钻机滑车耳板计算分析
开口钻机底板的静力学分析
开口钻机底板的静力学分析开口钻机是用来打开金属液体出口的机械设备，其主要支撑部件底板的强度刚度直接关系着整个设备的运行安全性和可靠性，那么底板的静力学分析就成为校核底板强度刚度的一个必经过程。
文章通过对底板进行建模、有限元分析等科学方法对底板的静态工况进行静力学分析，为得出底板强度刚度分析结论提供可靠数据，为后续对底板结构进行优化做准备。
标签：钻机底板；有限元模型；静力学分析引言开口钻机是用来打开金属液体出口的机械设备，较之前的人工开口方式而言，实现了机械化操作，改善了工人劳动条件，提高经济效益。
作为开口钻机的重要支撑部件底板，其结构强度刚度直接关系着整个设备运行的安全性和可靠性，因此，对底板结构的强度刚度校核是十分必要的。
底板的静力学分析是校核底板强度刚度的一个前期准备工作，为后续的校核工作提供可靠数据，因此，底板的静力学分析必须足够全面、足够准确。
1 底板静力学分析底板主要是由板件组成，板件与板件之间采用的螺栓连接，同时有左右两个支撑挂耳连接底板。
在两个挂耳之间采用两个10mm的薄板连接，受力部位为两个U形槽。
创建有限元模型不力求完美，要确保模型的准确，不能失真。
对于连接部分可以作为刚体处理，不再建立螺栓连接。
板件的网格主要以四面体和六面体为主，可以提高网格划分的质量。
1.1 创建有限元模型创建有限元模型，明确分析目标，指定周密的分析方案和实施计划，包括简化模型和单元离散方案、载荷和约束施加方案等，尽量避免分析过程中的错误和反复调试。
好的方案是保证计算精度和计算效率的基础。
虽然在处理具体问题可能有不同的步骤，但“心中有数”正是有经验的基本数据，按照一定的标准流程进行，少走弯路。
带动钻头旋转的电机、电机与刀具连接件以及刀具的重量可以用等效的质量来代替，三者质量总和为60kg。
结构刚的密度为7850kg/m3，三者的质量可以等效边长为197mm的正方体，位置放在电机原处的位置。
由于钻头在进给的过程中产生切削力，会带给底板反作用力，所以在电机的正下面加了厚度为5mm厚的侧面板，便于施加切削反力。
汽车线束产品的成本介绍和分析方法
做，料盒的放置位置等都会直接影响到线束生产成本。线 立以经济为中心的设计理念，降低新产品上市后的采购成
束工艺设计关系着设备的投入，人员的投入以及场地的规 本，将新车型的利润最大化，对汽车行业的市场竞争意义重
划，整个过程设计都围绕着一个目标，那就是如何提高生 大。由于时间的限制和我国科技水平的相对落后，除了本文
Internal Combustion Engine & Parts
· 191 ·
汽车线束产品的成本介绍和分析方法
郑怡秋
（德尔福派克电气系统有限公司，上海 201814）
摘要院 汽车线束是汽车电路的网络主体，目的是连接各种电器，它的作用类似于人体内的血管，是电流信号的通道。汽车线束主 要是由电线、连接器、端子以及卡子、胶带等作为辅助材料构成的，现代汽车市场竞争压力大，为了达到双赢效果，线束厂商需要确保 产品符合客户质量要求的同时，用更低的成本达到更高的效益。要控制汽车线束产品成本，首先需要提高零部件成本分析的合格性和 准确性，针对汽车线束类型的零部件成本进行一系列分析和研究，运用多种多样不同的分析方法，从中选择合适的控制汽车线束产品 成本的控制方法。
