1、個(gè)人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用個(gè)人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用摘要絞車是整個(gè)鉆機(jī)的核心部件，是鉆機(jī)三大工作機(jī)之一，直接決定著鉆 機(jī)鉆進(jìn)能力。鉆機(jī)絞車具有起下鉆具、下套管、控制鉆壓、送進(jìn)鉆具、處 理卡鉆事故、整體起放井架等功能。針對(duì)機(jī)械傳動(dòng)絞車體積大、質(zhì)量重、 結(jié)構(gòu)復(fù)雜等缺點(diǎn)，很難較好地滿足新型鉆井工藝的要求，本文對(duì) JC40DB 絞車傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，克服了傳統(tǒng)機(jī)械驅(qū)動(dòng)絞車的不足本文首先對(duì)絞車做整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)工程中充分考慮鉆井工藝對(duì)絞 車的總體要求，滿足 API相應(yīng)規(guī)范和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求。在確定 JC40DB絞車 傳動(dòng)系統(tǒng)方案和參數(shù)的基礎(chǔ)上，對(duì) JC40DB絞車傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè) 計(jì)，并在Solid

2、works中對(duì)其進(jìn)行三維建模；然后，采用材料力學(xué)方法對(duì) 絞車進(jìn)行強(qiáng)度分析，保證滿足強(qiáng)度安全需要。關(guān)鍵詞：絞車傳動(dòng)；參數(shù)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；強(qiáng)度校核Abstracts shortcomings of bigIn drilling three working machine, winch is the core component of the drilling rig,and directly determines the capacity of which drilling rig. It has the functions of dismounting drill tools , running c

3、asings, controlling drilling pressure, handling jamming accident, as well as raising/lowering mast and substructure. For traditional mechanical drive winch volume, quality heavy and complex structure, it is difficult to better meet the equirements of new drilling technologies. JC40DB winch transmiss

4、ion system is designed in this paper. It overcomes shortcomings of mechanical drive winch.In this paper, it has been first done that to design the overall structure of the drawworks, in which the general requirements is fully considered asked for drilling engineering process to the drawworks, the de

5、sign principles is put forward to meet industry standards correspond to norms and the corresponding API. On the basis of determining the JC40DB drawwork transmission system scheme and parameters, the structure of JC40DB winch transmission system is designed, and its three-dimensional modeling is est

6、ablished in Solidworks.Then, the mechanical method is used for strength analysis of the drawworks to ensure the strength to meet security need sKeywords:winch transmission system the design of parameters and structural; strength checking .目錄個(gè)人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用個(gè)人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用_八資料整理僅限堂丑位川_八資料整理僅限堂丑位川_1緒論絞車概述絞

7、車的作用及要求：絞車是鉆機(jī)中主要工作機(jī)之一，是起升系統(tǒng)的主要設(shè)備，它的主要任 務(wù)是：提供幾種不同的起升速度和起重量，滿足在起下作業(yè)中起下鉆具和下套管；在鉆井過程中，懸掛鉆具，送進(jìn)鉆柱、鉆頭，控制鉆壓；借助貓頭機(jī)構(gòu)，緊卸鉆具及起吊重物；充當(dāng)轉(zhuǎn)盤的變速機(jī)構(gòu)或中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；當(dāng)采用整體起升式井架鉆機(jī)時(shí)，用來(lái)起放井架；利用撈沙滾筒，進(jìn)行提取巖心、試油工作；7)幫助安裝鉆臺(tái)設(shè)備，完成其他輔助工作。根據(jù)上述工況對(duì)絞車提出了以下要求 可：1)絞車要有足夠大的功率，在最低速轉(zhuǎn)速下鋼絲純能產(chǎn)生足夠大的 拉力，以保證游動(dòng)系統(tǒng)能起升最重的鉆具載荷；有一定的解卡能力，并能 完成具有最大載荷的下套管作業(yè)；短時(shí)最大載荷作用

