天津大学油田抽油机设计
常规型抽油机课程设计
常规型抽油机课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解常规型抽油机的基本结构及其工作原理，掌握相关术语和概念。
2. 学生能够描述常规型抽油机在能源开采中的应用及其在我国石油工业中的重要性。
3. 学生能够解释抽油机在不同工作状态下的能量转换和效率计算。
技能目标：1. 学生能够通过模型观察和图示分析，识别常规型抽油机的各个部件及其功能。
2. 学生能够运用物理知识，进行简单的能量转换和效率计算，解决实际问题。
3. 学生通过小组合作，设计并实施一个小型的抽油机实验，提升动手能力和团队协作能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对石油工业和机械设备的学习兴趣，激发探索精神。
2. 增强学生的环保意识，理解能源开采与环境保护的关系。
3. 通过了解我国石油工业的发展，培养学生的国家自豪感和责任感。
课程性质：本课程为自然科学领域的实践活动，结合理论知识与实际操作，旨在提升学生的科学素养。
学生特点：考虑到学生所在年级，已具有一定的物理知识和实验能力，对新鲜事物充满好奇。
教学要求：注重理论与实践相结合，鼓励学生主动探究，强调知识的应用性和实际问题的解决能力。
通过分解目标为具体的学习成果，确保教学设计和评估的针对性和有效性。
二、教学内容1. 抽油机的基本结构：介绍常规型抽油机的组成部分，包括机架、减速箱、动力装置、泵体等，结合教材相关章节，通过图示和实物模型进行讲解。
2. 工作原理与能量转换：讲解抽油机如何将电能转换为机械能，进而实现泵送液体介质的过程，涉及物理学科中的力学和能量转换知识。
3. 抽油机在石油开采中的应用：分析常规型抽油机在石油开采中的作用，以及其在提高开采效率和降低成本方面的意义。
4. 效率计算与优化：引导学生运用物理学原理，进行抽油机效率的计算，探讨提高效率的方法和途径。
5. 实践活动：组织学生进行小组合作，设计并实施抽油机实验，观察不同参数对抽油效果的影响，培养实际操作能力和团队协作精神。
教学大纲安排：第一课时：抽油机的基本结构与工作原理介绍。
异相型游梁式抽油机设计
异相型游梁式抽油机设计摘要抽油设备中，以游梁式抽油机最为普遍，数量也最多。
游梁式抽油机具有机构简单、可靠性高等优点，因而在油田得到了广泛应用。
随着石油工业的发展，目前，为了增加抽油机的适应性、可靠性、经济性和先进性，提高抽油效率，减少动力消耗，改善抽油机的运动特性、动力特性与平衡特性。
因此国内外抽油机的总的发展趋势是向着超大载荷，长冲程，低冲次，精确平衡，自动化，智能化，节能化，高适应性方向发展。
异相型游梁式抽油机是油田应用最为广泛的一种节能型抽油机。
它的设计原理与方法对抽油设备具有通用性。
本文介绍了异相型游梁式抽油机工作原理与节能原理，进行了运动学和动力学分析计算、平衡计算。
为此，将曲柄回转运动分成24等分，逐点计算悬点的光杆因数、扭矩因数、加速度、载荷值；曲柄扭矩计算、平衡率计算及交变载荷系数计算等。
由于计算工作量大，在手算基础上采用了计算机的Excel软件优选了抽油机的几何尺寸。
对主要部件进行了选择计算，合理选择电动机和双圆弧齿轮减速器，设计了窄V带传动装置。
最后对各结构进行了应力和强度校核。
设计显示：如果异相型游梁式抽油机的几何尺寸得到优化，节能效果是显著的。
关键字：异相型抽油机，扭矩因数，悬点载荷，净扭矩AbstractPumping equipment, with the most common beam pumping unit, also most.beam pumping unit has the advantages of simple structure, high reliability, and has been widely applied in the field.Along with the development of the petroleum industry, now, in order to increase the adaptability of the pumping unit, reliability, economy and advanced, improve the efficiency of oil, reduce power consumption, improve the motion characteristics and pumping dynamic characteristics and balance.So the general development trend and pumping unit is large load, and long stroke to flush times, low precision balance, automation, energy saving, intelligent, and high adaptability.Out-of-phase type beam pumping unit is the most widely used oil pumping unit is an energy-saving.It's design principle and method of pumping equipment.The paper introduces the beam pumping unit type out-of-phase working principle and the energy saving principle, kinematics and dynamics analysis and calculation, the equilibrium calculation.Therefore, will turn into twenty-four equal crank movement point, the calculation of strength factor, hanging point torque factor, acceleration, load value, Crank torque calculation, balance ratio and alternating load coefficient calculation, etc. Due to the big workload is calculated based on the hand, using computers Excel the optimum geometric dimension of the pumping unit.The choice of main components, reasonable choice of double circular-arc gear reducer motors and narrow, design the V belt transmission device.Finally the stress on the structure and intensity.Design shows that: if out-of-phase type beam pumping unit, the optimized geometry size energy-saving effect is remarkable.Keywords: Out-of-phase type unit, torque factor, hanging point load, net torque目录前言 (1)1概述 (3)1.1国内外抽油机技术发展概况 (3)1.2抽油机的类型与结构及主要参数 (3)1.2.1 抽油机的类型 (3)1.2.2 抽油机的结构 (4)1.2.3 游梁式抽油机主要参数 (7)1.3近几年抽油机的研究重点及研究中应重视的问题 (7)1.3.1 抽油机的研究重点 (7)1.3.2 抽油机研究中应该重视的问题 (10)1.4异相型游梁式抽油机特、点工作原理与节能原理 (11)1.4.1 异相型游梁式抽油机特点 (11)1.4.2 工作原理 (11)1.4.3 节能原理 (11)2设计数据 (13)2.1设计数据 (13)2.2抽油机几何结构尺寸 (13)2.3抽油机模型示功图: (13)3设计与计算 (17)3.1异相型游梁式抽油机几何尺寸参数计算 (17)3.1.1 几何关系计算式 (17)3.1.2 符号含义 (17)3.1.3 各个点参数计算 (18)3.1.4 扭矩因数和光杆位置因数计算 (21)3.2抽油机运动学计算 (23)3.2.1 光杆（悬点）加速度计算式 (23)3.2.2 加速度计算 (23)3.2.3 加速度曲线 (24)3.3抽油机动力学计算 (24)3.3.1 悬点载荷计算式 (25)3.3.2 减速器扭矩计算 (26)3.3.3 曲柄轴净扭矩曲线 (27)3.3.4 平衡率、交变载荷系数CLF的计算 (28)P3.4传动系统设计 (28)3.4.1 电动机的计算与选择 (28)3.4.2 计算传动比及减速器的选择 (30)3.4.3 传动装置的运动和动力参数的计算及窄V带选择 (31)4 抽油机的各部件的强度计算与校核 (36)4.1连杆的应力分析与强度校核 (36)4.2游梁的应力分析及强度校核 (38)4.3滚动轴承的选择和寿命计算 (40)4.3.1 选取轴承并计算轴承支反力 (40)4.3.2 计算当量载荷 (41)4.3.3 计算轴承寿命 (42)5 结论 (43)6 谢辞 (44)7 参考文献 (46)异相型游梁式抽油机设计前言本设计通过对异相型游梁式抽油机的优化设计，改进了以往常规型抽油机的高能耗、曲柄净扭矩波动变化大、扭矩峰值高、加速度变化幅度大等特性。
机械课程设计---油田抽油机
