自動(dòng)調(diào)節(jié)電機(jī)皮帶松緊度裝置的研制及應(yīng)用

劉永剛 張琰 李飛 逯春陽(yáng)

摘要：由于皮帶易受到各種外力影響，使得摩擦表面溫度逐漸升高，造成皮帶表面橡膠變形、變質(zhì)、斷裂，最終使得皮帶不能傳遞動(dòng)力，抽油機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。研制出自動(dòng)調(diào)節(jié)電機(jī)皮帶松緊度裝置，使人工調(diào)節(jié)改為自動(dòng)調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)皮帶松緊度時(shí)間由目前的10分鐘降低到0分鐘；皮帶的平均壽命由30小時(shí)提高到90小時(shí)。

關(guān)鍵詞：電機(jī)；皮帶；自動(dòng)調(diào)節(jié)；松緊度

1自動(dòng)調(diào)節(jié)電機(jī)皮帶松緊度裝置的設(shè)計(jì)背景

皮帶是游梁式抽油機(jī)的重要組成部分之一，它與齒輪減速器一起構(gòu)成抽油機(jī)的減速傳動(dòng)裝置，以實(shí)現(xiàn)從電動(dòng)機(jī)到曲柄軸的動(dòng)力傳遞和減速。

2017年我隊(duì)共消耗皮帶56根，皮帶平均壽命3天，因皮帶燒造成油井停抽23小時(shí)，皮帶的使用壽命短，不僅造成成本的大幅上升，而且對(duì)油井產(chǎn)量和開(kāi)抽時(shí)率也造成一定影響。

影響皮帶使用壽命的因素很多，如油井負(fù)荷重，天氣環(huán)境惡劣，抽油機(jī)不平衡，皮帶松緊度不合適，皮帶四點(diǎn)一線沒(méi)調(diào)好等，我們通過(guò)調(diào)查，將皮帶損壞的原因分析如下：

從上圖可以看出，因?yàn)槠删o度不合適造成皮帶損耗大的占比達(dá)8%，是其中的一個(gè)主要因素。這主要是由于皮帶易受到各種外力影響，造成皮帶張力下降易松馳，皮帶與電機(jī)皮帶輪打滑，皮帶與皮帶輪之間表面摩擦加劇，使得摩擦表面溫度逐漸升高，造成皮帶表面橡膠變形、變質(zhì)、斷裂，最終使得皮帶不能傳遞動(dòng)力，抽油機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。

而在現(xiàn)場(chǎng)上，由于不可能每次都停井去檢查皮帶松緊，崗位工人只能憑經(jīng)驗(yàn)去判斷，這就造成皮帶松緊不能真正的及時(shí)調(diào)節(jié)，縮短了皮帶的使用壽命。

2自動(dòng)調(diào)節(jié)電機(jī)皮帶松緊度裝置的工作原理

2.1 設(shè)計(jì)思路

要解決因皮帶松緊不能及時(shí)調(diào)節(jié)，皮帶使用壽命短的問(wèn)題，必須加裝自動(dòng)調(diào)節(jié)皮帶松緊的裝置。要達(dá)到此效果，只需在原有的電機(jī)快速移動(dòng)裝置上加裝護(hù)套放置合適彈簧和軸承即可解決問(wèn)題。

2.2 結(jié)構(gòu)

借鑒閥門絲桿、銅套結(jié)構(gòu)，在彈簧兩端加裝兩副推力軸承。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況，使用30W4Cr2VA合金彈簧，極限壓力F=725N，達(dá)到了設(shè)計(jì)目標(biāo)。

2.3 工作原理

皮帶松緊度調(diào)整好后，抽油機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，彈簧在護(hù)帽中承載最大的彈性力。皮帶受外界環(huán)境機(jī)械力的作用產(chǎn)生松弛，護(hù)帽內(nèi)的彈簧釋放彈性力，護(hù)帽上的壓帽產(chǎn)生位移，達(dá)到自動(dòng)調(diào)節(jié)電機(jī)皮帶松緊度的目的。

3自動(dòng)調(diào)節(jié)電機(jī)皮帶松緊度裝置應(yīng)用效果

把加工好的電機(jī)快速移動(dòng)裝置進(jìn)行組裝，并在古4305井進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)。

對(duì)電機(jī)快速移動(dòng)裝置在一年的推廣應(yīng)用情況進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)。（見(jiàn)表2）

制表人：張琰 制表時(shí)間：2017年12月24日

分析統(tǒng)計(jì)表可以看出：使用該裝置后，在45天內(nèi)皮帶的松緊度都處在合格范圍內(nèi)，在60天內(nèi)自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置的最大彈出量在25毫米，始終使皮帶松緊處在合適范圍內(nèi)。皮帶壽命延長(zhǎng)到120天。

3.1效益分析

3.1.1直接經(jīng)濟(jì)效益

投入：加工安裝一套電機(jī)快速移動(dòng)裝置成本400元（油管、抽油桿利舊）。

產(chǎn)出：該裝置在古5818等7口皮帶消耗嚴(yán)重的抽油機(jī)井進(jìn)行了應(yīng)用，實(shí)施前這些井平均皮帶使用壽命19天，實(shí)施后因?qū)ζ删o度的自動(dòng)調(diào)整使使用周期延長(zhǎng)到78天，年節(jié)約皮帶（365/19-365/78）×18=262組；每組皮帶平均450元。

直接經(jīng)濟(jì)效益：產(chǎn)出-投入=262×450-400×18=11.07萬(wàn)元

3.1.2間接經(jīng)濟(jì)效益

① 降低勞動(dòng)強(qiáng)度：原調(diào)節(jié)皮帶松緊操作需10分鐘完成，使用該裝置后無(wú)需人工調(diào)節(jié)，既節(jié)省了勞動(dòng)力，又增加了開(kāi)井時(shí)間。

② 增加油井開(kāi)抽時(shí)率：安裝自動(dòng)調(diào)節(jié)皮帶裝置的18口油井每年需更換皮帶262組，每更換一次皮帶可縮短停井30-6.5=23.5分鐘；可增加油井開(kāi)抽時(shí)間262×23.5/60=102小時(shí)；

3.1.3社會(huì)效益

采油三隊(duì)7口井年節(jié)約皮帶262組經(jīng)測(cè)算每組舊皮帶重量為2千克，年減少生產(chǎn)垃圾產(chǎn)生2×262=524千克，減少生產(chǎn)過(guò)程對(duì)環(huán)境的污染。

4 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

4.1 自動(dòng)調(diào)節(jié)皮帶松緊度裝置在行程范圍內(nèi)達(dá)到了自動(dòng)調(diào)節(jié)的目的。

4.2 自動(dòng)調(diào)節(jié)皮帶松緊度裝置有效降低了皮帶損耗量。

4.3 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)性好，使用方便、準(zhǔn)確性高。