8、下要有足夠的強(qiáng)度、 剛度；在絞車使用期限內(nèi)，滾筒、滾筒軸、軸承及傳動(dòng)件要有足夠的壽 命。2)絞車要有足夠的尺寸和容純量，并應(yīng)保證純純狀態(tài)良好，以延長(zhǎng) 鋼絲純壽命；絞車要適應(yīng)起下鉆重量的變化，有足夠的起升檔數(shù)或能無(wú)級(jí) 調(diào)速，用以提高功率的利用率，節(jié)省起升時(shí)間。3）絞車要有靈活而可靠的剎車機(jī)構(gòu)及強(qiáng)有力的輔助剎車，能準(zhǔn)確地 調(diào)節(jié)鉆壓，均勻地送進(jìn)鉆具。4）絞車應(yīng)具有剛勁的支架和底座。中型絞車整體運(yùn)輸，其重量應(yīng)在 10t以內(nèi)，重型和超重型絞車要使拆散運(yùn)輸?shù)膯卧?15t以內(nèi)。傳動(dòng)部 分要有嚴(yán)密的防護(hù)罩，并應(yīng)潤(rùn)滑充分；在結(jié)構(gòu)安排上應(yīng)保證易損件拆修簡(jiǎn) 便。5）絞車的控制手柄、殺時(shí)巴、指重表等相對(duì)集中于司鉆控

9、制臺(tái)，以便 于操作。1.1.2絞車結(jié)構(gòu)組成及工作原理：s.結(jié)構(gòu)組成1）驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)：當(dāng)前，驅(qū)動(dòng)鉆井絞車的主要?jiǎng)恿τ胁裼蜋C(jī)和電動(dòng)機(jī)兩 大類型，柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)包括柴油機(jī)直接驅(qū)動(dòng)和柴油機(jī)加液力傳動(dòng)兩種；電動(dòng) 機(jī)驅(qū)動(dòng)包括DC DC驅(qū)動(dòng)、AC交流驅(qū)動(dòng)、AC SCR- DC驅(qū)動(dòng)和ACVFD AC驅(qū)動(dòng)四種形式國(guó)。2）傳動(dòng)系統(tǒng)：引入并分配動(dòng)力和傳遞運(yùn)動(dòng)，一般由 25根絞車 軸、軸承、鏈輪、齒輪、鏈條等組成。對(duì)于內(nèi)變速絞車除了傳動(dòng)軸及滾筒 軸、貓頭軸外，還包括鏈條、齒輪、軸系零件及轉(zhuǎn)盤中間傳動(dòng)軸等。3）控制系統(tǒng)：包括牙嵌、齒式、氣動(dòng)離合器，司鉆控制臺(tái)，控制閥 等，一般都屬于鉆機(jī)控制系統(tǒng)的組成部分。4）潤(rùn)滑系統(tǒng)：包括黃油

10、潤(rùn)滑、滴油潤(rùn)滑和密封傳動(dòng)的飛濺或強(qiáng)制潤(rùn) 滑。5）制動(dòng)系統(tǒng)：包括剎把、剎車帶、主剎車、輔助剎車及氣控剎車等 裝置。在石油鉆井絞車上，一般需要兩套剎車系統(tǒng)，一套主要用于實(shí)施火整理僅限至aM整理僅限至aM持定位和緊急制動(dòng)，既稱主剎車；另一套主要用來(lái)完成鉆具下放等，稱為 輔助剎車。習(xí).工作原理絞車的動(dòng)力機(jī)將自身的能量以轉(zhuǎn)速的形式傳遞給絞車的變速系統(tǒng)，變 速系統(tǒng)根據(jù)鉆機(jī)所要執(zhí)行的動(dòng)作將速度調(diào)整到合適的數(shù)值范圍傳遞給絞車 的滾筒，滾筒再通過鋼纜帶動(dòng)火車、游車、大鉤等 游吊系統(tǒng)。最終完成 大鉤上移或下行的垂直運(yùn)動(dòng)，達(dá)到下放或起開鉆具等目地。在這一運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn) 換過程當(dāng)中，如遇到緊急情況需要停車或需要絞車承受部分鉆