摘要院 顶驱现场安装属于设备现场安装大型作业，存在较大的安全风险。现场作业人员可以通过严格执行顶驱安装作业规程规 避一些风险，如果属于设备本身机械完整性的缺陷，则我们要从设备生产厂家的生产源头进行完善，保证设备的本质安全。
关键词院 顶驱；安装；风险识别；解决措施
0 引言 顶驱装置一般主要由动力水龙头、管子处理装置、电 气传动与控制系统、液压传动与控制系统、司钻操作台、导 轨与滑车等辅助装置几大部分组成，在顶驱本体和导轨的 安装过程中存在一定的安全隐患，在此予以详细阐述并分 析，实施风险评估，并从设备的本质安全考虑，完善设备机 械完整性，保障钻井作业的安全生产。 1 顶驱和导轨的安装 1.1 安装导轨吊耳 钻机天车如果没有预留与顶驱相配的悬挂耳板，第一 次安装导轨和顶驱时，需要在井架顶部安装导轨吊耳。主 要是将导轨悬挂耳板牢固地焊接在井架顶部的天车底梁 上，导轨及顶驱主体的全部重量由耳板来承担，因此要求 天车头吊耳焊接焊缝或螺栓能够承担导轨及顶驱主体的
JC-50钻机绞车设计计算（5篇）
JC-50钻机绞车设计计算（5篇）第一篇：JC-50钻机绞车设计计算中间轴设计计算一、滚筒轴链条力 1链条力方向图1.绞车滚筒轴链条拉力图2.绞车中间轴链条拉力绞车的计算按最危险工况进行，即快绳拉力为最大时的工况进行。
低档中心轴链轮：z4=19，p4=50.8，d4=308.635mm 低档滚筒链轮：Z1=74，p1=50.8，d1=1196.95mm 求链条力与水平线夹角β。
两轴中心距：α= =1427.5mm 两轮中心连线与水平线夹角α：α=9°。
根据tanα’=d1-d41196.95-308.635==0.3112⨯1427.52aα’=17.2757°∴β=α-α’=9-17.2757=-8.2757°。
3.1.2作用在滚筒轴上的力由基本参数可知快绳最大拉力P快=350KN.m，并近似认为快绳力为垂直拉力。
扭矩T=P快⨯Dm0.972=350⨯=170.1kN.m 22F=KF.Ft（3-1）式中：KF为载荷系数，查表选得KF=1.3；Ft为有效圆周力。
Ft=2T2⨯170.1==375.2kN（3-2）-3d906.75⨯10∴F= KF.Ft =1.3×375.2=487.76KN 水平分力F-=Fcosβ=487.76×cos（-8.2757°）=482.68kN, 垂直分力F⊥=Fsinβ=487.76×sin（-8.2757°）=-70.20kN。
二、中间轴Ⅰ设计由额定输入功率可知：P中=P×η=1100×0.913=1004.3kWn中=nλ1 =468.5×iλ19=207r/min（2-3）T中=95501004.3P中=9550×=46333.6N.m（2-4）207n中中间轴的材料为35CrM0[σb]=192MPa;剪切应力为0.58，许用转应力[τ]=111Mpa中间轴的最小直径：5T35⨯46333.6⨯103d≥3==128mm（2-5）111[τ]考虑装配关系等因素，取d=155mm。
耳板计算例子
针对发电机厂家提供的转子吊装工具由于受厂房起吊高度限制而无法吊装发电机转子的实际情况，通过几个吊装方案的比较，最后采用另制吊耳板的吊装方案进行吊装。
同时，对吊装方案的比较和吊耳板的设计等作了介绍。