机械原理机械设计课程设计计算说明书设计题目油田抽油机目录一、设计题目 (1)二、系统总体方案的确 (1)三、设计原始数据 (2)四、电动机的选择 (3)五、传动比的分配 (4)六、执行机构尺寸计算 (5)七、机构运动分析 (6)八、V带设计 (15)九、传动装置的运动和动力参数 (17)十、齿轮的传动计算 (18)十一、减速器机体的尺寸设计 (31)十二、轴的设计 (32)十三、键的选择及强度较核 (33)十四、轴承寿命计算及静强度 (35)十五、轴的强度较核 (37)十六、参考文献 (41)计算及说明主要结果一、设计题目：油田抽油机二、系统总体方案的确定：系统总体方案：电动机→传动系统→执行机构；初选三种传动方案，如下：(a)二级圆柱齿轮传动(b)为涡轮涡杆减速器(c)为二级圆柱圆锥减速器系统方案总体评价：（b）方案为整体布局最小，传动平稳，而且可以实现m c R 35604.1)2sin(sin ==ψθ，其中m c 5.1=； θsin 221R L C C =R L C AC L C C AC 2sin sin 21121==∠θR C AC L AC 2sin 222=∠其中，由于032][=α，则：02133775.242][=-=∠ψαA C C002173917.148)2][(180=-+-=∠ψαθC AC⎩⎨⎧==+==-1052667.11176882.121AC AC L a b L a b 解得：m a 1437893.0=，m b 2614775.1=；m b a c c b a d 410937.1]sin[)(2)(22=+-++=α七、 机构运动分析：1.数学模型 如图所示，取以A 点为原点、x 轴与AD 线一致的直角坐标系，标出向量和转角，由封闭向量多边形ABCD 可得1.35604R m =01224.33775C C A ∠=012148.73917AC C ∠=m a 1437893.0= m b 2614775.1=1.410937d m =122()()(/2)22122''"i i i AB BC BC l e l e l e ϕπϕπϕπϕϕϕ+++++33()(/2)233'"i i DC DC l e l e ϕπϕπϕϕ++=+实部和虚部分别相等可得22112222'cos 'cos "sin AB BC BC l l l ϕϕϕϕϕϕ++ 23333'cos "sin DC DC l l ϕϕϕϕ=+22112222'sin 'sin "cos AB BC BC l l l ϕϕϕϕϕϕ--+ 23333'sin "cos DC DC l l ϕϕϕϕ=-+解得2221122332332'cos()''cos()"sin AB BC DC DC l l l l ϕϕϕϕϕϕϕϕϕϕ-+--=-（）222113232332'cos()'cos()'2"sin()AB BC DC BC l l l l ϕϕϕϕϕϕϕϕϕϕ-+--=-2.框图设计3.程序和计算结果Visual C++ 程序#include "stdio.h"332.3697410231.481.044P d C mm n ≥==Ⅱ332.264171.06 1.069843.421.894P d C mm n ≥=⨯=Ⅲ 中间轴各轴段设计：1.各段轴的直径轴段1为轴承径，其直径应符合轴承内径标准，且31.4d mm ≥Ⅱ，由此选定35d mm =1。
前置式曲柄平衡抽油机设计讲解
“没问题，找个时间，我们有专业的顾问，可以为您解析”与企业老总谈：1、软件可以让数据分析处理更简单，工作效率更高2、使用管理软件能让管理成本大大降低3、软件可以很好的管理仓库的货品，合理控制存量4、进货价格的控制5、销售价格跟踪6、软件可以控制企业的经营风险7、软件的大量数据报表，为企业老板的决策提供依据与企业财务人员其它相关部门的人洽谈1、省时省力，减轻工作，提高工作效率2、提高收入产品易学、易用、易实施简单灵活的设计风格，导航式的界面，使得速达软件成为市场中最具亲和力的产品。
极高的性价比，使得速达软件成为市场中最具竞争力的产品。
如何介绍产品我们***软件服务集团公司，面向国内的中小型企业，推出了功能完整，技术先进且容易实施的自有品牌的管理软件，有ERP企业资源计划、SCM供应链管理、DRP分销资源计划，CRM客户关系管理、OA办公自动化、KM知识管理等软件，比如我们的***ERP产品－**，这套产品共有二十几个模块，不但涵盖了企业管理的方方面面，比如财务、采购、销售、仓管、物料控制、生产作业、车间管理、品质管理、人事薪资、考勤、海关贸易、POS等管理子系统。
结束语：强调软件的总体优势，其中操作简单易学易用，安全可靠，功能强大，高度集成等优势，可初步涉及软件实施的效果，以及项目的有效控制等，ERP项目从实施到上线，经常会被问到ERP的价值在哪里，常见的有一些效益指标，举几个例子罗列如下：1.平均库存下降30%;2.库存周转率上升30%;3.减少采购费5%;4.加班时间减少到原来的10%;5.设备可用率上升5%;……ERP项目建设70%是在梳理管理、30%才是做软件，ERP项目的成果70%是管理的改进，30%才是信息技术工具的改进。
那么上了ERP，它的价值在哪里呢，应该主要表现在如下几点：1.管理理念提升价值ERP项目建设有一半的时间在整理流程(BPR梳理)，在配置阶段还要持续地进行流程优化工作，BPR不是把企业现有的工作图纸化，而是把企业的工作先流程化而后再进一步优化，同时融入企业战略规划中期望推进的新管理理念，所以即使ERP这个软件没有投用，BPR的成果(已经优化的企业流程)如在企业中实行起来，其实无所谓再用什么工具，其管理效益都是不可估量的。
游梁式抽油机井抽油装置系统设计及应用
游梁式抽油机井抽油装置系统设计及应用第一篇：游梁式抽油机井抽油装置系统设计及应用课程设计课程游梁式抽油机井抽油装置系统设计及应用院系石油工程专业班级学生姓名学生学号指导教师****年**月**日游梁式抽油机井抽油装置系统设计及应用第1章前言1：1 设计的目的及意义油田开发是一项庞大而复杂的系统工程，必须编制油田开发总体建设方案—油田开发工作的指导性文件。
采油工程设计更是总体方案的重要组成部分和方案实施的核心，而游梁式抽油机的设计抽油装置系统设计更是采油课程设计的重中之重。
该课程为石油工程专业采油模块学生必修课，它是石油工程专业主干课《采油工程》的扩展和补充。
石油工程学生在学完专业基础课和专业课之后，为加深学生对采油工程深入了解，训练学生系统，全面和综合应用采油工程技术方法和设计能力，开设本课程。
目的是为了学生综合应用能力打下基础，培养学生毕业后能更快的适应和应用采油工程理论和技术方法解决采油工程问题。
有杆泵采油包括游梁式有杆泵采油和地面驱动螺杆泵采油两种方法。
其中游梁式有杆泵采油方法以结构简单、适应性强和寿命长等特点，成为目前最主要的采油方法。
抽油机是有杆泵抽油的主要地面设备，按是否有梁，可将其分为游梁式抽油机和无游梁式抽油机。
游梁式抽油机是通过游梁与曲柄连杆机构将曲柄的圆周运动转变为驴头的上、下摆动。
依据详探成果和必要的生产试验资料，在综合研究的基础上对具有工业价值的油田，按石油市场的需求，从油田的实际情况和生产规律出发，提高最终采收率。
近些年来，为了满足采油工艺对长冲程、低冲次抽油机的需要，国内近年来研制出多种新型游梁式与无游梁式长冲程、低冲次、节能抽油机。
游梁式抽油机的设计受到了抽油机设计工作者的重视，并取得了明显的经济效益，游梁式抽油机的最基本特点是结构简单，制造容易，维修方便，特别是它可以长期在油田全天运转，使用可靠。
因此尽管它存在驴头悬点运动的加速度大，平衡效果差，效率低，在长冲程时体积较大和笨重的特点，但依旧是目前应用最广泛的抽油机。
常规游梁式抽油机主要结构参数的优化设计
常规游梁式抽油机主要结构参数的优化设计摘要：游梁式抽油机是油田目前主要使用的抽油机类型之一，主要由了驴头—游梁—连杆—曲柄机构、减速箱、动力设备和辅助装备等四大部分组成。
本文试图用现代设计方法中的优化设计法，对CYJ8-3-48B常规性游梁式抽油机进行结构参数的优化，并提出了将最大关键字：游梁式抽油机优化设计数学模型第一章常规游梁式抽油机1.1常规游梁抽油机的介绍游梁式抽油机，也称梁式抽油机、游梁式曲柄平衡抽油机，指含有游梁，通过连杆机构换向，曲柄重块平衡的抽油机，俗称磕头机。
从采油方式上为有杆类采油设备（从采油方式上可分为两类，即有杆类采油设备和无杆类采油设备）。
游梁式抽油机是一种变形的四连杆机构，其整机结构特点像一架天平，一端是抽油载荷，另一端是平衡配重载荷。
游梁式抽油机具有性能可靠、结构简单、操作维修方便等特点。
根据我国行业标准GB/T 29021《石油天然气工业——游梁式抽油机》，抽油机标准型号标注格式如下：游梁式抽油机类别代号：CYJ。
减速器齿轮齿形代号：无代号为渐开线齿形、H为点啮合双圆弧齿形。
平衡方式代号：Y为游梁平衡，B为曲柄平衡，F为复合平衡，Q为气动平衡。
游梁特征代号：直游梁不标注符号、Y为异相曲柄、S为双驴头、X为下偏杠铃、T为调径变矩、Q为前置型、W为弯游梁等。
示例：规格代号为8—3—37的常规型游梁式抽油机，减速器采用点啮合双圆弧齿轮，平衡方式为曲柄平衡，其型号为CYJ8—3—37HB。
抽油机工作时，电动机转速通过皮带传动到减速器，然后由减速器输出轴驱动曲柄、连杆、横梁、游梁（四连杆机构），把减速箱输出轴的旋转运动变为游梁与驴头的往复运动，并通过悬绳器带动抽油杆做上下往复的直线运动，实现对原油的抽汲。
如图1-1所示：1-悬绳器；2-底座；3-支架；4-支架轴；5-驴头；6-游梁；7-横梁；8-游梁平衡重；9-连杆；10-曲柄；11-减速器；12-电动机；13-刹车图1-1 常规型游梁式抽油机结构组成示意图1.2常规游梁式抽油机的几何参数间的关系为了方便计算我们将常规性游梁式抽油机简化为下图，如图1-2这其实是一个很典型的四连杆机构，其中R 为曲柄，当悬点处于下死点时，悬点位移为零，游梁后壁端点位于上死点，此时连杆P 与曲柄R 展开在一条直线上，我们将这一直线设为零度线，应用余弦定律，可得曲柄零度线与K 的夹角（曲柄初相角）Ф的解析式：Ф=])(2)(arccos[222R P K R P C K +++-且此时驴头在下死点位置的ψ角为：]2)(arccos[ψ222b CKR P K C +-+= 另外，当θ不等于0时，各几何参数关系如下：)cos(222φθ+++=KR R K J22H I K +=χ=)2arccos(222CJP J C -+ ᴘ=)]sin(arcsin[φθ+JR 所以ψ=χ+ᴘ另外驴头在上死点位置的ψ角为：]2)(arccos[ψ222t CKR P K C --+= 故悬点相对于下死点的位移是)ψψ(b -=A S A如图1-3，有瞬心法可得，3413314131P P P P ωω=即3413141313P P P P ωω= 且)ψsin()sin(1413---=βπαπR P P )ψsin(sin 3413--•=βπβCP P 所以βαωωsin sin 13C AR A v A =•=则对速度公式对时间t 求导，可得加速度：βββφθβαω321sin ψsin cos sin )sin(cos sin )(++-=C RCP ARK a A式中游梁后臂C 与连杆P 之间的夹角β，由C 、J 、P 构成的三角形余弦定理得：)2arccos(222CP J P C -+=β曲柄半径R 与连杆P 之间的夹角α：)(2φθψβπα+---=悬点位移对曲柄转角θ的变化率是抽油机减速器曲柄轴扭矩计算的重要特性参数，即扭矩因数，βαωθθsin sin )(C AR v d dS TF A A ===第二章 常规游梁式抽油机的优化设计及数学模型2.1 优化设计优化设计是一门新兴学科，它是以电子计算机为工具，寻求最优设计参数和结构的现代设计方法之一。
