zj70電動(dòng)驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)絞車設(shè)計(jì)三維圖紙.zip
zj70電動(dòng)驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)絞車設(shè)計(jì)三維圖紙.zip,zj70,電動(dòng),驅(qū)動(dòng),鉆機(jī),絞車,設(shè)計(jì),三維,圖紙
任務(wù)書學(xué)院班級(jí)學(xué)生姓名學(xué)號(hào)課題名稱ZJ70電驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)絞車設(shè)計(jì)起止時(shí)間XXX年11月5日 XXX年 5月 25日(共 14周)指導(dǎo)教師職稱課題內(nèi)容設(shè)計(jì)內(nèi)容:1、根據(jù)油田生產(chǎn)的實(shí)際需要,擬定總體方案設(shè)計(jì); 2、設(shè)計(jì)ZJ70電驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)絞車 3、在設(shè)計(jì)ZJ70電驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)絞車的基礎(chǔ)上。 4、ZJ70電驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)絞車的設(shè)計(jì),三維實(shí)體的實(shí)現(xiàn)。 5、說(shuō)明書的編制。擬定工作進(jìn)度(以周為單位)第1到2周: 熟悉題目,開始查閱資料,完成開題報(bào)告。第3到4周: 消化資料,設(shè)計(jì)方案。 第5周: 方案研究,確定具體方案,做出開題報(bào)告。第6到7周: 進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析,計(jì)算。第8到9周: 進(jìn)行設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)草圖。第10到11周:完成圖紙,進(jìn)行設(shè)計(jì)論文。第12到13周:完成設(shè)計(jì)論文,準(zhǔn)備有關(guān)畢業(yè)答辯。第14周: 交畢業(yè)設(shè)計(jì)的各種資料,并進(jìn)行答辯。主要參考文獻(xiàn)1 張連山.我國(guó)抽油機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)J.鉆采工藝,1996,19(6).任務(wù)下達(dá)人(簽字) 年 月 日任務(wù)接受人意見任務(wù)接受人簽名 年 月 日注:1、此任務(wù)書由指導(dǎo)教師填寫,任務(wù)下達(dá)人為指導(dǎo)教師。2、此任務(wù)書須在學(xué)生畢業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)開始前一周下達(dá)給學(xué)生本人。3、此任務(wù)書一式三份,一份留學(xué)院存檔,一份學(xué)生本人留存,一份指導(dǎo)教師留存。1、 主要技術(shù)參數(shù)1.1卷筒部分卷筒額定拉力(第三層,共五層) 200KN額定速度(第三層) 12m/min(50Hz)輕載速度(第三層) 24m/min(100Hz)支持負(fù)載 600KN卷筒直徑長(zhǎng)度 9701000mm卷筒容繩量 500m鋼絲繩直徑(GB/T8918-96) 34mm1.2電機(jī)參數(shù)型號(hào) YVF2315S-8-H 功率 55KW轉(zhuǎn)速 740r/min電制 380V /3100Hz/3P1.3 傳動(dòng)比 221.1651.5 機(jī)械效率 0.82.