1工程概况安徽港口湾水电站位于安徽省宣城地区宁国市境内，在长江水系水阳江上游支流西津河上，距宁国市城区约18km，距地区所在地宣城约65km。
电站为引水式地面厂房，厂房内安装2台水轮发电机组，单机容量30MW。
电站按无人值班（少人值守）设计。
该电站两套水轮发电机组由浙江江能建设有限公司安装。
2存在问题港口湾电站由于受厂房行车起吊高度的限制，因此在吊装发电机转子时，若采用在厂家配套的转子吊装工具上缠绕钢丝绳的传统吊装方法，则无法满足起吊高度的要求。
造成这一现象的主要原因有以下几方面因素：①吊装转子专用吊具的吊轴较短，无法在其上缠绕多道钢丝绳；②转子重量为128t，起吊所用的钢丝绳必须较粗，因此无法进行任意缠绕；③厂房高度限制了转子的起吊高度：行车主钩的最高起吊高度减去转子净高后只余2m，用钢丝绳缠绕起吊收紧后其长度大大超过2m，故无法吊空转子。
3解决方案根据上述情况，公司项目部在制定吊装方案时，对以下几个方案进行了分析。
（1）改变行车的起吊高度。
由于目前行车已安装投运，且厂房高度也已无法改变，因此不予考虑。
（2）采用卷扬设备土法吊装。
由于受厂房屋顶高度限制和设备重量过大（128t）的原因，因此难度极大而无法实施。
（3）缩短设备的起吊高度。
由于主轴为转子的最长部件且为整体，因此也无法缩短。
（4）缩短行车吊钩与设备的连接距离。
根据行车起吊高度H大于工件的净高h的这种情况，理论上还是存在着起吊的可能性。
通过对以上方案的分析，认为第（4）方案最为可行。
根据H＝h＋h1＋h2（h1为工件离地净高，h2为吊具的长度），得出h1＋h2＝2m（为行车起吊高度与转子高度的差值）。
因此在必须保证h1＞0的情况，要求h2＜2m，为满足此要求，通过对吊具的比选，认为采用硬连接比较有利于控制吊具长度，才能满足此要求；因此决定采用制作专用吊耳板的方案。
FR620C旋挖钻机设计计算书
FR620C旋挖钻机设计计算书雷沃FR620B型全液压履带式旋挖钻机设计计算书编制桩⼯机械研究所审核审定批准⽇期年⽉⽇重型装备事业部桩⼯机械研究所⽬录前⾔2第⼀部分旋挖钻机总体计算 3 第⼀节发动机与主泵参数设计 4第⼆节整机稳定性设计计算 5第三节接地⽐压的验算 11 第⼆部分机械部件计算 12 第⼀节桅杆总成设计计算 12第⼆节平⾏四边形机构设计计算 19第三节重要铰接点强度校核 22 第三部分液压系统设计计算 27 第⼀节动⼒头液压系统计算 27第⼆节主副卷扬相关参数计算 31第三节桅杆油缸液压系统计算 35第四节加压油缸液压系统计算 38第五节变幅油缸计算 40 第四部分电⽓系统设计计算 42 第五部分参考⽂献 49前⾔总体设计要根据主要⽤途、作业条件及⽣产等情况，合理选择机型，性能参数，整机尺⼨及各总成的结构形式，并进⾏合理的布置。
旋挖钻机是⼀个集机、电、液为⼀体的⾼科技产品，是⼀种⾼效的桩基础成孔设备。
主要由三⼤系统组成，即机械系统、液压系统和电⽓系统。
●机械系统。
包括：可伸缩式履带底盘、上车组件、变幅机构、桅杆部件、动⼒头总成、钻杆钻具等六⼤部分。
其中可伸缩式履带底盘、上车组件是借⽤邦⼒挖掘机底盘上车。
⾃⾏设计的部分为：变幅机构、桅杆部件与上车改造部件。
其余如动⼒头总成、钻杆钻具等为订购国内专业⼚家的产品。
●液压系统。
