機電一體化技術畢業(yè)設計（論文）基于四桿機構的油田抽油機結構設計

1、 學 校 代 碼： 畢業(yè)設計編號：黃岡職業(yè)技術學院機電學院畢業(yè)設計報告課題名稱 基于四桿機構的油田抽油機結構設計 作 者 專 業(yè) 機電一體化技術 班級學號 指導教師 2012 年 11 月目錄摘要：（3） 一 設計任務 （4）二 方案設計分析 （5）1.執(zhí)行方案設計 （5）2.連桿機構的組成和分類: （6）3.連桿機構常見的基本形式 （7）4鉸鏈四桿機構基本類型的判別（7）5.判斷此設計機構的類型（9）6此機構的基本運動原理（10）三 數據設計與計算（10）四 壓力角的測量（12）五 設計心得（14）六 參考文獻（15）附： 設計圖紙 開題報告 設計任務書摘要：抽油機是將原油從井下舉升到地面的

2、主要采油設備之一。常用的有桿抽油設備由三部分組成：一是地面驅動設備即抽油機；二是井下的抽油泵，它懸掛在油井油管的下端；三是抽油桿，它將地面設備的運動和動力傳遞給井下抽油泵。本設計主要關于抽油機由電動機驅動，經減速傳動系統(tǒng)通過四桿機構系統(tǒng)（將轉動變換為往復移動的原理），帶動抽油桿及抽油泵柱塞作上下往復移動，從而現將原油從井下舉升到地面的目的。一 設計任務參照油田抽油機實物，運用四桿機構原理設計一個油田抽油機仿真模型?；救蝿蘸鸵螅海?）原理設計、性能設計、結構設計（2）按比例畫出該設計的機構簡圖（3）裝備圖的繪制（4）該機構的操作使用方法（5）設計過程中的心得體會二 方案分析設計1.執(zhí)行方案設

3、計 由于執(zhí)行機構是將連續(xù)的單向轉動轉化為往復移動，所以采用四連桿式執(zhí)行機構，簡單示意如下圖所示 懸點執(zhí)行系統(tǒng)與抽油桿的聯(lián)結點懸點載荷p(kn)抽油機工作過程中作用于懸點的載荷抽油桿沖程s(m)抽油桿上下往復運動的最大位移沖次n(次/min)單位時間內柱塞往復運動的次數懸點載荷p的靜力示功圖在柱塞上沖程過程中，由于舉升原油，作用于懸點的載荷為p1，它等于原油的重量加上抽油桿和柱塞自身的重量；在柱塞下沖程過程中，原油已釋放，此時作用于懸點的載荷為p2，它就等于抽油桿和柱塞自身的重量。2.連桿機構的組成和分類:（1）組成連桿機構是用轉動副和移動副將構件相互連接而成的機構,以實現運動變換和動力傳遞。

4、（2）按構件間相對運動的性質不同可分為空間連桿機構-各構件間的相對運動不在同一平面平面連桿機構-各構件間的相對運動均在同一平面或相互平行的平面內鉸鏈四桿機構如圖所示：ad-機架（固定不動）ab、cd-連架桿（與機架相連的桿件）bc-連桿（機架相對的桿件）概念：1.曲柄能作整周旋轉的桿件。2.搖桿不能作整周旋轉的桿件，即只能作擺動。 3.連桿機構常見的基本形式為了更好的掌握四桿機構的工作原理，按其工作原理大致分為：曲柄搖桿機構，兩連架桿中一個為曲柄一個為搖桿的鉸鏈四桿機構 。雙曲柄機構，兩連架桿均為曲柄的鉸鏈四桿機構。其特點是當主動曲柄連續(xù)等速轉動時，從動曲柄一般做不等速轉動。在雙曲柄機構中，如

