抽油机电控刹车装置的设计

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节能型抽油机刹车系统设计_机械制造与自动化毕业论文设计

毕业论文课题名称节能型抽油机刹车系统设计分院专业机械工程学院机械制造与自动化班级学号学生姓名摘要本说明书主要介绍了抽油机刹车机构的设计探索，先绍了抽油机制动系统的设计意义、研究现状以及设计目标。

然后对制动系统进行方案论证分析与选择，主要包括制动器形式方案分析、制动驱动机构的机构形式选择。

抽油机刹车过程中出现的问题，通过对刹车装置的计算分析，找出故障原因和能有效解决问题的方法，从而对刹车操纵装置传动部分进行改进，达到满意的刹车制动效果。

最后确定方案采用内胀式刹车机构系统，内胀式刹车结构系统具有良好的刹车制动性能，其具有的自刹车性能，可以很好的保证抽油机的正常生产以及操作人员的人生安全。

除此之外，还根据已知的抽油机相关参数，通过计算得到了制动器主要参数、制动力矩和制动力等相关参数,以及对关键的零部件进行设计和校核。

最后对制动性能进行了详细分析。

关键字：制动内胀式制动器故障分析刹车装置安全生产AbstractThis paper mainly introduces the design of braking system of the pumping units. First of all , introducing the braking system's design significance, current research and design goals .Then the program analysis and selection of the braking systems is in progress , which includes the form of the braking system , the selection of the braking driving mechanism .Through finding the problems in the pumping process , it aims at solving problems of difficulty with adjustment of draw bar type brake gear on pumping unit , the source of trouble was analysis and the effective solution was obtained . The improvement was made on the operation device of brake gear in order to satisfy the braking requirement . At last, the plan adopting the within the expansion brake system , with it's good self-braking performance which can ensure normal production and the safety of the workers . Besides , this paper also introduces the designing process of front brake and rear break ,braking cylinder , parameter's choice of main components braking and channel settings , as well as to check the key parts , and the analysis of brake performance.Key words: braking; braking disc; fault analysis; brake gear; production safety目录第1章绪论 (1)1.1制动系统设计的意义 (1)1.2制动系统研究现状 (1)电控刹车系统 (2)气控刹车系统 (3)液压盘式刹车系统 (3)1.3本次制动系统设计应达到的目标 (4)1.4本次抽油机刹车系统设计任务 (4)第2章刹车系统方案论证分析与选择 (5)2.1L Z C B型链条抽油机的工作原理 (5)2.2鼓式制动器 (5)2.3盘式制动器 (8)2.4带式制动器 (8)2.5结论 (9)第3章刹车结构的设计 (10)3.1电动机的选择 (10)起升功率的计算 (10)传动装置的总功率 (10)确定电动机转速 (11)3.2传动参数的计算 (12)计算总传动比 (12)分配减速器的各级传动比 (12)3.3刹车制动系统的设计 (15)刹车轮及其附件的设计 (15)传动机构的设计 (17)搬杆座的加工设计 (19)曲柄的设计与改进方案 (20)操纵杆的设计 (22)刹车摩擦材料得分析 (22)第4章抽油机刹车操作规范 (25)4.1调整抽油机刹车行程 (25)抽油机停油 (25)调整刹车行程 (25)4.2抽油机刹车不灵或自行溜车的故障及处理方法 (25)结论 (27)参考文献 (28)致谢 (29)第1章绪论1.1 制动系统设计的意义在现代工业中，抽油机的大量应用已经大大加快了经济的发展。

一种抽油机电动拉索刹车装置

专利名称：一种抽油机电动拉索刹车装置专利类型：实用新型专利
发明人：裴雪龙
申请号：CN202121410839.4
申请日：20210624
公开号：CN215720371U
公开日：
20220201
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型属于石油工业机械采油设备技术领域，具体地涉及一种抽油机电动拉索刹车装置。

本实用新型包括抱死机构、刹车拉索、电动缸和底座；电动缸固定在底座上；刹车拉索的一端固定连接在电动缸的伸缩丝杠上，刹车拉索的另一端固定连接在抱死机构上；刹车拉索外部套有用于对刹车拉索保护和限位的拉索护管；伸缩丝杠外设置有伸缩丝杠保护管；拉索护管的一端面与刹瓦的侧面紧贴，拉索护管的另一端与伸缩丝杠保护管端面贴紧。

本实用新型结构简单，安装方便且安装不受空间影响。

本实用新型操作简单、省力，安全，且能远程控制。

申请人：裴雪龙
地址：741028 甘肃省天水市麦积区石佛乡裴滩村助字路41号
国籍：CN
代理机构：西安吉盛专利代理有限责任公司
代理人：赵娇
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直线式抽油机应急刹车装置设计

