【正文】 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。若采用多點調(diào)節(jié) ,則各點都 同時運動，調(diào)整到一個預定點，其特點是速度快，但算法復雜。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。 同樣由上述分析可知：起桿纏繞器單元的最大傳送鏈移動邊位移為 cgc ddS ?? ?max （ 346） 式中： gcd? — 為起桿纏繞器允許碳纖維抽油桿與光桿的接頭通過時，起桿纏繞器單元的兩側(cè)鏈條上的夾緊壓塊之間的距離； cd — 為起桿纏繞器夾緊碳纖維抽油桿時，起桿纏繞器單元兩側(cè)鏈條上的夾緊壓塊之間的距離； 由上述分析可知：在本設(shè)計中 gcd? =45mm cd =5mm 由上式 347 知： cgc ddS ?? ?max =455=40mm=﹤ 符合設(shè)計要求。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。 31 由于碳纖維連續(xù)抽油桿的厚度最大為 5mm，所以當起桿纏繞器單元的夾緊壓塊牢牢地 夾緊碳纖維連續(xù)抽油桿時，光桿兩側(cè)的夾緊壓塊之間的距離最大為 5mm。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，這個接頭的直徑大約為 45mm。因此根據(jù)這一情況，我們擬定注入器單元的最大縱向位移為 。 為了解決這個困難，我們擬在本設(shè)計中使得起桿纏繞器單元能夠進行縱向位移，從而使得在作業(yè)車單元無法直接靠到井口的情況下，起桿纏繞器單元可以通過自身的移動而直接靠到井口上進行作業(yè)。 縱向位移 根據(jù)作業(yè)現(xiàn)場所反饋來的 情況，由于作業(yè)車四周圍的條件所限（如：井口四周有障礙物或者井口四周坑洼不平），作業(yè)車車尾無法直接靠到作業(yè)井口，從而使注入器單元也無法直接靠到作業(yè)井口上。也就是說：正常情況下，倒車結(jié)束之后，起桿纏繞器單元 C與井口 A之間的橫向距離最多不超過 。根據(jù)查閱相關(guān)資料，正常人在倒車過程中的橫向誤差可以控制在。 夾持塊軸承的選用 由于碳纖維對夾持塊的摩擦力為 f=40KN, 碳纖維桿摩擦系數(shù) ? = f=N? 則 N= f 40= =15 6 KN? 一共有 18 個軸承來承擔這個力 ,故 F= 1 5 3 .8 8 .51 8 1 8N KN?? 表 37 所選軸承參數(shù) 軸承代號 D(mm) D(mm) B(mm) asr （ mm） rC （ KN） 6203 17 40 12 30 起桿纏繞器單元的橫、縱向位移 作業(yè)車的起桿纏繞器單元需要實現(xiàn)一定的橫、縱向位移，其原因分析如下：（結(jié)合下圖）。 夾持塊支架與導軌選 用的材料為鑄碳鋼，夾持塊選用的材料碳纖維。 夾持塊與夾持塊支架被裝上中間鏈結(jié)時，夾持塊與夾持塊支架是通過夾持塊上的凸臺與夾持塊支架上的凹槽之間的滑動配合來實現(xiàn)的。 夾持塊支架中部整體鑄造而成，軸兩端安裝滾動軸承，用螺母固定，螺母采用六角薄螺母，規(guī)格為 GB/T M16。支架由三部分組成，其結(jié)構(gòu)如下 29 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。其基本參數(shù)如下 28 表 36 張緊液壓缸的基本參數(shù) 型號 缸徑 /mm 活塞桿直徑 /mm(速比 ) 最大行程 /mm HSG01–50/dE 50 25 400 缸體材料及固定 缸體材料選擇 45 鋼，考慮到整個裝置架子結(jié)構(gòu)，采用端部法蘭連接。 將鏈輪布置成上下對稱結(jié)構(gòu)，受力分析如圖 3– 10。