石油井架模型实验加载装置设计

东北石油大学机构创新设计2013年7月25日题目石油井架模型实验加载装置设计学院机械科学工程学院专业班级机自11-2班学生姓名学生学号指导教师东北石油大学课程设计任务书课程机构分析创新设计题目石油井架模型实验加载装置设计专业机械设计制造及其自动化姓名韩晓波，曾显华，刘明阳，李龙主要内容、基本要求、主要参考资料等1．主要内容对于石油钻机井架类似庞大的油田设备，通过现场加载试验的方法对其进行研究，不仅要受到外界环境等客观条件限制，影响现场的正常钻探，而且会增加科研成本，造成人力、物力的浪费，基于此，利用井架研究室的便利条件，通过模型相似理论建立井架模型，模拟井架承载工况，同时展开加载装置系统设计。本课题的开展，理论深入适宜，且对动手能力和实践能力要求高，适合机自专业本科生创新设计。加载装置要求能在室内通过机械机构的相对运动实现井架模型的竖向加载、卸载，同时可以结合电气控制、机电液综合控制等原理确定设计方案。学生需要在掌握了其工作原理的基础上，对所选机构，进行运动和力学分析，并结合生产实例进行设计计算和绘图。通过该题目的设计，学生可掌握机械设计的相关知识，使用计算机软件进行机械设计的技能，培养学生系统设计及机构创新设计能力，提高学生将理论知识应用于实践的能力。具体完成的主要内容如下：1）掌握机械设计的基础知识；2）机构工作原理分析；3）机构运动和力学分析；4）设计计算与绘图。2．基本要求1）文字部分机构动力学分析、设计计算。2）绘画部分装配图、零件图；3）时间安排集中设计时间2周（应提前向学生下达任务书）。3．主要参考资料1）机械设计手册2）机械制造自动化技术3）机械装备测试技术完成期限2013年7月25日指导教师专业负责人2013年6月29日摘要对于石油钻机井架类似庞大的油田设备，通过现场加载试验的方法对其进行研究，不仅要受到外界环境等客观条件限制，影响现场的正常钻探，而且会增加科研成本，造成人力、物力的浪费，基于此，利用井架研究室的便利条件，通过模型相似理论建立井架模型，模拟井架承载工况，同时展开加载装置系统设计。加载装置要求能在室内通过机械机构的相对运动实现井架模型的竖向加载、卸载，同时可以结合autoCAD，三维造型软件进行运动和力学分析，并结合生产实例进行设计计算和绘图。因此，需要建立井架相似模型，通过对模型的加载来实现对实际井架的研究，本文主要设计的是石油井架模型加载装置，具体地说,模型加载装置包括加载装置机构的设计，材料的选择,几何尺寸的确定,加载方法等有关方面的安排。关键词：石油；井架模型；加载装置AbstractFortheoilrigderricksimilarlargeoilfieldequipment,Studyonthemethodthroughfieldloadingtest,Notonlyaretheobjectiveconditionsoftheexternalenvironmentconstraints,influencingthenormaldrilling,butalsoincreasethecostofscientificresearch,causedthehuman,materialwaste,Basedonthis,convenienceusederricklab,throughthemodelsimilaritytheorytoestablishmodelderrickderrickloadingcondition,simulation,anddesignofloadingsystem.Theverticalloading,unloadingloadingdevicetorealizethemodelderrickbyrelativemovementmechanismintheinterior,alsocanbecombinedwithautoCAD,SolidWorksanalysisofmotionanddynamics,anddesigncalculationanddrawingcombinedwithproductionpractice，Soneedtoestablishaderrickmodel,tostudyontheactualDerrickBasedonthemodeloftheload,thispaperisdesignedtomodelderrickloadingdevice,specifically,theloadingdevicecomprisesaloadingdevicemodeldesignmechanism,materialselection,sizedetermination,theloadingmethodandarrangement.Keywords:petroleum;modelderrick;loadingdevice目录第一章概述-------------------------------------------------------------------------------------11.1井架模型背景介绍-------------------------------------------------------------------11.2设计要求--------------------------------------------------------------------------------11.3设计目的及要求-----------------------------------------------------------------------11.3.1目的------------------------------------------------------------------------------11.3.2基本要求------------------------------------------------------------------------2第二章方案设计-------------------------------------------------------------------------32.1方案一-----------------------------------------------------------------------------------32.2方案二-----------------------------------------------------------------------------------32.3方案三-----------------------------------------------------------------------------------4第三章方案优化-------------------------------------------------------------------------------63.1优化简介--------------------------------------------------------------------------------63.2带传动的优缺点-----------------------------------------------------------------------63.3蜗轮蜗杆减速器优缺点--------------------------------------------------------------6第四章运动分析-------------------------------------------------------------------------------74.1蜗轮蜗杆减速器运动分析-----------------------------------------------------------74.2链传动的运动分析--------------------------------------------------------------------74.3带传动的运动分析--------------------------------------------------------------------7第五章受力分析-------------------------------------------------------------------------------95.1蜗杆传动的受力分析-----------------------------------------------------------------95.2链传动的受力分析--------------------------------------------------------------------95.3带传动的应力分析--------------------------------------------------------------------9第六章数据计算-----------------------------------------------------------------------------116.1蜗轮蜗杆------------------------------------------------------------------------------116.1.1蜗杆----------------------------------------------------------------------------116.1.2蜗轮----------------------------------------------------------------------------116.2链轮链条-----------------------------------------------------------------------------126.2.1小链轮-------------------------------------------------------------------------126.2.2大链轮-------------------------------------------------------------------------126.3皮带传动------------------------------------------------------------------------------136.3.1小带轮-------------------------------------------------------------------------136.3.2大带轮-------------------------------------------------------------------------13第七章结构分析-----------------------------------------------------------------------------14第八章主要零部件强度校核--------------------------------------------------------------218.1蜗轮涡杆传动的强度计算---------------------------------------------------------218.1.1蜗轮齿面疲劳接触强度计算-----------------------