皮帶打滑現(xiàn)象及其應對措施

王作祿++馬川衫++高偉皓++魏巍++張森++張理想

摘 要：抽油機是開采石油的一種機器設備，抽油機工作時，所產生的振動較強烈，容易在惡劣的工況條件下出現(xiàn)電機松動或者異位的問題，這種皮帶打滑現(xiàn)象普遍存在與抽油機驅動設備中，除了增加了抽油機整機功耗外，更重要的是會出現(xiàn)皮帶傳動效率低，進而影響抽油機抽油效率。抽油機節(jié)能增效自動調整器能夠自動解決上述的問題，能夠及時的發(fā)現(xiàn)皮帶傳動裝置是否處于合適工作狀態(tài)，通過電控移動電機位置，及時張緊皮帶，定量調節(jié)皮帶張緊程度。

關鍵詞：抽油機；打滑現(xiàn)象；節(jié)能增效

中圖分類號：TD528 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）01-0100-01

1 皮帶打滑現(xiàn)象

傳動帶在受到拉力作用時會發(fā)生彈性變形。在小帶輪上，帶的拉力從緊邊拉力F逐漸降低到松邊拉力f，帶的彈性變形量逐漸減少，因此帶相對于小帶輪向后退縮，使得帶的速度低于小帶輪的線速度V；在大帶輪上，帶的拉力從松邊拉力f逐漸上升為緊邊拉力F，帶的彈性變形量逐漸增加。帶相對于大帶輪向前伸長，使得帶的速度高于大帶輪的的線速度v。這種由于帶的彈性變形而引起的帶與帶輪間的微量滑動，稱為彈性滑動。因為帶傳動總有緊邊和松邊，所以彈性滑動也總是存在的，是無法避免的。但是打滑是在過載是發(fā)生的帶與帶輪之間的劇烈的相對運動，這對帶的損壞嚴重，是可以避免并且必須避免。

2 技術背景與意義

抽油機等相關設備一般安裝在野外，其工況條件比較復雜。抽油機工作時，所產生的振動較強烈，傳統(tǒng)的電機座螺栓緊固連接，容易在惡劣的工況條件下出現(xiàn)電機松動或者異位的問題，導致電機驅動的主動輪和從動輪之間相對關系發(fā)生變化；此外，由于皮帶自身所特有的良好的延展性，長時間使用后會存在一定的塑性變形，導致皮帶總長增加，皮帶張緊力減小，同樣會導致帶輪與皮帶打滑的現(xiàn)象。這種皮帶打滑現(xiàn)象普遍存在與抽油機驅動設備中，除了增加了抽油機整機功耗外，更重要的是會出現(xiàn)皮帶傳動效率低，動力輸出不及時，進而影響抽油機抽油效率，導致整套設備功能失常，甚至無法完成預設功能。

3 應對措施

針對所存在的皮帶打滑現(xiàn)象，目前油田中主要解決的辦法是人工干預的方式。通過人工檢查動力傳遞方面，皮帶是否存在打滑或者張緊力較小的情況，人工及時地調整電機的位置，或者調節(jié)皮帶的長度。這種方式一定程度上解決了皮帶打滑、動力傳遞不及時的現(xiàn)象，能夠提高抽油機的可靠性。但是，人為干預的方式主要存在以下幾點問題：（1）對所存在的皮帶打滑現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)不夠及時，一些潛在的張緊力較低等問題，工人很難發(fā)現(xiàn)；（2）工人很難定量調整皮帶的張緊程度，由于個人經驗不同，調整的程度各不相同，這就使得皮帶的張緊程度很難通過人工的方式定量調節(jié)；（3）由于抽油機驅動電機一般較重，體積較大，人工調節(jié)電機的位置或者調整皮帶的張緊程度，作業(yè)時間長，作業(yè)環(huán)境危險，勞動強度較大，不能在保證安全的前提下及時地處理皮帶打滑現(xiàn)象。

