【正文】 圖21 雙缸夾緊機(jī)構(gòu)示意圖圖中： 單缸夾緊 不用考慮雙缸同步的問(wèn)題，加工簡(jiǎn)單，安裝方便。如圖24 圖22 單缸杠桿夾緊機(jī)構(gòu)示意圖圖中： 本設(shè)計(jì)所采用的方案 本設(shè)計(jì)的工程背景：1）本起桿纏繞器機(jī)構(gòu)所使用的碳纖維連續(xù)抽油桿的截面尺寸為：32mm，長(zhǎng)度為2800m。4）抽油桿的起下速度為：～12m/min。采用一臺(tái)液壓馬達(dá)通過(guò)中間裝置實(shí)現(xiàn)夾持裝置中兩個(gè)主動(dòng)鏈輪同時(shí)向相反方向的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)起下碳纖維連續(xù)抽油桿的作業(yè)過(guò)程。夾持裝置結(jié)構(gòu)圖31所示：圖31 夾持裝置結(jié)構(gòu)圖 夾持裝置的工作原理 –碳纖維桿對(duì)夾持塊的摩擦力；–張緊缸壓力圖32 整體載荷分析整體載荷分析如圖32，其中左側(cè)為能動(dòng)端，右側(cè)為固定端。然后液壓馬達(dá)通過(guò)齒輪組和鏈輪帶動(dòng)兩側(cè)鏈條，鏈條牽引夾持塊轉(zhuǎn)動(dòng)，在夾緊部分表現(xiàn)為起下運(yùn)動(dòng)，由齒輪組分配液壓馬達(dá)的運(yùn)動(dòng)，使兩側(cè)鏈條同步運(yùn)動(dòng)，則夾緊碳纖維桿的夾持塊同步起下，完成作業(yè)。夾持塊運(yùn)動(dòng)時(shí)，碳纖維桿也保持相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)起下作業(yè)的功能。圖33 夾持塊整體受力分析Q：鏈條拉力f1：碳纖維桿對(duì)夾持裝置的靜摩擦，即工作載荷的一半40kN加上碳纖維桿的自重，規(guī)格32mm，f2：托板對(duì)夾持快托架滾動(dòng)軸承的滾動(dòng)摩擦，取鋼–鋼滾動(dòng)摩擦因數(shù)fm2=，則f2=fm2Fn=200=1kN，取工作時(shí)一側(cè)夾持塊數(shù)目為9，則有18個(gè)滾動(dòng)軸承與托板接觸，則f2=181=18kN 鏈條設(shè)計(jì)① 選型根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，采用三排鏈結(jié)構(gòu)，兩側(cè)鏈條與鏈輪嚙合進(jìn)行傳動(dòng)，中間鏈去除套筒，用來(lái)固定夾持塊支架。③鏈條長(zhǎng) 由國(guó)家安全標(biāo)準(zhǔn)高度以及作業(yè)車(chē)的高度確定兩鏈輪的距離為1200mm由圖所示 (32) (33) = 1389+189+394+370=2342 (34)L=2=4684 (35)圓整后去L=4700 鏈輪轉(zhuǎn)速為 n===()r/min （36） 鏈輪設(shè)計(jì)基本參數(shù)如下：節(jié)距 p= 排距 pt=滾子直徑 d1= 內(nèi)鏈節(jié)內(nèi)寬 b1=鏈輪齒數(shù) z=17① 主要尺寸 分度圓直徑 d=== （37） 齒根圓直徑 df=d–d1=–= 齒頂圓直徑da=d+ d1=272 （38）齒高 ha=（pd1）= （39）齒側(cè)凸緣直徑 dg≤pcot––= （310） 取dg=190mm② 軸向齒闊尺寸 齒寬 bf1=== （311） 倒角寬 ba=== （312） 倒角半徑 ≥p= 取=45mm （313） 鏈輪齒總寬 bf3=(3–1)pt+bf1=2+= （314）③ 齒槽形狀齒側(cè)圓弧半徑 remin=(z2+180)= （315） remax=(z+2)= 取 re=70mm滾子定位圓弧半徑 rimin== （316） rimax=+= 取 ri=13mm滾子定位角 min=120–= （317） max=140–= （318） 取=130 鏈傳動(dòng)的張緊與潤(rùn)滑鏈傳動(dòng)張緊的目的主要是為了避免在鏈條的松邊垂度過(guò)大時(shí)產(chǎn)生嚙合不良和鏈條的震動(dòng)現(xiàn)象，同時(shí)為了增加鏈條與鏈輪的嚙合包角。 