臥式采油樹生產(chǎn)主閥設(shè)計【含CAD圖紙優(yōu)秀畢業(yè)課程設(shè)計論文】

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本科生畢業(yè)設(shè)計（ 論文） 畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書 2015 屆 機(jī)械工程及自動化 專業(yè) 題 目： 臥式采油樹生產(chǎn)主閥 的設(shè)計 子 題： 學(xué)生姓名： 班級學(xué)號： 指導(dǎo)教師： 職 稱： 所在系（教研室）：機(jī)電與信息工程系 下達(dá)日期： 2014 年 7 月 4 日 完成日期： 2015 年 5 月 5 日 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 本科生畢業(yè)設(shè)計（ 論文） 1 摘 要 本課題來源于當(dāng)今社會生產(chǎn)主閥的創(chuàng)新和更新?lián)Q代基礎(chǔ)之上，通過設(shè)計出臥式采油樹生產(chǎn)主閥，從而 來滿足當(dāng)今社會生產(chǎn)主閥更新?lián)Q代能力不足的缺陷。 臥式采油樹生產(chǎn)主閥是在采油樹中使用的閥門，深海油氣開發(fā)開采裝備制約著我國海洋油氣的開發(fā)，這些裝備不勝枚舉，本論文進(jìn)行臥式采油樹資料調(diào)研，對現(xiàn)有臥式采油樹進(jìn)行機(jī)理研究、臥式采油樹生產(chǎn)主閥設(shè)計理論研究。旨在為我國進(jìn)行深海臥式采油樹的研究做出一定的努力。隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，臥式采油樹生產(chǎn)主閥的用途越來越廣，需求也越來越大。 本文運(yùn)用大學(xué)所學(xué)的知識，了解臥式采油樹生產(chǎn)主閥的工作原理，在此基礎(chǔ)上，設(shè)計一款臥式采油樹生產(chǎn)主閥。該臥式采油樹生產(chǎn)主閥的 工作介質(zhì)為 12液壓油，它是用來改變管路斷面、控制輸送介質(zhì)的壓力、流量、溫度的一種裝置。通過查找相關(guān)料，了解臥式采油樹生產(chǎn)主閥的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理，構(gòu)建了臥式采油樹生產(chǎn)主閥組成結(jié)構(gòu)的總的指導(dǎo)思想，從而得出了該臥式采油樹生產(chǎn)主閥的優(yōu)點(diǎn)是高效，經(jīng)濟(jì)，并且效果好，運(yùn)行平穩(wěn)的結(jié)論。 關(guān)鍵詞： 臥式采油樹生產(chǎn)主閥；閥門 ；效率；經(jīng)濟(jì) 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 2 of of of to of is to be at of is of in of In of of on of a 2is a of of of of of is is of 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 3 目 錄 摘要 .............................................................. 1 ......................................................... 2 第一章 緒論 ........................................................... 3 題的來源與研究的目的和意義 .............. 錯誤 !未定義書簽。 文 研究的主要內(nèi)容和要求 .................. 錯誤 !未定義書簽。 產(chǎn) 主閥的結(jié)構(gòu)和工作原理 .................. 錯誤 !未定義書簽。 產(chǎn)主閥的優(yōu)缺點(diǎn) .......................... 錯誤 !未定義書簽。 第二章 臥式采油樹生產(chǎn)主閥的總體方案的設(shè)計和布局 .................. 7 式采油樹生產(chǎn)主閥的總體方案圖 ............................ 9 式采油樹生產(chǎn)主閥 零部件材料選 擇 ......................... 10 體、閥蓋、閥座、啟閉件等的材料選擇 ................ 11 桿材料選擇 ........................................ 12 固件材料選擇 ...................................... 14 板 材抖選擇 ........................................ 15 第三章 臥式采油樹生產(chǎn)主閥 設(shè)計及計算 ............................. 