其基本參數(shù)如下： 表 35 夾緊液壓缸的基本參數(shù) 型號 缸徑 /mm 活塞桿直徑/mm(速比 ) 工作壓力 160Mpa 最大行程/mm HSG01–100/dE 100 50 推力 /kN 拉力 /kN 800 張緊 液壓 缸 起升作業(yè)時，靠近碳纖維桿一側(cè)鏈條為緊邊，遠離一側(cè)為松邊，考慮到齒輪組尺寸，張緊一側(cè)需用托板托起鏈條，則另一側(cè)必須有張緊裝置，否則易產(chǎn)生鏈條的堆積，導致嚙合不良 。由于工作時托板與滾動軸承幾乎不分離，最大傳送鏈移動邊位移理解為液壓缸的行程即 s=。 2T2=21000=4988N? m 則： 入T =4988N? m 液壓馬達 選擇 由寧波永聯(lián)液壓有限公司提供系列產(chǎn)品選擇 YLM16–1400，基本參數(shù)如下 表 34 液壓馬達參數(shù) 液壓缸選擇 夾緊 液壓 缸 起升時最大工作載荷 G 為 80kN，夾持塊對碳纖維桿的動力為靜摩擦力 f1，這一摩擦力是由托板壓力 Fn 引起的，而托板壓力即夾緊液壓缸的推力。開式取 ； 2? – 滾動軸承效率，調(diào)心滾子軸承取 ； 3? – 鏈傳動效率取 ； 4? – 鏈條至夾持塊的支架總體效率，取 ； 0maxP – 最大工作狀態(tài)所需功率，即碳纖維桿起升時最大速度功； 26 0maxP = max1000Gv = 380 10 ??=16kW 代入得液壓馬達功率 P1= 液壓馬達 轉(zhuǎn)速 夾持塊與碳纖維桿保持相對靜止，而夾持塊通過甲字固定在鏈條銷軸上，碳 纖維桿起升速度即鏈條運轉(zhuǎn)速度。因此， ca? ﹤ ? ?1?? ，滿足彎矩要求，因此軸滿足彎矩強度要求。 mm； T— 軸所受的扭矩， N 按彎扭合成應力校核軸的強度 進行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險截面 C）的強度。 m 扭矩 T T=7482N m 總彎矩 M 2222 ????? vBhBB MMM N m ?vBM 則 ????? ?? 45c o s45c o s rth FFF ????? ?? 45c o s45c o s rtv FFF eF – 鏈輪圓周力， 前面已求得為 pF – 鏈輪壓軸力， 前面已求得為 結(jié)合圖 3– 6 計算如下： 水平面： 0DM?? ?????? BDRCDFADF heh 10 111. 81 337 62. 86 60 261 .19 0hR? ? ? ? ? ? 得 1 ? kN 0F?? 23 12 0h e h hF F R R? ? ? ? 1 6 5 0hR? ? ? ? 得 2 ? kN 得 mNABFM hhB ?????? 5 2 60 271 hM R C D N m? ? ? ? ? ? 垂直面： 0DM?? 1 0v p vF A D F CD R B D? ? ? ? ? ? 6 3 1 ?????? vR 得 kNRv ?? – 表示與圖示反向 0F?? 12 0v p v vF F R R? ? ? ? 27 3 vR??? =0 得 2vR = mNABFM vvB ?????? 5 mNCDRM vvc ?????? 4 4 表 33 載荷列表 載荷 水平面 H 垂直面 V 支反力 R 1 ? kN 2 ? kN kNRv ?? 2vR = 最大彎矩 M hBM =根據(jù)計算簡圖做出軸的彎矩圖和扭矩圖。由圖可知 C截面力矩最大 ，為危險截面。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)《機械設(shè)計》表 15–3 取 A0=106， 于是 dmin=A0 3pn=106 ?3 取 d=100mm 由 d=100mm， b1=110mm，但其與軸接觸處橫向尺寸為 ?1b =130mm，查《機械設(shè)計》表 6–1 選鍵 281 6， L=140mm，強度條件為 ? p= 32T10kld? 22 T– 傳遞轉(zhuǎn)矩， 7482N? m k– 接觸高度， k==8mm l– 工作長度，平頭平鍵 l=L=140mm d– 軸直徑， 100mm 代入得 ? p= 32 7482 108 140 100??