抽油机设计计算
rQ=1.0m； MC==1000kg； RC=1.2m； JC=100kg.m2； ML=300kg； JL==300kg.m2； JB=1000kg.m2; MR=4000kg； =30000N； =36000N； =0.2m。
3.1假设条件
为了对异相曲柄平衡抽油机的优化设计，以放 映抽油机动力性能的最大扭矩因素为最小目标 函数优化抽油机的机构尺寸，将整个抽油机装 置简化为以曲柄为等效构件的运动情况，我们 做了以下假设条件：
异形游梁式抽油机 异形游梁式系列抽油机包括双驴头抽油机、 弯游梁抽油机和对常规游梁抽油机节能改造的 机型等机型。 异形游梁式抽油机是以常规抽油机为基础 模式而研制出的新机型，它采用变径圆弧状的 游梁后臂，游梁与横梁之间采用柔性件连接结 构，在主要结构上具有常规游梁式抽油机简单， 牢靠，耐用等特点，在性能上易于实现长冲程， 并且具有突出的节能特点。 平衡方式 1．游梁平衡：在游梁的尾部装设一定重量 的平衡板，这是一种简单的平衡方式，适用于3 吨以下的轻型抽油机。
τ＝0； JB1＝2.0kg.m2； JB2＝15.0kg.m2； JR1＝3.0 kg.m2； JR2＝8.0 kg.m2； JR3＝15.0 kg.m2； iB=5.0； iR1=5.5； i R2=5.45； mQ=500kg；
特s， ， ，
带入公式①得如下结果：
其中以下死点为位移零点，向上为位移正方 向，任意时间悬点的位移 为：
已知如下参量：
将
带入③得
图为悬点载荷F随theta的分段变化 F=(180000*pr+30000).*(theta>=0&theta<=0.1378*pi) +(66000).*(theta<=0.9631*pi&theta>=0.1378*pi)+(18 0000*pr489025.17).*(theta>=0.9631*pi&theta<=1.2136*pi)+(3 0000).*(theta>=1.2136*pi&theta<=2*pi);
带能量回馈功能抽油机智能控制柜的相关设计
２设计要求
数 字化 控制 柜是 本项 设计 的 重 点 ， 它涉 及到 电气 设计 、 自 动化 模块设 计 柜 体结 构设计 。电气设 计主要 通过对 现场应 用
６小 结 及 前 景 分 析
四 象限 智能 变频控 制柜 集数 据采 一 传一 控 与 电气传 动为 ～ 一 体 的整合 式数 字化 控制 柜 ， 使 油井 采控 方案 更加 集约 化 ， 能 够
关 键词 ： 四 象限； 智能调控 ； 简要机 理 ； 上位机
１四象限变频器技术原理介绍
调控 参数通 过 Ｇ Ｐ Ｒ Ｓ 发 送给 Ｄ Ｔ Ｕ， 然后 普 通的 变频器 的整流部 分大都 采用二 极管整 流桥 ， 只能 工 行参数 进行合理 的调控 ， Ｄ Ｔ Ｕ发 送给 控 制模 块 ， 控 制模 块 调控 变频 器或 者 交 流 伺服 电 作在 电动状 态 ， 所以称 之为 两象限变频 器 。 由于两 象限变频 器 无法 实现能 量的双 向流动 ， 所 以没有 办法将 电机 回馈 系统 的能 量送 回电网… 。而 抽油 机在一 个 冲次 内 ， 电流 Ｉ 及相 位 角‘ Ｐ 总 是 机， 最终得到合 理的调控 。
据 油 井工 况 ， 对抽 油机 运行 状 态进 行 自动优化 ， 实现 油 井优 化
够 经济 ， 同时 二极 管整流 桥 对 电网也 易产 生严 重的谐 波 污 染。 闭环 控制 。为 此 ， 设计 上 在抽 油机 本地 和远程 调控 中 ， 要能 通 过变 频器 实现 抽油 机的 本地 控制 ； 在 闭环控 制环 节 ， 要 能通 过
控制 方案 。 １ ． 具 备 回馈制 动方 式 ： 采 用 四象 限变频 调速 技 术 ， 能 够 将
负 载的惯性 能量 反馈给 电网 ， 降低 无功功率 ， 提 高功率 因数 ， 功 率 效率接近 于 １ ， 具有显 著的节能 降耗 效果 。 ２ ． 可选用 直接 转矩 控 制方 式 ： 丰 富的 外 围接 口， 满足 各种
毕业设计常规游梁式抽油机设计
摘要常规型抽油机，是机械采油设备中问世最早，应用最广泛，结构最简单的设备。
抽油机是石油工业中的一项重要组成部分，在抽油机驱动下，带动其他设备运转，实现油井的机械式开采。
主要分为游梁式和无梁式两大类。
游梁式抽油机主要由发动机、三角带、曲柄、连杆、横梁、游梁、驴头、悬绳器、支架、撬座、制动系统及平衡重组成。
随着时代的发展，对环保节能要求的不断提高，在理论与实践相结合的基础之上，目前国内外抽油机的总的发展趋势是向着超大载荷，长冲程，低冲次，精确平衡，自动化，智能化，节能化，高适应性，无游梁长冲程方向发展。
本设计主要根据抽油机的四杆机构（曲柄——连杆——横梁——游梁）的工作原理。
本文介绍了常规抽油机工作原理与节能原理，以及设计过程中对抽油机运动学和动力学分析与计算，阐述了这种设备的运动规律。
游梁式抽油机驴头的悬点载荷标志抽油机的工作能力的重要参数之一，而看它是否节能，其技术指标是抽油机的电动机实耗功率的大小及减速器的工作状态。
本设计全面概述了常规性抽油机的发展概况，抽油机的优化设计及其节能原理。
另外，设计者对抽油机得几何参数，运动参数，动力学参数进行了全面的分析计算。
此外，本设计不仅采用了计算机编程来计算抽油机的运动和动力学参数，而且采用了Auto CAD绘图软件，并附有中英文对照资料。
关键词：常规型抽油机；悬点载荷；结构；设计计算AbstractConwentional beam-pumping unit to take out the oil machine,publishing in the machine oil extraction equapments at the earliest stage,applied extensive,the most simple equipments in structure.Pumping unit is an important component in the petroleum industry, driving by the pumping units，and the other equipments are running in order to achieve the mechanized exploitation of the oil well. It is mainly classified beam and non- beam two categories. Beam style pumping unit mainly consists of the engine, triangle belt, crank, connecting rod, beam, beam, donkey head, hanging a rope device, cradles, pry block, brake system and balance weight. With the development of the ages, the requirements of energy-saving and the consciousness of environmental protection enhancement, on the basis of the combining of the theory and practice, the current domestic and international pumping unit’s overall development trend is toward super-load, long stroke, low stroke times, precise balance, automatic, intelligent, energy- saving, high adaptability and non-beam long stroke direction. This design was mainly according to the principle of four-pole framework (crank -- connecting rod -- beam -- beam) of pumping unit’s.In this article ,working routine and power-saving technology of the conventional beam-pumping unit will be introduced, and during the designing procedure, the analysis of kinetic and dynamic to the pumping units express law of motion of this kind of equipment .The air load of beam style pumping unit is one of the important parameters, which is the first sign of the work capacity, and see it whether energy-saving, the technical indicators are the size of the electromotor consumption power and the work state of the pletely this