包括：动⼒头液压系统、桅杆起降系统、变幅机构起降系统、主卷扬系统、副卷扬系统、动⼒头加压系统、履带底盘液压系统和辅助液压系统，其中履带底盘液压系统、辅助液压系统均为⼒⼠乐系统。
其主要管件、管接头、控制阀等均为进⼝产品，部分为外协加⼯件。
●电⽓系统。
包括：各机构⼯作运动控制系统、发动机⾃动检测系统、各⼯作状态情况监视系统、⼯作装置的⾃动调整系统和辅助电⽓系统。
FR620B旋挖钻机由下车装置、上车装置、平⾏四边形机构、桅杆总成、⼯作装置、电⽓系统、液压系统等部件组成。
从受⼒状态分析看，旋挖钻机的情况类似于挖掘机，进⾏静⼒分析时⼆者基本⼀致，区别在于：挖掘机的⼯作装置和配重在⾼度⽅向上相差不⼤，⽽旋挖钻机的⼯作装置和配重在⾼度⽅向上相差很⼤，导致⼆者在动态稳定性⽅⾯存在很⼤差别，在对旋挖钻机的设计时，不但要进⾏静⼒平衡的分析和校核，⽽且还要对其动态稳定性进⾏分析和校核。
动力猫道耳板强度校核
动力猫道耳板强度校核作者：肖坚夫来源：《中国科技博览》2016年第18期[摘要]井场钻具自动上、下钻台装置又名自动化猫道及钻杆排放系统，或简称为动力猫道。
自动化猫道的研究和应用，就是要解决目前我国石油钻机的这个短板问题。
新型自动化猫道的研究和应用，可以使石油钻机起下钻具操作中，钻杆、油管、套管以及各种工具上下钻台操作简单安全，提高工作效率和安全性差，减少作业人员的劳动强度和危险，提升我国钻机配套安全性、机械化和智能化水平。
动力猫道耳板是联接动力猫道前台与支架的核心部件。
随着石油钻井技术的迅速提升和石油市场的对外拓展，对钻机自动化程度的要求会越来越高。
对动力猫道耳板进行校核有助于确保动力猫道工作的安全性。
[关键词]动力猫道；耳板；强度校核；设计；中图分类号：TE137 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）18-0122-02新型自动化猫道的研究和应用，可以使石油钻机起下钻具操作中，钻杆、油管、套管以及各种工具上下钻台操作简单安全，提高工作效率和安全性差，减少作业人员的劳动强度和危险，提升我国钻机配套安全性、机械化和智能化水平[1-3]。
这种自动化猫道的研制成功，结合二层台钻柱自动排放装置、铁钻工一起使用，可以极大地提高整套钻机、修井机的机械化和自动化水平，使钻机的整体水平和自动化能力进一步提高[4-7]。
随着石油钻井技术的迅速提升和石油市场的对外拓展，对钻机自动化程度的要求会越来越高。
所以进行自动化猫道的研究和应用具有重要的意义。
自动化猫道在国外早有研究和运用，尤其是俄罗斯，其钻机全部要求配套自动化猫道和气动卡瓦。
美国国民和加拿大的 CANRIG公司都进行了这方面的研究并不断推出新的产品。
目前我国钻机钻井过程中，下钻时钻杆全部是用气动绞车往钻台上拽，起钻时是沿着猫道往下甩钻杆。
这种工作方式效率低、工作强度大，而且容易造成人员的伤害和钻具的损坏。
我国钻机由于没有配套自动化猫道，不能满足俄罗斯市场对钻机的要求，制约着我国钻机和服务走向俄罗斯市场。
钻机滑车系统钩载指重表的分析
/
“ “
钻 挺 + 转 换接 头 + 冬 2 ~ ” ~
`
) l
:
一
`
曰
、
衫
、
,
、
`
x 8 1钻 挺 +
一
`
曰
甲、
’
米造 斜 到
, ,
,
59 5
米 造 斜率 为
,
1
.
