【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(diǎn)調(diào)節(jié) ,則各點(diǎn)都 同時(shí)運(yùn)動(dòng)，調(diào)整到一個(gè)預(yù)定點(diǎn)，其特點(diǎn)是速度快，但算法復(fù)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(dòng)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(guò)時(shí)，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(shí)，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(jì)中 gcd? =45mm cd =5mm 由上式 347 知： cgc ddS ?? ?max =455=40mm=﹤ 符合設(shè)計(jì)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(dòng)。 31 由于碳纖維連續(xù)抽油桿的厚度最大為 5mm，所以當(dāng)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(shí)，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(gè)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(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)。 縱向位移 根據(jù)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)所反饋來(lái)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(wú)法直接靠到作業(yè)井口，從而使注入器單元也無(wú)法直接靠到作業(yè)井口上。也就是說(shuō)：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(guò) 。根據(jù)查閱相關(guān)資料，正常人在倒車過(guò)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(duì)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(gè)軸承來(lái)承擔(dān)這個(gè)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(hào) 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(shí)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(dǎo)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(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。 夾持塊支架中部整體鑄造而成，軸兩端安裝滾動(dòng)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(hào) 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(gè)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(duì)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(hào) 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(shí)，靠近碳纖維桿一側(cè)鏈條為緊邊，遠(yuǎn)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(dǎo)致嚙合不良 。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=。 2T2=21000=4988N? m 則： 入T =4988N? m 液壓馬達(dá) 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(dá)參數(shù) 液壓缸選擇 夾緊 液壓 缸 起升時(shí)最大工作載荷 G 為 80kN，夾持塊對(duì)碳纖維桿的動(dòng)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(dòng)軸承效率，調(diào)心滾子軸承取 ； 3? – 鏈傳動(dòng)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(shí)最大速度功； 26 0maxP = max1000Gv = 380 10 ??=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)甲字固定在鏈條銷軸上，碳 纖維桿起升速度即鏈條運(yùn)轉(zhuǎn)速度。因此， ca? ﹤ ? ?1?? ，滿足彎矩要求，因此軸滿足彎矩強(qiáng)度要求。 mm； T— 軸所受的扭矩， N 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面 C）的強(qiáng)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(jì)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(jì)算簡(jiǎn)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(xiǎn)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(jī)械設(shè)計(jì)》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(jī)械設(shè)計(jì)》表 6–1 選鍵 281 6， L=140mm，強(qiáng)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(zhǎng)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(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=261mm ? p= 32 7482 108 261 100??=＜ [? p] (合適 ) 鍵標(biāo)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(jī)械設(shè)計(jì)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(biāo)記為 鍵 B281 6 GB/T 1096–1979 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]=(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(jī)械設(shè)計(jì)》表 6– 2許用擠壓應(yīng)力 [? p]=(100– 120)MPa 取 [? p]=118MPa。 主動(dòng)鏈輪 軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ①裝配方案圖 圖 36 主動(dòng)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(jī)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(jī)械設(shè)計(jì)》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(qiáng)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(jī)械設(shè)計(jì)》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(yīng)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