電機皮帶輪直徑確定的方法探討

王　利（大慶油田有限責任公司第九采油廠龍虎泡作業區，黑龍江大慶 163853）

電機皮帶輪直徑確定的方法探討

王利
（大慶油田有限責任公司第九采油廠龍虎泡作業區，黑龍江大慶 163853）

電機是油田最常用的抽油機拖動裝置，皮帶輪作為電機與抽油機的關聯部分，其運轉效率的高低一定程度上影響了整個系統效率。通過皮帶輪直徑下對應的傳遞效率，以及不同皮帶輪直徑在傳遞相同功率下皮帶所受的應力狀況確定了適合我廠皮帶輪的直徑范圍。

電機；皮帶輪直徑

1　皮帶的傳動效率

電機皮帶在傳遞過程中的能量損失主要有兩方面：一是皮帶的彎曲損失；二是皮帶彈性滑動損失。為了分析皮帶傳遞過程中的能量損失，需要對皮帶的受力情況進行分析。

1.1皮帶受力狀況分析

1）預緊力F0

式中：Pc—皮帶所傳遞的功率；ka—皮帶的包角系數，ka= 0.0136[（小輪包角-145）/5+1]+0.893 9；V—皮帶速度；n—皮帶根數，取3；q—皮帶單位長度質量，取0.252；fb—皮帶工作的松緊系數，無因次，取1；從預緊力的表達式子可以看出，在相同傳遞功率的前提下，小皮帶輪的直徑越大則其所受的預緊力越小，即皮帶對輪的拉力越小。

2）有效圓周力Fe

有效圓周力為皮帶運行時的有效工作力，即皮帶與皮帶輪的摩擦力。

式中：f—皮帶與皮帶輪的摩擦系數，平帶一般取0.3；

1.2由于皮帶彎曲所損失的能量——皮帶彎曲功率損失

單根皮帶的彎曲功率損失可以由下式進行計算

式中：Eb—皮帶縱向彎曲彈性模量，V帶取0.325；I—皮帶截面慣性矩，對于V帶，I=h3（a2+4ab+b2）/36（a+b），h為皮帶截面高度，取16mm，a為上底長，16mm，b為下底長，4.4mm，通過（3）式以及各參數可以計算出，隨著小輪直徑的增加，皮帶的彎曲損失有所減小。

1.3皮帶的傳動效率

通過以上兩部分損失所得的傳動效率為：

通過以上計算，可以看出，在傳遞一定功率的前提下，小輪直徑越大則傳動效率越高。

2　皮帶所有應力狀況分析

皮帶在運行過程中主要受三部分應力作用：①皮帶所受的拉應力；②皮帶所受的彎曲應力；③皮帶自身的離心應力。

2.1皮帶所受拉應力

在電機輪運轉的過程中，皮帶緊邊拉力為：

式中：F1—皮帶緊邊拉力，N；f—當量摩擦系數；a—帶輪包角；通過（5）式計算，隨著小輪直徑的增加，緊邊所受拉力在減小，但是變化較小。對應皮帶緊邊的拉應力為：

2.2皮帶所受的彎曲應力

式中：E—皮帶的拉壓彈性模量，取200MPa；h—皮帶厚度，mm；D—小輪輪直徑；

2.3皮帶所受的離心應力

式中：q—皮帶單位長度的重量，kg/m；v—皮帶速度；由以上3式可以得出皮帶緊邊所受的總應力為：

3　結束語

1）通過分析皮帶傳動效率及受力情況，在傳遞相同功率的前提下，隨著皮帶輪直徑的增大，皮帶的傳動效率在增加，同時皮帶所受的應力也在下降，大的皮帶輪對于皮帶的傳動效率以及日常生產都有益處；

2）根據分析，對于4次輪直徑設計為200mm，6次輪的直徑則設計為300mm。

[1] 張偉.電動輪礦用自卸車發動機—發電機軸系扭振分析與試驗研究[D].北京科技大學，2015.

Discussion on the Method of Determining the Diameter of the Motor Pulley

Wang Li

The motor is oil field is the most commonly used pumping oil machine drive device，belt pulley as motor and pumping oil machine Association，the running efficiency of the certain extent affected the efficiency of the whole system，the belt pulley diameter corresponding to the transfer efficiency and different pulley diameter in the transfer under the same power belt by should force conditions determined the suitable for our factory belt pulley diameter range.

motor；belt pulley diameter

TE933.1

B

1003-6490（2016）03-0029-01

2016-03-16

王利（1982—），女，黑龍江大慶人，采油技師，主要從事油水井現場管理及資料管理工作。