机动自装卸抽油杆管运输车的车载设备设计

1、答辩人：周光哲导 师：刘峰教授机动自装卸抽油杆管运输车的车载设备设计2015年 6月16号2015 2015 届学士毕业设计答辩届学士毕业设计答辩目 录选题背景方案设计结构设计液压系统传动系统一选题背景（ ）选题背景一现在大多数油田抽油杆管运输车在油田现场需要工人进行装卸，劳动强度非常大。采用机动自装抽油杆管运输车可以显著减小工人劳动强度、提高工作效率、节约运输成本，还能防止在装卸过程中抽油杆的损伤。选题意义二方案设计（ ）方案一方案设计一车载设备布局1 液压站；2 随车起重机；3 前挡板；4 侧立柱；5 液压绞车；6 滑道（ ）方案一方案设计一装载原理1 液压绞车；2 侧立柱；3 钢丝绳；4

2、 抽油杆；5 钢丝绳扣；6 滑道（ ）方案一优缺点一优点1.随车起重机具有灵活方便机动性好，种类型号齐全，可以直接选用市场上的产品。缺点1.液压绞车布置在外侧使装载空间变窄，减小抽油杆管运输数量。2.随车起重机的设计相对复杂，操作繁琐。（ ）方案二方案设计二车载设备布局1液压站；2前挡板；3台板；4卸料机构；5侧立柱；6滑道；7液压缸；8液压绞车（ ）方案二方案设计一装载原理1 液压绞车；2 侧立柱；3 抽油杆；4 钢丝绳扣；5 滑道；6 台板；7 钢丝绳（ ）方案二方案设计一卸载原理1 滑道；2 卸料机构；3 台板；4 液压缸（ ）方案二优缺点一优点1.液压绞车布置在侧立柱内侧，充分利用了车

3、厢宽度。2.只需两液压缸完成卸载作业，这样结构简单，操作简便。缺点1.安装台板使整车重心升高、浪费空间。三结构设计（ ）底盘选型一机动自装卸抽油杆管运输车选用底盘类型为二类底盘。单根抽油杆的长度为8m，单根抽油管的长度为10m，底盘的车厢长度大于9m。底盘选用北奔牌ND13103D44J型二类底盘。项目名称项目名称数值数值整备质量（整备质量（kg）9980总质量（总质量（kg）31000轴数轴数4轴距（轴距（mm）1700+4425+1350外形尺寸（长宽外形尺寸（长宽高高/mm）1164025003030底盘选择（ ）底盘选型一发动机选用底盘配套发动机，因对车辆动力性能要求高，故选用大功率发

4、动机，发动机型号为WP6.270。发动机选择发动机型号发动机型号发动机制造发动机制造厂商厂商排量（排量（mL）功率（功率（kW）额定转速额定转速（r/min）WP6.270潍坊维柴道依茨柴油机有限公司67501982300（ ）整车三维模型二（ ）整车三维模型二动作过程四液压系统（ ）液压系统原理一液压能量传递路线液压泵卸料机构液压绞车液压缸液压马达（ ）液压系统原理一液压系统原理图液压系统包括两个回路，分别为装载回路和卸载回路。根据机动自装卸抽油杆管运输车的实际工作情况，装载作业和卸载作业不可能同时进行，所以两个回路共用一个液压泵。（ ）液压系统原理一装载回路1 制动液压缸；2 液压马达；3

5、 液控单向阀；4、6 单向节流阀；5 分流集流阀； 7 电磁换向阀；8 电磁换向阀；9 单向阀；10 溢流阀；11 液压泵；12 滤油器（ ）液压系统原理一卸载回路1、2 液压缸；1XK、2XK行程开关； 3 液控单向阀；4、5 电磁换向阀； 6 单向阀；7 溢流阀；8 液压泵；9 滤油器（ ）液压元件选择二液压缸液压缸推力F=84.7kN，液压系统压力P=16MPa，机械效率=0.95。mpFA液压缸有效工作面积A=5.57103mm2，圆整后d=100mm，活塞杆直径为无杆腔直径的0.6倍，d1=60mm。（ ）液压元件选择二液压马达液压绞车的拉力为2kN，最大出绳速度v为2m/s，卷筒直

6、径为210mm，绞车转速n=90r/min，转矩T=210Nm，绞车功率P=1.98kW。根据绞车额定功率选用OMM-12.5型液压马达。排量最大扭矩（连续）转速最大流量（连续）额定功率12.8ml/r1500r/min20L/m2.5kW表4-1 OMM-12.5型液压马达基本参数（ ）液压元件选择二液压泵两个液压马达所需流量为40L/m。两个液压缸所需流量为0.09L/m。液压泵的流量QH=144 L/m。液压泵选用PEF-31028/1DT.型定量叶片泵。排量（排量（ml/r）额定压力额定压力（MPa）额定功率额定功率（kW）转速范围转速范围（r/min）28165.58002800表4

7、-2 PEF-31028/1DT.型叶片泵基本参数（ ）液压站设计二油箱 （ ）液压站设计二液压站液压站是液压系统各元件组合而成的整体。液压站由液压泵、油箱、蓄能器组件、液压阀组、测压仪表和通气过滤器等组成。五传动系统（ ）分动箱传动路线设计一动力传递路线发动机的动力经过变速器将动力传递给分动箱，分动箱把动力分为两部分，一部分传递给后桥驱动车辆行驶，另一部分传递给液压泵，给液压系统供能。（ ）分动箱传动路线设计一分动箱传动系统简图1 输入轴齿轮；2 离合器；3 输出轴齿轮1；4 结合齿圈；5 输出轴齿轮2（ ）齿轮设计及校核二齿轮参数齿数齿数分度圆分度圆直径直径模数模数传动比传动比材料材料热处

8、理热处理小齿轮4020051.540Cr调质大齿轮6030045钢调质（ ）齿轮设计及校核二齿面接触疲劳强度校核许用接触应力许用接触应力（MPa）接触应力接触应力（MPa）小齿轮594468大齿轮555齿根弯曲疲劳强度校核许用弯曲应力许用弯曲应力（MPa）弯曲应力弯曲应力（MPa）小齿轮456177大齿轮350178（ ）齿轮设计及校核二有限元分析使用Solidworks中的simulation插件对齿轮进行强度校核，小齿轮材料为40Cr，屈服强度为620MPa，最大应力为60MPa；大齿轮材料为45钢，屈服强度为530MPa，最大应力为50MPa。（ ）输入轴设计及校核三输入轴参数 转速转速

9、（r/min）功率（功率（kW）转矩转矩（Nm）输入轴输入轴2300186772（ ）输入轴设计及校核三输入轴强度计算最大当量弯矩Mmax=356368Nmm。31max 1.0bMd （ ）输入轴设计及校核三有限元分析使用Solidworks中的simulation插件对输入轴进行强度校核。结果表明输入轴最大应力处为与齿轮连接的平键处，输入轴材料为45钢，屈服强度为530MPa，最大应力为107MPa，输入轴的强度复合要求。总 结本文主要做了一下工作：1.调研了油田特种车辆的国内外发展现状和趋势。了解现有抽油杆管运输车的工作原理及其特点，发现其不足之处。2.针对现有车辆的不足并结合油田现场生产实际设计抽油杆管运输车车载装置的工作原理及传动方案。3. 设计计算车载装置零部件的尺寸和布置