= 133MPa 由上知： 許用擠壓應力 [? p]=(120~150)MPa，考慮到此裝置的特點， 擠壓強度不夠，采用雙鍵，相隔 1800布置，其工作長度 l=145=261mm ? p= 32 7482 108 261 100??=＜ [? p] (合適 ) 鍵標記為 鍵 B281 6 GB/T 1096–1979 ，此處取軸的直徑尺寸公差為 k6 參考機械設(shè)計表 15–2，軸端倒角 2mm，軸肩圓角半徑 。 ? p= 32 7482 108 147 100??=99MPa≤ [? p] (合適 ) 鍵標記為 鍵 B281 6 GB/T 1096–1979 鍵材料選擇 45 鋼，查《機械設(shè)計》表 6– 2 許用擠壓應力 [? p]=(120~150)MPa，考慮到工作情況，取 [? p]=130MPa。 ③周向定位 鍵材料選擇 45 鋼，查《機械設(shè)計》表 6– 2許用擠壓應力 [? p]=(100– 120)MPa 取 [? p]=118MPa。 主動鏈輪 軸結(jié)構(gòu)設(shè)計 ①裝配方案圖 圖 36 主動鏈輪軸裝配圖 ② 軸向定位 21 軸肩均取 25mm，兩端采用軸承端蓋固定。代入公式（ 3– 19） 19 m2≥ ? ?3 212 Fa SadFYYKTz?????????= 32 ?? ????= 查《機械原理》表 10–1 取 m=10 則： 分度圓直徑為 ??? 222 zmd 10 19? =190mm 1 3 2 3 1 9 0 5 7 0d d i d m m? ? ? ? ? ? 取齒高系 數(shù) *ah =1，頂隙系數(shù) *c = 尺頂圓 ? ? ? ? ???????? ? 1012192232 mhzdd aaa 210mm (330) ? ? ? ? ???????? ? 1012572141 mhzdd aaa 590mm 齒根圓 ? ? ??????????? ?? 10)(22232 mchzdd aff 165mm ? ? ??????????? ?? 10)(22141 mchzdd aff 545mm (331) 分度圓直徑 中心距 a= 122dd? = 2190570? =380mm 齒寬 b2= d? d 2=1190=190mm 取 b2=190mm 13185b b mm?? 齒輪的校核：查《機械設(shè)計》知，齒輪的校核公式為： ? ?121311 2 FdSaFaF zm YYKT ??? ?? ， mmzdm 10575 7011 ??? (332) 則： ? ?123 321311 FdSaFaF MP azm YYKT ??? ???? ???????由上知： ? ??1F? ? ?222322 2 FdSaFaF zm YYKT ??? ?? ， mmzdm 10191 9022 ??? 則： 20 ? ? 223 322322 FdSaFaF MP azm YYKT ??? ???? ??????? 由上知： ? ? ?2F? 310MPa 則，兩齒輪滿足強度要求。 72 2 hN = 60 n j L = 60 47 .6 4 2 ( 4 30 0 10 ) = 6. 86 10? ? ? ? ? ? ? ? ? (321） N1= 23N =107 由《機械設(shè)計》圖 10–18 取彎曲疲勞壽命系數(shù) KFN1=， KFN2= 取安全系數(shù) S=，則彎曲疲勞許用應力 ? ?1F? = 11FN FEK S? = ? ?2F? = 22FN FEK S? =310MPa (322） 齒高比 初選 d1=d3=540mm， d2=180mm 齒輪線速度均相等，則 18 v= 2236010dn??=（ 323） 齒寬 b= 2d d?? =1180=180mm （ 3