design said the difference al mutually a development general situation that took out the oil machine excellent to turn the design and it economized on energy the principle .Moreover,designed to taking ou the oil machine get several parameter,sport parameter ,the dynamics parameter carried on the analytical calculation completely.In addition, not only computer programming to calculate the movement and dynamics parameters is used in the design, but also the application of the Auto CAD software, simultaneously with Chinese-English information.Key words: Conventional Pumping Unit,；Horsehead load,；Structural Characteristic,；Design Calculation目录第一章绪论 (1)1.1游梁式抽油机技术发展 (1)1.1.1我国抽油机的现状 (1)1.2常规性游梁式抽油机的工作原理及节能原理 (2)1.2.1工作原理 (2)1.2.2节能机理 (2)1.3节能型抽油机技术发展方向 (4)1.3.1智能控制是采油设备发展的方向 (4)1.3.2基础材料的研究应用即将造就一个立式抽油机时代 (5)1.3.3采油设备向通用化和个性化发展 (5)1.3.4采油设备向艺术性发展 (5)1.4游梁式抽油机优化设计数学模型的研究 (5)第二章计算部分 (7)2.1设计原始数据 (7)2.2结构组成 (7)2.3主要参数 (8)2.4建立动力模型示功图 (8)2.5运动学计算 (9)2.5.1常规游梁式抽油机几何关系计算式 (9)2.5.2光杆（悬点）加速度计算式 (10)2.5.3悬点载荷计算式 (10)2.5.4扭矩因数和光杆位置因数计算式 (10)2.5.5减速器净扭矩计算式 (10)2.5.6抽油机扭矩因数几几何计算 (11)2.6设计原始参数 (11)2.6.1参数 (11)2.6.2抽油机几何结构尺寸 (11)2.7运动学的运算 (12)第三章主要部件的设计计算 (14)3.1电动机的选择计算 (14)3.2计算传动比及减速器的选择 (14)3.2.1抽油机的总传动比 (14)3.2.2选减速器 (15)3.2.3带的传动比 (15)3.3传动装置的运动和动力参数的计算 (15)3.4带传动的设计 (16)第四章抽油机的各结构的强度校核 (19)4.1连杆的应力分析与强度校核 (19)4.2曲柄连接设计强度校核 (20)4.3游梁的应力分析及强度校核 (22)4.4游梁支承的强度校核 (25)4.5滚动轴承的选择和寿命计算 (28)结论 (30)参考文献 (31)致谢 (32)附录一中文译文 (i)附录二外文资料原文 (v)常规游梁式抽油机设计第一章绪论1.1游梁式抽油机技术发展抽油机产生和使用由来已久，迄今已有百年的历史。
毕业论文 抽油机设计
概述石油开发到一定阶段后，油层压力下降，油井停止自喷，因而采用机械采油方法继续开采。
世界各产油国都广泛应用有杆泵抽油的方法进行采油。
有杆泵抽油装置是由地面的抽油机、井下的抽油泵及抽油杆柱所组成。
抽油机是有杆泵采油装置的重要地面设备，是一种把动力机的连续圆周运动变成抽油杆柱及抽油泵柱塞的往复直线运动，从而将地下原油开采出来的机械设备。
所以说抽油机是有杆泵采油中十分重要的设备之一。
抽油机的种类较多，概括起来可分为以下几种：按有无游梁可分为游梁式抽油机和无梁式抽油机；按结构型式可分为常规型游梁式抽油机、前置型游梁抽油机、偏置型游梁抽油机和异相型游梁式抽油机。
本篇论文设计的便是CYJY10-4.2-70BH型异相型游梁式抽油机。
异相型游梁式抽油机的设计思路有三个方面：首先，扩大抽油机冲程长度以提高泵效。
异相型游粮式抽油机由于用变径圆弧形的后驴头代替了常规机的游梁后臂，游梁与横梁之间采用柔性件连接，使其主结构在常规机四杆机构的基础上发生了质的飞跃，而变成了“变参数四杆机构”。
这种特殊四杆结构工作时，其游梁后臂有效长度、连杆长度随其曲柄转角的变化而变化，不但改善了四杆机构的异型机工作中受“死角”制约的程度放宽，因而可以采用适当增大游梁摆角的方法来实现抽油机的长冲程；其次，改善平衡效果以降低能耗。
异相型游梁式抽油机是以常规机为基础模式，从改变抽油机的扭矩因数入手，通过改变抽油机的结构，实现“加强抽油机的平衡效果以降低净扭矩峰值和能耗；扩大抽油机的冲程以提高泵效和综合技术指标”；再次，能够满足不同粘度原油开采的需要。
异相型游梁式抽油机设计时，在考虑和优化“变参数四杆机构”动力特性、传动特性的同时，巧妙地考虑了悬点上下冲程所占用曲柄转角的问题，从而使异型机在曲柄正转时上冲程曲柄转角大于180°，曲柄反转时上冲程转角小于180°即靠改变曲柄的转向可实现“慢上快下”和“慢下快上”两种工作方式。
summaryOil development get sure stage, the reservoir pressure drops, the oil well stops blowing, adopt machinery recover the oil the method continue and is exploited. World produce oil national capital use and have pole pump release method of oil recover the oil extensively each.Have pole pump to pump oil device by to pump oil machine, releasing oil pump and pump pole post of oil make up in the pit ground.Release oil machine have pole pump recover the oil the important ground equipment of the device , it is one that turncontinuous circular motion of generator into and pump oil pole post and release oil pump to be that post fill to reciprocate rectilinear motion, thus the mechanical equipment exploiting the underground crude oil out. So say that there are pole pumps one of the very important equipment while recovering the oil to pump the oil machine.There is more kind of pumping oil machine can be divided into the following several kinds: According to visit roof beam can divide into person who visits roof beam release oil machine and have roof beam type release the oil machine; According to structure pattern can divide into routine visit roof beam pump oil of, the leading type to visit roof beam last oil, setovering type visit there aren't roof beam .Page this that thesis design to visit CYJY-4.2-70BH roof beam type release the oil machine different looks type.Different looks type visit roof beam type mentality of designing of releasing oil machine have 3: First of all, expand the length of stroke of the oil pumping machine in order to improve the pump result. Different looks type visit grain type pump oil machine because with horse head replace to visit arm after the roof beam routine machine behind turning into foot-path circular, visit roof beam and crossbeam adopt flexibility pieces of connection, make his mainstructure the qualitative leap has taken place on the basis of four organizations of the routine machine, and has turned into " turning into four organizations of parameter ". Such special four structure when working, it visit arm effective length, length of connecting rod vary with its