15 封 元件的選型分析 ....................................... 16 密封壓力的計算 .......................... 錯誤 !未定義書簽。 縮彈簧的設(shè)計計算 ........................ 錯誤 !未定義書簽。 桿摩擦力的計算 ......................................... 19 栓強(qiáng)度的校核及計算 ..................................... 20 桿的強(qiáng)度校核 ............................ 錯誤 !未定義書簽。 第四章 臥式采油樹生產(chǎn)主 閥的檢驗 ................................ 20 第五章 三維軟件設(shè)計總結(jié) ........................................ 21 結(jié)論 ........................................................... 21 參考文獻(xiàn) ....................................................... 22 致 謝 ......................................................... 23 本科生畢業(yè)設(shè)計（ 論文） 4 第一章緒論 題的來源與研究的目的和意義 由于機(jī)械工程的知識總量已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越個人掌握所有，一些專業(yè)知識是必不可少的。但是過度的專業(yè)知識分割，使視野狹隘，可以多多參加技術(shù)交流，和參加科研項目，縮小范圍，提升新技術(shù)的進(jìn)步和整個塊的技術(shù)，提 高外部條件變化的適應(yīng)能力。封閉的專業(yè)知識的太狹隘，考慮的問題太特殊，在工作中協(xié)調(diào)困難，不利于自我提高。因此，自上世紀(jì)第二十年代末，出現(xiàn)了一體化的趨勢。人們越來越重視基礎(chǔ)理論，拓寬領(lǐng)域，對專業(yè)合并的分化。機(jī)械工程可以增加產(chǎn)量，提高勞動生產(chǎn)率，提高生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益為目標(biāo)，并研制和發(fā)展新的機(jī)械產(chǎn)品。在未來，新產(chǎn)品的開發(fā)，降低資源消耗，清潔的可再生能源，成本的控制，減少或消除環(huán)境污染作為一個超級經(jīng)濟(jì)目標(biāo)和任務(wù)。機(jī)器能完成人的手和腳，耳朵和眼睛等等器官完全不能直接完成的任務(wù)。現(xiàn)代機(jī)械工程機(jī)械和機(jī)械設(shè)備創(chuàng)造出更多、更精美 的越來越復(fù)雜，很多幻想成為過去的現(xiàn)實。人類現(xiàn)在能成為天空的上游和宇宙，潛入海洋，數(shù)十億光年的密切觀察，細(xì)胞和分子。電子計算機(jī)硬件和軟件，人類的新興科學(xué)已經(jīng)開始加強(qiáng)，并部分代替人腦科學(xué)，這是人工智能。這一新的發(fā)展已經(jīng)顯示出巨大的作用，但在未來幾年還將繼續(xù)創(chuàng)造出不可思議的奇跡。人類智慧的增長并沒有減少手的效果，而是要求越來越精致，手工制作，更復(fù)雜的工作，從而促進(jìn)手功能。又一方面實踐促進(jìn)人腦智力。在人類的進(jìn)化過程中，以及在每個人的成長過程中，大腦和手是互相促進(jìn)和平行進(jìn)化。 大腦和手之間的人工智能和機(jī)械工程的近似關(guān) 系，唯一不同的是，智能硬件還需要使用機(jī)械制造。在過去，各種機(jī)械離不開人類的操作和控制，反應(yīng)速度和運(yùn)算精度的進(jìn)化是非常緩慢的大腦和神經(jīng)系統(tǒng)，人工智能將消除這種限制。相互促進(jìn)，計算機(jī)科學(xué)和機(jī)械工程進(jìn)展之間的平行，將在更高層次的新一輪發(fā)展的開始使機(jī)械工程。在第十九世紀(jì)，機(jī)械工程的知識總量仍然是有限的，大學(xué)在歐洲，它與一般的土木工程是一門綜合性的學(xué)科，稱為土木工程，下半場的第十九個世紀(jì)成為一門獨(dú)立的學(xué)科。在第二十世紀(jì)，隨著機(jī)械工程和知識增長的發(fā)展開始分解，機(jī)械工程專業(yè)，有分支機(jī)構(gòu)。在第二十世紀(jì)中期趨勢分解，在時間之 前和之后的第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束時達(dá)到的峰值。由于機(jī)械工程的知識總量已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)從個人掌握所有，一些專業(yè)是必不可少的。