4 自動調整裝置

自動調整器主要用于自動控制抽油機驅動電機的位置，通過自動檢測與控制系統(tǒng)，保證主動輪和從動輪之間的皮帶張緊處于較合適范圍之內，避免出現(xiàn)由于皮帶打滑導致的能耗損失問題和抽油機功能失效問題。抽油機節(jié)能增效自動調整器，解決人工干預的方式所存在的問題，能夠及時的發(fā)現(xiàn)皮帶傳動裝置是否處于合適工作狀態(tài)，通過電控移動電機位置，及時張緊皮帶，定量調節(jié)皮帶張緊程度，改善了工人的勞動強度，提高了緊帶效率和工人作業(yè)安全性。對提高油井設備安全可靠性，保障設備正常運行有重要的意義。

產品的工作原理為：安裝在皮帶輪上的霍爾傳感器能夠檢測轉速信號，并將轉速信號傳遞給單片機微機處理系統(tǒng)，單片機對信號進行分析，當轉速比不在設定的值時，單片機控制調整器電機轉動，帶動調整器的滑臺移動，從而帶動皮帶輪驅動電機的運動，達到緊帶的目的，在緊帶過程中，再次檢測轉速信號，當信號與設定值相同時，電機停止轉動完成緊帶。

自動調整器，解決人工干預調整的方式所存在的問題，能夠及時的發(fā)現(xiàn)皮帶傳動裝置是否處于合適工作狀態(tài)，通過電控移動電機位置，及時張緊皮帶，定量調節(jié)皮帶張緊程度，改善了工人的勞動強度，提高了緊帶效率和工人作業(yè)安全性。對提高油井設備安全可靠性，保障設備正常運行有重要的意義。同時調整器使抽油機達到節(jié)能降耗的目的，由于抽油機電機拖動皮帶易打滑，能量的損耗在不起眼中不斷累積，造成電能的浪費，自動控制調整器實時監(jiān)控皮帶運行情況，保證了電機動力輸出的連續(xù)性，提高了能源利用率和抽油機工作效率。調整器對提高抽油機整體工作性能，保證抽油效率，有很大的影響，直接或間接地為企業(yè)帶來巨大的經濟效益。

對原有手動緊帶裝置進行機械結構的改造使其能與自動調整器的執(zhí)行機構相匹配，并利用現(xiàn)代傳感技術，實現(xiàn)對帶傳動松、緊狀態(tài)的準確檢測，應用單片機控制技術對檢測信號進行處理并向執(zhí)行機構發(fā)送執(zhí)行命令，帶動皮帶傳動機械結構部分的移動，擴大帶輪中心距，從而實現(xiàn)自動緊帶的目的。經過實驗室測試，包括機械部分、傳感部分、控制部分在內的整個自動調整器能夠正常運行，可及時檢測到并實現(xiàn)緊帶功能，該套裝置運行可靠，維護方便，可徹底解決以往抽油機皮帶傳動機構緊帶難的問題，增加工作效率，避免不必要的能源損失。

抽油機節(jié)能增效自動調整器的應用一定程度上也是節(jié)能降耗措施的體現(xiàn)。由于抽油機電機拖動皮帶易打滑，能量的損耗在不起眼中不斷累積，造成電能的浪費，自動控制調整器實時監(jiān)控皮帶運行情況，保證了電機動力輸出的連續(xù)性，提高了能源利用率和抽油機工作效率。調整器的成功研制，對提高抽油機整體工作性能，保證抽油效率，有很大的影響，直接或間接地為企業(yè)帶來巨大的經濟效益。

推廣前景與效益分析：人工手動調節(jié)與使用自動調整器進行對比分析，按照市場的石油價格與工人的工資進行分析，每年可以節(jié)約1.44萬元。同時響應了國家科技創(chuàng)新、節(jié)能降耗的號召，倡導了高效率、高科技、高水平的完成作業(yè)任務，在油田裝備研發(fā)設計方面起到了很好的帶頭作用。

參考文獻：

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