电机皮带轮直径确定的方法探讨

王　利（大庆油田有限责任公司第九采油厂龙虎泡作业区，黑龙江大庆 163853）

电机皮带轮直径确定的方法探讨

王利
（大庆油田有限责任公司第九采油厂龙虎泡作业区，黑龙江大庆 163853）

电机是油田最常用的抽油机拖动装置，皮带轮作为电机与抽油机的关联部分，其运转效率的高低一定程度上影响了整个系统效率。通过皮带轮直径下对应的传递效率，以及不同皮带轮直径在传递相同功率下皮带所受的应力状况确定了适合我厂皮带轮的直径范围。

电机；皮带轮直径

1　皮带的传动效率

电机皮带在传递过程中的能量损失主要有两方面：一是皮带的弯曲损失；二是皮带弹性滑动损失。为了分析皮带传递过程中的能量损失，需要对皮带的受力情况进行分析。

1.1皮带受力状况分析

1）预紧力F0

式中：Pc—皮带所传递的功率；ka—皮带的包角系数，ka= 0.0136[（小轮包角-145）/5+1]+0.893 9；V—皮带速度；n—皮带根数，取3；q—皮带单位长度质量，取0.252；fb—皮带工作的松紧系数，无因次，取1；从预紧力的表达式子可以看出，在相同传递功率的前提下，小皮带轮的直径越大则其所受的预紧力越小，即皮带对轮的拉力越小。

2）有效圆周力Fe

有效圆周力为皮带运行时的有效工作力，即皮带与皮带轮的摩擦力。

式中：f—皮带与皮带轮的摩擦系数，平带一般取0.3；

1.2由于皮带弯曲所损失的能量——皮带弯曲功率损失

单根皮带的弯曲功率损失可以由下式进行计算

式中：Eb—皮带纵向弯曲弹性模量，V带取0.325；I—皮带截面惯性矩，对于V带，I=h3（a2+4ab+b2）/36（a+b），h为皮带截面高度，取16mm，a为上底长，16mm，b为下底长，4.4mm，通过（3）式以及各参数可以计算出，随着小轮直径的增加，皮带的弯曲损失有所减小。

1.3皮带的传动效率

通过以上两部分损失所得的传动效率为：

通过以上计算，可以看出，在传递一定功率的前提下，小轮直径越大则传动效率越高。

2　皮带所有应力状况分析

皮带在运行过程中主要受三部分应力作用：①皮带所受的拉应力；②皮带所受的弯曲应力；③皮带自身的离心应力。

2.1皮带所受拉应力

在电机轮运转的过程中，皮带紧边拉力为：

式中：F1—皮带紧边拉力，N；f—当量摩擦系数；a—带轮包角；通过（5）式计算，随着小轮直径的增加，紧边所受拉力在减小，但是变化较小。对应皮带紧边的拉应力为：

2.2皮带所受的弯曲应力

式中：E—皮带的拉压弹性模量，取200MPa；h—皮带厚度，mm；D—小轮轮直径；

2.3皮带所受的离心应力

式中：q—皮带单位长度的重量，kg/m；v—皮带速度；由以上3式可以得出皮带紧边所受的总应力为：

3　结束语

1）通过分析皮带传动效率及受力情况，在传递相同功率的前提下，随着皮带轮直径的增大，皮带的传动效率在增加，同时皮带所受的应力也在下降，大的皮带轮对于皮带的传动效率以及日常生产都有益处；

2）根据分析，对于4次轮直径设计为200mm，6次轮的直径则设计为300mm。

[1] 张伟.电动轮矿用自卸车发动机—发电机轴系扭振分析与试验研究[D].北京科技大学，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，黑龙江大庆人，采油技师，主要从事油水井现场管理及资料管理工作。