽油機(jī)抽油桿在運(yùn)行時(shí)進(jìn)行的是上下往復(fù)的直線運(yùn)動(dòng)、并且在實(shí)踐中可以記錄下抽油機(jī)運(yùn)行時(shí)的沖程大小和次數(shù)，最后在根據(jù)抽油機(jī)的運(yùn)行原理，就可以分析出游梁式抽油機(jī)在工作時(shí)的運(yùn)動(dòng)方案，以此分為以下三個(gè)部分：1.動(dòng)力部分，由電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生動(dòng)能；2.傳動(dòng)部分，運(yùn)用多級(jí)減速器和V帶進(jìn)行傳動(dòng)；3.執(zhí)行部分，由四桿結(jié)構(gòu)完成。在抽油機(jī)工作時(shí)，電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生動(dòng)能，通過(guò)V帶傳輸，在減速箱處進(jìn)行減速處理，然后由橫梁、游粱、曲柄和連桿組成的四連桿機(jī)構(gòu)改變?cè)瓉?lái)的運(yùn)動(dòng)方式，使游粱驢頭進(jìn)行往復(fù)動(dòng)作，這樣抽油桿就會(huì)在驢頭往復(fù)動(dòng)作的影響下，也做出往復(fù)的直線運(yùn)動(dòng)。傳動(dòng)方案圖如下：圖2.3游梁式抽油機(jī)傳動(dòng)方案圖2.4平衡方式的確定目前，國(guó)內(nèi)外采用的主要機(jī)械平衡方式有:游梁平衡、曲柄平衡、復(fù)合平衡和氣動(dòng)平衡。1.游梁平衡:采取一種極為簡(jiǎn)單的平衡方式，常用于小于3噸的輕型抽油機(jī)。主要將一定重量的平衡板置于游梁尾端。2.曲柄平衡:將平衡裝置安裝在曲柄上，適用于重型抽油機(jī)。這種平衡方法減少了游梁平衡引起的抽油機(jī)擺動(dòng)，調(diào)整方便，但曲柄負(fù)荷大，離心力大。3.復(fù)合平衡:一臺(tái)抽油機(jī)同時(shí)擁有游梁平衡和曲柄平衡。其特點(diǎn)是：可隨量程大小自由調(diào)節(jié)；小范圍調(diào)節(jié)時(shí)，可調(diào)節(jié)游梁平衡；大范圍調(diào)節(jié)時(shí)，可調(diào)節(jié)曲柄平衡。4.氣動(dòng)平衡:氣體的可壓縮性可以用來(lái)儲(chǔ)存和釋放能量以達(dá)到平衡。可用于10噸以上的重型抽油機(jī)。這種平衡方法降低了抽油機(jī)的動(dòng)載荷和振動(dòng)，但其裝置要求精度高、加工復(fù)雜。由于游梁式抽油機(jī)具有長(zhǎng)沖程和變沖程的特點(diǎn)，故應(yīng)采用復(fù)合平衡。復(fù)合平衡能更精準(zhǔn)的調(diào)節(jié)抽油機(jī)的平衡，使其更加穩(wěn)定的工作。

