【正文】 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 剎車制動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 目前油田上在用的抽油機(jī)大都經(jīng)過(guò)了十幾年的運(yùn)轉(zhuǎn)，且長(zhǎng)期處在露天環(huán)境中工作， 存在著許多使用和設(shè)計(jì)上的安全隱患。一個(gè)點(diǎn)）和 6個(gè)槽的保險(xiǎn)銷槽輪 （鎖緊范圍為 60176。 改進(jìn)的方法： 增加抽油機(jī)保險(xiǎn)銷槽輪開(kāi)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。若想實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)任意位置的停機(jī)，則需進(jìn)一步改進(jìn)，如圖 32是保險(xiǎn)銷槽輪設(shè)計(jì)思路示意圖，它只允許輪盤單方向轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)反方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可立即鎖死，從而實(shí)現(xiàn)任意位置銷緊保險(xiǎn)銷。 m。 參照 YWZ 100800 電力液壓塊式制動(dòng)器（ JB/ZQ 43881997） ,選用制動(dòng)器型號(hào) YWZ400/90 則制動(dòng)輪直徑 D=400mm,B=170mm,D1=370mm,D2=275mm,d1=175mm,d2=70mm, δ =12mm,d=80mm,L=172mm。 m. 制動(dòng)瓦額定正壓力 n z 1 b 1F T ( L ) / ( D L )??? ? ? ? ? (37) 這里， L1 表示制動(dòng)瓦的上半部分距離，根據(jù)剎車輪的半徑，這里取 L1=200mm, μ表示摩擦副間的摩擦系數(shù)，取μ =， b=+,B取為 60mm,則計(jì)算得 b=230mm n z 1 b 1F T ( L ) / ( D L ) 1 6 3 4 9 . 1 4 N??? ? ? ? ? ? 彈簧到剎車瓦的杠桿比 122 1LLi L?? (38) 這里，取 1 2 L=L=100mm .則 2 2i? 剎車瓦額定工作力2 39。表示彈簧到剎車瓦的機(jī)械效率，其值在 ，這里取 . 則 ? . 1） .在這里，因?yàn)閺椈墒怯脕?lái)被壓縮的，故選擇壓縮彈簧。 2） .根據(jù)表 165（普通圓柱螺旋彈簧尺寸系列）選擇彈簧中徑為 70D mm? ,取彈簧絲直徑為 6d mm? ,由表 163暫選 1500B MPa? ? , 則根據(jù)表 162可知， [ ] 0 .8 0 .5 6 0 0B M P a??? ? ? ? 3） .由表 162取 82020G MPa? , 現(xiàn)選取旋繞比 C=6，則根據(jù)式 169計(jì)算彈簧剛度為 43/ 8 8 5 . 0 2 /FK G D n N m md?? （ 310） 安裝長(zhǎng)度 1 0 e FL L F / K?? (311) 這里， L0表示彈簧的自由長(zhǎng)度，取 L0=240mm 則 3 0 e FL L F / K 2 4 0 1 0 1 . 2 1 1 3 5 . 7 9 m m? ? ? ? ? 彈簧安裝力 1 F N?? 則彈簧的最大工作力 m a x 1 8 6 0 4 .8 1eeF F F N? ? ? 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 共 33 頁(yè) 第 17 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 制動(dòng)塊摩擦面的壓強(qiáng) 1 1 23 212F L Lp DB L? ?? (312) 這里， B2=60mm, B2為制動(dòng)瓦寬度，β為制動(dòng)塊包角， rad一般取β =70186。,這里取為 85186。 制動(dòng)瓦銷軸孔壓強(qiáng) 1 1241 0 1122KF LLp dL?? ? ?? (313) 1? 表示銷軸孔長(zhǎng)，取 1? =50mm, 0d 表示銷軸孔徑，取 0d =20mm,K表示動(dòng)載系數(shù)，取 K=。 根據(jù)工作條件，初選軸的材料為 45鋼，并進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理 ,硬度為 217255HBS。