6 9
“
/
30
,
加 重钻 杆 从 “ ” ~ 一”” 一 ” ” 1 1 继续使 米 这段 工 作状 态 的 滑 移 旋转 之 比 为
`
震 击器 +
~ ~
, “ “
: 又 8 1 钻挺 十 转 换接 头 +
一 一 曰
1 。 x
。
~
、
“、
、
/
、
’
, r
`
“
、
:
。
用 该 钻具 按 要 求的 造斜 率 钻 至 8 5
, , ,
米 起 钻检 查 井 下 扩 眼 器 切 削 齿 轴 承状 况 切 削 齿完 好 无
, ,
,
损 但为 了安 全 重 新 下 入 一 套 新 的 扩 眼 器 同 时 卸 掉 定 向接 头 及 震击 接 头 安 装 M W D 测 量 仪 采 用 相 同 的工作 状 态 比 钻进
’ 产
.
_
、
_
~
“ “
’
3 又 9 一 ”
一
~ + 一 , 一头 + 音 钻 挺 转换 接 二 曰 刀 2 入 ~
厅
` ` 、 、 切
1
起重机械销轴连接耳板强度计算的探讨
起重机械销轴连接耳板强度计算的探讨李鹏举1，向金阳1，王进峰2，王永新2【摘要】[摘要]介绍起重机械销轴及连接耳板的构造和特点，探讨其强度计算方法。
给出相关文献关于强度计算的过程及计算说明，对相关文献的计算结果进行对比和分析，阐述更加合理、满足实际需要的计算方法。
【期刊名称】建筑机械化【年(卷),期】2018(039)007【总页数】4【关键词】[关键词]耳板；销轴连接；强度；计算分析1 销轴连接介绍销轴联接是常用的机械联接型式之一，在起重机械上得到大量应用，销轴及连接耳板的强度计算尚无定论，相关文献的计算方法较多，其结果差异比较大，目前暂无针对性的规范对销轴连接耳板的强度计算进行明确规定，建议相关组织、机构对此进行试验研究。
销轴联接型式具有承载能力大，拆装方便等优点，在机械工程中应用广泛，由销轴及连接耳板组成，常用的销轴连接如图1所示。
2 强度计算方法标准规范、设计手册中给出的强度计算方法有以下几种可供参考：《塔式起重机设计规范》(GB/T 13752-2017)中关于销轴连接的计算；《钢结构设计标准》(GB 50017-2017)中关于销轴连接的计算；《起重机设计手册》（第二版，中国铁道出版社）中关于销轴连接的计算，此外还有有限元分析法等，下面对主要算法进行介绍和说明。
2.1 算法1《塔式起重机设计规范》(GB/T 13752-2017)中给出的算法如下，其算法参考ISO 20332-2008新增加内容，包括抗剪承载能力和抗拉承载能力两部分，即《起重机结构能力验证》(GB/T 30024-2013)。
耳板简图如图2所示。
1）抗剪承载能力销轴连接的轴心受拉结构件按下式验算其抗剪承载能力。
式中：N为作用于连接处的轴向力，b、c、t为几何尺寸，d0为销孔直径，limτ为结构件材料的剪切极限设计应力。
2）抗拉承载能力销轴连接的轴心受拉结构件应按下验算其抗拉承载能力。
式中：be取（2t+16mm）和b两者之中的小值，γs为考虑开孔对结构件应力的影响系数，取γs=1.2，limσ为结构件材料的拉压极限设计应力。
滑轮组耳板强度计算
滑轮组耳板强度计算摘要：一、滑轮组耳板的作用与重要性二、耳板强度计算方法1.确定计算公式2.影响因素分析3.计算步骤三、强度校核与评估1.安全系数2.实际应用中的调整与优化四、提高耳板强度的措施1.材料选择2.设计优化3.加工与安装质量控制五、总结与展望正文：滑轮组耳板强度计算在工程领域中具有重要意义，尤其是在起重设备、吊装作业和机械装置等领域。
耳板作为滑轮组的重要组成部分，其强度直接关系到整个设备的安全性能和使用寿命。