3主要部件的設(shè)計(jì)3.1電機(jī)的設(shè)計(jì)根據(jù)《梁式抽油機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算》REF_Ref4501\r\h[19]及設(shè)計(jì)要求，確定了游梁式抽油機(jī)的基本數(shù)據(jù)。抽油機(jī)最大載荷（）=；沖程（）=；沖次（）=；皮帶傳送比（）=5；減速器傳送比（）=22；帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、球軸承的效率分別為。游梁式抽油機(jī)的電機(jī)功率：（3-1）為傳至曲柄軸上的扭矩為抽油機(jī)沖次，=為傳動(dòng)效率由式(3-1)可知，實(shí)際扭矩和曲軸上產(chǎn)生的沖數(shù)決定了電機(jī)所需功率。但在整個(gè)運(yùn)行過(guò)程中，曲軸上的扭矩會(huì)發(fā)生變化，只有在上下行程一定的時(shí)間才能達(dá)到最大值。在變負(fù)載條件下，電機(jī)的選擇不能根據(jù)瞬時(shí)最大轉(zhuǎn)矩來(lái)計(jì)算。否則，電機(jī)大部分時(shí)間不能滿負(fù)荷工作，電能不能充分利用。在變負(fù)載條件下，電動(dòng)機(jī)一般是根據(jù)負(fù)載電流或轉(zhuǎn)矩的變化規(guī)律來(lái)選擇，用均方根計(jì)算等效電流或轉(zhuǎn)矩，即:（3-2）為曲柄軸上的等值扭矩等值扭矩是在運(yùn)行過(guò)程中用恒定扭矩代替實(shí)際扭矩。等值扭矩和最大扭矩在抽油機(jī)運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生一定的相互聯(lián)系，通過(guò)實(shí)際操作的情況的記錄再加上一定的分析，再加上一些不可知情況，在進(jìn)行計(jì)算時(shí)，一般采用如下公式：（3-3）即電動(dòng)機(jī)的功率為：（3-4）為最大扭矩，則最大扭矩為：（3-5）為沖程，為最大載荷，為最小載荷的實(shí)際數(shù)值按照來(lái)進(jìn)行運(yùn)算的，在現(xiàn)實(shí)中抽油機(jī)的工作和地底的油管都不能達(dá)到完美的標(biāo)準(zhǔn)，在生產(chǎn)中就會(huì)降低其生產(chǎn)的效率。電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行能力和啟動(dòng)速度、電轉(zhuǎn)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度、皮帶輪的長(zhǎng)度、沖數(shù)的配合都會(huì)影響抽油機(jī)，因此這樣計(jì)算最為符合抽油機(jī)運(yùn)行的實(shí)際情況，即最大扭矩為：抽油機(jī)傳動(dòng)效率為：（3-6）則電機(jī)的功率為：已知皮帶和減速器的傳送比，可得：（3-7）電機(jī)的轉(zhuǎn)矩為：（3-8）電機(jī)的轉(zhuǎn)速為：根據(jù)查找《機(jī)械設(shè)計(jì)方法學(xué)》REF_Ref5072\r\h[8]，選取Y250M-8型號(hào)的電機(jī)，具體參數(shù)如下：表3.1電機(jī)參數(shù)表電機(jī)參數(shù)數(shù)值型號(hào)Y250M-8額定功率30kW額定電流63A額定轉(zhuǎn)速730r/min功率因數(shù)0.8效率90.5%電機(jī)重量391kg3.2V帶的設(shè)計(jì)以下設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程中應(yīng)用的公式均參考《機(jī)械原理》REF_Ref5216\r\h[5]和《機(jī)械設(shè)計(jì)》REF_Ref5249\r\h[6]。1.確定計(jì)算功率工作情況系數(shù)由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-8得，則（3-9）2.選擇V帶的帶型根據(jù)計(jì)算功率，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖8-11，V帶選用C型。3.確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)算帶速初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-7和表8-9中C型帶的基準(zhǔn)直徑系列，取小帶輪的基準(zhǔn)直徑驗(yàn)算帶速（3-10）由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表3得v<30m/s，故帶速合格。計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑（3-11）4.確定V帶的中心距a和基準(zhǔn)長(zhǎng)度1）根據(jù)《機(jī)械原理》式（8-20）得（3-12）初定中心距帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度為（3-13）帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-2得由《機(jī)械原理》式（8-23）得大帶輪與小帶輪的實(shí)際中心距為（3-14）由《機(jī)械原理》式（8-24），得（3-15）中心距的變化范圍為5.