【正文】 。1 力場和溫度場作用下空間問題的有限元分析1 .1 力場作用下空間問題的有限元分析 對(duì)八節(jié)點(diǎn)的六面體單元，在空間問題中有 24 個(gè)節(jié)點(diǎn)位移 ui , vi, wi(i=1,8)，使用位移法時(shí)這些位移便是結(jié)構(gòu)的基本未知量，如果 表示單元上任一點(diǎn)的位移，則????f u ,vwT? (322){}[]fN??式中 一 形函數(shù)矩陣 一 單元位移矩陣 則單元的應(yīng)變可用其節(jié)點(diǎn)位移表示為： (323)1,23.{}[][]{}nBB???? 式中 ,xyzxyzx??畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙共 33 頁 第 27 頁┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊根據(jù)三維問題的物理方程，可由應(yīng)變求得單元上的應(yīng)力： (324){}[][]{}DB???? 式中 [,]xyzxyzx?畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙共 33 頁 第 28 頁┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊單元?jiǎng)偠染仃嚍椋? (325)[][]kDBdv?將單元載荷移置到節(jié)點(diǎn)上，則： [][]RNP然后將單元?jiǎng)偠染仃嚱M集成總剛度矩陣 [ K ]，將單元載荷列陣組集成總節(jié)點(diǎn)載荷列陣[R]，便得到線形代數(shù)方程組[K] = ，從而求得 ，進(jìn)一步求得應(yīng)力{δ}。根據(jù)抽油機(jī)工作特性，在這里，我們選擇手動(dòng)剎車機(jī)構(gòu)。同時(shí)，在 35176。由圖 37 可以看出，在 12176。22 齒形；拉 10 鍵槽。??故由上式可得 ?又知當(dāng)在軸上開有鍵槽時(shí)，最小軸徑應(yīng)增大 10%一 15%，則，故取 。1232FLpDB???制動(dòng)瓦銷軸孔壓強(qiáng) (313)11240KFLpd????表示銷軸孔長，取 =50mm, 表示銷軸孔徑，取 =20mm,K 表示動(dòng)載系數(shù)，取1?1 0dK=。改進(jìn)的方法：增加抽油機(jī)保險(xiǎn)銷槽輪開槽的密度針對(duì)抽油機(jī)內(nèi)脹式剎車進(jìn)行抽油機(jī)保險(xiǎn)銷槽輪改造，改造的目的是盡可能縮短移動(dòng)距離而能插入保險(xiǎn)銷，其方法是將現(xiàn)有保險(xiǎn)銷槽輪 4 槽改為 8 槽，這樣 45176。為此，要對(duì)剎車系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，首先應(yīng)計(jì)算出剎車系統(tǒng)的制動(dòng)力矩，故而要知道輸入軸的輸入扭矩。主要用于提升設(shè)備及起重機(jī)械的起升機(jī)構(gòu)中。當(dāng)設(shè)備保養(yǎng)、調(diào)整、更換油井作業(yè)完畢，需要啟動(dòng)抽油機(jī)運(yùn)行時(shí)，只要用扳手轉(zhuǎn)動(dòng)鎖緊螺母 5，使其沿調(diào)節(jié)拉桿 1 移畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙共 33 頁 第 7 頁┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊至 U 型擋板 4 中離剎車箍 7 較遠(yuǎn)的一側(cè)，然后松開剎把，通過復(fù)位彈簧 2 的推力，即可將剎車箍 7 松開，啟動(dòng)抽油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。 鼓式制動(dòng)器鼓式制動(dòng)器是最早形式運(yùn)用與汽車制動(dòng)器，當(dāng)盤式制動(dòng)器還沒有出現(xiàn)前，它已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各類汽車上。目前，該裝置經(jīng)過改進(jìn)，已廣泛應(yīng)用于國外大型開采公司。當(dāng)抽油機(jī)需要停機(jī)或進(jìn)行相關(guān)停機(jī)作業(yè)時(shí)，作用力在杠桿作用下傳遞到剎車蹄片，使其對(duì)剎車轂進(jìn)行抱緊動(dòng)作。s good selfbraking performance which can ensure normal production and the safety of the workers . Besides , this paper also introduces the designing process of front brake and rear break ,braking cylinder , parameter39。