本文将从以下几个方面展开讨论，旨在为大家提供一个实用的耳板强度计算方法。
一、滑轮组耳板的作用与重要性滑轮组耳板主要用于连接滑轮和吊装设备，承担着传递张力、调整吊点的作用。
在使用过程中，耳板需要承受垂直于其表面的张力，同时还需承受弯矩、剪力等多种载荷。
因此，保证耳板的强度对于确保吊装作业的安全顺利进行至关重要。
二、耳板强度计算方法1.确定计算公式耳板强度计算主要依据以下公式进行：σ= F / A其中，σ表示耳板所承受的应力，F表示作用在耳板上的力，A表示耳板的横截面积。
2.影响因素分析耳板强度计算过程中，需要考虑以下影响因素：(1) 材料性能：不同材料的强度和刚度各异，对耳板强度计算结果产生直接影响。
(2) 尺寸参数：耳板的厚度、宽度等尺寸参数对其强度计算结果有重要影响。
(3) 载荷条件：作用在耳板上的载荷大小和方向，直接关系到耳板的强度计算结果。
3.计算步骤(1) 确定作用在耳板上的载荷：根据实际工况，分析并确定作用在耳板上的垂直载荷和水平载荷。
(2) 计算应力集中系数：考虑耳板与滑轮连接处的应力集中现象，对计算结果进行修正。
(3) 强度校核：将计算得到的σ与耳板材料的许用应力进行比较，判断耳板强度是否满足设计要求。
三、强度校核与评估1.安全系数为确保吊装作业的安全性，耳板强度计算时应考虑安全系数。
安全系数是指设计强度与许用强度之比，通常取值在1.5~2之间。
2.实际应用中的调整与优化根据实际工况和使用要求，对耳板强度计算结果进行调整和优化，以提高其安全性能和使用寿命。
FR620C旋挖钻机设计计算书
FR620C旋挖钻机设计计算书XXXn:XXX design of the rotary drilling rig should be based on the main purpose。
operating ns。
and n requirements to select the appropriate model。
performance parameters。
overall ns。
and structural forms of each component。
and XXX is a high-tech product that integrates machinery。
electricity。
and hydraulics。
and is an XXX。
It mainly consists of three major systems: mechanical system。
hydraulic system。
XXX.Mechanical System:XXX mechanical system includes six parts: a retractable crawler chassis。
upper carriage components。
a variable amplitude mechanism。
a mast component。
a power head assembly。
XXX self-designed parts include the variable amplitude mechanism。
mast component。
and XXX components。
The power head assembly。
drilling tool。
and other XXX.Hydraulic System:XXX hydraulic system includes eight parts: power head hydraulic system。
（完整版）耳板验算方法