但是過度的專業(yè)知識使分割，視野狹隘，可 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 5 以查看和統(tǒng)籌大局和全球工程和技術(shù)交流，縮小范圍，新技術(shù)的進(jìn)步和整個塊的技術(shù)，外部條件變化的適應(yīng)能力差。封閉的專業(yè)知識的專家太狹，考慮的問題太特殊，在工作協(xié)調(diào)困難，不利于自我提高。因此，自上世紀(jì)第二十年代末，出現(xiàn)了一體化的趨勢。人們越來越重視基礎(chǔ)理論，拓寬領(lǐng)域，對專業(yè)合并的分化。綜合職業(yè)分化和發(fā)展知識循環(huán)過程的合成，是合理和必要的。從不同的專業(yè)和專業(yè)知識的專家，也 有綜合的知識了解不夠，看看其他學(xué)科和項目作為一個整體，從而形成一種相互強(qiáng)烈的集體工作。綜合和專業(yè)水平。有機(jī)械工程全面而專業(yè)的沖突；在綜合性工程技術(shù)也有綜合和專業(yè)問題。在人類所有的知識，包括社會科學(xué)，自然科學(xué)和工程技術(shù)，有一個更高的水平，更廣泛的綜合性和專業(yè)性的問題。 文 研究的主要內(nèi)容和要求 臥式采油樹生產(chǎn)主閥的主要設(shè)計內(nèi)容： （ 1）第一部分是生產(chǎn)主閥溫度總體設(shè)計：主要是針對生產(chǎn)主閥滿足各種條件，結(jié)合內(nèi)部生產(chǎn)主閥結(jié)構(gòu)和優(yōu)點(diǎn)的閥桿和閥體的布置方案有一個大致的方向和各部件可能設(shè)置，最終可以 彌補(bǔ)臥式采油樹生產(chǎn)主閥的流體阻力大，開啟和關(guān)閉時所需力較大，不適用于顆粒，粘度，易結(jié)焦的介質(zhì)和調(diào)節(jié)性能差的缺點(diǎn)。 （ 2）第二部分是生產(chǎn)主閥組件的設(shè)計：這部分主要是對設(shè)計計算的主要部分的生產(chǎn)主閥，強(qiáng)度校核。根據(jù)臥式采油樹生產(chǎn)主閥的相應(yīng)要求和規(guī)定的狀態(tài)，在生產(chǎn)主閥結(jié)構(gòu)簡單，加工，維修成本，改進(jìn)和提高。模擬分別組裝成組件，然后定義之間的對應(yīng)連接關(guān)系，最后組裝成一個完整的組織。 （ 3）汽車 件應(yīng)用程序?qū)⒛Ｐ陀成涞较鄳?yīng)的工程圖紙，結(jié)合立體字軟件的使用，各種信息反應(yīng)工程制圖系統(tǒng)在地面上，為了實現(xiàn)機(jī)制進(jìn) 一步精確設(shè)計和檢驗。要求：臥式采油樹生產(chǎn)主閥工作條件惡劣，工作介質(zhì)的大部分物質(zhì)，一般來說，根據(jù)生產(chǎn)主閥的使用條件，設(shè)計工作提出以下要求： （ 1）生產(chǎn)主閥在低溫介質(zhì)及周圍環(huán)境溫度要長時間工作的能力的組合（一般為 10 年或 3500 ~ 5000 周期）； （ 2）生產(chǎn)主閥的相對低的溫度中，不應(yīng)該是一個重要的熱源，這是因為熱流量會降低熱效率，熱流量太多，也可能使低溫介質(zhì)汽化閥內(nèi)，造成異常高壓，危險； （ 3）產(chǎn)生有害影響密封性能和低溫介質(zhì)不應(yīng)手輪操作性能和填料； （ 4）直接接觸低溫介質(zhì)組合閥塊結(jié)構(gòu) 應(yīng)符合防火防爆的有關(guān)要求； 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 6 （ 5）生產(chǎn)主閥組件工作不能潤滑，所以需要采取措施防止摩擦部位，劃痕。 在臥式采油樹生產(chǎn)主閥設(shè)計過程中上述要求外，還應(yīng)注意上述要求在低溫度的具體要求在生產(chǎn)主閥，生產(chǎn)主閥的設(shè)計過程也應(yīng)符合相應(yīng)的普通生產(chǎn)主閥的要求。 產(chǎn)主閥的結(jié)構(gòu)和工作原理 生產(chǎn)主閥的閥桿閥桿線與閥座密封面垂直。閥桿開啟或關(guān)閉行程相對較短，并具有非?？煽康那袛鄤幼?，使得這種閥門非常適合作為介質(zhì)的切斷或調(diào)節(jié)及節(jié)流使用。 生產(chǎn)主閥的閥板一旦處于開啟狀況，它的閥座和閥板密封面之間就不再的接觸，并具有非常 可靠的切斷動作，合得這種閥門非常適合作為介質(zhì)的切斷或調(diào)節(jié)及節(jié)流使用。生產(chǎn)主閥一旦處于開啟狀態(tài)，它的閥座和閥板密封面之間就不再有接觸，因而它的密 封面機(jī) 械磨損較小，由于大部分生產(chǎn)主閥的閥座和閥板比較容易修理或更換密封元件時無需把整個閥門從管線上拆下來，這對于閥門和管線焊接成一體的場合是很適用的。介質(zhì)通過此類 閥門時的流動方向發(fā)生了變化，因此生產(chǎn)主閥的流動阻力較高于其它閥門。 產(chǎn)主閥的優(yōu)缺點(diǎn) (1)生產(chǎn)主閥結(jié)構(gòu)比閘閥簡單，制造與維修都較方便。 (2)密封面不易磨損及擦傷，密封性好，啟閉時閥板與閥體密封面之間無相對滑動，因而磨損與擦傷均不嚴(yán)重，密封性能好，使用壽命長。 (3)啟閉時，閥板行程小，因而生產(chǎn)主閥高度比閘閥小，但結(jié)構(gòu)長度比閘閥長。 (4)啟閉力矩大、啟閉較費(fèi)力，啟閉時間校長。 (5)流體阻力大，因閥體內(nèi)介質(zhì)通道較曲折，流體阻力大，動力消耗大。 (6)介質(zhì)流動方向公稱壓力 16，一般采 用順流，介質(zhì)從閥板下方向上流；公稱壓力 20，一般采用逆流，介質(zhì)從閥板上方向下流．以增加密封件能。使用時，生產(chǎn)主閥介質(zhì)只能單方向流動，不能改變流動方向。 (7)全開時閥板經(jīng)常受沖蝕。 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 7 生產(chǎn)主閥的閥桿閥桿線與閥座密封面垂直。閥桿開啟或關(guān)閉行程相對較短，并具有非?？煽康那袛鄤幼?，使得這種閥門適合作為介質(zhì)的切斷或調(diào)節(jié)及節(jié)流使用。 缺點(diǎn) 1、流體阻力大，開啟和關(guān)閉時所需力較大。 2、不適用于帶顆粒、粘度較大、易結(jié)焦的介質(zhì)。 3、調(diào)節(jié)性能較差。 優(yōu)點(diǎn) 1、雙重的密封設(shè)計 (波紋管 +填料 )若波紋管失效，閥桿填 料也會避免； 2、外泄漏，并符合國際密封標(biāo)準(zhǔn)； 3、沒有流體損失，降低能源損失，提高工廠設(shè)備安全； 4、使用壽命長，減少維修次數(shù)，降低經(jīng)營成本； 5、堅固耐用的波紋管密封設(shè)計，保證閥桿的零泄漏，提供無需維護(hù)的條件。 第二章 臥式采油樹生產(chǎn)主閥的總體方案的設(shè)計和布局 式采油樹生產(chǎn)主閥的總體方案圖 臥式采油樹生產(chǎn)主閥是指關(guān)閉件（閥板）沿閥座中心線移動的閥門。根據(jù)閥板的這種移動形式，閥座通口的變化是與閥板行程 成正比例 關(guān)系。由于該類閥門的閥桿開啟或關(guān)閉行程相對較短，而且具有非?？煽康那袛喙δ?，又由于閥座通口的變化與閥板的行程成正比例關(guān)系，非常適合于對流量的調(diào)節(jié)。因此，這種類型的閥門非常適合作為切斷或調(diào)節(jié)以及節(jié)流使用。其具體方案布局圖如下： 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 8 產(chǎn)主閥 門零部件材料選擇 體、閥蓋、閥座、 啟閉件等的材料選擇 溫度高于 可選用鑄件，溫度低于 選用鑄件，低壓和小口徑閥門可選用銅合金或鋁合金。 桿材料選擇 采用奧氏體不銹耐酸鋼制造，例如 304，需經(jīng)過適當(dāng)?shù)臒崽幚恚蕴岣呖估瓘?qiáng)度，同時必須鍍硬鉻（鍍層厚度 或進(jìn)行滲氮處理，以提高表面硬度。 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 9 固件材料選擇 溫度高于 ，螺栓材料采用 合金鋼，需經(jīng)適當(dāng)?shù)臒崽幚恚苑乐孤菁y咬傷；溫度低子 ，螺栓材料可采用奧氏體不銹鋼。螺母 材料一般采用 i 鋼，同時螺紋表而涂二硫化鑰。 板 材抖選擇 使用溫度高于 低溫最高使用壓力為 3，可采用長纖維自石棉制成的石棉橡膠板；使用溫度高于 低溫最高使用壓力為 5，可采用不銹鋼帶石棉纏繞式墊片、不銹鋼帶聚四氟乙烯纏繞式墊片或不銹鋼帶膨脹石墨纏繞式墊片。這里需強(qiáng)調(diào)一下，所有低溫材料部件在精加工之前必須進(jìn)行深冷處理，以減小生產(chǎn)主閥門在低溫工況下的收縮變形。 第三章 臥式采油樹生產(chǎn)主閥 設(shè)計及計算 封 元件的選型分析 閥門的密封是閥門的最重要的指標(biāo)，與閥門儀表管道大多采用接觸式密封。不僅取決于兩結(jié)合面緊密，并有能力防止或限制通過密封面上的介質(zhì)中形成。在閥門全開時，阻止工作介質(zhì)向填料函處泄漏的一種裝置稱為 L 密封裝置。上密封裝置有兩個作用。第一，上密封裝置可以減小工作介質(zhì)對填料的損壞。工業(yè)閥門在絕大多數(shù)工作時間處于開啟狀態(tài)，如無上密封裝置，則介質(zhì)壓力直接作用于填料。填料長期處于受壓狀態(tài)，易老化。第二，當(dāng)填料處有泄漏時，全開閥門，使上 密封裝置處于工作狀態(tài)，就可以帶壓進(jìn)行填料更換。因此，對于閘閥和截止閥都規(guī)定要有上密封裝置。上密封面可用在閥蓋上堆焊鉆鉻鎢硬質(zhì)合金，然后精加工、研磨而成的工藝制得（對于奧氏體不銹鋼材料的閥蓋，可直接在閥蓋上加工上密封面），也可在專門的上密封座上研磨而成?？傊谏a(chǎn)主閥門的設(shè)計過程中要綜合考慮低溫對閥門的各種影響，采用合理的結(jié)構(gòu)，避免低溫對閥門正常工作的 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 10 不良影響。 