直线式抽油机应急刹车装置设计摘要直线式抽油机使用皮带或钢丝绳拉动配重箱做垂直运动，若在运行过程中发生皮带断裂或抽油杆断，会导致配重箱坠落，皮带、光杆随之甩出，对人员、设备安全造成威胁。

本文设计了一套应急刹车装置模型，在发生以上突发事件时能够及时对配重箱制动，防止发生安全事故。

关键词直线式抽油机；刹车装置；单片机；应急直线式抽油机目前在我作业区应用较为广泛，相比传统游梁式抽油机具有占地面积小、装配简易、参数调节方便准确等优点，负载平衡效果好，节能效果明显。

但是，由于直线式抽油机的设计特点，其本身也存在一定的安全隐患：当油井发生抽油杆上部分杆断或抽油机皮带断裂会造成配重箱迅速坠落，皮带、光杆容易甩出轨道，导致安全事故的发生。

1 抽油机结构分析直线式抽油机又称塔式抽油机，目前在我作业区应用的主要有三类，分别为辽宁盘锦石油机械厂、中国东营胜利高原有限公司以及冀东机械厂生产，其主要结构原理基本相同，本文将针对我作业区应用较为广泛的盘锦石油机械厂生产的直线式抽油机进行分析。

当抽油机发生失载时系统受力平衡被打破，配重箱在重力作用下迅速坠落，从而带动皮带、光杆等部件运动，因此应急刹车装置的主要作用对象应为配重箱，建立一套能够迅速制止配重箱下落的刹车装置是本设计的目的。

2 应急刹车硬件设计本刹车装置安装在配重箱上，利用刹车器与配重箱滑轨的摩擦力使配重箱制动。

具体设计方案如下：1）系统框图刹车装置主要由：失载传感器、运算放大器、A/D转换、单片机、继电器、电磁铁以及刹车钳五部分构成。

其中失载传感器可以安装在皮带与悬绳器或配重箱的连接部位，单片机对负荷传感器的信号进行采样判断，一旦判定抽油机失载则发出两个指令信号：1）传输至抽油机控制柜，命令电动机断电；2）通过继电器将该指令信号放大后触发电磁铁吸合，继而使安装在配重箱上的刹车钳产生动作，抱死配重箱滑轨，最终使得配重箱制动。

2）机械部分机械部分的设计主要是针对于刹车钳的设计，刹车钳是刹车装置的关键部位，也是最终的受力部位，刹车钳必须产生足够的摩擦力来使配重箱制动，在本设计中我们利用木楔原理。

抽油机电控刹车装置的设计

No1Feb第1期（总第224期）2021 年2 月机械工程与自动化MECHANICAL ENGINEERING & AUTOMATION文章编号=672-6413（2021）01-0111-03抽油机电控刹车装置的设计董鹏敏，罗仕冲，孙文，曾祥虎，郭铅铅，赵海空，王鹏（西安石油大学机械工程学院，陕西西安 710065）摘要：为满足数字化油田建设需要，针对抽油机设计了一种新型电控刹车装置。

根据抽油机制动性能要求，刹车装置是一种双摩擦片电磁制动器，在相同制动正压力下，相比于机械式手刹车装置可以产生两倍制动力矩。

新型电控刹车装置制动力矩大、结构紧凑、响应迅速、操作简单，在满足抽油机安全稳定制动的同时，还可以通过PLC 控制实现远程遥控制动。

对新型电控刹车装置进行了 3D 建模，并分别利用NX 和ANSYS 软件对刹车装置的主要零部件花键套的力学性能进行了有限元分析，验证了新型刹车装置设计的合理性。

关键词：抽油机；电控刹车装置；花键套中图分类号：TE933+ . 1 文献标识码：A0 引言随着科学技术的进步，石油机械正逐步迈向远程网络电脑自动控制阶段，部分油田的抽油机也实现了电脑联网、远程数据采集、工作运行全程自动控制。

现阶段，我国油田中的抽油机大部分是采用机械式手刹车装置，虽然具有简单可靠等特点，但是不能与电脑自动控制系统进行配合。

特别是在抽油机无人现场值守或运行的抽油机分布较广等情况下，都会发生不能及时刹车断电等问题，给安全运行带来隐患。

因此，研制开发一套抽油机电控刹车装置迫在眉睫。

该刹车装置应在可以保证抽油机安全稳定刹车的前提下，适用于油田全程电脑自动化控制，实现远程自动电控刹车，满足数字化油田建设的需要。

1电控刹车装置的工作原理及结构特点1. 1 工作原理电控刹车装置的结构如图1和图2所示，它利用弹簧蓄能，制动时，电磁制动器失电，弹簧瞬间张开，衔铁在弹簧的作用下挤压摩擦盘，进而摩擦盘挤压固定前端盖，三者之间的两片摩擦片在挤压力作用下产生摩擦阻力，实现抽油机快速制动停车；解除制动时，电磁制动器得电，在电磁吸力的作用下，衔铁克服弹簧阻力，压紧弹簧使得衔铁与摩擦盘之间的摩擦阻力消失, 进而使得摩擦盘与固定前端盖之间的摩擦阻力也消失，三者处于相对自由状态，解除制动。