（完整版）⽿板验算⽅法销轴连接节点的计算⽅法典型的销轴连接节点如图5.4.2所⽰。
图5.4.2 典型销轴连接节点（图⽰长度以上⽿板为例）1、销轴计算⾸先进⾏销轴抗剪计算，确定销轴的直径。
销轴承受的总剪⼒为bolt V =销轴直径D ≥v n 为受剪⾯的数⽬，b v f 为销轴的抗剪强度设计值，若销轴采⽤调质45号钢制作，则其250b v f MPa =。
2、⽿板设计根据构件、埋件以及销轴的尺⼨，初步确定⽿板的尺⼨，⽿板的厚度可以通过下⾯的计算确定，若计算出的厚度与构件尺⼨不协调，则可以对⽿板尺⼨进⾏调整。
对于受拉⽿板、需进⾏⽿板抗剪设计、局部承压设计和抗拉设计；对于受压⽿板、需进⾏⽿板局部承压设计和受压设计；（1）⽿板抗剪设计(115v v bolt f n t V ./??≥?⽿⽿板抗剪长度)，其中v n ⽿为⽿板受剪⾯的数量，若为单⽿板则2v n =⽿，v f 为⽿板钢材的抗剪强度设计值，1.5为剪应⼒不均匀系数。
若⽿板抗剪设计计算出的⽿板厚度1t 较⼤，可以通过在⽿板侧⾯贴环板的⽅式加以解决。
（2）⽿板局部承压设计()2b bolt c t V /f D ≥?，其中为销轴直径，b c f 为螺栓的承压强度设计值，根据⽿板的材质查《钢结构设计规范》表3.4.1-4确定。
这⾥需要注意的是，如果直径D 较⼤可能造成销轴与⽿板孔壁的局压接触长度不⾜D ，根据⽂献，此时可取0.75D 进⾏计算。
若⽿板局部承压设计计算出的⽿板厚度2t 较⼤，可以通过在⽿板侧⾯贴环板的⽅式加以解决。
（3）⽿板抗拉设计(3bolt t V /f ≥?⽿板抗拉长度)，其中f 为⽿板抗拉强度设计值。
（4）⽿板受压设计(4bolt t V /f ≥?⽿板承压宽度)，其中f 为⽿板抗压强度设计值。
()1234t max t ,t ,t ,t =⽿板，其中t ⽿板为⽿板的总厚度，若设置两块⽿板，则单块⽿板厚度应除以2。
3、⽿板端部截⾯强度校核对⽿板端部截⾯应进⾏强度校核，特别是对⾯外不能设置加劲肋的⽿板，该项校核是必要的。
旋挖钻机钻孔深度的检测与计算
徐工筑路机械有限公司设计生产的ＸＲ系列旋挖钻机是一种用于桩基础工程现场灌注桩施工的成孔机械，广泛应用于路桥、码头、高层建筑等基础工程施工，钻孔深度可达６０～７０ｍ。
深度测量与计算的准确与否直接影响到钻机的成孔质量，是操作者随时关注的重要参数之一。
1 钻孔深度的测量利用安装在钻桅顶部的两个传感器和安装在滑轮上的检测片，检测出钻孔时滑轮转动的脉冲数与转动方向。
检测片上的齿数越多，测量精度越高，例如ＸＲ系列旋挖钻机，检测齿数量为２０个，深度测量精度可达２．４５ｃｍ。
安装示意图如图１所示，安装时应注意Ａ、Ｂ两个传感器的安装位置。
第一，要保证Ａ和Ｂ之间９０°的相位差，这是判断钻头是提升或下降即滑轮是正转或反转的需要；第二，两个传感器之间的距离要大于最小允许安装间距，例如用Ｍ１８的传感器，距离应不小于４０ｍｍ。
在设计中，我们将两个传感器的安装间距延长了一个脉冲周期，在保证９０°相位差的前提下，巧妙解决了安装间距过小的问题。
当钻机开始钻孔时，主卷钢丝绳随着滑轮转动，两个传感器可检测到两路相位差为９０°的脉冲信号。
2 钻孔深度的计算钻孔深度计算原理：ＰＬＣ（可编程逻辑控制器）根据接收到的传感器Ａ和Ｂ的脉冲信号及其变化规律，判断出滑轮的转动方向，通过软件编程进行数据处理，计算出累计脉冲数，再根据步长，计算出钢丝绳随着滑轮转动的距离，从而得出实际钻孔深度数值（钻孔深度＝步长×累计脉冲数）并在显示器上显示出来。
１）步长的计算 步长为经过一个脉冲所对应的钢丝绳随着滑轮转动的距离。