驗(yàn)算小帶輪上的包角通常小帶輪上的包角小于大帶輪上的包角，小帶輪上的臨界摩擦力小于大帶輪上的臨界摩擦力，因此打滑通常發(fā)生在小帶輪上，需計(jì)算其合理性。（3-16）故小帶輪符合要求6.計(jì)算帶的根數(shù)z計(jì)算單根V帶的額定功率由，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-4得根據(jù)和帶的型號(hào)為C型，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-5得查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-6得包角修正系數(shù)，表8-2得帶長(zhǎng)修正系數(shù)，于是（3-17）計(jì)算V帶的根數(shù)z由《機(jī)械原理》式（8-26）得（3-18）則V帶取5根。7.計(jì)算單根V帶的初拉力由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-3得C型帶的單位長(zhǎng)度質(zhì)量，則單根V帶的初拉力為（3-19）8.計(jì)算壓軸力為了設(shè)計(jì)安裝帶輪的軸和軸承，需要計(jì)算帶傳動(dòng)作用在軸上的軸壓力，如果不考慮帶兩邊的拉力差，則壓軸力可以近似地按帶兩邊的初拉力的合力計(jì)算，即（3-20）3.3減速器的設(shè)計(jì)游梁式抽油機(jī)選取的是二級(jí)直齒圓柱齒輪減速器，總傳送比為為22，高速級(jí)齒輪傳動(dòng)比為4.4，低速級(jí)齒輪傳動(dòng)比為5。3.3.1減速器各軸的功率、轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩以下設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程中應(yīng)用的公式均參考《現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)與方法》REF_Ref8179\r\h[9]。1.各軸的功率電機(jī)功率為：第I軸功率為：第II軸功率為：第III軸功率為:2.各軸的轉(zhuǎn)速電機(jī)轉(zhuǎn)速為：第I軸轉(zhuǎn)速為：第II軸轉(zhuǎn)速為：第III軸轉(zhuǎn)速為：3.各軸的轉(zhuǎn)矩電機(jī)轉(zhuǎn)矩為：第I軸轉(zhuǎn)矩為：第II軸轉(zhuǎn)矩為：第III軸轉(zhuǎn)矩為：3.3.2減速器齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)以下設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程中應(yīng)用的公式均參考《機(jī)械設(shè)計(jì)》REF_Ref5249\r\h[6]和《機(jī)械原理》REF_Ref5800\r\h[12]高速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)：1.選定齒輪的類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，壓力角為20°。游梁式抽油機(jī)為一般工作機(jī)器，根據(jù)《機(jī)械原理》表10-6，選用7級(jí)精度。材料選擇，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-1，選擇小齒輪材料為42Cr(調(diào)質(zhì))，齒面硬度320HBS，大齒輪材料為ZG358SiMn（調(diào)質(zhì)），齒面硬度280HBS。選取小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù)，取。2.計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-25d查得小齒輪和大齒輪的接觸疲勞極限分別為，安全系數(shù)，故（3-21）3.計(jì)算齒根彎曲疲勞許用應(yīng)力由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-24C查得小齒輪和大齒輪的齒根彎曲疲勞極限分別為，安全系數(shù)，故（3-22）4.計(jì)算齒輪模數(shù)m確定齒輪的載荷系數(shù)K及其齒寬系數(shù)由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-3查得載荷系數(shù)K=1.2，表10-7查得齒寬系數(shù)確定齒形系數(shù)和應(yīng)力修正系數(shù)由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-17查得齒形系數(shù)，圖10-18查得應(yīng)力修正系數(shù)。3）計(jì)算大小齒輪的并加以比較因?yàn)樾↓X輪的大于大齒輪，所以取計(jì)算齒輪模數(shù)m（3-23）則取齒輪模數(shù)5.計(jì)算分度圓直徑d及中心距a分度圓直徑：（3-24）中心距:（3-25）6.