11、具載荷，改 善井下鉆頭鉆壓，則需要通過剎車控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。1動(dòng)力機(jī)2變速箱3運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)4剎車等控制系統(tǒng)5鋼絲繩6 大車7 游車8 一大鉤_八資料整理僅限堂丑位川_八資料整理僅限堂丑位川_絞車研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)國(guó)內(nèi)絞車研究現(xiàn)狀絞車是整個(gè)鉆機(jī)的核心部件，是鉆機(jī)三大工作機(jī)之一，直接決定著鉆 機(jī)鉆進(jìn)能力。隨著世界經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，石油的消耗量也在大幅度的增 長(zhǎng)。我國(guó)從改革開放以來(lái)，國(guó)家的工業(yè)化不斷提高，能耗企業(yè)也相對(duì)增 多，對(duì)能源的開發(fā)和利用日益緊迫，預(yù)計(jì) 2020年中國(guó)的石油消費(fèi)量可能 要達(dá)到4億噸以上，其中需要進(jìn)口的石油有 2億噸以上。我國(guó)在石油開 采行業(yè)起步較晚，技術(shù)并不先進(jìn)，采油效率還很低 日

12、。隨著石油勘探開發(fā)工作的發(fā)展，鉆井難度不斷增加且日益復(fù)雜，一些 新型鉆井工藝的不斷涌現(xiàn)，特別是一些特殊工藝井，例如：大位移水平 井、定向井、開窗側(cè)鉆井等，對(duì)石油鉆機(jī)及絞車的技術(shù)性能要求越來(lái)越 高。在我國(guó)使用的陸地鉆機(jī)中，國(guó)產(chǎn)鉆機(jī)占約 80%的市場(chǎng)份額，而交流變 頻、液壓等先進(jìn)的鉆機(jī)有90%以上為國(guó)外引進(jìn)的，主要有以下幾個(gè)原因：一是國(guó)內(nèi)生產(chǎn)制造鉆機(jī)的能力有限，如蘭石廠和寶石廠這兩大國(guó)內(nèi)鉆 機(jī)研制生產(chǎn)的龍頭企業(yè)，每年生產(chǎn)制造鉆機(jī)的能力不到一百臺(tái)田；二是由于國(guó)內(nèi)鉆機(jī)電驅(qū)動(dòng)起步較晚，其品種少，數(shù)量有限，產(chǎn)品性能 上還存在一定的差距，國(guó)產(chǎn)SCR電動(dòng)鉆機(jī)仍處在世界水平的第三代產(chǎn)品上 習(xí) ?三是在交流變頻電

13、驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)的研究上，我國(guó)還剛剛起步，國(guó)產(chǎn)電動(dòng)鉆 機(jī)仍沒有擺脫傻大笨粗的不良局面。我國(guó)大部分石油鉆機(jī)用的絞車還是以機(jī)械傳動(dòng)及多軸結(jié)構(gòu)式為主，單 軸絞車和采用性能先進(jìn)可靠的交流變頻型式的絞車比較少；采用液壓技術(shù) 驅(qū)動(dòng)的鉆機(jī)和絞車的研究工作還是十分薄弱。與國(guó)外先進(jìn)的絞車相比較， 我國(guó)的絞車生產(chǎn)制造技術(shù)落后，尤其是液壓傳動(dòng)和電傳動(dòng)絞車的控制系統(tǒng)多采用國(guó)外進(jìn)口技術(shù)日。絞車發(fā)展趨勢(shì)縱觀鉆機(jī)的發(fā)展歷史，鉆機(jī)經(jīng)歷了一個(gè)由簡(jiǎn)單到復(fù)雜、由自動(dòng)化水平 低到自動(dòng)化水平高的的發(fā)展變化過程。鉆井絞車作為石油鉆機(jī)的重要部 件，鉆井絞車的發(fā)展過程也同樣如此。隨著電子技術(shù)、液壓技術(shù)等新技術(shù) 的日新月異，石油鉆井絞車將會(huì)朝著以下幾

14、個(gè)方面發(fā)展日：1）進(jìn)一步向大功率交流變頻電驅(qū)動(dòng)方向發(fā)展；2）進(jìn)一步向自動(dòng)化、智能化方向發(fā)展；3）向一機(jī)多能、通用化、高適應(yīng)性方向發(fā)展；4）向分體式、單軸式方向發(fā)展；5）向系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化方向發(fā)展。本課題研究的主要內(nèi)容本文在學(xué)習(xí)和研究國(guó)內(nèi)外鉆井絞車典型結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了 JC40DB絞車傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，并對(duì)其進(jìn)行材料力學(xué)研究，歸納如下：.通過對(duì)絞車的功能原理及絞車設(shè)計(jì)的原則了解，確定了 JC40D族 車傳動(dòng)系統(tǒng)的主要組成形式及最佳傳動(dòng)方案；.參照SY/T5532 2002石 油鉆井用絞車，借鑒國(guó)內(nèi)外先進(jìn)絞車參數(shù)，確定了 JC40DB絞車傳動(dòng)系 統(tǒng)的基本參數(shù)；.根據(jù)絞車的使用環(huán)境及鉆井工藝