卷筒的性能計(jì)算2.1卷筒直徑的確定D16d=1634=544mm (鋼索直徑d=34mm)根據(jù)需要取卷筒直徑D=970mm2.2卷筒凸緣直徑D=D+2(5+2.5)d=970+2(5+1.5)34=1412mm取D=1420mm2.3卷筒容繩量計(jì)算(以5層繩計(jì)算) 卷筒長(zhǎng)度L=1000mm 總?cè)堇K量L=5L(D+5d)/1.05d103=51000(970+534)/1.0534103=501.3m 滿足500m容繩量要求。2.4整機(jī)效率 總=132232425=0.85其中卷筒軸承副 130.95 齒輪軸III軸承副 220.98 齒輪軸(II)軸承副 320.98 齒輪軸(I)軸承副 420.98 卷筒裝置效率 50.95為保險(xiǎn)起見,選用電機(jī)時(shí)按0.8計(jì)算.2.5傳動(dòng)比的確定額定速度(第3層)V=12m/minD=970mm d=34mm n=740r/mini=(D+5d)n/1000v=(970+534) 740/100012=220.85實(shí)際傳動(dòng)比為221.165則實(shí)際額定速度V =D0n/1000 i 12m/min2.6電機(jī)功率的確定(按第3層計(jì)算)P=F3V3/60=20012/600.8=50kw 滿足要求的電機(jī)型號(hào)為YVF2315S-8-H 功率55kw 轉(zhuǎn)速740r/min 3.齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算 計(jì)算公式如下: 彎曲應(yīng)力:F=FtKAKVKFKFYFSY/bMn 許用彎曲應(yīng)力:FP=FPYNYsrdtYrndtYx/SFmin 彎曲強(qiáng)度安全系數(shù):SF=FPYNYsrdtYrndtYx/F序號(hào)名稱符號(hào)單位公式或來(lái)源Z1Z21齒數(shù)Z根據(jù)使用要求16892法向模數(shù)Mnmm初算確定163分度圓螺旋角04中心距mm8405徑向變位系數(shù)Xn0.5-0.56分度圓直徑dmmd=zm/cos25614247齒頂圓直徑dammda=d+2ha30414408傳動(dòng)比i5.56259齒根圓直徑dfmm232136810傳動(dòng)扭矩TNm2049411400011節(jié)圓上圓周力FtNFt=2000T/d16011216011212齒寬bmm21020013使用系數(shù)KA表35.2-241.11.114動(dòng)載系數(shù)KV式35.2-121.0151.01515軸向重合度bsin/3.14n0016端面重合度圖35.2-101.51717齒向載荷分布系數(shù)KHKF1118齒間載荷分布系數(shù)KHKF1.21.219齒形系數(shù)YFs圖35.2-22、234.453.9320螺旋角與重合度系數(shù)Y-式35.2-18 35.2-19Y= YY1.241.0721計(jì)算彎曲應(yīng)力FN/mm2表35.2-22352.3281.922壽命系數(shù)YN圖35.2-281.21.223相對(duì)齒根圓角敏感系數(shù)Ysrdt表35.2-331124表面狀況系數(shù)Yrndt1125尺寸系數(shù)Yx圖35.2-290.880.8825齒輪材料42CrMo40Cr27熱處理調(diào)質(zhì)28硬度HRB220-240200-22029彎曲疲勞強(qiáng)度基本值FEN/mm2圖35.2-2758058030最小安全系數(shù)SFmin表35.2-321.61.631許用彎曲應(yīng)力FPN/mm2表35.2-22382.8382.832安全系數(shù)SF表35.2-221.72.233計(jì)算結(jié)果FFP SFSFMIN齒根彎曲強(qiáng)度滿足要求4.