齒輪組設(shè)計(jì)如圖所示傳動(dòng)方案，2為主動(dòng)輪，1為能動(dòng)側(cè)齒輪。由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10–7選取齒寬系數(shù)=1。代入公式（3–19）m2≥==查《機(jī)械原理》表10–1取m=10則：分度圓直徑為 10=190mm 取齒高系數(shù)=1，頂隙系數(shù)=尺頂圓 210mm (330) 590mm齒根圓 165mm545mm (331)分度圓直徑中心距 a===380mm齒寬 b2=d2=1190=190mm取 b2=190mm 齒輪的校核：查《機(jī)械設(shè)計(jì)》知，齒輪的校核公式為：， (332)則：由上知：，則： 由上知：310MPa 則，兩齒輪滿(mǎn)足強(qiáng)度要求。③周向定位鍵材料選擇45鋼，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表6–2許用擠壓應(yīng)力[p]=(100–120)MPa取[p]=118MPa。由（38）式知：此齒輪功率為：P==選軸的材料為45Cr鋼，調(diào)質(zhì)處理，根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》表15–3取A0=106，于是dmin=A0=106取d=100mm由d=100mm，b1=110mm，但其與軸接觸處橫向尺寸為=130mm，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表6–1選鍵2816，L=140mm，強(qiáng)度條件為p=T–傳遞轉(zhuǎn)矩，7482Nm k–接觸高度，k==8mml–工作長(zhǎng)度，平頭平鍵l=L=140mm d–軸直徑，100mm代入得p== 133MPa由上知：許用擠壓應(yīng)力[p]=(120~150)MPa，考慮到此裝置的特點(diǎn)，擠壓強(qiáng)度不夠，采用雙鍵，相隔1800布置，其工作長(zhǎng)度l=145=261mmp==＜[p] (合適) 鍵標(biāo)記為 鍵B2816 GB/T 1096–1979，此處取軸的直徑尺寸公差為k6 參考機(jī)械設(shè)計(jì)表15–2，軸端倒角2mm。根據(jù)計(jì)算簡(jiǎn)圖做出軸的彎矩圖和扭矩圖。mm 扭矩T T=7482Nmm； T—軸所受的扭矩，N； –滾動(dòng)軸承效率，；–； –鏈條至夾持塊的支架總體效率，；–最大工作狀態(tài)所需功率，即碳纖維桿起升時(shí)最大速度功；===16kW 代入得液壓馬達(dá)功率P1= 液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速夾持塊與碳纖維桿保持相對(duì)靜止，而夾持塊通過(guò)甲字固定在鏈條銷(xiāo)軸上，碳纖維桿起升速度即鏈條運(yùn)轉(zhuǎn)速度。由于工作時(shí)托板與滾動(dòng)軸承幾乎不分離，最大傳送鏈移動(dòng)邊位移理解為液壓缸的行程即s=。將鏈輪布置成上下對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，受力分析如圖3–10。