5、果兩對邊構件長度相等且平行，則成為平行四邊形機構。這種機構的傳動特點是主動曲柄和從動曲柄均以相同的角速度轉動，而連桿做平動。 雙搖桿機構，雙搖桿機構是兩連架桿均為搖桿的鉸鏈四桿機構。4鉸鏈四桿機構基本類型的判別1 當a+dc+b時： a為最短桿；d為最長桿與最短桿相鄰的桿ad固定，此時為：曲柄搖桿機構最短桿ab固定，此時為 ：雙曲柄機構。與最短桿相對的桿cd固定，此時為：雙搖桿機構。2 當a+dc+b時：無論哪根桿固定都為 : 雙搖桿機構。小結：1.最長桿和最短桿之和小于等于其余兩桿之和時：與最短桿相鄰的桿固定，此時為曲柄搖桿機構。最短桿固定，此時為雙曲柄機構。與最短桿相對的桿固定，此時為雙搖

6、桿機構。2.最長桿和最短桿之和大于其余兩桿之和時：無論哪根桿固定都為雙搖桿機構。5.判斷此設計機構的類型如下圖所示，d=x2+y2=22+42;a2+d2b2+c2此機構為曲柄搖桿機構。6此機構運動原理：主動軸曲柄ab以a為圓心ab長為半徑做逆時針圓周運動，通過連架桿cb的作用，帶動搖桿cd做往復擺動。三數據設計與計算p點表示懸點位置 ab桿表示輸入端，與減速器輸出端相連，逆時針方向旋轉；cd表示輸出端；ad 表示機架；e 為懸臂長度，通常取e/c=1.35;行程s等于cd相對于ad轉過的角度與e的積。抽油桿上沖程時間與下沖程時間相等，即上沖程曲柄轉角與下沖程曲柄轉角相等，0，屬于iii型曲柄

7、搖桿機構 .為了研究方便，將機架旋轉至水平位置。參考某油田的工作需要設額定懸點載荷120（kn）最大沖程2.5（m）可知抽油桿行程為2.5m為方便設計計算1. 設抽油桿拉索工作弧為60，則延伸桿長為：設從動件連架桿；工作擺角相對水平線為。（圖2-29） 2. 設該機構無行程速度變化，可將主動軸置于點正下方4處；設主動桿長為,連桿長為。（圖2-29）3. 經實測（或計算）： ；由: 得： ； 圖2-29 圖2-30 五壓力角的測量測量得 壓力角e=20測量得 壓力角e=15測量得 壓力角e=38由以上可知在運動過程中 壓力角e始終小于40，所以該結構符合設計要求。設計心得經過一個多月的努力，我終

8、于將機械設計課程設計做完了。在這次作業(yè)過程中，我遇到了許多困難，一次又一次的設計方案修改暴露出了前期我在這方面的知識欠缺和經驗不足，也暴露出其他許多薄弱環(huán)節(jié)，很多學過的知識不能靈活應用，在這次作業(yè)后才漸漸掌握，以前學過的東西自己并不是都掌握了，很多知識都已很模糊，經過這次設計又回憶起來了。剛開始在機構設計時，由于沒見過實物，令我非常苦惱。后來在老師的指導下,我找到了一些相關方面的圖片資料,將之解決了。同時我還對四連桿機構的運動分析有了更進一步的了解。至于畫裝配圖和零件圖，由于前期在指導老師幫助下，計算減輕了難度也完成的比較充分，整個過程比較順利。在此期間，我還得到了許多同學和老師的幫助。在此我

9、要向他們表示最誠摯的謝意。這次畢業(yè)設計中也使得我和同學的關系更進一步了，同學之間互相幫助，有什么不懂的大家一起討論商量，聽聽不同的看法讓我更好的完成設計。 盡管這次作業(yè)的時間是漫長的,過程是曲折的,但我的收獲還是很大的.不僅僅掌握了四連桿執(zhí)行機構， auto cad ,word這些工具軟件也在不斷練習中進一步得到了鞏固。對我來說，收獲最大的是方法和能力。那些分析和解決問題的方法與能力。在整個過程中，我發(fā)現像我們這些學生最最缺少的是經驗，沒有感性的認識，空有理論知識，有些東西很可能與實際脫節(jié)?？傮w來說，我覺得做這種類型的作業(yè)對我們的幫助還是很大的，它需要我們將學過的相關知識都系統(tǒng)地聯(lián)系起來，從中暴露出自身的不足，以待改進。有時候，一個人的力量是有限的，合眾人智慧，才能更好的完成設計