15、的需要，完成絞車傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)，并分別對(duì)絞車傳動(dòng)系統(tǒng)的輸入軸總成、中間軸總成及滾筒軸總成進(jìn) 行設(shè)計(jì)；.應(yīng)用三維建模軟件Solidworks建立絞車傳動(dòng)系統(tǒng)主要零件體的三 維模型，并應(yīng)用材料力學(xué)方法，對(duì)絞車的輸入軸、中間軸、滾筒軸進(jìn)行材上人資I!整理僅限曼亞I川上人資I!整理僅限曼亞I川上人資ii整理僅限曼亞I川料強(qiáng)度分析，保證滿足強(qiáng)度安全需要2絞車傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)方式的選擇絞車的設(shè)計(jì)主要取決于所配套鉆機(jī)的類型，以及用戶的使用習(xí)慣。目 前常用的驅(qū)動(dòng)形式有機(jī)械驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)、機(jī)電混合驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)、直流電驅(qū)動(dòng)鉆機(jī) 和交流變頻電驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)。鑒于交流變頻電驅(qū)動(dòng)的發(fā)展前景，本次設(shè)計(jì)的4000M鉆機(jī)絞車選用

16、的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)方式為交流變頻電驅(qū)動(dòng)AC-VFD-AC 。由資料回知，絞車的額定輸入功率為735kW整理僅限軍工使川絞車三維模型圖3傳動(dòng)系統(tǒng)參數(shù)計(jì)算絞車基本參數(shù)根據(jù)資料可，絞車功率為山時(shí)，對(duì)應(yīng)的鉆機(jī)配套參數(shù)如下表表3.1絞車基本參數(shù)鉆機(jī)級(jí)別40/2250名義鉆井深度2250絞二車的額定功率（kW 735(1000Hp游動(dòng)系統(tǒng)純數(shù)；鉆井純數(shù)/最多純數(shù)810鉆井鋼絲繩直徑（mm 32絞車滾筒參數(shù)設(shè)計(jì)滾筒結(jié)構(gòu)大體由滾筒殼、滾筒軸、輻板、輪轂、軸承座等部件組成， 由于滾筒尺寸在很大程度上決定了絞車的尺寸，因此，希望滾筒尺寸越小 越好；但是滾筒直徑過小，會(huì)使纏繞在滾筒上的鋼絲繩的應(yīng)力增大，纏繞 的層數(shù)增多也會(huì)

17、增加滾筒的應(yīng)力；滾筒長(zhǎng)度過小，鋼絲繩的纏繞層數(shù)必然 也會(huì)增加，從而增加鋼絲純磨損；長(zhǎng)度過大不僅會(huì)增大絞車的尺寸，而且 當(dāng)鋼絲繩纏至兩端時(shí)，由于鋼絲繩過于偏離滾筒的軸向中心線，易使鋼絲 純纏亂，所以設(shè)計(jì)滾筒尺寸時(shí)，必須考慮這些相互制約的因素。滾筒的設(shè)計(jì)原則：根據(jù)資料回知：回.純繩層數(shù)一般不超過5層；園.井架頂部中心至滾筒中心與滾筒邊延夾角日 。參數(shù)的設(shè)計(jì)：根據(jù)資料3推薦的方法，進(jìn)行下列參數(shù)的計(jì)算：1）滾筒直徑：滾筒的直徑回和滾筒的長(zhǎng)度L是絞車的主要幾何參數(shù)，它基本上 決定了絞車的外廓尺寸大小，同時(shí)由于滾筒的純繩層數(shù)有限制，所以這兩 個(gè)參數(shù)也決定了滾筒的純繩容量。_八資料整理僅限堂丑位川_八資料整