支架由三部分組成，其結(jié)構(gòu)如下圖3–11 夾持塊支架頂頂部采用摩擦系數(shù)較大的材料，用以保證提供足夠的摩擦力。夾持塊與夾持塊支架被裝上中間鏈結(jié)時(shí)，夾持塊與夾持塊支架是通過(guò)夾持塊上的凸臺(tái)與夾持塊支架上的凹槽之間的滑動(dòng)配合來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 夾持塊軸承的選用由于碳纖維對(duì)夾持塊的摩擦力為f=40KN, 碳纖維桿摩擦系數(shù)=則N=一共有18個(gè)軸承來(lái)承擔(dān)這個(gè)力,故F=表37 所選軸承參數(shù)軸承代號(hào) D(mm) D(mm) B(mm) （mm） （KN） 6203 17 40 12 起桿纏繞器單元的橫、縱向位移作業(yè)車(chē)的起桿纏繞器單元需要實(shí)現(xiàn)一定的橫、縱向位移，其原因分析如下：（結(jié)合下圖）。也就是說(shuō)：正常情況下，倒車(chē)結(jié)束之后。為了解決這個(gè)困難，我們擬在本設(shè)計(jì)中使得起桿纏繞器單元能夠進(jìn)行縱向位移，從而使得在作業(yè)車(chē)單元無(wú)法直接靠到井口的情況下，起桿纏繞器單元可以通過(guò)自身的移動(dòng)而直接靠到井口上進(jìn)行作業(yè)。在將1800m的碳纖維連續(xù)抽油桿全部下入井中之后，向井中下入光桿，并且光桿與碳纖維抽油桿緊固連接，這個(gè)接頭的直徑大約為45mm。從這里就可以看出：起桿纏繞器單元的傳送鏈必須能夠移動(dòng)。設(shè)2支腿連線方向的水平面線為X方向，3支腿連線方向的水平面線為Y方向，X、Y方向的正半軸向如圖2所示。因此，系統(tǒng)采用單向調(diào)節(jié)的方案，即先將X軸方向調(diào)平，再將Y軸方向調(diào)平，雖調(diào)節(jié)時(shí)間稍長(zhǎng)，但協(xié)調(diào)性好。 圖313 作業(yè)車(chē)工作平臺(tái)調(diào)節(jié)示意圖 欲使碳纖維連續(xù)抽油桿作業(yè)車(chē)起下作業(yè)時(shí)能夠平衡，就應(yīng)使作業(yè)車(chē)在起下作業(yè)時(shí)其四周的樁腿都承受一定的壓力，而不會(huì)出現(xiàn)壓力為0或者為負(fù)壓力，即出現(xiàn)拉力。不需要再做一些輔助的平衡設(shè)計(jì)。碳纖維抽油桿作業(yè)車(chē)起下夾持裝置是由液壓電動(dòng)機(jī)齒輪鏈輪鏈和液壓缸等組成的一個(gè)有針對(duì)性的裝置，碳纖維連續(xù)抽油桿作業(yè)車(chē)采用計(jì)算機(jī)控制，作業(yè)過(guò)程全程自動(dòng)監(jiān)控，設(shè)計(jì)集機(jī)、電、液一體化，可用于起下泵、修井、采油的各個(gè)作業(yè)階段。 結(jié) 論 通過(guò)查相關(guān)資料，以及指導(dǎo)老師的指導(dǎo)使得我對(duì)碳纖維抽油桿作業(yè)車(chē)起下夾持裝置有了深入的了解，也是我掌握了做設(shè)計(jì)所需要做些什么。3）此碳纖維連續(xù)抽油桿作業(yè)車(chē)起下夾持裝置的零部件最大限度的采用標(biāo)準(zhǔn)件和常用件。4）本次設(shè)計(jì)使我系統(tǒng)的進(jìn)行了一次夾持裝置的設(shè)計(jì)，使我對(duì)機(jī)械裝置設(shè)計(jì)的步驟和方法有了一個(gè)切深的體會(huì)，本次設(shè)計(jì)使我對(duì)大學(xué)四年所學(xué)的理論知識(shí)進(jìn)行了一次綜