【正文】 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙共 33 頁 第 34 頁┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊。最后，對幫助過我的老師、同學(xué)、朋友表示真誠的感謝，你們陪我度過了大學(xué)三年的美好時光。此次畢業(yè)設(shè)計，是對我們大學(xué)三年所學(xué)知識的概括與總結(jié)，它囊括了機械原理、機械設(shè)計、CAD、工程制圖等方方面面的內(nèi)容，可以說是對自身很好的一個檢驗。通過同學(xué)之間的相互檢查，也可以發(fā)現(xiàn)很多設(shè)計中存在的細(xì)微錯誤，這些都是自己平時最容易忽視的地方。良師益友是人生獲得成功的重要保障。通過對它們的分析，可以找到相似的地方；另外一方面，查閱資料尤其不可或缺，圖書館資源可以充分利用，以及網(wǎng)上的一些論文也有可以借鑒的地方。由于抽油機剎車機構(gòu)的設(shè)計是一個全新的概念，雖然在以往的設(shè)計中可以看到相應(yīng)的設(shè)計說明，但對于其設(shè)計說明并沒有更加詳盡的說明，因此這給此次設(shè)計造成了不少困難。故最后選取內(nèi)脹式剎車機構(gòu)，并進行相應(yīng)的設(shè)計?？紤]到抽油機工作的條件，以及以往抽油機剎車機構(gòu)的選取，供選擇的抽油機剎車機構(gòu)有內(nèi)脹式剎車機構(gòu)和外抱式剎車機構(gòu)。剎車系統(tǒng)作為抽油機的主要部件，其性能的好壞直接關(guān)系到抽油機能否正常工作和操作人員的人生安全問題，故其設(shè)計是一個比較復(fù)雜的過程。本次畢業(yè)設(shè)計的主要任務(wù)是完成對節(jié)能型抽油機剎車機構(gòu)的設(shè)計。兩個搖臂要調(diào)整好位置，不得有刮卡現(xiàn)象。如果是剎車轂一側(cè)的油封漏油，應(yīng)該換油封。（2）更換嚴(yán)重磨損的剎車片，取下舊剎車片重新鉚上新剎車片。畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙共 33 頁 第 30 頁┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊（4）剎車中間座潤滑不好或大小搖臂有一個卡死，拉到位置后剎車仍不起作用。（2）剎車片嚴(yán)重磨損。（2）松剎車時剎車把推不動。 在進行上述操作時應(yīng)注意：（1）調(diào)節(jié)螺栓及鎖緊螺母應(yīng)上緊；（2）螺栓松緊方向要正確；（3）螺絲要涂油防腐。4） 再卸松縱向拉桿調(diào)節(jié)螺栓上的鎖緊螺母，調(diào)整縱向桿調(diào)節(jié)螺栓使拉桿按需要伸長或縮短。2） 調(diào)整調(diào)節(jié)螺栓使拉桿按需要伸長或縮短。 調(diào)整剎車行程確定調(diào)整方案：如果剎車行程過大，應(yīng)縮短拉桿長度；如果剎車行程過小，應(yīng)松長拉桿長度。4）在上述一系列操作中要側(cè)身作業(yè)。2）打開電控箱門，按下停止按鈕，當(dāng)曲柄接近下死點處時提前扳動剎車，且要剎緊剎車。且其應(yīng)具有自鎖功能，以保證抽油機安全可靠的運行。另外，連續(xù)加熱和冷卻循環(huán)時，產(chǎn)生的熱疲勞也會導(dǎo)致表面損壞，在實際操作中，應(yīng)盡量避免此類情況發(fā)生。通過降低摩擦片材料的熱膨脹系數(shù)可減少熱應(yīng)力。雖然摩擦系數(shù)大可以加大制動力矩，提高制動性能，但摩擦片易損壞，因此摩擦系數(shù)應(yīng)有一個合適的范圍。(l ) 增加摩擦片鉚接點周圍強度極限，特別要增加摩擦片約 1/3 處的鉚接點周圍的強度極限。此時，彈性體內(nèi)由溫度引起的應(yīng)變量為： (326)0{}[,0]aT??則 0]({})[{}[]БDBD??????對單元組合體建立節(jié)點平衡方程，僅考慮熱應(yīng)力問題時，得平衡方程為： []KR若彈性體既有變溫，又受實際載荷作用，可根據(jù)力學(xué)中得疊加原理求解： (327)[]{}t???由此求得的節(jié)點位移即為外力與溫度共同作用下的位移。