crank of corners after the roof beam, Improve four abnormal shape machine of organization degree that work is limite by " dead angle" relax, Can adopt proper to increase and visit roof beam method to put angle realize the long stroke of the oil pumping machine; Secondly, improve the balance result in order to reduce energy consumption Different looks type visit roof beam type release oil machine to based on routine machine mode, from change torsion factor of oil releasing machine start with ,Through changing the structure of the oil pumping machine, realize that " strengthens the balance result of the oil pumping machine in order to reduce the net torsion peak value and energy consumption; he stroke of expanding the oil pumping machine is in order to improve the pump result and comprehensive technical indicator "; Moreover, can meet the need not exploited with the viscidity crude oil . When design the different looks type visit roof beam type pump oil machine, in consider and optimize while "turnning parameter into four organization " power characteristic, drive characteristic, consider and hang some aboutstroke crank issue of corner taken ingenious, so Go to the crank corner of the stroke to greater than 180 in the natural rotation of the crank in abnormal shape machine ,Crank pay stroke corner lighter than 180 when overturning ,namely by change transformation of crank can realize " slow to have and lay soon " and " slow to lay and go to soon " two kinds of working ways.目录1.前言 --------------------------------------------2.原始数据 ----------------------------------------3.抽油机主要零件尺寸的设计计算 ---------------------4.运动学计算-----------------------------------------5.油机主要零件的强度校核 --------------------------6.参考文献 ----------------------------------------第一部分前言1.抽油机的一般知识随着油田开发的推移，我国大多数油田都己进入开发的中后期,逐渐丧失自喷能力，基本上已从自喷转入机采。
常规游梁式抽油机设计
常规游梁式抽油机设计⽬录任务书第1章概述1.1抽油机类型、特点、应⽤等陈述1.2抽油机存在的问题1.3抽油机的发展⽅向第2章常规游梁式抽油机传动⽅案计2.1简述系统的组成⼯作原理等2.2 绘制系统的机构（运动）简图第3章曲柄摇杆机构设计3.1 设计参数分析与确定·（的有⽰意图）3.2 按K设计曲柄摇杆机构3.3 曲柄摇杆机构优化设计分析3.3.1满⾜有曲柄条件？3.3.2满⾜传动⾓条件？（结合图分析）3.3.3满⾜a最⼩吗？3.4结论和机构运动简图第4章常规游梁式抽油机传动系统运动和动⼒参数分析计算4.1 传动⽐分配和电动机选择4.2 各轴转速计算4.3各轴功率计算4.4各轴扭矩计算第5章齿轮减速器设计计算5.1 ⾼速级齿轮传动设计计算运动和动⼒参数的确定计算过程5.2 低速级齿轮传动设计计算运动和动⼒参数的确定计算过程5.3结论及运动简图第6章带传动设计计算6.1 带链传动的⽅案⽐较6.2 带传动设计计算运动和动⼒参数的确定计算过程（参见例题）6.3结论及运动简图第7章轴系部件设计计算7.1 各轴初算轴径7.2 轴的结构设计内容包括：选择轴承、轴承配置、轴上零件定位、固定等。
最后要有设计结果：图7.3滚动轴承寿命验算7.4轴的强度和刚度验算第8章连接件的选择和计算8.1 齿轮连接平键的选择与计算3根轴8.2 带轮连接平键的选择与计算⼤⼩带轮8.3螺纹连接件的选择轴承座孔旁、箱盖与箱座、地脚等第9章设计结论汇总已知条件：结论：曲柄摇杆机构各杆长、齿轮减速器参数（输⼊输出扭矩、传动⽐、齿轮齿数、中⼼距）、带传动参数（带根数、⼤⼩带轮直径、传动⽐）总结参考书⽬东北⽯油⼤学⼯程训练任务书课程机械设计基础题⽬常规游梁式抽油机传动系统设计专业装备01 姓名学号主要内容、基本要求、主要参考资料等⼀、设计的⽬的1、综合利⽤所学的知识，培养解决⽣产实际问题的能⼒。
2、掌握⼀般的机械传动系统设计⽅法和步骤。
油田抽油机结构课程设计
油田抽油机结构课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解油田抽油机的基本结构，掌握其工作原理；2. 学生能描述油田抽油机各部件的功能及相互关系；3. 学生能了解油田抽油机在石油开采过程中的重要性。
技能目标：1. 学生能通过观察和分析，培养解决实际问题的能力；2. 学生能运用所学知识，分析油田抽油机的优缺点，提出改进措施；3. 学生能通过小组合作，提高沟通协调能力和团队协作能力。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对石油工业的兴趣，激发探索石油科技的热情；2. 学生树立节能减排、绿色环保的意识，关注油田抽油机的能源利用和环境影响；3. 学生通过了解我国油田抽油机的发展历程，增强民族自豪感，培养爱国主义情怀。
课程性质：本课程为油田抽油机结构原理的科普课程，旨在帮助学生了解油田抽油机的结构和工作原理，提高学生的实际操作能力和解决问题的能力。
学生特点：六年级学生具有一定的认知能力和动手操作能力，对新鲜事物充满好奇心，善于合作与分享。
教学要求：结合学生特点，通过实物展示、多媒体教学、小组讨论等教学手段，激发学生学习兴趣，培养学生的实践能力和创新精神。
将课程目标分解为具体的学习成果，以便后续的教学设计和评估。
二、教学内容1. 油田抽油机概述- 了解油田抽油机的发展历程；- 掌握油田抽油机的分类及特点。
2. 油田抽油机结构- 学习油田抽油机的各部件名称及作用；- 掌握各部件之间的相互关系和协调工作原理。
3. 油田抽油机工作原理- 学习油田抽油机的工作流程；- 掌握抽油机在石油开采中的关键作用。
4. 油田抽油机的优缺点及改进措施- 分析油田抽油机的现有优缺点；- 探讨油田抽油机的改进措施，提高开采效率。
5. 案例分析- 分析国内外油田抽油机的实际应用案例；- 了解油田抽油机在不同工况下的表现和适应性。
6. 实践操作- 观察实物模型，加深对油田抽油机结构的认识；- 开展小组讨论，培养学生的动手操作能力和解决问题的能力。
机械原理课程设计
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机械原理课程设计
五、设计流程（范例）
1. 执行机构方案设计 (1) 根据设计要求 (1) ：
电动机回转运动→抽油杆往复移动 备选方案： 平面连杆机构（曲柄滑块机构、牛头刨床机构、特殊的铰链四杆机构、多杆机 构）、凸轮机构、齿轮齿条机构、带传动机构、链传动机构 …… (2) 结合其他设计要求，遴选最优设计方案。 受力状态好、急回特性、冲程可调 2. 执行机构结构学分析（自由度计算）
以π/36 弧度Байду номын сангаас曲柄转角）为步长，计算一个运动循环中，抽油杆的位置、 速度和加速度，确定其平均速度 Vm、最大速度 Vmax、最小速度 Vmin （速度大 小），以及速度不均匀系数δv ，并探讨降低速度波动的措施。
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机械原理课程设计
四、需提交的设计结果
1. 按比例绘制执行机构在两个极限、一个一般位置处的机构运动简图，画在
sin[ ]
孟彩芳. 机械原理电算分析与设计. 天津: 天津大学出版社, 2000.
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机械原理课程设计
4. 执行机构的运动学分析 方法： 图解法（瞬心法、相对运动图解法） 解析法（整体分析法、杆组法） 步骤 : A. 建立直角坐标系; B. 选取各杆的矢量方向与转角;
矢量方向：连架杆，建议其矢量方向由固定铰链向外指，便于标出转角。 转角正负：规定以 x 轴正向为基准，逆时针方向转至该矢量的转角为正，
速度参量; H. 将速度方程式对时间再求一次导数，
可列写加速度方程式，并借助代数 消元法，求解加速度参量； I. 设计程序框图； J. 程序代码编写； K. 计算结果输出，运动线图绘制（量纲）。
张策. 机械原理与机械设计. 北京: 机械工业出版社, 2004.