在閥門中，閥蓋用填充物填充空間，通過閥桿和閥蓋填料室空間泄漏防止介質(zhì)。其中對填料的設(shè)計要求如下： （ 1）耐腐蝕性好，包裝必須與介質(zhì)接觸，介質(zhì)腐蝕的 能力。 （ 2）密封好，包裝不在介質(zhì)作用下溫度泄露。 （ 3）摩擦系數(shù)小，減少閥桿與填料間的摩擦力矩。 密封壓力的計算 如上所述，通過擰緊填料壓蓋上的螺栓，對填料函（即閥蓋支架）內(nèi)的填料進(jìn)行閥桿向壓縮，填料的塑性使其產(chǎn)生徑向力，并與閥桿緊密接觸。同時，填料中添加的潤滑劑被擠出，在接觸面間形成油膜。由壓力分布示意圖于接觸狀態(tài)不均勻，接觸部位出現(xiàn)邊界潤滑狀態(tài)，未接觸的凹部形成小油槽，有較厚的油膜。當(dāng)閥桿與填料壓蓋有相對運(yùn)動時，接觸部位與不接觸部位組成了不規(guī)則的迷宮阻止了介質(zhì)的泄漏。 縮彈簧的設(shè) 計計算 為了便于制造和避免失穩(wěn)現(xiàn)象出現(xiàn)，通常建議彈簧的長徑比 b = H 0 /D 2 按下列情況取為：彈簧兩端均為回轉(zhuǎn)端時， b ≤2.； 彈簧兩端均為固定端時， b ≤彈簧兩端一端固定而另一端回轉(zhuǎn)時， b ≤ 如果 b 大于上述數(shù)值時，則必須進(jìn)行穩(wěn)定性計算，并限制彈簧載荷 ； F 小于失穩(wěn)時的臨界載荷 F 一般取 F = F (2～ ，其中臨界載荷可按下式計算： CB*中， C B 為不穩(wěn)定系數(shù)， 查表可得。 如果 F > Fc r ，應(yīng)重新 選擇有關(guān)參數(shù)，改變 b 值，提高 ； 大小，使其大于 F m； 一般受變應(yīng)力作用的彈簧，其應(yīng)力變化規(guī)律有 τ常數(shù)和 τ常數(shù)兩種。因此，可根據(jù)力學(xué)疲勞強(qiáng)度理論與相應(yīng)計算公式，進(jìn)行應(yīng)力幅安全系數(shù)、最大應(yīng)力安全系數(shù)的計算。對于彈簧鋼絲也可按簡化公式進(jìn)行驗算 ： 950N,符合設(shè)計要求。 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 11 桿摩擦力的計算 閥門在開啟和關(guān)閉時，閥掰與閥桿之間將產(chǎn)生摩擦力，其大小與閥掰的種類和材質(zhì)有關(guān)。此閥門用的閥掰是 304 不銹鋼烯，所以應(yīng)該按照下式： ????????? ?式中 1h —— 閥掰與閥桿接觸高度（ Z—— 密封圈數(shù)量； f —— 閥掰與閥桿間的摩擦系數(shù)，約為 栓強(qiáng)度的校核及計算 螺栓的強(qiáng)度在機(jī)械聯(lián)接中至關(guān)重要，特別是在重要的場合，其強(qiáng)度校核和計算尤其重要。其受力簡圖如上圖所示，圖中以合力 代替均勻分布的作用力。由于螺栓的剪切變形為截面的相對錯動，因此抵抗這種變形的內(nèi)力必然是沿著錯動的反方向作用的。仍用截面法求內(nèi)力。將螺栓假想地沿剪切面 m— m 切開，取左邊部分來研究 [圖 3－ 55（ b） ]，根據(jù)靜力平衡條件 ，在剪切面上必然有一個與 平行的分布內(nèi)力系的合力 作用，且 ； 與剪切面 m— m 相切，稱為截面 m— m 上的剪力。 聯(lián)接件一般并非細(xì)長桿，而且實際受力和變形情況比較復(fù)雜，通過理論分析或?qū)嶒炑芯縼泶_定剪力 在剪切面上的實際分布規(guī)律較為困難。因此在工程實際中，做出一些假設(shè)進(jìn)行簡化計算，稱為實用計算，或 假定計算。假設(shè)應(yīng)力在剪切面內(nèi)是均勻分布的，若 為剪切面面積，則應(yīng)力為： 與剪切面相切，故為剪應(yīng)力。以上計算是以假設(shè)剪應(yīng)力在剪切面內(nèi)均勻分布為基礎(chǔ)的，實際上它只是剪切面內(nèi)的一個“平均應(yīng)力”，所以也稱為名義剪應(yīng)力。其值與剪切面上的最大剪應(yīng)力大致相等。 2、擠壓實用計算 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 12 聯(lián)接件除承受剪切外，在聯(lián)接件和被聯(lián)接件的接觸面上還將承受擠壓。所以對上面的聯(lián)接件還要進(jìn)行擠壓強(qiáng)度計算。 把作用在螺栓擠壓面上的壓力稱為擠壓力，用 表示，用 表示擠壓面面積。擠壓面上單位面積內(nèi)承受的擠壓力稱為擠壓應(yīng)力，用 表示。在工程上也采用類似剪切的實用計算方法，假定擠壓應(yīng)力是均勻分布的，則 通常擠壓應(yīng)力的分布情況如圖 3－ 53（ b），最大應(yīng)力發(fā)生在半圓柱形接觸面的中點(diǎn)，它與實用計算所得的擠壓應(yīng)力大致相等。 擠壓面面積 為擠壓面的正投影面積。對于平鍵接觸面面積就是擠壓面面積；對于螺栓擠壓面面積 就是直徑平面面積，其值為 。 3、強(qiáng)度條件 為了保證構(gòu)件在剪切和擠壓的情況下能夠正常工作，必須限制其工作剪應(yīng)力和擠壓應(yīng)力不超過材料的許用剪應(yīng)力 和許用擠壓應(yīng)力 。