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 對八節(jié)點的六面體單元，在空間問題中有 24 個節(jié)點位移 ui , vi, wi(i=1,8)，使用位移法時這些位移便是結(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)點位移表示為： (323)1,23.{}[][]{}nBB???? 式中 ,xyzxyzx??畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙共 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（論文）報告紙共 33 頁 第 28 頁┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊單元剛度矩陣為： (325)[][]kDBdv?將單元載荷移置到節(jié)點上，則： [][]RNP然后將單元剛度矩陣組集成總剛度矩陣 [ K ]，將單元載荷列陣組集成總節(jié)點載荷列陣[R]，便得到線形代數(shù)方程組[K] = ，從而求得 ，進一步求得應(yīng)力{δ}。在此，采用八結(jié)點的六面體單元，共有 1 2 2 1 個節(jié)點、3 66 3 個 自由度。力學(xué)模型的建立：由于實際制動器結(jié)構(gòu)體形復(fù)雜，受力不均勻，難以簡化為平面問題或軸對稱問題，必須按空間問題求解。剎車制動器溫度過高，將引起制動力矩減小、熱應(yīng)力增加，會加劇摩擦片的磨損，甚至導(dǎo)致摩擦片碎裂。當(dāng)摩擦材料的工作溫度超過其許用工作溫度時，摩擦材料性能就會顯著惡化。這就要求這類材料能夠吸收動能，并將動能轉(zhuǎn)化為熱能散發(fā)到空氣中去。搬桿的一端經(jīng)墊圈，使用銷和活動手柄相連，另一端使用曲柄和搬桿座相連，可以隨著剎車力矩的大小而繞著搬桿座轉(zhuǎn)動。當(dāng)需要對抽油機制動時，通過手剎作用拉緊鋼絲繩或拉簧，從而帶動制動塊將制動力矩傳畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙共 33 頁 第 26 頁┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊到剎車輪上，將剎車輪抱死而達(dá)到剎車制動的目的。根據(jù)抽油機工作特性，在這里，我們選擇手動剎車機構(gòu)。液壓式的簡單制動系統(tǒng)通常稱為液壓制動系，用于行車制動裝置。而傳力方式有機械式和液壓式兩種。而力的傳遞方式又有機械式、液壓式、氣壓式、氣壓液壓式的區(qū)別。在此，最根本的是增大了曲軸半徑 R ，調(diào)整了曲軸的角度，使得在不改變剎車操作力大小的情況下實現(xiàn)對剎車行程的增大。 的范圍中，剎瓦的位移量 δS 最大可達(dá)到 15 mm。角，通過計算得到此時 δH 的最大值為 97 mm，R = 250 mm，傳動到拉桿凸輪剎把上的角度變量約為畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙共 33 頁 第 25 頁┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊19176?？v坐標(biāo)表示位移量（mm） ；橫坐標(biāo)表示曲軸與水平線的夾角 θ（176。同時，在 35176。曲軸半徑 R 在 θ 變化時 K 值的計算公式為 K = R xCOSθ.實際上曲軸擺角范圍在 35176。好的解決辦法是利用曲軸半徑 R 在水平方向的投影 K 可隨轉(zhuǎn)角變化的特點。由計算過程可知，直接減小拉桿凸輪的長度 L 來增加剎瓦的位移量 δS 同時會增大剎車的操作力，不易采用。第 2種辦法采用改變結(jié)構(gòu)來增加 δS 的大小，從剎車操縱力的計算中可以看到，距最大許用操作力150 N 有 15 N 力的寬裕，增大操作力來增大操縱行程空間不大，而且不好把握。b) 增大剎瓦的位移量 δS，避開由于制造精度引起的位移量 δS 不足。從剎車操縱力的計算和對分析來看，剎車過程的不均勻性可以通過 2 個方面來解決。 可知，剎車不易調(diào)整的真正原因在于剎瓦的位移量太小。由圖 37 可以看出，在 12176。