《常规型抽油机机械系统设计任务书1000字》
（5）对新型曳引节能抽油机进行结构设计；
（6）对抽油机零部件进行结构设计；
（7）绘制新型曳引节能抽油机的装配图；
（8）绘制主要零部件的零件图。
三、主要参考文献的范围：
[1]生因亮.贝尔油田抽油机井系统效率分析及提高对策[J].中国石油和化工标准与质量.2013(20)
[2]孙守渊,王艳丽.提高抽油机井系统效率配套节能技术的效果分析[J].节能技术.2012(05)
常规型抽油机机械系统设计
年月日
一、设计（论文）内容：
目前，常规式游梁抽油机仍然是油田生产的主要设备，但是运动不平衡、能耗大，已经不满足油田生产需求。因此，本文针对常规式游梁抽油机的运动不平衡、耗能高，操作调整难度大，很难保持最佳工作状态等问题进行创新改造设计，针对油田生产情况设计了一种曳引节能抽油机。
本课题应当完成的具体内容，如：
（1）认真查阅、收集资料，深刻理解论文所要设计的内容，在此基础上完成开题报告；
（2）分析目前常规游梁式抽油机的缺点，提出新型曳引节能抽油机的总体结构设计方案；
（3）根据提供的原始数据，并查阅相关资料，对抽油机运动学及动力学进行分析，得到悬点速度、加速度的公式，计算抽油机悬点动载荷，根据研究结果说明该抽油机的优越性；
（4）设计曳引节能抽油机的机械结构，对主要零部件的性能进行校核；
（5）画出装配图及零件图。
二、具体要求：
（1）首先了解常规游梁式抽油机的工作原理、结构特点，并进行新型曳引节能抽油机结构方案设计；
（2）通过对新型曳引节能抽油机传动原理的分析，推导悬点速度、加速度等参数和抽油机其它参数的运动学方程；
（3）确定悬点的动载荷、静载荷，选择电动机；
[11]寇秀玲.游梁式抽油机平衡状况影响因分析[J].新疆石油科技.2017(02)
液压式抽油机的设计 毕业论文
液压式抽油机的设计摘要：本文根据液压抽油机的基本参数和机构性能特点，以常规游梁式抽油机为基础模型，对其进行技术性改进，而得到具有新型节能特点的液压式式抽油机。
该机具有无极调节冲程长度、冲次，悬点震动载荷小，控制灵活、方便等优点，可以适应不同的油井状态，同时在最大限度内保持了常规游梁式抽油机结构简单、操作、维修方便的优势，适合在各种工况的原油开采，是一种综合性能比较好的液压抽油机。
文章在液压式抽油机基本理论的基础上，做了以下计算：液压式抽油机驴头悬点载荷的计算、液压系统原理图的设计、液压缸的设计和电动机的功率计算等。
最后介绍的是各零部件设计的尺寸计算与校核，液压式抽油机通过液压系统驱动抽油杆上下往复运动；平衡系统主要用于控制和调节工作行程换向和抽油杆柱运动的平衡，是电机的负载均匀，达到节省能源的目的。
，并且有利于改善构件的受力状况，减少抽油机事故的发生，从而提高抽油机的综合效益。
对平衡的配置进行分析和优化设计，满足所要求的工况需要。
关键词：液压抽油机；液压系统；液压缸The design of hydraulic pumping unitAbstract: According to the basic parameters of hydraulic pumping units and agencies of the performance characteristics of a conventional beam pumping unit for the base model, its technical improvements, and get a new energy-saving features of the hydraulic pumping unit. The machine has limitless adjustment stroke length, stroke, shock suspension point load of small, flexible control and easy, well you can adapt to different states, while the maximum extent possible to maintain the conventional beam pumping unit of simple structure, operation, the advantages of easy maintenance, suitable for a variety of working conditions in crude oil production, is a relatively good overall performance hydraulic pumping unit. Article in the hydraulic pumping unit based on the basic theory, do the following calculation: the first ass hydraulic pumping rod load calculations, schematic design of the hydraulic system, hydraulic cylinder design and motor power calculation. Finally, the design is the size of the parts calculation and check, hydraulic pumping unit driven by the hydraulic system of the upper and lower reciprocating rod; balance system is mainly used to control and adjust the work schedule for movement to and sucker rod balance the electrical load evenly, to save energy purposes. And components will help to improve the situation by force, to reduce the occurrence of pumping units, thereby improving the overall efficiency of pumping units. The configuration of the balanced analysis and optimal design, to meet the needs of the required conditions.Key words: hydraulic pumping unit; hydraulic system; hydraulic cylinder目 录1 绪论 (1)1.1 前言 (1)1.2 国外液压抽油机的发展概况 (2)1.3 国内液压抽油机的发展概况 (2)1.4 抽油机的现状～发展方向及其节能技术 (3)1.4.1 现有抽油机主要存在的问题 (3)1.4.2 今后抽油机的发展方向 (4)1.4.3 抽油机节能技术及发展情况 (5)1.5 液压抽油机设计方案及基本原理 (6)2 液压抽油机总体尺寸的确定 (7)2.1 公式推导 (7)2.1.1 几何关系公式 (7)2.1.2 行程计算公式 (8)2.1.3 力矩计算公式 (8)2.1.4 单位功计算公式 (8)2.1.5 油缸最大摆角公式 (8)2.2 方案计算 (8)2.2.1 分别计算10b,r ,α和S 。
液压抽油机设计
液压抽油机设计摘要一种液压传动式石油开采抽油机，由包括液压泵、马达、控制阀、管路辅件在内的液压元件及相关机械零件装配组连为一个整体构成液压传动部件，通过其中的液压传动部件中的液压马达传动轮的轮面式或者齿式或者槽式传动结构与相对应的一端与采油油井的抽油泵连接杆相接的带式或者链式或者绳索式柔性传动件相配合，构成该机的往复工作机构。
通过由机、电、液元器件装配组连所构成的工作冲程和冲次调整控制系统来调整和控制该机往复工作机构，牵引石油油井的抽油泵按设定的冲程和冲次连续往复工作。
电动机的动力输出轴端与液压泵的转子轴端直接或者经由连轴构件实现配合连接，经由液压控制阀、工作液过滤器、管路、附件将工作液容箱和液压泵之间组连成液压控制和工作回路，构成该液压传动部件的液压动力源部分。
一种滑块式盘传动低速大扭矩液压马达的传动盘的外周直接装配轮面备有与绳或者带或者链式柔性传动件相对应配合的传动结构的传动轮，即构成该部件的动力转换和传动部分。
其特点是:结构简单,制造、使用、维护成本低，明显节能。