18、理僅限堂丑位川_上人資ii整理僅限曼亞I川滾筒的直徑w主要根據(jù)鋼絲繩的結(jié)構(gòu)和直徑大小來(lái)決定:式中：目為鋼絲繩直徑，其值為32 mm,總的原則是在不使鋼絲繩過于彎曲的前提下，應(yīng)將W設(shè)計(jì)的偏小些，這對(duì)于減輕絞車重量，減小絞車起動(dòng)動(dòng)載都有好處，根據(jù)需要和上式 計(jì)算，得：2)滾筒長(zhǎng)度L:圖3.1滾筒示意圖目.從上圖可知：滾筒長(zhǎng)度：-11式 3.1 )式中：二J ,回-標(biāo)準(zhǔn)立柱長(zhǎng)度，;日一快繩的傾斜角，小于 國(guó)；2J .根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式：兇,式3.2)故取 c.校驗(yàn)設(shè)計(jì)合理性：將 LJ 帶入式每層排純數(shù)目的計(jì)算3 式 3.3)式中：可為滾筒上鋼絲繩被壓扁時(shí)直徑的增量，取 日；得：取 4)滾筒上的容純量力的計(jì)

19、算它可由纏在滾筒上的鋼纜是否完成了百個(gè)立根行程二的關(guān)系來(lái)確設(shè)滾筒從第二層開始純純，則：.一三三一I式 3.4)式中：過為有效繩數(shù),目；m為一個(gè)立根行程，；臼為每層排數(shù),取為38計(jì)算得且為目5)滾筒平均工作直徑I滾筒纏繩直徑依次變化如下：滾筒原始直徑設(shè)為四，則：第一層純繩直徑：第二層純繩直徑：第三層筑繩直徑：第圖層纏繩直徑：H鉆井工作時(shí)，下完一根立柱，游車在最下位置，此時(shí)，滾筒上還應(yīng)該 保留一層鋼絲純，以便排純，所以真正參與工作的鋼絲純?yōu)榈诙拥降?層。故：滾筒的平均工作直徑：I式 3.5)6)滾筒纏繩層數(shù)可：當(dāng)回為未知數(shù)的時(shí)候，可通過以下式子算出：_式 3.6)即：式中：w為鋼絲繩在滾筒半徑上

20、的增量系數(shù)，取 0.9目為滾筒原始直徑，為 T ;巴為滾筒平均工作直徑，見5)通過計(jì)算得：取回為4層上人資ii整理僅限曼亞I川上人資ii整理僅限曼亞I川上人資I!整理僅限曼亞I川將山帶入5),得:7)滾筒輪轂直徑 I這一幾何參數(shù)說明了絞車的高度，D轂對(duì)絞車滾筒的起動(dòng)動(dòng)載影響比較 大，所以一般應(yīng)選偏小的數(shù)值，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，取回為 g3.2.3滾筒設(shè)計(jì)圖圖3.2滾筒設(shè)計(jì)圖3.3快繩拉力計(jì)算1)最大鉆柱重量快繩拉力：x 式3.7)式中：回為最大鉆柱重量，目為整個(gè)鉆桿柱的單位長(zhǎng)度重量為S為最大鉆井深度日I 0為游動(dòng)系動(dòng)重量，取山；回為鉆井繩數(shù)8;0為游動(dòng)系率，取0.85 ;計(jì)算得：2）最大鉤載快繩拉力I

21、x | 式 3.8）式中：W為最大鉤載，止辦；0為最大游系重量，取 上；回為最多純數(shù)為10;計(jì)算得：3.4各級(jí)傳動(dòng)比計(jì)算大鉤提升速度的計(jì)算1）大鉤的起升速度直接影響著起下鉆的機(jī)動(dòng)時(shí)間，尤其是最低起鉆 工作速度回，它又決定著其它各檔速度。為了減少機(jī)動(dòng)的起升時(shí)間，新上人資ii整理僅限曼亞I川整理僅限至aM_八資料整理僅限堂丑位川_型鉆機(jī)加大了絞車的功率，使 團(tuán)由原來(lái)的提高至 L=J ,這樣機(jī)動(dòng)起升時(shí)間可降低回，可初選2最高起升速度日 不能選得過高，它受到立根長(zhǎng)度、快繩速度和操作安全的限制，一般按下述經(jīng)驗(yàn)公式選定 日：叵式3.9)式中：3為立根長(zhǎng)度；臼為有效純數(shù)；m為系數(shù)，在起下鉆操作機(jī)械化水平高的

