機動自裝卸抽油桿管運輸車的車載設備設計

1、答辯人：周光哲導 師：劉峰教授機動自裝卸抽油桿管運輸車的車載設備設計2015年 6月16號2015 2015 屆學士畢業(yè)設計答辯屆學士畢業(yè)設計答辯目 錄選題背景方案設計結構設計液壓系統(tǒng)傳動系統(tǒng)一選題背景（ ）選題背景一現(xiàn)在大多數(shù)油田抽油桿管運輸車在油田現(xiàn)場需要工人進行裝卸，勞動強度非常大。采用機動自裝抽油桿管運輸車可以顯著減小工人勞動強度、提高工作效率、節(jié)約運輸成本，還能防止在裝卸過程中抽油桿的損傷。選題意義二方案設計（ ）方案一方案設計一車載設備布局1 液壓站；2 隨車起重機；3 前擋板；4 側立柱；5 液壓絞車；6 滑道（ ）方案一方案設計一裝載原理1 液壓絞車；2 側立柱；3 鋼絲繩；4

2、 抽油桿；5 鋼絲繩扣；6 滑道（ ）方案一優(yōu)缺點一優(yōu)點1.隨車起重機具有靈活方便機動性好，種類型號齊全，可以直接選用市場上的產(chǎn)品。缺點1.液壓絞車布置在外側使裝載空間變窄，減小抽油桿管運輸數(shù)量。2.隨車起重機的設計相對復雜，操作繁瑣。（ ）方案二方案設計二車載設備布局1液壓站；2前擋板；3臺板；4卸料機構；5側立柱；6滑道；7液壓缸；8液壓絞車（ ）方案二方案設計一裝載原理1 液壓絞車；2 側立柱；3 抽油桿；4 鋼絲繩扣；5 滑道；6 臺板；7 鋼絲繩（ ）方案二方案設計一卸載原理1 滑道；2 卸料機構；3 臺板；4 液壓缸（ ）方案二優(yōu)缺點一優(yōu)點1.液壓絞車布置在側立柱內(nèi)側，充分利用了車

3、廂寬度。2.只需兩液壓缸完成卸載作業(yè)，這樣結構簡單，操作簡便。缺點1.安裝臺板使整車重心升高、浪費空間。三結構設計（ ）底盤選型一機動自裝卸抽油桿管運輸車選用底盤類型為二類底盤。單根抽油桿的長度為8m，單根抽油管的長度為10m，底盤的車廂長度大于9m。底盤選用北奔牌ND13103D44J型二類底盤。項目名稱項目名稱數(shù)值數(shù)值整備質(zhì)量（整備質(zhì)量（kg）9980總質(zhì)量（總質(zhì)量（kg）31000軸數(shù)軸數(shù)4軸距（軸距（mm）1700+4425+1350外形尺寸（長寬外形尺寸（長寬高高/mm）1164025003030底盤選擇（ ）底盤選型一發(fā)動機選用底盤配套發(fā)動機，因?qū)囕v動力性能要求高，故選用大功率發(fā)

4、動機，發(fā)動機型號為WP6.270。發(fā)動機選擇發(fā)動機型號發(fā)動機型號發(fā)動機制造發(fā)動機制造廠商廠商排量（排量（mL）功率（功率（kW）額定轉速額定轉速（r/min）WP6.270濰坊維柴道依茨柴油機有限公司67501982300（ ）整車三維模型二（ ）整車三維模型二動作過程四液壓系統(tǒng)（ ）液壓系統(tǒng)原理一液壓能量傳遞路線液壓泵卸料機構液壓絞車液壓缸液壓馬達（ ）液壓系統(tǒng)原理一液壓系統(tǒng)原理圖液壓系統(tǒng)包括兩個回路，分別為裝載回路和卸載回路。根據(jù)機動自裝卸抽油桿管運輸車的實際工作情況，裝載作業(yè)和卸載作業(yè)不可能同時進行，所以兩個回路共用一個液壓泵。（ ）液壓系統(tǒng)原理一裝載回路1 制動液壓缸；2 液壓馬達；3