关键词：液压泵，液容箱，控制阀，传动轮Hydraulic pumping unit designABSTRACTA hydraulic drive type oil pumping unit, by including hydraulic pumps, motors, control valves, piping accessories, including hydraulic components and mechanical parts associated with the assembly as a whole constitutes a group of hydraulic components, through which the hydraulic parts of the hydraulic motor drive wheel or gear wheel surface, or trough-type structure corresponding to the transmission side and the oil wells pump connecting rod connecting the belt or chain or rope-style flexible transmission parts matched to form reciprocating machine working bodies.Through the mechanical, electrical, hydraulic components, the assembly constituted by the work group with stroke and rushed revision control system to adjust and control the aircraft reciprocating body traction pump oil wells set by the stroke and the rushing back and forth consecutive working . Motor power output shaft and the pump rotor shaft directly or through a coupling componentto achieve with the connection, via the hydraulic control valve, the working fluid filters, piping, accessories will be the working fluid between the tank and pump together into groups and work-loop hydraulic control, hydraulic components that make up the hydraulic power source part.One kind of slider-style disk drive low speed high torque hydraulic motor drive plate assembly wheel peripheral surface with a direct and flexible rope or belt or chain drive transmission parts corresponding with the structure of the drive wheel, which constitute the components of the power conversion and transmission parts. It features: simple structure, manufacture, use, maintenance costs low, clear energy.KEY WORDS：hydraulic pump , the tank liquid , the control valve , wheel drive目录前言一种液压传动式石油开采抽油机，由包括液压泵、马达、控制阀、管路辅件在内的液压元件及相关机械零件装配组连为一个整体构成液压传动部件，该部件与底座、支架及其连接构件装配组合构成的机架部分一道构成该机的主体结构，通过其中的液压传动部件中的液压马达传动轮的轮面式或者齿式或者槽式传动结构与相对应的一端与采油油井的抽油泵连接杆相接的带式或者链式或者绳索式柔性传动件相配合，构成该机的往复工作机构，通过由机、电、液元器件装配组连所构成的工作冲程和冲次调整控制系统来调整和控制该机往复工作机构牵引石油油井的抽油泵按设定的冲程和冲次连续往复工作，其特征是:通过连接底座将一种滑块式具有变排量、变流向结构和功能的液压泵与相匹配的动力电动机装配组合，电动机的动力输出轴端与液压泵的转子轴端直接或者经由连轴构件实现配合连接，工作液容箱安装于连接底座的上部，经由液压控制阀、工作液过滤器、管路、附件将工作液容箱和液压泵之间组连成液压控制和工作回路，构成该液压传动部件的液压动力源部分；于一种滑块式盘传动低速大扭矩液压马达的传动盘的外周直接装配轮面制备有与绳或者带或者链式柔性传动件相对应配合的传动结构的传动轮，即构成该部件的动力转换和传动部分；将此两个部分安装于装配有升降导向轮、配置有用于安放由数块配重块叠加组合构成的组合体托架的架体之上，通过液压管路沟通这两部分之间的液压回路，即构成该传动部件的完整结构；在其内部结构中，所采用的液压泵是一个由变量、换向液压泵与组合配流阀一体化的泵、阀组合体，其组合配流阀的具体结构是，于泵的壳体的体内沿壳体内腔轴心线方向平行设置有两阀腔，两阀腔的中部，各有一径向通液孔与壳体内腔沟通，与工作液进、回液管路相接的进、回油口沿水平方向、平行、并列、垂直于两阀腔轴线的方向设置于阀腔壁的外部，两油口的底孔分别将两阀腔垂直交汇贯通，阀腔的内置件的构成及由内向外的装配顺序依次是，由内阀体、内阀芯、内压缩弹簧、内腔依次装配中心阀芯和外压缩弹簧再由限位卡环限定的中间阀体和外端部设置有液压管路接口的外阀体构成；该组合配流阀在泵的工作过程中的配流规律是，当一阀腔的径向通液孔沟通的是泵的吸液工作腔，则该阀腔的内阀芯被吸外移，开通进液油口与该吸液工作腔的液流通道，中间阀体连同内腔处于关闭状态的中心阀芯一道整体被吸内移，开通回液油口经由外阀体的径向通液孔和外端管路接口与所连接管路之间的通道；与此同步，另一阀腔的径向通液孔沟通的必定是泵的排液工作腔，此时该阀腔的内阀芯关闭、中间阀体封闭外阀体的径向通液孔，即进、回液油口与泵工作腔的通路同时关闭，中间阀体内腔的中心阀芯被工作液推动外移，开通泵的排液工作腔与外阀体外端的管路接口所连接管路之间的通路；该泵的工作液排量和流向的变换是通过其体内变位定子零件的轴心线相对于转子回转轴线的径向位移量的变化实现的，即，径向位移量增大，则排量增大，径向位移量减小，则排量减小，径向位移由转子回转轴线的一侧移动至另一侧，则该泵改变工作液流向；变位定子的径向位移是通过径向相对装配于该泵的壳体上的两只平衡液缸的活塞杆受到控制液交替往复推动实现的，位移量值的确定，即泵工作排量的调定是通过调整液缸盖上的限位螺钉限定活塞复位位置来实现的，平衡液缸的液压动力是由液压系统中的控制回路提供的；在总体上，液压传动部件的整个液压系统是一个开式泵控马达容积调速及换向的液压系统，由液压动力传动工作回路和液压控制回路两部分构成；液压动力传动工作回路的基本构成是，工作液自工作液容箱经由供液管路、进液油口、组合配流阀进入液压泵的工作腔加压后，再经由组合配流阀、液压管路进入液压马达的工作腔，驱动马达旋转后，再经由液压管路、组合配流阀、工作液回液油口、工作液回液管路、回液过滤器过滤后返回工作液容箱，完成整个工作循环；液压控制回路的基本构成是，于泵的端盖上装配有工作液压力继电器、手动节流阀和二位四通电磁换向阀，端盖的体内设置有阀腔、装配有梭阀芯、预制有相关通液孔道、设置有两端和中间这三个油口构成梭阀结构，经由控制管路将组合配流阀的两只外阀体外端管路接口处分别与梭阀两端油口接通，梭阀的中间油口经由端盖的体内孔道分别与压力继电器的控制液接口和电磁换向阀进液口接通，该换向阀的两控制液油口经由盖体体内孔道、控制管路分别与径向相对装配于泵的壳体上的两平衡液缸的油路接口接通，该换向阀的回液口经由端盖体内孔道与节流阀的一端口接通，该节流阀的另一端口经由端盖的体内孔道与泵的工作泄漏液容腔接通，由此构成本系统的控制回路；该控制回路在工作状态下的适时控制状态是，分别自液压动力传动工作回路中与液压马达进、排油口相通的液压管路引入的工作液至梭阀的两端接口，经梭阀调控后，由梭阀中间接口输出压力控制液，该控制液一路至压力继电器，根据该控制液的实际工作压力相对于压力继电器设定的工作液压力额定值的超、欠状况自动控制动力电动机的运转或者停止；该控制液另一路至电磁换向阀，当电磁换向阀受电控换向，则与该阀相通的两平衡液缸中的工作液压力状态同时转换，即高压变低压、低压变高压，变为高液压力平衡液缸的活塞杆推动泵的变位定子向变为低液压力状态下的平衡液缸的方向移动，直到变为低液压平衡液缸的活塞受到限位螺钉的限制停止，移动的速度取决于节流阀对变为低压的平衡液缸的工作液回流施行节流强度的大小，当节流强度大，则移动速度小，与之相应的是液压马达的转换旋转方向的过程平滑缓慢，当节流强度小，则移动速度大，与之相应的是液压马达的转换旋转方向的过程相对迅速。
抽油机课程设计
机械原理课程设计说明书设计题目：抽油机机械系统设计目录1、设计任务 (1)2、执行机构的选择与比较 (2)3、主要机构设计 (4)4、机构运动分析 (8)5、原动机的选择 (9)6、传动机构的选择与比较 (9)7、机构循环图 (10)8、设计心得与体会 (10)9、参考文献 (11)10、机构简图 (11)一、设计任务抽油机是将原油从井下举升到地面的主要采油设备之一。
常用的有杆抽油设备由三部分组成：一是地面驱动设备即抽油机；二是井下的抽油泵，它悬挂在油井油管的下端；三是抽油杆，它将地面设备的运动和动力传递给井下抽油泵。
抽油机由电动机驱动，经减速传动系统和执行系统（将转动变换为往复移动）带动抽油杆及抽油泵柱塞作上下往复移动，从而实现将原油从井下举升到地面的目的。
整体工作原理见图1：图1悬点—执行系统与抽油杆的联结点悬点载荷P(kN)—抽油机工作过程中作用于悬点的载荷抽油杆冲程S(m)—抽油杆上下往复运动的最大位移冲次n(次/min)—单位时间内柱塞往复运动的次数图2悬点载荷P的静力示功图（图2）——在柱塞上冲程过程中，由于举升原油，作用于悬点的载荷为P1，它等于原油的重量加上抽油杆和柱塞自身的重量；在柱塞下冲程过程中，原油已释放，此时作用于悬点的载荷为P2，它就等于抽油杆和柱塞自身的重量。
假设电动机作匀速转动，抽油杆（或执行系统）的运动周期为T。
选择油井工况为：1. 根据任务要求，进行抽油机机械系统总体方案设计，确定减速传动系统、执行系统的组成，绘制系统方案示意图；2. 根据设计参数和设计要求，采用优化算法进行执行系统(执行机构)的运动尺寸设计，优化目标为抽油杆上冲程悬点加速度为最小，并应使执行系统具有较好的传力性能；3. 建立执行系统输入、输出(悬点)之间的位移、速度和加速度关系，并编程进行数值计算，绘制一个周期内悬点位移、速度和加速度线图(取抽油杆最低位置作为机构零位)；4. 机构静态分析，通过建立机构仿真模型，并给系统加力。