因此剪切和擠壓的強(qiáng)度條件如下： 剪切強(qiáng)度條件： ≤ 擠壓強(qiáng)度條件： ≤ 式中的許用剪應(yīng)力 和許用擠壓應(yīng)力 可從有關(guān)規(guī)范中查得，它們與材料拉伸許 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 13 用應(yīng)力 有下列關(guān)系： 塑性材料： 脆性材料： 先按剪切強(qiáng)度設(shè)計： ≤ ? ≤ d≥ 再用擠壓強(qiáng)度條件設(shè)計，擠壓力為 ， 所以 ≤ ? ? ≤ d≥ 最后得到螺栓的抗大強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度是合適的。 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 14 桿的強(qiáng)度校核 由于本設(shè)計所用閥桿主要是受彎曲強(qiáng)度，很少的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度，是根據(jù)扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度設(shè)計，應(yīng)校核閥桿的彎曲強(qiáng)度，首先分析閥桿的受力，左端受的是圓錐篩的重力，右端是帶輪對閥桿的力，中間是閥桿承座的兩個支撐力。 左端的作用力包括篩自身的重力、物料的重力、物料旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力。所以考慮圓錐篩對閥桿產(chǎn)生作用力時，僅是一個經(jīng)驗數(shù)據(jù)。在這里，假設(shè)圓錐篩為實心，對閥桿的作用力取其重力的 41 。 篩的材料為不銹鋼，密度是,錐篩大端直徑為 D= 小端直徑是d=360 H=1140 h=510所以錐篩的體積 22( ) ( )3 2 3 2 h??? ? ? ? ? ?即 2 2 38 5 0 3 6 0( ) 1 1 4 0 ( ) 5 1 0 1 9 8 3 2 7 1 7 2 . 73 2 3 2V m m??? ? ? ? ? ? ?? m ; 所以 ,篩的重力約為 30 . 2 7 . 8 5 1 0 1 5 7 0m V p K g? ? ? ? ? ? 1 5 7 0 9 . 8 / 1 5 3 8 6G K g N K g N? ? ? 故取 G= 閥桿徑是按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初步設(shè)計的，所以要校核閥桿的彎曲強(qiáng)度，閥桿的強(qiáng)度校核也就是找出危險截面，看危險截面是否滿足閥桿徑條件，如果危險截面滿 足，那么別的閥桿徑肯定滿足；根據(jù)閥桿的實際尺寸，承受的彎矩、扭矩圖考慮應(yīng)力集中，表面狀態(tài)，尺寸影響等因素，及閥桿材料的疲勞極限，計算危險截面的情況是否滿足條件。我所校核的閥桿是根據(jù)許用彎曲應(yīng)力校核的，即由彎矩產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力b?不超過許用彎曲應(yīng)力 []b?，一般計算順序是先畫出閥桿的空間受力圖，將閥桿上作用力分解為水平面受力圖和垂直面受力圖，并求出水平面上和垂直面上的支承點(diǎn)反作用力。然后作出水平面上的彎矩和垂直面上的彎矩圖，作出合成彎矩圖和轉(zhuǎn)矩圖應(yīng)用公式 ' 2 2()M M T???繪出當(dāng)量彎矩圖，式中 ? 是根據(jù)轉(zhuǎn)矩性質(zhì)而定的應(yīng)力校正系數(shù)。對于不變的轉(zhuǎn)矩，取11[]= [] ???；對于脈動的轉(zhuǎn)矩，取10[][] ??? ；對于對稱循環(huán)的轉(zhuǎn)矩取 1?? 。 1[]b??是材料在對稱循環(huán)應(yīng)力狀態(tài)下的許用彎曲應(yīng)力； 1[]b??是材料在靜應(yīng)力狀態(tài)下的許用彎曲應(yīng)力； 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 15 0[]b?是材料在脈動循環(huán)應(yīng)力狀態(tài)下的許用彎曲應(yīng)力； 在錐篩的設(shè)計過程中，閥桿的材料為 45#鋼，其基本參數(shù)為 600B M ?，1[ ] 2 0 0b M P a? ? ? ， 1[ ] 5 5b M ? ? ， 0[ ] 9 5b M ? ；應(yīng)滿足 下列條件： ''13 []0 . 1?? ? ?或 '310 ]??W 為閥桿的抗彎截面系數(shù)； 閥桿具體受力情況如下圖： 由 材料力學(xué)的相關(guān)知識可得： ? ? ?????? ????? R 解得： 由 21 ?? 得： 可得閥桿的彎矩圖則如下： 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 16 閥桿所受的轉(zhuǎn)矩如下： ????? 