自动调节电机皮带松紧度装置的研制及应用

刘永刚 张琰 李飞 逯春阳

摘要：由于皮带易受到各种外力影响，使得摩擦表面温度逐渐升高，造成皮带表面橡胶变形、变质、断裂，最终使得皮带不能传递动力，抽油机停止运转。研制出自动调节电机皮带松紧度装置，使人工调节改为自动调节，调节皮带松紧度时间由目前的10分钟降低到0分钟；皮带的平均寿命由30小时提高到90小时。

关键词：电机；皮带；自动调节；松紧度

1自动调节电机皮带松紧度装置的设计背景

皮带是游梁式抽油机的重要组成部分之一，它与齿轮减速器一起构成抽油机的减速传动装置，以实现从电动机到曲柄轴的动力传递和减速。

2017年我队共消耗皮带56根，皮带平均寿命3天，因皮带烧造成油井停抽23小时，皮带的使用寿命短，不仅造成成本的大幅上升，而且对油井产量和开抽时率也造成一定影响。

影响皮带使用寿命的因素很多，如油井负荷重，天气环境恶劣，抽油机不平衡，皮带松紧度不合适，皮带四点一线没调好等，我们通过调查，将皮带损坏的原因分析如下：

从上图可以看出，因为皮带松紧度不合适造成皮带损耗大的占比达8%，是其中的一个主要因素。这主要是由于皮带易受到各种外力影响，造成皮带张力下降易松驰，皮带与电机皮带轮打滑，皮带与皮带轮之间表面摩擦加剧，使得摩擦表面温度逐渐升高，造成皮带表面橡胶变形、变质、断裂，最终使得皮带不能传递动力，抽油机停止运转。

而在现场上，由于不可能每次都停井去检查皮带松紧，岗位工人只能凭经验去判断，这就造成皮带松紧不能真正的及时调节，缩短了皮带的使用寿命。

2自动调节电机皮带松紧度装置的工作原理

2.1 设计思路

要解决因皮带松紧不能及时调节，皮带使用寿命短的问题，必须加装自动调节皮带松紧的装置。要达到此效果，只需在原有的电机快速移动装置上加装护套放置合适弹簧和轴承即可解决问题。

2.2 结构

借鉴阀门丝杆、铜套结构，在弹簧两端加装两副推力轴承。

根据现场应用情况，使用30W4Cr2VA合金弹簧，极限压力F=725N，达到了设计目标。

2.3 工作原理

皮带松紧度调整好后，抽油机正常运转，弹簧在护帽中承载最大的弹性力。皮带受外界环境机械力的作用产生松弛，护帽内的弹簧释放弹性力，护帽上的压帽产生位移，达到自动调节电机皮带松紧度的目的。

3自动调节电机皮带松紧度装置应用效果

把加工好的电机快速移动装置进行组装，并在古4305井进行了现场实验。

对电机快速移动装置在一年的推广应用情况进行了统计。（见表2）

制表人：张琰 制表时间：2017年12月24日

分析统计表可以看出：使用该装置后，在45天内皮带的松紧度都处在合格范围内，在60天内自动调节装置的最大弹出量在25毫米，始终使皮带松紧处在合适范围内。皮带寿命延长到120天。

3.1效益分析

3.1.1直接经济效益

投入：加工安装一套电机快速移动装置成本400元（油管、抽油杆利旧）。

产出：该装置在古5818等7口皮带消耗严重的抽油机井进行了應用，实施前这些井平均皮带使用寿命19天，实施后因对皮带松紧度的自动调整使使用周期延长到78天，年节约皮带（365/19-365/78）×18=262组；每组皮带平均450元。

直接经济效益：产出-投入=262×450-400×18=11.07万元

3.1.2间接经济效益

① 降低劳动强度：原调节皮带松紧操作需10分钟完成，使用该装置后无需人工调节，既节省了劳动力，又增加了开井时间。

② 增加油井开抽时率：安装自动调节皮带装置的18口油井每年需更换皮带262组，每更换一次皮带可缩短停井30-6.5=23.5分钟；可增加油井开抽时间262×23.5/60=102小时；

3.1.3社会效益

采油三队7口井年节约皮带262组经测算每组旧皮带重量为2千克，年减少生产垃圾产生2×262=524千克，减少生产过程对环境的污染。

4 结论与认识

4.1 自动调节皮带松紧度装置在行程范围内达到了自动调节的目的。

4.2 自动调节皮带松紧度装置有效降低了皮带损耗量。

4.3 结构简单、经济性好，使用方便、准确性高。