計(jì)算齒輪寬度b根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-7查得，則（3-26）考慮不可避免的安裝誤差，為了保證設(shè)計(jì)齒寬b和節(jié)省材料，一般將小齒輪略為加寬（5~10）mm，即取,而使大齒輪的齒寬等于設(shè)計(jì)齒寬，即。7.計(jì)算圓周速度v（3-27）低速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)：1.選定齒輪的類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，壓力角為20°。游梁式抽油機(jī)為一般工作機(jī)器，根據(jù)《機(jī)械原理》表10-6，選用7級(jí)精度。材料選擇，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-1，選擇小齒輪材料為42Cr(調(diào)質(zhì))，齒面硬度320HBS，大齒輪材料為ZG358SiMn（調(diào)質(zhì)），齒面硬度280HBS。選取小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù)。2.計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-25d查得小齒輪和大齒輪的接觸疲勞極限分別為，安全系數(shù)，故3.計(jì)算齒根彎曲疲勞許用應(yīng)力由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-24C查得小齒輪和大齒輪的齒根彎曲疲勞極限分別為，安全系數(shù)，故4.計(jì)算齒輪模數(shù)m確定齒輪的載荷系數(shù)K及其齒寬系數(shù)由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-3查得載荷系數(shù)K=1.2，表10-7查得齒寬系數(shù)確定齒形系數(shù)和應(yīng)力修正系數(shù)由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-17查得齒形系數(shù)，圖10-18查得應(yīng)力修正系數(shù)。3）計(jì)算大小齒輪的并加以比較因?yàn)樾↓X輪的大于大齒輪，所以取計(jì)算齒輪模數(shù)m則取齒輪模數(shù)5.計(jì)算分度圓直徑d及中心距a分度圓直徑：中心距:6.計(jì)算齒輪寬度b根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-7查得，則考慮不可避免的安裝誤差，為了保證設(shè)計(jì)齒寬b和節(jié)省材料，一般將小齒輪略為加寬（5~10）mm，即取,而使大齒輪的齒寬等于設(shè)計(jì)齒寬，即。7.計(jì)算圓周速度v3.4四連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)游梁式抽油機(jī)是由四桿結(jié)構(gòu)構(gòu)成的，這個(gè)結(jié)構(gòu)由游粱后臂、曲柄、連桿、曲軸中心、游粱支點(diǎn)相互作用組合而成，這樣的類型具有靈活性，不同構(gòu)件不同長(zhǎng)度的相互組合對(duì)抽油機(jī)的性能都會(huì)產(chǎn)生影響。根據(jù)《常規(guī)游梁式抽油機(jī)桿件尺寸的優(yōu)化設(shè)計(jì)》REF_Ref6179\r\h[15]及設(shè)計(jì)要求，確定了游梁式抽油機(jī)的基本數(shù)據(jù)。極位夾角（）=；游梁前臂（A）=2500mm；游梁支點(diǎn)與曲柄中心之間的水平距離（I）=2422mm和豎直距離（H）=2400mm；最小轉(zhuǎn)動(dòng)角（）。圖3.1四桿機(jī)構(gòu)幾何模型圖基本參數(shù)及意義如下：R，曲柄半徑；P，連桿長(zhǎng)度；C，游梁后臂長(zhǎng)度；K，機(jī)架長(zhǎng)度；S，沖程；，游梁擺角；，傳動(dòng)角；游梁擺角為：（3-28）機(jī)架長(zhǎng)度為：（3-29）（3-30）（3-31）傳動(dòng)角為：（3-32）（3-33）根據(jù)上面的數(shù)學(xué)模型，有兩個(gè)方程和三個(gè)未知數(shù)，用傳統(tǒng)的方法是不容易求解的。而采用曲柄長(zhǎng)度R迭代法求解游梁連桿和后臂的長(zhǎng)度P和C是一種簡(jiǎn)單的方法。具體步驟如下:利用Matlab軟件使曲柄R從0變?yōu)槠淙≈捣秶纳舷蓿洳介L(zhǎng)為一定值REF_Ref6467\r\h[17]。對(duì)應(yīng)于R的每次迭代，根據(jù)式(3-30)和式(3-31)，會(huì)產(chǎn)生與R值對(duì)應(yīng)的P和C值。表3-2是迭代過(guò)程。這里，通過(guò)計(jì)算四桿機(jī)構(gòu)的性能指標(biāo)——最小傳動(dòng)角，確定最優(yōu)解REF_Ref6506\r\h[16]。