22、條件下選用4。初選I滾筒轉(zhuǎn)速的計(jì)算按照滾筒轉(zhuǎn)速 S與大鉤速度回之間的關(guān)系，有：目式 3.10)即： I取大鉤最大運(yùn)動(dòng)速度為：，正常工作時(shí)最低速度日。則有：滾筒解卡時(shí)最高轉(zhuǎn)速：一I ,?。粷L筒正常工作時(shí)最低轉(zhuǎn)速：I ，取日 。傳動(dòng)比與轉(zhuǎn)速絞車最低轉(zhuǎn)速在恒扭矩區(qū)一;絞車正常工作和解卡轉(zhuǎn)速范圍在恒功率區(qū) 可0由此可得電轉(zhuǎn)機(jī)與滾筒轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)關(guān)系： TOC o 1-5 h z 滾筒正常鉆井最低速度,對(duì)應(yīng)電機(jī)恒功率最低轉(zhuǎn)速_ ;滾筒解空吊卡最高轉(zhuǎn)速 ,對(duì)應(yīng)電機(jī)恒功率區(qū)最高轉(zhuǎn)速I -。變速箱總傳動(dòng)比可暫定為：低速檔：:高速檔：X I各級(jí)傳動(dòng)比表3.2 絞車各級(jí)傳動(dòng)比級(jí)別工程低速級(jí)低速檔中間級(jí)高速檔中間級(jí)高速級(jí)

23、傳動(dòng)比L=J1山山齒數(shù)0SE04傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)計(jì)算滾筒快繩受到的載荷是波動(dòng)變化的，并伴有振動(dòng)載荷和沖擊載荷，根 據(jù)絞車傳動(dòng)路線可知，當(dāng)絞車處于最低檔時(shí)受力最大，即為絞車工作的最 惡劣的工況，所以就選擇此工況來(lái)設(shè)計(jì)絞車的主要部件。設(shè)計(jì)軸的主要步驟是：材料選擇及熱處理方法、載荷計(jì)算、軸的結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)等。軸的結(jié)構(gòu)取決于受載荷的情況，軸上零件的布置和固定方式，軸 承的類型和尺寸等。軸的材料多選用中碳鋼40CrNi、40Cr等，我國(guó)則廣泛采用 40CrMo 38SiMnM野，在此輸入軸的材料我們選用山，抗拉強(qiáng)度極限： I ,屈服強(qiáng)度極限:輸入軸總成的設(shè)計(jì)輸入軸基本參數(shù)輸入軸上的轉(zhuǎn)速:輸入功率:輸入轉(zhuǎn)矩:初步

24、確定軸的最小直徑根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)百里的內(nèi)容，我們按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件初步估算最小軸 徑，軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件為：式 4.1 )式中：E 扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，單位為 皿?；匾惠S所受扭矩，單位為三I ;M -軸的抗扭截面系數(shù)，單位為 國(guó)；國(guó)一軸的轉(zhuǎn)速，單位為日；回一軸傳遞功率，單位為 囪；日計(jì)算截面處軸的直徑，單位 國(guó)；兇一許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，單位為國(guó)由上式可得軸的直徑： 式 4.2)根據(jù)上式初步做算輸入軸的最小直徑：I X】取軸的最小直徑為輸入軸裝配方案_死人整理僅限軍工使川.此人資料整理僅限軍工使川根據(jù)軸向定位的要求確定輸入軸的各段直徑和長(zhǎng)度根據(jù)資料可回，設(shè)計(jì)輸入軸結(jié)構(gòu)如下：為了滿足軸承內(nèi)徑標(biāo)準(zhǔn)，取最小直徑為 140