s design significance, current research and design goals .Then the program analysis and selection of the braking systems is in progress , which includes the form of the braking system , the selection of the braking driving mechanism .Through finding the problems in the pumping process , it aims at solving problems of difficulty with adjustment of draw bar type brake gear on pumping unit , the source of trouble was hunted through the calculation analysis and the effective solution was obtained . The improvement was made on the operation device of brake gear in order to satisfy the braking requirement . At last, the plan adopting the within the expansion brake system , with it39。 制動(dòng)系統(tǒng)研究現(xiàn)狀 抽油機(jī)在工作過程中要頻繁進(jìn)行制動(dòng)操作，由于制動(dòng)性能的好壞直接關(guān)系到油田的正常生產(chǎn)和操作人員的人身安全，因此制動(dòng)性能是抽油機(jī)非常重要的性能之一，改善抽油機(jī)的剎車性能始終是抽油機(jī)設(shè)計(jì)制造和改進(jìn)的重要任務(wù)。圖 12 氣控剎車裝置工作原理圖 液壓盤式剎車系統(tǒng)中國石油勘探開發(fā)研究院采油采氣裝備所于 1997 年研制成功了 PST25 型杠桿可調(diào)節(jié)浮動(dòng)油缸常閉式盤式剎車，并在 1998 年將液壓盤式剎車裝置設(shè)計(jì)進(jìn)一步優(yōu)化，行成了以制動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、液壓站和操作臺(tái)三部分的制動(dòng)組成部分。（4）配件部分：電機(jī)座，電機(jī)，配電箱。由此避免了機(jī)械、人身事故的發(fā)生。大載荷自制盤式制動(dòng)器靠重物自重在機(jī)構(gòu)中產(chǎn)生的內(nèi)力制動(dòng)，它能保證重物在升降過程中平穩(wěn)下降和安全懸吊。剎車系統(tǒng)裝置正是通過其將減速箱制動(dòng)，從而達(dá)到剎車制動(dòng)的目的。一個(gè)點(diǎn)） ，間距都較大，在調(diào)防沖距、調(diào)沖程時(shí)，抽油機(jī)需剎車時(shí)很難根據(jù)操作需要使剎車的位置剛好處于保險(xiǎn)銷，當(dāng)轉(zhuǎn)到銷子插入保險(xiǎn)銷槽時(shí)，可能已經(jīng)發(fā)生事故了；四是由于剎車和保險(xiǎn)銷無聯(lián)動(dòng)裝置，容易造成剎車后未鎖保險(xiǎn)銷而造成二次剎車失敗，或松剎車后未松保險(xiǎn)銷，則會(huì)造成憋電機(jī)事故的發(fā)生；加之員工安全意識(shí)淡薄，停機(jī)時(shí)未使用保險(xiǎn)銷，這也增加了事故隱患。.=≦Pp, Pp 查表 545 得 Pp=5，故滿足條件。???根據(jù)材料的性質(zhì)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》 （第八版）表 153 知 45 鋼的 為 2545 ，在這??T?MPa里，取為 30 ，又由上述求得 。改進(jìn)后的工藝如下：加工 4φ12 定位孔及 φ35 軸孔兩塊側(cè)板組焊；車床加工 R200 弧面；臥式萬能銑床用專用工裝加工 60176。行程計(jì)算，通過曲軸傳遞到剎把上的位移約為 69 mm，角度為 12176。通過以上的計(jì)算公式可知，不增加剎車操作力 F2 就必須保證 K 值接近 128 mm。其優(yōu)點(diǎn)是作用滯后時(shí)間短（),工作壓力大（可達(dá) 10MPa12MPa),缸徑尺寸小，可布置在制動(dòng)器內(nèi)部作為制動(dòng)蹄的張開機(jī)構(gòu)或制動(dòng)塊的壓緊機(jī)構(gòu)，使之結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、質(zhì)量小、造價(jià)低。在鉚釘鉚接處，位移處理為零。3）拉下電閘，切斷電源。三. 處理方法（1）調(diào)整剎車行程在 1/3 1/2 之間，并調(diào)整剎車凸輪位置，保證剎車時(shí)剎車蹄能同時(shí)張開。剎車機(jī)構(gòu)的最優(yōu)化選擇，并保證其相應(yīng)的強(qiáng)度與工作條件。在這三年里，老師給予的教誨讓我終生受益，同學(xué)朋友給我的建議使我更加的完善自己。通過比較發(fā)現(xiàn)，外抱式剎車機(jī)構(gòu)在調(diào)整上存在調(diào)整困難，剎車行程不好調(diào)節(jié)等缺點(diǎn)，表現(xiàn)在抽油機(jī)運(yùn)行時(shí)有摩擦現(xiàn)象，剎車裝置長期處于磨損狀態(tài)等。二. 故障原因（1）剎車行程未調(diào)整好——行程過大，拉到底時(shí)剎車片才起作用。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙共 33 頁 第 29 頁┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊第 4 章 抽油機(jī)剎車操作規(guī)范 調(diào)整抽油機(jī)剎車行程 抽油機(jī)停抽 抽油機(jī)必須配備有剎車系統(tǒng)。