剎車裝置強(qiáng)度校核4.1剎車裝置剎車帶的強(qiáng)度校核4.1.1制動(dòng)輪的圓周力 Ft=F制D4/D制=600(970+34) /1400=430.3KN4.1.2剎車帶緊邊拉力F緊=Ft/(1) F松=Ft /(1)= F緊Ft 剎車帶包角=305=5.32弧度,摩擦系數(shù)=0.33 F緊=520.1KN F松=89.8KN4.1.3剎車帶強(qiáng)度校核(以緊邊鋼帶校核)拉應(yīng)力 拉=F緊/ (B2d) (危險(xiǎn)截面為鋼帶打孔處)鋼帶寬B=160mm 厚度=16mm 鋼帶材料:Q345-A兩排孔直徑 d=8.5mm s=325N/mm2拉=520100/ (16028.5)16=227.3N/mm2制動(dòng)負(fù)載時(shí)許用應(yīng)力拉=0.9s =292.5N/mm2計(jì)算結(jié)果拉拉, 強(qiáng)度滿足要求4.1.4剎車彈簧力計(jì)算:F松/F3=16 F3=5.61KN=0.561T=561kgf(其中16為杠桿比)考慮油缸活塞摩擦力及杠桿機(jī)構(gòu)等的摩擦力,油缸初始力按600kgf,行程S=200mm進(jìn)行制造。4.2銷軸強(qiáng)度校核緊邊拉板上銷軸受力最大,則校核緊邊銷軸的強(qiáng)度。4.2.1緊邊銷軸的剪應(yīng)力 =F緊/ (2d2/4)=163.5N/mm2 d=45mm s =360 N/mm2許用剪應(yīng)力 s=0.55s =198N/mm2=0.95s=188.1N/mm2s 強(qiáng)度滿足要求4.3緊邊拉板的強(qiáng)度校核 緊邊拉板的材料為Q345A, 寬度B=100, 厚度S=50 緊邊拉板的危險(xiǎn)截面在銷孔處 屈服強(qiáng)度 s=325MPa 拉= F緊/S=520100/(100504550)=189.1MPa 許用應(yīng)力=0.9 s =292.5MPa 計(jì)算結(jié)果拉,強(qiáng)度滿足要求。5. 主軸的強(qiáng)度計(jì)算:主軸材料及性能參數(shù) 主軸材料: 40Cr熱處理: 調(diào)質(zhì)HB180225s=500N/mm2 -1=200Mpa b=700N/mm25.1工作負(fù)載時(shí)的強(qiáng)度校核5.1.1主軸的結(jié)構(gòu)及載荷圖見后5.1.2 大齒輪Z傳遞扭矩為卷筒輸出扭矩T0=114000Nm5.1.3 大齒輪Z受力:圓周力:Ft=2000T0/d=160.1KN徑向力:Fr= Fttan20=58.3KN 軸向力:FZ1=0Fy= FtSin 62.7FrCOS 62.7=160.1Sin 62.758.3COS 62.7=169KNFz= FtCOS 62.7FrSin 62.7=160.1COS 62.758.3Sin 62.7=21.6KN 5.1.4因卷筒左軸瓦中點(diǎn)D至支點(diǎn)RA的距離540大于右軸瓦中點(diǎn)E至RB支點(diǎn)距離490,因此鋼絲繩拉力 F=200KN作用在D處將引起較大彎矩,故以此計(jì)算5.1.5垂直方向受力:根據(jù)MA=0RBY= Fy220/1920= 169220/1920=19.4KNRAY= FyRBY= 16919.4=149.6KN5.1.6垂直方向彎矩:MGY= RAY220/1000=149.6220/1000=32.9KNmMDY= RAY540/1000=149.6540/1000=80.8KNm5.1.7水平方向受力:根據(jù)MA=0 RBZ= (F540FZ220)/1920= (20054021.6220)/1920=53.8KNRAZ= FFZRBZ=20021.653.8=124.6KN5.1.8水平方向彎矩:MGZ= RAZ220/1000=124.6220/1000=27.4K NmMDZ= RAZ540/1000= 124.6540/1000=67.3K Nm5.1.9合成彎矩:MG=( MGY2+ MGZ2)0.5=( 32.92+ 27.42)0.5=42.8KNmMD=( MDY2+ MDZ2)0.5=(80.82+ 67.32)0.5=105.2KNm5.1.10.則軸的總合成彎矩圖如圖示由以上計(jì)算可知G和D兩處為危險(xiǎn)截面。5.1.11 G處強(qiáng)度校核:校核公式(根據(jù)表38.3-3):=10M2+(T)21/2/d3由于馬達(dá)帶動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)引起轉(zhuǎn)應(yīng)力的脈動(dòng)循環(huán),所以取=0.7 =0.4S=200Mpa(表38.1-1 S=500Mpa) G處: d=210mm 則: =10M2+(T)21/2/d3=97.8Mpa 故該截面強(qiáng)度滿足要求。