表3.2迭代R求P、C、R/(m)P/(m)C(m)K/(m)/(°)0.012.83061.10843.409721.48190.022.83131.10903.409719.54690.032.82961.11363.409717.61770.042.82881.11763.409715.69800.052.82641.12283.409713.79150.062.82491.12913.409711.90190.072.82321.13653.409710.02550.082.82131.14503.40978.18660.092.82021.15493.40976.36710.102.89161.16513.40974.57660.112.81671.17663.40972.81780.122.81411.18923.40971.09250.132.81121.20263.40970.59710.142.80481.21703.40972.24990.152.80121.23233.40975.43940.162.79431.24843.40976.97460.172.78331.26533.40978.46920.182.78241.28303.40979.92300.192.78131.30153.409711.33590.202.780.51.32073.409712.70810.212.77981.34063.409714.03980.222.77481.36103.409715.33130.232.76961.38223.409716.58330.242.76411.40393.409717.79620.252.75831.42623.409718.97090.262.75241.44913.409721.20860.272.74611.47253.409721.20860.282.73971.49643.409722.17330.292.32991.52073.409723.30310.302.72601.54553.409724.29890.312.72841.27083.409725.26160.322.71121.59643.409726.19220.332.70351.62213.409727.09120.342.69551.64883.409727.96080.352.68721.67563.409728.80030.362.67871.70273.409729.61140.372.66981.73043.409730.38520.382.66081.75783.409731.15170.392.65141.78583.409731.88240.402.64181.81453.409732.58780.412.63181.84273.409733.26890.422.62161.87153.409733.92620.432.61121.90053.409734.56050.442.60041.92983.409735.17240.452.58931.95933.409735.76250.462.57791.98903.409736.33150.472.56632.01893.409736.87990.482.55432.04903.409737.40820.492.54202.07933.409737.91760.502.52942.10983.409738.40670.512.51652.14043.409738.87770.522.50322.17123.409739.33040.532.48962.20223.409739.76530.542.47572.23323.409740.18250.552.46122.26453.409740.58260.562.44692.29593.409740.96550.572.43192.32743.409741.33170.582.41662.35903.409741.68130.592.10092.39083.409742.01450.602.38492.42263.409742.33190.612.36842.45463.409742.63200.622.35162.48673.409741.82560.632.33442.51893.409740.89980.642.31682.55123.409739.93210.652.29842.58363.409738.92450.662.28022.61603.409737.86990.672.26132.64863.409736.76340.682.24202.68133.409735.36820.692.22222.71403.409734.06320.702.20192.74683.409732.67220.712.18112.77973.409731.18120.722.15982.81273.409729.57220.732.13812.84573.409727.82110.742.11572.87883.409725.89540.752.29292.91203.409723.74390.762.06952.94523.409721.99390.772.05412.97853.409719.00120.782.02083.01183.409717.41060.791.99563.04533.409713.81920.801.96973.07873.40978.3665由表3.2可以看出，并非所有的解都能滿足最小傳動(dòng)角的要求，說(shuō)明只有滿足要求的長(zhǎng)度才能作為抽油機(jī)連桿機(jī)構(gòu)的桿長(zhǎng)。根據(jù)《具有急回運(yùn)動(dòng)特性的抽油機(jī)連桿機(jī)構(gòu)尺寸參數(shù)的確定》REF_Ref7094\r\h[14]可知，最小傳動(dòng)角越大，機(jī)構(gòu)的傳力性能越好。因此，當(dāng)曲柄R為0.61m時(shí)，為最優(yōu)方案。這樣游粱后臂C為2.455m,連桿P為是2.368m。