初算軸徑時(shí)，若最小軸段處開(kāi)有鍵槽，還要考慮鍵槽對(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%。 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》（第八 版）表 153得 A0 =120，且 P1=， n=, 由公式 3min 0 PdAn? (314) 可得 3m in 12 0 37 .9 75 / 33 3. 33 58 .1 73d m m??，因?yàn)樵谳S端有銷軸，故開(kāi)有鍵槽， 則 m i n m i n ( 1 7 % ) 5 8 . 1 7 3 1 . 0 7 6 2 . 2 4 5d d x x m m? ? ? ? 又因?yàn)閺椈傻木壒?，故?mind =70mm 因?yàn)橐拗苿x瓦的運(yùn)動(dòng)， 故取輪轂的長(zhǎng)度為 L=20mm，輪轂直徑為 D=100mm 因?yàn)樵谕馆喌淖饔孟?，銷在鍵槽中來(lái)回運(yùn)動(dòng)，故設(shè)計(jì)其長(zhǎng)度為 100mm左右。 ： 剎車系統(tǒng)在調(diào)整剎車行程時(shí)主要是靠調(diào)節(jié) 剎車連桿的長(zhǎng)度來(lái)實(shí)現(xiàn)的，剎車連桿的連接是由螺紋連接。 由上述知，作用在轉(zhuǎn)臂上的作用力 Femax=F1=Fe= N，則剎車連桿所受彎矩為： 8 6 0 4 . 8 1 0 . 8 6 8 8 3 . 8 4 8reM F x L x N m? ? ? ? (315) 396 8 8 3 . 8 4 8 2 1 . 00 . 1 3 2 1 0rM p a M P aW x x? ?? ? ? (316) 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 151，知 45 鋼許用彎曲應(yīng)力 [ 1?? ]=60MPa ，故 1[ ] 60MPa????? ，故安全。 則由公式 1 cos1 5F xLx FexC? ，這里， C取 45mm, 故1 cos15eF xCF Lx? = (317) 此處的 F1 為最小下拉力，實(shí)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(dòng)桿之間選用銷軸連接，根據(jù)表 578 螺紋圓柱銷，選用 M12 的螺紋圓柱銷連接長(zhǎng)度 L=30mm, 則根據(jù)公式 422txFxd? ?? = 4 7 9 6 .4 4 3 .5 32 1 2 1 2x M Pax x x? ? (318) 銷的材料選用 35或 45鋼，查表 62知 [τ ]=80MPa,故由τ [τ ]知滿足條件。 根據(jù)軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件 : ? ?30 .2TTTTTWd??? ? ? (319) 式中： T? 一扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力， MPa ； T一軸所受的扭矩， Nmm? ； 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 共 33 頁(yè) 第 20 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ TW 一軸的抗扭截面系數(shù)， 3mm ； ??T? 一許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力， MPa 。 故由上式可得 min mm? 又知當(dāng)在軸上開(kāi)有鍵槽時(shí)，最小軸徑應(yīng)增大 10% 一 15% ，則m i n2 5 . 7 1 ( 1 1 0 % ) 2 8 . 2 8 1d m m? ? ?，故取 30d mm? 。軸徑為 30mm 的鍵的尺寸為87b h mm? ? ? ,軸徑為 35mm的鍵的尺寸為 10 8b h mm? ? ? . 套筒的長(zhǎng)度為 60mm,且根據(jù)工作，選用滑動(dòng)軸承。 搬桿座的加工設(shè)計(jì) 如圖所示，是抽油機(jī)剎車機(jī)構(gòu)的搬桿座，由兩 塊側(cè)板組對(duì)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(jiǎn)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。 22齒形；拉 10 鍵槽。 (1)在立式銑床加工 R100弧面時(shí)，裝卡不方便并且對(duì)刀具 磨損較大，消耗高。 