5.1.12 D處強(qiáng)度校核: d=210mm 則: =10M /d3=10105.2106/2103=113.6Mpa-1故該截面強(qiáng)度滿足要求.5.2主卷筒支持負(fù)載時(shí)軸的計(jì)算;卷筒支持負(fù)載: F支600KN剎車緊邊拉板作用于軸上的力: F緊520.1KN5.2.1如圖所示,剎車力經(jīng)卷筒輪轂傳遞至軸上E點(diǎn),此時(shí),卷筒支持負(fù)載全部作用于此點(diǎn)時(shí)將引起軸的最大彎矩和應(yīng)力,因此下面的強(qiáng)度計(jì)算以支持負(fù)載作用于E點(diǎn),而D點(diǎn)不受力進(jìn)行。由圖知垂直方向不受力。5.2.2水平方向受力FZF支F緊600520.179.9KNRAZFZ490/192079.9490/192020.4KNRBZFZRAZ79.920.459.5KN5.2.3水平方向彎矩MZRBZ490/100059.50.4929.2KNm5.2.6合成彎矩MMY2+ MZ2 29.2KNm5.2.7由以上計(jì)算可知,E處截面為危險(xiǎn)截面,該截面應(yīng)力:10M/d31029200000/208332.4Mpa許用應(yīng)力:0.9S0.9500450Mpa ,強(qiáng)度滿足要求。6.大齒輪圓柱銷的強(qiáng)度校核:圓柱銷的剪應(yīng)力:Fh=2000T/Dn=2000114000/(12856)=29.6KN=Fh/ d L(為圓柱銷直徑, L為圓柱銷長(zhǎng)度,n為圓柱銷個(gè)數(shù))=29600/3250=18.5MPa= 80MPa(45調(diào)質(zhì)) 強(qiáng)度滿足要求7.卷筒強(qiáng)度校核7.1彎曲應(yīng)力:Pb=0.96Fmax(1/3D)0.5=89.3MPa7.2壓縮應(yīng)力:PD=0.5Fmax/ds=252.1MPaFmax:鋼絲繩最大拉力600KN:卷筒壁厚35mmD: 卷筒直徑970mmds:鋼絲繩直徑34mm7.3合成應(yīng)力:P=(Pb2+PD2)=267.4MPa7.4許用應(yīng)力:P=0.9s=0.9325=292.5MPaPP,強(qiáng)度滿足要求。8.輸入軸制動(dòng)力矩校核: 電機(jī)輸入軸扭矩:T=9550P/n=955055/741=709.8Nm 選擇YWZ4400/125液壓塊式制動(dòng)器,其制動(dòng)力矩為: T制=1800Nm1.5 T=1065Nm,滿足絞車使用要求。9. 聯(lián)軸器的強(qiáng)度校核:聯(lián)軸器尼龍棒的剪應(yīng)力:T=9550P/n=709.8NmF=2T/D=6453N=F/ n A=0.64MPa【】=11MPa(見機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)機(jī)械版P41-117)。式中的D為圓柱銷所在的直徑220mm;T為工作負(fù)載作用在圓柱銷上的扭矩;n為圓柱銷的個(gè)數(shù),共8只;A為單個(gè)圓柱銷截面積(40mm);F為尼龍棒所受的剪切力;所以剪切強(qiáng)度滿足要求。10.鍵聯(lián)接的強(qiáng)度校核:名稱符號(hào)單位公式或來(lái)源大齒輪鍵尺寸bhlmm5028290軸徑Dmm210接觸高度hlmmHl=1/2h14工作長(zhǎng)度Llmm11=l-b240傳遞扭矩TN.m114000擠壓應(yīng)力PN/mm2P=2000T/Dh1l11.5189.5許用擠壓應(yīng)力PN/mm2表25.2-3200-250校核結(jié)果PP,P過P過強(qiáng)度滿足參考資料:1. 機(jī)械工業(yè)出版社:機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第二版2. 化學(xué)工業(yè)出版社:機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第四版
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