直线电机驱动抽油机的设计
直线电机驱动抽油机的设计张静双【摘要】目前一般的油田抽油设备主要是常规游梁式抽油机,但是存在能源消耗高,效益低的问题.直线电机抽油机由直线电机驱动,取消了复杂的机械传动变速环节,将传统的旋转式驱动器改变为直线往复驱动,使直线电机抽油机具有了更完善的运动性能,动力性能和的平衡效果.本文介绍的直线电机抽油机的工作原理,说明了直线电机抽油机的特点和优势,探讨了在国内外的发展现状以及存在的问题.完成总体方案设计的直线电机抽油机,并选择了抽油机的主要电机部分.本装置是机电一体化的设备,主要分析了抽油机的载荷并对天轮进行了强度分析.【期刊名称】《装备制造技术》【年(卷),期】2013(000)005【总页数】4页(P266-269)【关键词】直线电机;抽油机;天轮;结构设计【作者】张静双【作者单位】天津机电职业技术学院机械系,天津300131【正文语种】中文【中图分类】TG51目前，大多数我国油田进入中后期开采，对机械采油设备的开发及技术水平的的要求也越来越高。
然而过去几年大量投入使用的抽油机驱动方式都是旋转电机，必须经过一个复杂的能量转换为直线往复运动。
这不可避免地造成系统的转换效率低下，同时由于机械结构复杂，组成零件过多系统的稳定性也有很大的隐患。
为了有效地解决这些问题，直线电机驱动抽油机应运而生。
直线电机驱动抽油机，主要是为了解决现有的抽油机无功损耗大，成本高，机械位置移动困难等问题点。
直线电动机驱动的泵送单元改变常规的泵送单元的移动机构，并直接利用的线性往复运动的线性电动机驱动抽油杆垂直运动，从而达到目的的液体内电梯井。
正常抽水马达驱动器，通过绳子绕过的天伦轮，翻转轮驱动抽油杆悬绳和上下运动，完成抽油过程。
直线电机抽油机是结构示意图如图1所示。
它结构紧凑、重量轻、体积小。
动子（相当旋转电机的转子）是直线往复运动，通过柔性连接件、钢丝绳导向轮直接与抽油杆连接。
动子的运动与抽油泵柱塞上下运动完全一致，其生产成本低、运行效率高、维护费用小是不难理解的。
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目录
设计题目 (1)
一、系统总体方案的确定 (1)
二、设计原始数据 (2)
三、电动机的选择 (3)
四、传动比的分配 (4)
五、执行机构尺寸计算 (5)
六、机构运动分析 (6)
七、V带设计 (15)
八、传动装置的运动和动力参数 (17)
九、齿轮的传动计算 (18)
十、减速器机体的尺寸设计 (31)
十一、轴的设计 (32)
十二、键的选择及强度较核 (33)
十三、轴承寿命计算及静强度 (35)
十四、轴的强度较核 (37)
十五、参考文献 (41)
一、设计题目：油田抽油机
二、系统总体方案的确定：
系统总体方案：电动机→传动系统→执行机构；
初选三种传动方案，如下：
(a)二级圆柱齿轮传动
(b)为涡轮涡杆减速器
(c)为二级圆柱圆锥减速器系统方案总体评价：
⎩⎨
⎧==+==-1052667
.11176882
.121AC AC L a b L a b 解得：m a 1437893.0=，m b 2614775.1=；
m b a c c b a d 410937.1]sin[)(2)(22=+-++=α
七、 机构运动分析：
1.数学模型
如图所示，取以A 点为原点、
x 轴与AD 线一致的直角坐标系，标出向量和转角，由封闭向量多边形ABCD 可得
AB BC AD DC +=+
即0321AB
i i i i e e e BC AD DC e l l l l ϕϕϕ+=+ ()A
摆角分析：由式()A 的实部和虚部分别相等可得
123cos cos cos AB BC AD DC l l l l ϕϕϕ+=+
123sin sin sin AB BC DC l l l ϕϕϕ+=
经计算解得
1.35604R m =
01224.33775C C A ∠=
012148.73917AC C ∠=
m a 1437893.0= m b 2614775.1=
1.410937d m =
22112222'sin 'sin "cos AB BC BC l l l ϕϕϕϕϕϕ--+ 23333'sin "cos DC DC l l ϕϕϕϕ=-+
解得
2221122332332'cos()''cos()"sin AB BC DC DC l l l l ϕϕϕϕϕϕϕϕϕϕ-+--=-（）
222
113232332'cos()'cos()'2"sin()
AB BC DC BC l l l l ϕϕϕϕϕϕϕϕϕϕ-+--=-
2.框图设计
3.程序和计算结果
Visual C++ 程序
#include "stdio.h"
#include "math.h"
void main()
{float
ab=0.1437893,bc=1.2614775,cd=1.5,ad=1.41093,pi=3.141593,w1=21.894, w2,w3,e1,e2,e3,r,k,a,b,c,p1,p2,p3,t,t1,t2,t3;
r=(bc*bc-cd*cd-(ad-ab)*(ad-ab))/(2*cd*(ad-ab));
20.6)(0.5
0.6)16810.6;10f d d mm =⨯==取2d 间距：150200l mm = 轴承端盖螺钉直径：
30.5) 6.4
8;8f d mm d mm ==取
40.4) 4.8
6.4;f d mm d =取定位销直径：2(0.7
0.8)7
8;d d mm d ===取2至外壁距离：122,18,16;c = 2至凸缘边缘距离：220,16,14;c =
216c mm == 12)52=110mm ∆=取210mm = 35.5);(d 3(1 1.2)89.6;t d mm t ===取≈2: s D
40mm
查表20-3，对于40Cr 材料的轴C=106-98。
轴上有键槽时，会削弱轴的强度。
对于直径100d mm ≤的轴，单键时轴径增大5%-7%，双键时增大10%-15%，故
3
32.4802368
1.06 1.0610223.5240
P d C mm n ≥=⨯=Ⅰ 3
32.3697410231.481.044
P d C mm n ≥==Ⅱ 3
32.26417
1.06 1.069843.421.894
P d C mm n ≥=⨯=Ⅲ 中间轴各轴段设计：
1.各段轴的直径
轴段1为轴承径，其直径应符合轴承内径标准，且
31.4d mm ≥Ⅱ，由此选定35d mm =1。
因此，轴承代号为
32007。
轴段2与齿轮配合，且便于安装d d >21，取其标准系列
40d mm =2
轴段3为定位轴肩，轴肩高度
取 2.5h mm =，则32240545d d h mm =+=+= 轴段4与齿轮配合，440d mm =
0.988Z β=
1063[]1140H H σσ=<=
疲劳强度足够
1.3H
S '= 12 1.6N
N Z Z ''==
max []1403.1H σ=
max max 1227.45[]H H MPa σσ=<
1
2 3 4
5
2.轴水平面支反力31.3910AH F N =⨯
31.2110BH F N =⨯
3.两轴承所受的径向载荷即合成后的支反力
22
22331 6.69 1.3910 6.8310R AV AH F F F N =+=+⨯=⨯ 22223327.69 1.21107.8710R BV BH F F F N =+=+⨯=⨯
（二）计算轴承所受的轴向载荷 1.计算内部轴向力
轴承型号32009，为圆锥滚子轴承，由标准查得性能参数为 0058.8,81.5, 1.5,0.8C kN C kN Y Y ====
由表21-11，圆锥滚子轴承的内部轴向力2R
S F F Y
=
，则 3
311 6.8310 2.281022 1.5R S F F N Y ⨯===⨯⨯
3
3227.8710 2.621022 1.5
R S F F N Y ⨯===⨯⨯
2.计算轴承所受的轴向载荷 轴上个轴向力的方向
→ → ← ←
1S F 2X F 1X F 2S F
由式（21-8），（21-9）可列出
取两者中较大者
23.5d mm ≥Ⅰ 31.4d mm ≥Ⅱ
43.4d mm ≥Ⅲ
取两者中较大者 （三）计算当量动载荷
由式（21-5），()P R A P f XF YF =+由表21-8取冲击载荷因数
1.2P f =。
系数X ，Y 与判断因子e 有关，由手册中查的32009
轴承，0.39e = 轴承Ⅰ
113460
0.516830
A R F e F ==> 故0.4, 1.5X Y ==,则 111() 1.2(0.46830 1.53460)9506.4P R A P f XF YF N =+=⨯⨯+⨯=
轴承Ⅱ
222620
0.337870
A R F e F ==< 故1,0X Y ==,则 22 1.278709444P R P f F N ==⨯=
(四)寿命计算
因12P P >,且两轴承型号相同，故只按Ⅰ轴承计算寿命即可。
取1P P =由式（21-7）有
10
66310101058500()()92305606076.649506.4
h
C L h n P ε===⨯ 寿命高于43800 h ，故满足寿命要求。
（五）静强度计算 1.计算轴承静载荷
由式（21-13），当量静载荷000R A P X F Y F =+,由表21-13，32009型圆锥滚子轴承000.5,0.8X Y ==,故
35d mm =1
40d mm =2
345d mm =
440d mm = 35d mm =5
260l mm =
140l mm =
3310l mm =∆=
540l mm =
442l mm =。