2 5 7 3 00980 轉(zhuǎn)矩圖如下： 11[]= [] ???= 55 所以， ' 2 2()M M T???= 2 ( 0 . 2 7 5 2 5 7 3 0 0 )M? ? ? 所以當(dāng)量彎矩圖為： 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 17 可知閥桿承的危險截面在左邊閥桿承支撐處，根據(jù)閥桿的校核條件可以算出： ? ? P 3' 6 5 4 7 5 ?????? ?? ； 即： ? ? b 6 5 4 7 3 1' ????? ??所以：根據(jù)校核，截面強(qiáng)度足夠，其它截面也是足夠安全的 第四章 臥式采油樹生產(chǎn)主閥的檢驗 生產(chǎn)主閥門除了要做常溫檢驗外，還必須做低溫試驗。常溫檢驗主要包括殼體水壓強(qiáng)度試驗，水壓、氣壓密 封試驗，上密封試驗，以及啟閉和扭矩試驗等。 低溫試驗的主要目的是檢驗生產(chǎn)主閥門在低溫狀態(tài)下的操作性能和密封性能。操作性能要求閥門啟閉靈活，移動件和密封副不得發(fā)生擦傷和咬死。密封性能要求閥門密封面泄漏量小于允許泄漏量。 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 18 第五章 三維軟件設(shè)計總結(jié) 通過本次設(shè)計，再次提出了利用三維軟件的水平，并吸收了大量的經(jīng)驗，總結(jié)出以下幾點(diǎn)。關(guān)于圖紙的繪制方面，當(dāng)零件的尺寸已經(jīng)給出，不考慮圖紙尺寸不合適的，基于三維零件圖，裝配時必須考慮的大小是合適的，因為 圖效果不好，也會引起的尺寸誤差，和甚至出 現(xiàn)欠定義大小，因此，必須通過在這個時候?qū)α慵M(jìn)行測量，進(jìn)行修改，直到符合要求。該工具是方便的輸入數(shù)據(jù)映射，通過選擇部分的類型，標(biāo)準(zhǔn)件，可以生成，但有時需要在工具集使用部分可能找不到，所以在這個時候隨機(jī)應(yīng)變，其他部分而不是通過修改或滿足要求增加組件的使用。三維地圖應(yīng)該是靈活的，解決問題的方法總比問題多，當(dāng)一個方法不能正常映射，試試另一種方法，它不僅可以完成零件的生產(chǎn)，而且還可以開發(fā)映射一個更好的主意，并打破了新思想的規(guī)則。 學(xué)習(xí)使用一些可以節(jié)省時間的命令，如鏡像，陣列，能省則省”。在裝配過沉重，曾給了我一 個很大的障礙，是要花很多時間去找出為什么。在一個活躍的子組件，雖然活動范圍會產(chǎn)生干擾，可以設(shè)置該復(fù)合物的活動范圍，如先進(jìn)的范圍內(nèi)，和角度范圍，即使在這個范圍內(nèi)不影響母配體，不能設(shè)置。因為一旦設(shè)定的范圍內(nèi)，在父組件將被視為完全定義的組件模型，它將沖突分總成，將無法完成裝配。看地圖是最重要的任務(wù)是理解零件圖，圖表工具，沒有工具是沒有法律的零件圖，所以不要急著寫，想通過零件的結(jié)構(gòu)，并認(rèn)為通過線圖，這是重中之重，映射。部分建模，一般應(yīng)的特點(diǎn)進(jìn)行深入分析，找出零件是由幾個特點(diǎn)，擺脫所有的形狀特點(diǎn)，它們之間的連接相對位 置、表面，然后按主次特征造型的關(guān)系，按一定的順序。一個復(fù)雜的部分，有許多簡單的功能，通過切除或重疊相交。所以部分建模，序列特征是很重要的，雖然不同的建模過程可以構(gòu)造出相同的實體部分，但其建模過程和實體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性有直接的影響，實體模型可以修改應(yīng)用程序，可理解性和實體模型。特別是在二維圖紙，我們只能看到元器件的布局，并用虛線給說的內(nèi)部特征，除了部分的相貫線，這條線各特征在路口出現(xiàn)。在選秀過程中零件，必須選擇第一個草圖平面，這是非常重要的，決定了后續(xù)的模型飛機(jī)的命令，使用簡單的說，一個圓柱形圍成一個圈，然后繪制 ，也可以作為一個長方體旋轉(zhuǎn)，雖然他們的結(jié)果都是一樣的，但草圖平 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 19 面和命令的使用。如果我們想要一個閥桿，那么我們應(yīng)該選擇第二個方法以及。 由于該零件的設(shè)計不規(guī)則零件，用于為拉伸和旋轉(zhuǎn)命令，許多零部件都是對稱的，所以為了節(jié)省時間，提高效率，通常用于指揮鏡特性。 一個完整的工程圖紙應(yīng)該包含以下 4 個方面。 一組視圖：一組視圖（包括視圖，剖面，斷面，局部視圖）是正確的，完整的，對各部分的結(jié)構(gòu)和形狀表達(dá)清楚。 尺寸：尺寸的確定和零件的形狀各部分的位置 技術(shù)要求：表明部分的一些要求必須在制造和檢驗完成，如表面粗糙度，尺寸公 差，形位公差，材料和熱處理的方法和指標(biāo)。 標(biāo)題欄：注明產(chǎn)品名稱，材料，數(shù)量，拉伸比和拉伸，等。 