4主要部件的校核4.1齒輪的強(qiáng)度校核以下設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程中應(yīng)用的公式均參考《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》REF_Ref7162\r\h[22]。高速級(jí)齒輪的校核1.齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核（4-1）所以齒面接觸疲勞強(qiáng)度滿足要求。2.齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》查得直齒圓柱齒輪的重合度系數(shù)，則（4-2）所以齒根彎曲疲勞強(qiáng)度滿足要求，并且小齒輪抵抗彎曲疲勞破壞能力大于大齒輪。低速級(jí)齒輪的校核1.齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核所以齒面接觸疲勞強(qiáng)度滿足要求。2.齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》查得直齒圓柱齒輪的重合度系數(shù)，則因此在計(jì)算中看來(lái)齒根的彎曲強(qiáng)度滿足生產(chǎn)所需要的強(qiáng)度，而且小齒輪的彎曲疲勞破壞能力明顯能勝于大齒輪4.2中央軸承的使用壽命校核在游梁式抽油機(jī)的使用過(guò)程中，圓柱滾子軸承更適用于抽油機(jī)，查《滾動(dòng)軸承選型及應(yīng)用常識(shí)》REF_Ref7371\r\h[13]，選用的軸承型號(hào)為N1028，這類型的軸承的承受負(fù)荷較低，可以限制一個(gè)方向的軸向位移，剛性好。其截面圖形如下：圖4.1軸承截面圖該軸承有關(guān)性能參數(shù)如下：內(nèi)徑，外徑，厚度，額定動(dòng)載荷，額定靜載荷，脂潤(rùn)滑極限轉(zhuǎn)速為，油潤(rùn)滑極限轉(zhuǎn)速為。1.計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷P軸承所受到的載荷為，作用在軸承上的徑向載荷和軸向載荷分別為、。由于遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于，所以令,由《機(jī)械設(shè)計(jì)方法學(xué)》REF_Ref5072\r\h[8]表13-6查得。因?yàn)閷?duì)支架的作用力由兩個(gè)軸承承受，所以（4-3）2.計(jì)算軸承轉(zhuǎn)速（4-4）為游梁擺角3.計(jì)算軸承使用壽命由《滾動(dòng)軸承選型及應(yīng)用常識(shí)》查得滾子軸承壽命指數(shù)，則：（4-5）根據(jù)游梁式抽油機(jī)的工作時(shí)間，游梁式抽油機(jī)是連續(xù)運(yùn)行的一種機(jī)械，無(wú)時(shí)無(wú)刻都在運(yùn)行，則其使用壽命為：在實(shí)踐中，一般的游梁式抽油機(jī)可以連續(xù)使用大概十年的時(shí)間REF_Ref7675\r\h[10]，而這個(gè)型號(hào)的軸承可以使用更長(zhǎng)時(shí)間，所以符合生產(chǎn)的要求。5主要部件的三維造型5.1底座的三維造型底板是支撐油泵的主要結(jié)構(gòu)，亦稱之為底盤(pán)或船型底座，底部有足夠的強(qiáng)度。在安裝時(shí)，將底座用固定件固定在專用混凝土基礎(chǔ)上，有各種各樣的方法來(lái)固定底部和混凝土的方法。常用的方法有螺釘固定和平行桿固定。平行桿的固定方式更便于油泵的安裝和調(diào)試，但固定方式比較脆弱，容易分解或破壞，這也是一些抽油機(jī)發(fā)生傾覆的原因。