25、mm,軸承選用雙列調(diào)心滾子軸承，型號(hào)為 23028G外彳全為210 mm厚度 為 53 mm取安裝鏈輪處 2-3軸段，d = 160 mm , l = 114 mm ,鏈輪與左端軸承用套筒定位，右端靠軸肩定位；(3)軸段 4-5 : d = 150 mm ,l = 331 mm ,安裝兩個(gè)鏈輪，中間靠套筒定位，其周向定位采用鍵連接； 軸段5-6 : d = 140 mm ,l = 879 mm ,安裝有軸承、鏈輪和氣胎離合器，其中鏈輪和氣胎離合器焊接為一體，不需要鍵 連接，氣胎離合器外殼焊接在軸上；軸承左端靠軸肩定位，右端為 套筒定位，整個(gè)軸承靠支撐板承受載荷；4.2中間傳動(dòng)軸總成的設(shè)計(jì)傳動(dòng)軸

26、基本參數(shù) TOC o 1-5 h z 傳動(dòng)軸上的轉(zhuǎn)速：|傳動(dòng)功率：I傳動(dòng)轉(zhuǎn)矩：|初步確定軸的最小直徑由式4.2）得：LJ計(jì)算得：I取軸的最小直徑為I 。傳動(dòng)軸軸裝配方案根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度根據(jù)資料可回，設(shè)計(jì)輸入軸結(jié)構(gòu)如下：(1)為了滿足軸承內(nèi)徑標(biāo)準(zhǔn)，取最小直徑為 180 mm,軸承選用雙列調(diào)心滾子軸承，型號(hào)為 23036c ,外徑280 mm,厚度為 74 mm 軸段1-2: d = 180 mm , l = 510 mm , 安裝有軸 承、鏈輪和氣胎離合器，其中鏈輪和氣胎離合器焊接為一體，不需 要鍵連接，氣胎離合器外殼焊接在軸上；軸承左端靠套筒定位，右 端為軸肩定位，整個(gè)

27、軸承靠支撐板承受載荷；軸段 3-4 : d = 190 mm ,l = 522 mm ,不裝配零部件；軸段 4-5 : d = 180 mm ,l = 696 mm ,安裝兩個(gè)鏈輪，其中小鏈輪與軸為一體不需要特殊定位；大鏈輪靠套筒定位, 其周向定位采用鍵連接；.此人資料整理僅限軍工使川上人資ii整理僅限曼亞I川4.3滾筒軸總成的設(shè)計(jì)滾筒軸基本參數(shù) TOC o 1-5 h z 滾筒軸上的轉(zhuǎn)速：滾筒軸上功率：I滾筒軸上轉(zhuǎn)矩：|初步確定軸的最小直徑由式4.2）得：計(jì)算得：I取軸的最小直徑為滾筒軸裝配方案4.3.4根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度50*1根據(jù)資料可回，設(shè)計(jì)輸入軸結(jié)構(gòu)如下：為了滿

28、足軸承內(nèi)徑標(biāo)準(zhǔn)，取最小直徑為 240 mm,軸承選用雙列調(diào)心滾子軸承，型號(hào)為 23048G外彳全為360 mm厚度 為 92 mm 軸段1-2: d = 240 mm , l = 200 mm , 安裝有軸 承，軸承右端靠套筒定位，整個(gè)軸承靠外殼承受載荷；軸段 3-4 ,軸段 5-6 : d = 260 mm ,l = 320 mm , 安裝滾筒，滾筒與滾筒軸采用鍵連接 4由段3-4)和過盈配合 軸段5- 6);滾筒左端為軸肩定位，右端為套筒定位；軸段 4-5 : d = 255 mm ,l = 760 mm , 無(wú)裝配零件，為了使套筒端面可靠地壓緊滾筒端面，此軸段應(yīng)略短于輪轂的長(zhǎng) 度；軸段6

29、-7 : d = 240 mm ,l = 614 mm ,安裝有鏈輪和軸承，鏈輪為套筒軸向定位，鍵連接周向定位；軸承左端為套筒定 位，右端為軸承端蓋定位。.此人資料整理僅限軍工使川_八資料整理僅限曼丑位川5.1.1滾筒鏈條力5絞車中間傳動(dòng)軸強(qiáng)度校核5.1軸的受力分析14301)鏈條力與水平面的夾角由幾何關(guān)系得：得：所以，鏈條力與水平面的夾角2)鏈條力大小由3.3快繩拉力的計(jì)算結(jié)果可知，最大快繩拉力為,近似認(rèn)為快繩拉力與滾筒圓相切，則根據(jù)扭矩平衡原理，得：式 5.1)得： TOC o 1-5 h z 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，查得：石油鉆機(jī)載荷系數(shù)有效圓周力 I式5.2)水平分力：I垂直分力：15.1.2