單擊 [新建 ]圖標(biāo)以顯示新的文件系統(tǒng)， 件”對話框中，單擊“選項”對話框中的組件，你可以進(jìn)入裝配工作模式，進(jìn)行以后的設(shè)計工作。 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 20 結(jié) 論 時間過得真快，在最近的一段時間的畢業(yè)設(shè)計，使我們充分把握的設(shè)計方法和步驟，不僅復(fù)習(xí)所學(xué)的知識，而且還獲得新的經(jīng)驗與啟示，在各種軟件的使用找到的資料或圖紙設(shè)計，會遇到不清楚的作業(yè)，老師和學(xué)生都能給予及時的指導(dǎo)，確保設(shè)計進(jìn)度，本文所 設(shè)計的是臥式采油樹生產(chǎn)主閥的設(shè)計，通過初期的定稿，查資料和開始正式做畢設(shè)，讓我系統(tǒng)地了解到了所學(xué)知識的重要性，從而讓我更加深刻地體會到做一門學(xué)問不易，需要不斷鉆研，不斷進(jìn)取才可要做的好，總之，本設(shè)計完成了老師和同學(xué)的幫助下，在大學(xué)研究的最感謝幫助過我的老師和同學(xué)，是大家的幫助才使我的論文得以通過。 通過本次畢業(yè)設(shè)計，讓我們學(xué)到了很多知識，為以后的設(shè)計工作做足了充足的準(zhǔn)備。 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 21 參考文獻(xiàn) [1] 鄭淑芳 機(jī)械設(shè)計理論研究與探討 北京：科學(xué)出版社， 2] 黃長藝 臥式采油樹生產(chǎn)主 閥概述 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 3] 周宏甫 臥式采油樹生產(chǎn)主閥的創(chuàng)新設(shè)計 4] 姜繼海，宋錦春，高常識 . 臥式采油樹生產(chǎn)主閥工作原理 5] 張春林，曲繼方，張美麟 機(jī)械工業(yè)出版社， 6] 錢平 . 加工專機(jī)應(yīng)用技術(shù) 機(jī)械工業(yè)出版社， 7] 張遼遠(yuǎn) . 臥式采油樹生產(chǎn)主閥的設(shè)計與實現(xiàn) . 機(jī)械工業(yè)出版社， 8] 基恩士傳感器選擇手冊 2010 版本 [9] 黃長藝，嚴(yán)普強(qiáng) 技術(shù)基礎(chǔ) . 機(jī)械工業(yè)出版社， 10] 張桓，陳作模 高等教育出版社， 11] 王昆，何小柏，汪信遠(yuǎn) 高等教育出版社， 12] 徐錦康 高等教育出版社， 13] 鄧星鐘 華中科技大學(xué)出版社， 14] 劉延俊 機(jī)械工業(yè)出版社， 15] 章宏甲，黃誼，王積偉 . 臥式采油樹生產(chǎn)主閥的逆向設(shè)計 16] 胡泓，姚伯威 化原理及應(yīng)用 . 北京：國防工業(yè)出版社， 17] 陳鐵鳴 臥式采油樹生產(chǎn)主閥的創(chuàng)新 . 高等教育出版社， 18] 孫靖民 機(jī)械工業(yè)出版社， 19] 王勇領(lǐng) 北京 :清華大學(xué)出版社， 20]of a [21]of 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 22 致 謝 時間過得真快，一轉(zhuǎn)眼就幾個月過去了，論文總算完成了，我的心里感到特別高興和激動，在這里，我打心里向我的導(dǎo)師和同學(xué)們表示衷心的感謝！因為有了老師的諄諄教導(dǎo)，才讓我學(xué)到了很多知識和做人的道理，由衷地感謝我親愛的老師，您不僅在學(xué)術(shù)上對我精心指 導(dǎo)，在生活上面也給予我無微不至的關(guān)懷支持和理解，在我的生命中給予的靈感，所以我才能順利地完成大學(xué)階段的學(xué)業(yè)，也學(xué)到了很多有用的知識，同時我的生活中的也有了一個明確的目標(biāo)。知道想要什么，不再是過去的那個愛玩的我了。導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，創(chuàng)新的學(xué)術(shù)風(fēng)格，認(rèn)真負(fù)責(zé)，無私奉獻(xiàn)，寬容豁達(dá)的教學(xué)態(tài)度都是我們應(yīng)該學(xué)習(xí)和提倡的。通過近半年的設(shè)計計算，查找各類臥式采油樹生產(chǎn)主閥的相關(guān)資料，論文終于完成了，我感到非常興奮和高興。雖然它是不完美的，是不是最好的，但在我心中，它是我最珍惜的，因為我是怎么想的，這是我付出的汗水獲得的成 果，是我在大學(xué)四年的知識和反映。四年的學(xué)習(xí)和生活，不僅豐富了我的知識，而且鍛煉了我的個人能力，更重要的是來自老師和同學(xué)的潛移默化讓我學(xué)到很多有用的知識，在這里，謝謝老師以及所有關(guān)心我和幫助我的人，謝謝大家。 在此，同樣也要謝謝周圍幫助我、關(guān)心我的人，祝愿大家幸福，事業(yè)有成。