抽油机电动自控执行刹车装置及智能化控制设计与实现

抽油机电动自控执行刹车装置及智能化控制设计与实现发布时间：2021-11-24T00:46:02.746Z 来源：《科学与技术》2021年第29卷18期作者：董福生王俊巩发亮李建设张留柱宋俊述[导读] 依托抽油机实现远程自动刹车需求，董福生王俊巩发亮李建设张留柱宋俊述中石化胜利油田分公司东辛采油厂，山东东营 257000摘要：依托抽油机实现远程自动刹车需求，设计一种抽油机电动自控执行刹车装置解决现状所存在的缺陷问题，以实现无人本地操控情况下进行抽油机远程启停刹车为目的，在不改变原有主要刹车原理和主要结构的基础上，同时满足刹车制动效果需求，确保抽油机安全高效运行。

关键词：抽油机刹车装置；电动自控；智能化控制抽油机作为油田生产中的主要设备，刹车系统是非常重要的操作控制系统，其制动性能和操控方式对抽油机各种工况安全起着决定性作用。

抽油机的远程启动与远程停机功能在智能化建设中已实现，但因刹车制动不能与远端指挥控制系统接轨，无法有效的实现远程启动与停机，宜发生不及时刹车等问题，带来生产不安全因素。

加强远程自动刹车安全控制模块研究及平台对接开发对于抽油机远程自动刹车安全控制系统研究与应用项目的进行具有极其重要的意义。

1抽油机电动自控执行刹车装置设计抽油机电动自控执行刹车装置，主要包括安装底座，安装底座的上方固定设置有支架，支架的前侧活动设置有挂耳，支架上滑动设置有用于支撑挂耳向靠近或远离支架的方向进行移动的移动支撑组件，支架的后侧设置有用于驱动移动支撑组件自动化移动的驱动装置，能够与原有的抽油机的刹车机构进行配套使用，方案安装，能够去掉原刹车机构的手动拉把部分，用该抽油机电动自控执行刹车装置代替后，不但能够实现原刹车机构手动拉把的推拉功能，而且刹车动作更加及时准确，且刹车刹车拉力控制准确，省时省力，安全性高，整体拉刹车和松刹车动作均为自动化完成，方便使用，并且整体结构简单。

1.1制动力矩依托抽油机原始刹车操作方式进行制动力矩范围数据的采集。

抽油机安全自动刹车装置

用轴承转动阻尼力拨动棘爪４使其抬起实现无声转动。顺时针
刹车棘轮１５与连接套２穿装连接，连接套２上的轴承安装、端面承压套２０圆周上设有滚动轴承，棘爪拨轮１８与连接套２可以相对转动。顺时针刹车棘轮１５、顺时针刹车摩擦片压盘１７；内梯形螺旋槽皮带轮６、逆时针刹车棘轮１Ｏ、之间均设有摩擦片９、１１、１４、１６，这样，通过摩擦片９、ｌ１、１４、１６的离合控制两组刹车组件的更替转动。顺时针刹车摩擦片压盘１７上的三个弹性连接销５与皮带轮６弹性相连实现两组摩擦片的交替压紧与放
◇ 河南南阳油田机械制造有限公司郭韬彭耕凌晨
轮、棘齿无噪声传动。安装位置：自动
刹车装置输出端与原减速器输入轴相连，刹车装置输入端与电动机或发
动机输出端相连。
随着油田的开发，安全生产更为重要，安全生产主要以预防为主， “ 祸患多积于忽微 ” ，只有做好安全防范工作才能避免安全事故的发生。安全防范有人为防范和技术防范，在当今瞬
技术创新ｌ３１
抽油机的安全自动刹车装置，能有效地解决抽油机作业过程中起重设备动力系统突然出现故障引发的
安全事故。主要原理：利用减速器动
力输入轴负载和皮带轮在电动机驱
动与否的共同作用造成的两者交替出现的主、被动转换现象，使用螺旋
“
ｏ ” 形弹性橡胶圈处都装有调整块以对位置要求进行微量调整。连接套的内孔有键槽，外端面有螺纹孔用于连接传动轴并