因此，在計(jì)算摩擦片強(qiáng)度時(shí)，必須考慮溫度的影響。簡單制動(dòng)系即人力制動(dòng)系，是靠作用在操縱桿手柄上的力作為制動(dòng)力源。另一種方法可以增加凸輪的變化率，以改變凸輪曲線達(dá)到增加剎瓦的位移量的目的，但是造成 C 值的增大，加大剎車的操縱力，因而也不易采用。操縱桿設(shè)計(jì)理論可操作的角度范圍是 53176。 (2)設(shè)計(jì)工裝。1[]60P???1 一剎瓦 2 一剎車輪 3 一滑動(dòng)軸 4 一調(diào)節(jié)螺母 5 一彈簧 6 一轉(zhuǎn)臂 7 一拉桿8 一操縱桿 9 一搬桿座 10 一曲軸 圖 34 剎車裝置結(jié)構(gòu)如圖所示中，N=Fe= L=500mm,а=15176。根據(jù)表 162，選用碳素彈簧鋼絲 C 級(jí)。i 為相鄰軸間的傳動(dòng)比；為相鄰兩軸間的傳動(dòng)效率；? 為相鄰的輸入功率（kw） ；PT 為各軸的輸入轉(zhuǎn)矩（Nm） ；n 為各軸的轉(zhuǎn)速。簡單和差動(dòng)帶式制動(dòng)器的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩大小均與旋轉(zhuǎn)方向有關(guān)，限制了應(yīng)用范圍。制動(dòng)轉(zhuǎn)矩大小與旋轉(zhuǎn)方向無關(guān)，制動(dòng)封閉形式防塵防潮。調(diào)節(jié)拉桿 1 一端的端部設(shè)有連接孔 6，用于調(diào)節(jié)拉桿 1 與抽油機(jī)剎車操縱連桿的鉸連接。根據(jù)井壓變化情況，調(diào)整平衡箱內(nèi)的鑄鐵配重塊，以此滿足抽油機(jī)的精確平衡。圖 11 電控剎車裝置1 一底座；2 一電磁鐵；3 一安裝架；4 一銜鐵；5 一支架6 一復(fù)位彈簧；7 一拉桿；8 一自鎖裝置畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙共 33 頁 第 3 頁┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊ 氣控剎車系統(tǒng)氣控剎車系統(tǒng)是根據(jù)改造后鉆機(jī)工況要求及考慮司鉆的工作環(huán)境開發(fā)的一項(xiàng)新的剎車系統(tǒng)，目前已在國內(nèi)應(yīng)用。抽油機(jī)剎車機(jī)構(gòu)是抽油機(jī)的制動(dòng)裝置,為了保證抽油機(jī)各項(xiàng)操作的順利進(jìn)行，抽油機(jī)剎車必須靈活可靠。最后確定方案采用內(nèi)脹式剎車機(jī)構(gòu)系統(tǒng)，內(nèi)脹式剎車結(jié)構(gòu)系統(tǒng)具有良好的剎車制動(dòng)性能，其具有的自剎車性能，可以很好的保證抽油機(jī)的正常生產(chǎn)以及操作人員的人生安全。 brake gear。以下將作一一介紹：畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙共 33 頁 第 2 頁┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊ 電控剎車系統(tǒng)隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，石油機(jī)械正逐步邁向遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)電腦自動(dòng)控制階段，國外部分油田的抽油機(jī)也實(shí)現(xiàn)了電腦聯(lián)網(wǎng)、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集、工作運(yùn)行全程自動(dòng)控制。2）對(duì)比分析不同剎車系統(tǒng)的優(yōu)劣，并根據(jù)實(shí)際情況選擇滿足工作要求的剎車結(jié)構(gòu)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙共 33 頁 第 6 頁┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊內(nèi)表面與制動(dòng)蹄摩擦蹄片的外表面作為一對(duì)摩擦表面在制動(dòng)鼓上產(chǎn)生摩擦力矩，故又稱為蹄式制動(dòng)器。內(nèi)脹式制動(dòng)器缺點(diǎn)：由于內(nèi)脹式剎車來令片密封于剎車鼓內(nèi)，造成剎車來令片磨損后的碎削無法散去，從而影響了剎車鼓與來令片的接觸而影響剎車性能。具有以下優(yōu)點(diǎn)：除活塞和制動(dòng)塊外無其他滑動(dòng)件，易于保證制動(dòng)鉗的剛度；結(jié)構(gòu)及制造工藝與一般鼓式制動(dòng)器相差不多，容易實(shí)現(xiàn)鼓式制動(dòng)器到盤式制動(dòng)器的改革，能很好地適應(yīng)多回路制動(dòng)系的要求。14。m。初算軸徑時(shí)，若最小軸段處開有鍵槽，還要考慮鍵3min0PdA?槽對(duì)軸強(qiáng)度的影響，對(duì)直徑 d100mm 的軸，有一個(gè)鍵槽時(shí)，軸徑增大 3%；有兩個(gè)鍵槽時(shí)，應(yīng)增大 7%。 搬 桿 座 的 加 工 設(shè) 計(jì)如圖所示，是