2 第二中工藝過(guò)程 (1)用車床加工 R200弧面工藝：車一根 45鋼至φ 35做芯軸，用三爪卡盤卡φ 35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。在臥式萬(wàn)能銑床上用分度頭加工 60176。將分度頭法蘭與工裝法蘭連接，在φ 35芯軸上一次可裝卡側(cè)板 4組，工作臺(tái)由橫向進(jìn)給絲杠帶動(dòng)沿 X坐標(biāo)方位做往復(fù)運(yùn)動(dòng)進(jìn) 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的負(fù)載，最大程度的減少了對(duì)升降滾珠絲杠的磨損，提高了其使用壽命。 22齒形；拉 10鍵槽。 工藝改進(jìn)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。 搬桿座座板的設(shè)計(jì)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(jì)方案如圖 37所示： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 共 33 頁(yè) 第 22 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 圖 36 搬桿座底板 曲軸的設(shè)計(jì)與改進(jìn)方案 如上圖 35所示，取操縱桿長(zhǎng)度 L=755mm,曲柄長(zhǎng)度 R=250mm,K=128mm(K表示在 R水平方向的投 影 ) 則可以計(jì)算出作用在操縱桿上的力 F2 12 7 9 6 . 4 4 1 2 8 1 3 5 . 0 3755F x K xFNL? ? ? (320) 對(duì)于抽油機(jī)整個(gè)剎車裝置來(lái)說(shuō)，人工操作對(duì)作用在操縱桿的拉力應(yīng)≦ 150N。 通過(guò)作圖法得到的拉桿凸輪各個(gè)轉(zhuǎn)角時(shí)剎瓦位移曲線，如圖 38 所示 (拉桿凸輪水平位置為零度，順時(shí)針為正方向。） 圖 37 位移量δ S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(shuō)，位移量增速δ s 越快。做為理論制動(dòng)點(diǎn)來(lái)分析。在抽油機(jī)設(shè)計(jì)過(guò)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(shí)際操作中手柄要求只有 35176。按 35176。由圖 37可以看出，在 12176。 可知，剎車不易調(diào)整的真正原因在 于剎瓦的位移量太小。 從剎車操縱力的計(jì)算和對(duì)分析來(lái)看，剎車過(guò)程的不均勻性可以通過(guò) 2個(gè)方面來(lái)解決。 b) 增大剎瓦的位移量δ S，避開(kāi)由于制造精度引起的位移量δ S不足。第 2種辦法采用改變結(jié)構(gòu)來(lái)增 加δ S 的大小，從剎車操縱力的計(jì)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(lái)增大操縱行程空間不大，而且不好把握。 由計(jì)算過(guò)程可知，直接減小拉桿凸輪的長(zhǎng)度 L來(lái)增加剎瓦的位移量δ S同時(shí)會(huì)增大剎車的操作力，不易采用。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(diǎn)。 曲軸半徑 R 在θ變化時(shí) K值的計(jì)算公式為 K = R xCOSθ . 實(shí)際上曲軸擺角范圍在 35176。同時(shí)，在 35176。 縱坐標(biāo)表示位移量（ mm）；橫坐標(biāo)表示曲軸與水平線的夾角θ（176。角，通過(guò)計(jì)算得到此時(shí)δ H的最大值為 97 mm， R = 250 mm，傳動(dòng)到拉桿凸輪剎把上的角度變量約為 19176。的范圍中，剎瓦的位移量δ S 最大可達(dá)到 15 mm。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(shí)現(xiàn)對(duì) 剎車行 程的增 大。而力的傳遞方式又有機(jī)械式、液壓式、氣壓式、氣壓 液壓式的區(qū)別。而傳力方式有機(jī)械式和液壓式兩種。 液壓式的簡(jiǎn)單制動(dòng)系統(tǒng)通常稱為液壓制動(dòng)系，用于行車制動(dòng)裝置。 根據(jù)抽油機(jī)工作特性，在這里，我們選擇手動(dòng)剎車