皮带打滑现象及其应对措施

摘 要：抽油机是开采石油的一种机器设备，抽油机工作时，所产生的振动较强烈，容易在恶劣的工况条件下出现电机松动或者异位的问题，这种皮带打滑现象普遍存在与抽油机驱动设备中，除了增加了抽油机整机功耗外，更重要的是会出现皮带传动效率低，进而影响抽油机抽油效率。抽油机节能增效自动调整器能够自动解决上述的问题，能够及时的发现皮带传动装置是否处于合适工作状态，通过电控移动电机位置，及时张紧皮带，定量调节皮带张紧程度。

关键词：抽油机；打滑现象；节能增效

中图分类号：TD528 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）01-0100-01

1 皮带打滑现象

传动带在受到拉力作用时会发生弹性变形。在小带轮上，带的拉力从紧边拉力F逐渐降低到松边拉力f，带的弹性变形量逐渐减少，因此带相对于小带轮向后退缩，使得带的速度低于小带轮的线速度V；在大带轮上，带的拉力从松边拉力f逐渐上升为紧边拉力F，带的弹性变形量逐渐增加。带相对于大带轮向前伸长，使得带的速度高于大带轮的的线速度v。这种由于带的弹性变形而引起的带与带轮间的微量滑动，称为弹性滑动。因为带传动总有紧边和松边，所以弹性滑动也总是存在的，是无法避免的。但是打滑是在过载是发生的带与带轮之间的剧烈的相对运动，这对带的损坏严重，是可以避免并且必须避免。

2 技术背景与意义

抽油机等相关设备一般安装在野外，其工况条件比较复杂。抽油C工作时，所产生的振动较强烈，传统的电机座螺栓紧固连接，容易在恶劣的工况条件下出现电机松动或者异位的问题，导致电机驱动的主动轮和从动轮之间相对关系发生变化；此外，由于皮带自身所特有的良好的延展性，长时间使用后会存在一定的塑性变形，导致皮带总长增加，皮带张紧力减小，同样会导致带轮与皮带打滑的现象。这种皮带打滑现象普遍存在与抽油机驱动设备中，除了增加了抽油机整机功耗外，更重要的是会出现皮带传动效率低，动力输出不及时，进而影响抽油机抽油效率，导致整套设备功能失常，甚至无法完成预设功能。

3 应对措施

针对所存在的皮带打滑现象，目前油田中主要解决的办法是人工干预的方式。通过人工检查动力传递方面，皮带是否存在打滑或者张紧力较小的情况，人工及时地调整电机的位置，或者调节皮带的长度。这种方式一定程度上解决了皮带打滑、动力传递不及时的现象，能够提高抽油机的可靠性。但是，人为干预的方式主要存在以下几点问题：（1）对所存在的皮带打滑现象发现不够及时，一些潜在的张紧力较低等问题，工人很难发现；（2）工人很难定量调整皮带的张紧程度，由于个人经验不同，调整的程度各不相同，这就使得皮带的张紧程度很难通过人工的方式定量调节；（3）由于抽油机驱动电机一般较重，体积较大，人工调节电机的位置或者调整皮带的张紧程度，作业时间长，作业环境危险，劳动强度较大，不能在保证安全的前提下及时地处理皮带打滑现象。

4 自动调整装置

自动调整器主要用于自动控制抽油机驱动电机的位置，通过自动检测与控制系统，保证主动轮和从动轮之间的皮带张紧处于较合适范围之内，避免出现由于皮带打滑导致的能耗损失问题和抽油机功能失效问题。抽油机节能增效自动调整器，解决人工干预的方式所存在的问题，能够及时的发现皮带传动装置是否处于合适工作状态，通过电控移动电机位置，及时张紧皮带，定量调节皮带张紧程度，改善了工人的劳动强度，提高了紧带效率和工人作业安全性。对提高油井设备安全可靠性，保障设备正常运行有重要的意义。

产品的工作原理为：安装在皮带轮上的霍尔传感器能够检测转速信号，并将转速信号传递给单片机微机处理系统，单片机对信号进行分析，当转速比不在设定的值时，单片机控制调整器电机转动，带动调整器的滑台移动，从而带动皮带轮驱动电机的运动，达到紧带的目的，在紧带过程中，再次检测转速信号，当信号与设定值相同时，电机停止转动完成紧带。

自动调整器，解决人工干预调整的方式所存在的问题，能够及时的发现皮带传动装置是否处于合适工作状态，通过电控移动电机位置，及时张紧皮带，定量调节皮带张紧程度，改善了工人的劳动强度，提高了紧带效率和工人作业安全性。对提高油井设备安全可靠性，保障设备正常运行有重要的意义。同时调整器使抽油机达到节能降耗的目的，由于抽油机电机拖动皮带易打滑，能量的损耗在不起眼中不断累积，造成电能的浪费，自动控制调整器实时监控皮带运行情况，保证了电机动力输出的连续性，提高了能源利用率和抽油机工作效率。调整器对提高抽油机整体工作性能，保证抽油效率，有很大的影响，直接或间接地为企业带来巨大的经济效益。

对原有手动紧带装置进行机械结构的改造使其能与自动调整器的执行机构相匹配，并利用现代传感技术，实现对带传动松、紧状态的准确检测，应用单片机控制技术对检测信号进行处理并向执行机构发送执行命令，带动皮带传动机械结构部分的移动，扩大带轮中心距，从而实现自动紧带的目的。经过实验室测试，包括机械部分、传感部分、控制部分在内的整个自动调整器能够正常运行，可及时检测到并实现紧带功能，该套装置运行可靠，维护方便，可彻底解决以往抽油机皮带传动机构紧带难的问题，增加工作效率，避免不必要的能源损失。

抽油机节能增效自动调整器的应用一定程度上也是节能降耗措施的体现。由于抽油机电机拖动皮带易打滑，能量的损耗在不起眼中不断累积，造成电能的浪费，自动控制调整器实时监控皮带运行情况，保证了电机动力输出的连续性，提高了能源利用率和抽油机工作效率。调整器的成功研制，对提高抽油机整体工作性能，保证抽油效率，有很大的影响，直接或间接地为企业带来巨大的经济效益。

推广前景与效益分析：人工手动调节与使用自动调整器进行对比分析，按照市场的石油价格与工人的工资进行分析，每年可以节约1.44万元。同时响应了国家科技创新、节能降耗的号召，倡导了高效率、高科技、高水平的完成作业任务，在油田装备研发设计方面起到了很好的带头作用。

参考文献：

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[3]孙河峰.《油田抽油机皮带涨紧器的研制与应用》.科学与财富.2009（11）.

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