30、輸入軸鏈條力由于軸承不能提供扭矩平衡，所以中間軸的扭矩是由鏈輪回和鏈輪兇來(lái)平衡，得：式 5.3)鏈輪0的周向有效圓周力為:_八資料整理僅限堂丑位川_y11=290.9o.此人資料整理僅限軍工使川水平分力：5.1垂直分力：.3總受力圖根據(jù)理論力學(xué) 可平衡原理，得:即:式 5.4)式 5.5)根據(jù)需要選取垂直向上為正方向，水平向右 0方向）為正方向并計(jì)算得:5.2危險(xiǎn)截面的確定運(yùn)用日畫圖功能制作中間軸彎矩圖和扭矩圖，確定傳動(dòng)軸的危險(xiǎn) 截面，并進(jìn)行強(qiáng)度校核。豎直方向1)程序：x=0:0.1:1257y1=290.9。y2=y1-525.1 。y3=y2-147.6。y=y1.*(x+y2.*(x=6

31、23&x+y3.*(x=1030&xsubplot(211plot(x,y,b- 。xlabel( 距 A 點(diǎn)距離 /mm。ylabel(剪力/kN。grid onsubplot(212x=0:10:1257。y1=y11*x。y22=y11-525.1 。y2=y22*(x-623+623*y11 。y33=y22-147.6。y3=y33*(x-1030+623*y11+(1030-623*y22y=y1.*(x+y2.*(x=623&x+y3.*(x=1030&x 。plot(x,y,b* 。xlabel( 距 A 點(diǎn)距離 /mm。ylabel( 彎矩圖/kN - mm、grid ong

32、text(最大彎矩。2)運(yùn)行結(jié)果：0041-40Q0200400600 BOO 100012H1400距A點(diǎn),距離fmm,u o o 20Ms20040060080010001200距A,點(diǎn)距離隔mx105.51,5 Lo. EE會(huì)電明紫w1400即：最大豎直彎矩為,位于距離軸承A 623 mm處。上人資ii整理僅限學(xué)小叫上人資ii整理僅限學(xué)小叫匕立4整理僅限空生位用5.2.2水平方向1)程序：x=0:0,1:1257y1=33.4oy2=y1-123.1 。y3=y2+158.8。y=y1 .*(x+y2.*(x=623&x+y3.*(x=1030&xsubplot(211plot(x,y,

33、b- oxlabelf 距 A 點(diǎn)距離 /mmoylabelf 剪力/kN。grid onsubplot(212x=0:10:1257 oy 11 =33.4 oy1=y11*x oy22=y11-123.1 。y2=y22*(x-623+623*y11。y33=y22+158.8。y3=y33*(x-1030+623*y11 +(1030-623*y22y=y1.*(x+y2.*(x=623&x+y3.*(x=1030&x。plot(x,y,b* oxlabelf 距 A 點(diǎn)距離 /mmoylabelf 彎矩圖/kN mm、grid ongtext(最大彎矩 ox,ymax=ginput(1

34、 。disp(xx ymax2)運(yùn)算結(jié)果10050002004C0600820100012001400距息點(diǎn)距離加m比1-1006UD HULI 1000 12LMJ 140U距息息距鳥加m大彎把即：最大水平彎矩為,位于距離軸承A 624 mm處5.2.3彎矩與扭轉(zhuǎn)的疊加且.合成彎矩1）程序x=0:10:1257。上人資料整理僅限曼習(xí)使川_2)運(yùn)行結(jié)果上人資料整理僅限曼習(xí)使川_+623*y11 。y33=y22+158.8。y3=y33*(x-1030+623*y11 +(1030-623*y22yp=y1.*(x+y2.*(x=623&x+y3.*(x=1030&x。y11 =290.9 oy1=y11*x oy22=y11-525.1 。y2=y22*(x-623+623*y11。y33=y22-147.6。y3=y33*(x-1030+623*y11 +(1030-623*y22yz=y1.*(