5、 液控單向閥；4、6 單向節(jié)流閥；5 分流集流閥； 7 電磁換向閥；8 電磁換向閥；9 單向閥；10 溢流閥；11 液壓泵；12 濾油器（ ）液壓系統(tǒng)原理一卸載回路1、2 液壓缸；1XK、2XK行程開關； 3 液控單向閥；4、5 電磁換向閥； 6 單向閥；7 溢流閥；8 液壓泵；9 濾油器（ ）液壓元件選擇二液壓缸液壓缸推力F=84.7kN，液壓系統(tǒng)壓力P=16MPa，機械效率=0.95。mpFA液壓缸有效工作面積A=5.57103mm2，圓整后d=100mm，活塞桿直徑為無桿腔直徑的0.6倍，d1=60mm。（ ）液壓元件選擇二液壓馬達液壓絞車的拉力為2kN，最大出繩速度v為2m/s，卷筒直

6、徑為210mm，絞車轉速n=90r/min，轉矩T=210Nm，絞車功率P=1.98kW。根據(jù)絞車額定功率選用OMM-12.5型液壓馬達。排量最大扭矩（連續(xù)）轉速最大流量（連續(xù)）額定功率12.8ml/r1500r/min20L/m2.5kW表4-1 OMM-12.5型液壓馬達基本參數(shù)（ ）液壓元件選擇二液壓泵兩個液壓馬達所需流量為40L/m。兩個液壓缸所需流量為0.09L/m。液壓泵的流量QH=144 L/m。液壓泵選用PEF-31028/1DT.型定量葉片泵。排量（排量（ml/r）額定壓力額定壓力（MPa）額定功率額定功率（kW）轉速范圍轉速范圍（r/min）28165.58002800表4

7、-2 PEF-31028/1DT.型葉片泵基本參數(shù)（ ）液壓站設計二油箱 （ ）液壓站設計二液壓站液壓站是液壓系統(tǒng)各元件組合而成的整體。液壓站由液壓泵、油箱、蓄能器組件、液壓閥組、測壓儀表和通氣過濾器等組成。五傳動系統(tǒng)（ ）分動箱傳動路線設計一動力傳遞路線發(fā)動機的動力經(jīng)過變速器將動力傳遞給分動箱，分動箱把動力分為兩部分，一部分傳遞給后橋驅(qū)動車輛行駛，另一部分傳遞給液壓泵，給液壓系統(tǒng)供能。（ ）分動箱傳動路線設計一分動箱傳動系統(tǒng)簡圖1 輸入軸齒輪；2 離合器；3 輸出軸齒輪1；4 結合齒圈；5 輸出軸齒輪2（ ）齒輪設計及校核二齒輪參數(shù)齒數(shù)齒數(shù)分度圓分度圓直徑直徑模數(shù)模數(shù)傳動比傳動比材料材料熱處

8、理熱處理小齒輪4020051.540Cr調(diào)質(zhì)大齒輪6030045鋼調(diào)質(zhì)（ ）齒輪設計及校核二齒面接觸疲勞強度校核許用接觸應力許用接觸應力（MPa）接觸應力接觸應力（MPa）小齒輪594468大齒輪555齒根彎曲疲勞強度校核許用彎曲應力許用彎曲應力（MPa）彎曲應力彎曲應力（MPa）小齒輪456177大齒輪350178（ ）齒輪設計及校核二有限元分析使用Solidworks中的simulation插件對齒輪進行強度校核，小齒輪材料為40Cr，屈服強度為620MPa，最大應力為60MPa；大齒輪材料為45鋼，屈服強度為530MPa，最大應力為50MPa。（ ）輸入軸設計及校核三輸入軸參數(shù) 轉速轉速

9、（r/min）功率（功率（kW）轉矩轉矩（Nm）輸入軸輸入軸2300186772（ ）輸入軸設計及校核三輸入軸強度計算最大當量彎矩Mmax=356368Nmm。31max 1.0bMd （ ）輸入軸設計及校核三有限元分析使用Solidworks中的simulation插件對輸入軸進行強度校核。結果表明輸入軸最大應力處為與齒輪連接的平鍵處，輸入軸材料為45鋼，屈服強度為530MPa，最大應力為107MPa，輸入軸的強度復合要求?？?結本文主要做了一下工作：1.調(diào)研了油田特種車輛的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢。了解現(xiàn)有抽油桿管運輸車的工作原理及其特點，發(fā)現(xiàn)其不足之處。2.針對現(xiàn)有車輛的不足并結合油田現(xiàn)場生產(chǎn)實際設計抽油桿管運輸車車載裝置的工作原理及傳動方案。3. 設計計算車載裝置零部件的尺寸和布置