地壓螺桿的固定方法堅(jiān)硬、牢固，不易人為分解破壞。其三維造型如下圖：圖5.1底座三維造型圖5.2支架的三維造型支架是架高游梁、驢頭的桁架構(gòu)件，主要用型鋼或鋼板焊接而成。支架用螺絲釘牢牢地固定在抽油機(jī)底座上。中間軸座可固定在支架頂棚上，在支架頂端兩側(cè)設(shè)有平臺(tái)。其三維造型如下圖：圖5.2支架三維造型圖5.3游梁的三維造型游梁是主要的動(dòng)力傳輸件之一，在其支架上安裝支架軸承，前連驢頭后連橫梁。在抽油機(jī)工作中，動(dòng)力來(lái)源于游梁支架的擺動(dòng)，游梁必須承受各種載荷，因此這對(duì)游梁的剛度和強(qiáng)度有了更高的要求。此游梁采用箱型游梁，有著較高的強(qiáng)度和剛度。其三維造型如下圖：圖5.3游梁三維造型圖5.4平衡塊的三維造型平衡塊通常是由鑄鐵制成。平衡塊的中心標(biāo)記鑄在平衡塊與彎曲帶的匹配面附近。如果沒(méi)有指示重心，則以安全鎖上的中心孔為平衡塊的中心。在調(diào)整和計(jì)算泵的平衡力矩時(shí)，平衡塊應(yīng)以重心相反的曲線比例尺作為平衡力矩的力臂。平衡塊的結(jié)構(gòu)形式可分為整體平衡塊和組合平衡塊兩種。整體式平衡塊通常用于小型抽油機(jī)，而組合式平衡塊通常用于大型抽油機(jī)。其三維造型如下圖：圖5.4平衡塊三維造型圖5.5曲柄的三維造型曲柄作為傳送減速器輸出的主要零件，對(duì)于他的強(qiáng)度和穩(wěn)固牢靠的傳動(dòng)要求極高。一般灰鑄鐵、球墨鑄鐵和鑄鋼是制作曲柄的主要材料REF_Ref8462\r\h[20]。為了使曲柄平衡，兩個(gè)曲柄必須同時(shí)承受抽油機(jī)產(chǎn)生的所有載荷，所以曲柄的強(qiáng)度承載能力至關(guān)重要，與此同時(shí)不在曲柄上設(shè)有導(dǎo)軌、擋板、刻度線，也是考慮到能夠方便調(diào)整曲柄，另一方面也是出于其使用安全度考慮。由此在抽油機(jī)正常工作時(shí)也可以據(jù)其條件需要隨時(shí)調(diào)整平衡塊的位置，使其不受影響。緊固條件下，擋塊則是可以保證平衡塊下落發(fā)生危險(xiǎn)。其三維造型如下：圖5.5曲柄三維造型圖5.6連桿的三維造型梁式抽油機(jī)有兩根連桿，這兩根連桿是傳遞扭矩的主要受力構(gòu)件。它的主要構(gòu)件可以由管道和其他型材制成，如工字鋼和槽鋼等。為了確保順利傳輸、傳遞力矩和一致性的工作時(shí)長(zhǎng)兩個(gè)連桿必須是完全一致的,也就是說(shuō),需滿足一定的尺寸公差的要求,通常由特殊工藝來(lái)確保設(shè)備。其三維造型如下：圖5.6連桿三維造型圖5.7整體裝配造型機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中每一個(gè)完整的機(jī)械都是由多種多樣的，尺寸不一的零件構(gòu)成。然而本次設(shè)計(jì)也不例外，除了以上展示的零件外，還有很多，而這些零件就是通過(guò)裝配組到一起的，說(shuō)到整體裝配，它需要每個(gè)零件之間達(dá)到精準(zhǔn)配合，想要達(dá)到這種配合，當(dāng)然離不開(kāi)尺寸的計(jì)算，以及對(duì)它結(jié)構(gòu)構(gòu)圖的設(shè)計(jì)等等。本次的游梁式抽油機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，在結(jié)構(gòu)、構(gòu)圖、以及計(jì)算上花費(fèi)了大量的思考，最終終于設(shè)計(jì)并裝配出了符合本次設(shè)計(jì)的游梁式抽油機(jī)，總體裝配效果圖如下：圖5.7游梁式抽油機(jī)整體裝配圖