按35176。在抽油機設(shè)計過程中，規(guī)定了在前 2/ 3 的角度行程中就能可靠地剎車，因而實際操作中手柄要求只有 35176。做為理論制動點來分析。）圖 37 位移量 δS 隨拉桿凸輪轉(zhuǎn)角 а 的變化曲線從圖 37 中可以看出，在 0~ 30 區(qū)間內(nèi)，曲線的斜率最大，也就是說，位移量增速 δs 越快。通過作圖法得到的拉桿凸輪各個轉(zhuǎn)角時剎瓦位移曲線，如圖 38 所示(拉桿凸輪水平位置為零度，順時針為正方向。搬桿座座板的設(shè)計加工：座板采用 Q235 材料，座板厚度 12mm，根據(jù)工作條件，螺栓選用M16，設(shè)計方案如圖 37 所示： 圖 36 搬桿座底板 曲 軸 的 設(shè) 計 與 改 進 方 案如上圖 35 所示，取操縱桿長度 L=755mm,曲柄長度 R=250mm,K=128mm(K 表示在 R 水平方向的投影)則可以計算出作用在操縱桿上的力 F2畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙共 33 頁 第 23 頁┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊ (320)??對于抽油機整個剎車裝置來說，人工操作對作用在操縱桿的拉力應(yīng)≦150N。 工藝改進以前，由于大量加工剎車側(cè)板，每年都需更換臥式銑床升降滾珠絲杠。22 齒形；拉 10 鍵槽。將分度頭法蘭與工裝法蘭連接，在 φ35芯軸上一次可裝卡側(cè)板4組，工作臺由橫向進給絲杠帶動沿 X 坐標(biāo)方位做往復(fù)運動進行加工，裝卸方便,工作效率高，并且能更好的控制冷卻液噴濺范圍，減輕了升降滾珠絲杠畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙共 33 頁 第 22 頁┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊的負(fù)載，最大程度的減少了對升降滾珠絲杠的磨損，提高了其使用壽命。在臥式萬能銑床上用分度頭加工60176。2 第二中工藝過程(1)用車床加工 R200 弧面工藝：車一根 45 鋼至 φ35 做芯軸，用三爪卡盤卡 φ35 芯軸，一次可夾裝和加工 4～5 組側(cè)板,用車床加工 R200 弧面,極大的提高了工作效率,并降低了消耗。(1)在立式銑床加工 R100 弧面時，裝卡不方便并且對刀具磨損較大，消耗高。22 齒形；拉 10 鍵槽。 搬 桿 座 的 加 工 設(shè) 計如圖所示，是抽油機剎車機構(gòu)的搬桿座，由兩塊側(cè)板組對焊接而成，側(cè)板材料選用鑄鋼（Q235） ，根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分析，它的加工工藝方法不止一種，但以最簡單、最方便的加工工藝達(dá)到產(chǎn)品的性能要求，是制定工藝的基本原則。軸徑為 30mm 的鍵的尺寸為,軸徑為 35mm 的鍵的尺寸為 .8bh??108bh?? 套筒的長度為 60mm,且根據(jù)工作，選用滑動軸承。??故由上式可得 ?又知當(dāng)在軸上開有鍵槽時，最小軸徑應(yīng)增大 10%一 15%，則，故取 。根據(jù)軸的扭轉(zhuǎn)強度條件: (319)???????式中： 一扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力， ；T?MPa T 一軸所受的扭矩， ；Nm? 一軸的抗扭截面系數(shù)， ；W3 一許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力， 。則由公式 ，這里，C 取 45mm, 1cos5FxLex?畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙共 33 頁 第 20 頁┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊ 故 = (317)1cos5eFxCL?此處的 F1 為最小下拉力，實際作用在拉桿凸輪上的下拉力應(yīng)大于 F1，即最小應(yīng)不小于.在拉桿凸輪與傳動桿之間選用銷軸連接，根據(jù)表 578 螺紋