結(jié)論在設(shè)計(jì)過(guò)程中，首先，按照本課題，搜集資料，設(shè)計(jì)參數(shù)，并對(duì)其進(jìn)行了認(rèn)真的研究。其次，分析了游梁式抽油機(jī)的工作原理，并對(duì)抽油機(jī)的各桿尺寸進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。對(duì)游梁式抽油機(jī)的電機(jī)型號(hào)、皮帶和減速器選型等問(wèn)題進(jìn)行了全面的分析和計(jì)算。接著，對(duì)齒輪和軸承進(jìn)行了校核，并驗(yàn)算了其強(qiáng)度和使用壽命。最后，對(duì)游梁式抽油機(jī)三維模型進(jìn)行建模，并繪制了總體裝配和部分零件的二維圖紙。本次設(shè)計(jì)還有一些問(wèn)題并未解決，因設(shè)計(jì)時(shí)間有限，希望在今后的學(xué)習(xí)中能解決存在的問(wèn)題。但這次設(shè)計(jì)激勵(lì)著我在設(shè)計(jì)的道路上越走越遠(yuǎn)，今后的學(xué)習(xí)會(huì)更加的努力。

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論文的研究方法和手段有哪些

（1）調(diào)查法

調(diào)查法是科學(xué)研究中最常用的方法之一。它是有目的、有計(jì)劃、有系統(tǒng)地搜集有關(guān)研究對(duì)象現(xiàn)實(shí)狀況或歷史狀況的材料的方法。一般是通過(guò)書(shū)面或口頭回答問(wèn)題的方式獲得大量數(shù)據(jù)，進(jìn)而對(duì)調(diào)查中收集的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、比較、總結(jié)歸納，為人們提供規(guī)律性的知識(shí)。

（一）典型例子

調(diào)查法中最典型的例子是問(wèn)卷調(diào)查法。它是通過(guò)書(shū)面提問(wèn)收集信息的一種方法，即調(diào)查人員編制調(diào)查項(xiàng)目表，分發(fā)或郵寄給相關(guān)人員，詢問(wèn)答案，然后收集、整理、統(tǒng)計(jì)和研究。

（二）研究步驟

1.確定調(diào)查課題

確定題目時(shí)要注意選題是否具有研究的必要性和可能性，同時(shí)要注意選題切忌太大，也要避免無(wú)意義的重復(fù)勞動(dòng)。

2.制定調(diào)查計(jì)劃

要明確調(diào)查課題、調(diào)查目的、調(diào)查對(duì)象、調(diào)查范圍、調(diào)查手段、調(diào)查步驟、時(shí)間安排。

3.收集材料

收集材料時(shí)要盡可能保持材料的客觀性，盡可能采取多種手段或途徑。

4.整理材料

將收集到的材料進(jìn)行整理，以便后續(xù)總結(jié)歸納、形成結(jié)論。

5.總結(jié)研究

對(duì)整理完的材料進(jìn)行分析、總結(jié)、歸納，得出一般性的結(jié)論。

（三）特點(diǎn)

調(diào)查法相對(duì)其他研究方法來(lái)說(shuō)較為耗時(shí)耗力，但也有其優(yōu)勢(shì)，即獲得的一手資料信息真實(shí)具體，能夠?qū)ρ芯繉?duì)象有更加準(zhǔn)確、清晰的認(rèn)識(shí)。

（2）觀察法

觀察法是指人們有目的、有計(jì)劃地通過(guò)感官和輔助儀器，對(duì)處于自然狀態(tài)下的客觀事物進(jìn)行系統(tǒng)考察，從而獲取經(jīng)驗(yàn)事實(shí)的一種科學(xué)研究方法。

（一）典型例子

皮亞杰的兒童認(rèn)知發(fā)展理論就是通過(guò)觀察法提煉總結(jié)出來(lái)的；兒童心理學(xué)創(chuàng)始人——普萊爾，也是在一次次地使用觀察法后，提出了兒童心理學(xué)領(lǐng)域中的諸多理論。

（二）研究步驟

1.明確觀察對(duì)象

在選擇和確定研究問(wèn)題的基礎(chǔ)上確定觀察者與觀察對(duì)象。

2.制定觀察計(jì)劃

在觀察計(jì)劃中要規(guī)定明確的觀察目的、重點(diǎn)、范圍以及要搜集的材料。

3.做好觀察準(zhǔn)備

觀察準(zhǔn)備是否充分，往往影響觀察的成敗。

4.做好記錄

在觀察過(guò)程中要時(shí)時(shí)記錄，不放掉任何一個(gè)關(guān)鍵信息。

（三）特點(diǎn)

觀察法具有拓展人們的感性知識(shí)、啟發(fā)思想等優(yōu)點(diǎn)，但是由于其強(qiáng)調(diào)研究要在自然