以ＸＲ２５０为例，步长的计算为２）转动方向的判断 根据Ａ和Ｂ两路脉冲的当前状态和变化趋势，判断滑轮的转动方向，当滑轮正转时，累计脉冲数（depth_PI）依次增加；反之，当滑轮反转时，累计脉冲数依次减小。
旋挖钻机钻孔深度的检测与计算刘玉涛，高 晶，周 鑫（徐工筑路机械有限公司，江苏 徐州 ２２１００４）［中图分类号］ＴＵ６７ ［文献标识码］Ｂ ［文章编号］１００１－１３６６（２００６）１１－００３７－０２Inspection and calculation of drilling depth of thread-type borerＬＩＵ Ｙｕ－ｔａｏ，ＧＡＯ Ｊｉｎｇ，ＺＨＯＵ Ｘｉｎ建筑机械化 ２００６（１１） ３７检 测 技 术在公路建设中，衡量路基质量的一个重要指标就是路基的压实度。
多门滑车组的穿法和计算分析
滑车组的穿法和计算滑车是起重机械搬运输作用中被广泛使用的一种起重器具，用它与钢丝绳穿绕在一起，配以起重卷扬机，即可进行重物的起吊运输作业。
一只滑车只能改变力的方向，并不能提升较重物体。
如果用多只滑车并用钢丝绳把它们穿绕在一起组成滑车组，则不仅能改变力的方向，而且能够实现较重物体的起吊工作。
在起重运输作业中，单门滑车作为导向滑车使用，用滑车组配以卷扬机做起重作用。
一、滑车构造和类型滑车主要由吊钩(链环)、滑轮、轴、轴套(或轴承)以及夹板组成，如图所示。
滑车的类型较多。
按滑车的轮数可分为单轮滑车、双轮滑车和多轮滑车（见下图）；按材质可分为铁滑车和铝滑车；按用途可分为起重滑车和放线滑车；按工作状态又可分为定滑车和动滑车。
滑车的吊点悬挂方式可制作成吊钩式、链环式和卸克式。
使用滑车的目的一是承受吊装力和牵引力，二是改变牵引绳索的方向。
滑车一般用于做定滑车、动滑车、导向滑车、平衡滑车等，也常由两个滑车组成滑车组。
二、滑车的用途和计算滑车按其用途和装设目的有定滑车、动滑车和导向滑车3种。
(一)定滑车定滑车安装在固定处,其滑轮只转动不位移,故只能改变力的方向,而力的大小不变,绳索的速度不变,如下图a,定滑车一般用其做平衡滑车和导向滑车。
考虑转动摩擦力其拉力P 略有增加,即:P=Q/η 式中。
Q一一重物重力,kN;η一一单滑车效率,其值:用于钢丝绳:η=0.94～0.98;用于棕绳:η=0.80～0.940。
(二)动滑车动滑车随吊物同步移动,按其装设目的有省力动滑车上图b和增速动滑车上图c 两种。
如不计摩阻力,单轮可省力一半,即:P=Q/2而增速动滑车可使重物运动速度较滑车高1倍。
(三)导向滑车导向滑车是定滑车的用途之一,只起改变受力方向的作用,上图d。
导向滑车的受力大小,取决于进绳和出绳方位间夹角的大小,夹角愈大则受力愈小,即:P=P1Z式中P1——牵引绳的拉力；Z——角度系数，见下表。
角度系数Z三、滑车组滑车组是由定滑车和动滑车用绳索串联地穿绕于滑轮之间而组成。
销轴的计算——精选推荐
销轴的计算销轴的计算销轴连接常⽤于两个结构构件之间的连接，以满⾜构件之间的相对转动的需要，也⽤于⼀些结构构件吊装过程中。
⽆论是构件连接节点还是吊装节点，其节点都需要进⾏必要的验算，以满⾜结构安全及吊装安全的需要。
销轴连接⽅式多种多样，最常采⽤的连接的结构⽅式为单剪连接、双剪连接和多⽿板连接。
⽽建筑结构销轴连接的结构形式受到加⼯精度的限制⽐较单⼀，多为三⽿板（下⼆上⼀或下⼀上⼆）组成的双剪结构，这种结构形式由⼀根销轴将⼀侧⽿板与另⼀侧⽿板连接起来，销轴与⽿板之间可以发⽣相对转动，相互间的荷载通过销轴和⽿板的接触⾯来传递。
以吊装⽿板为例（图中数值为假定，并不⼀定为常规数值），简要说明⼀般常⽤的计算⽅法及公式，以供⼤家讨论。
销轴⼤样如下：P1=400KN，P2=300KN (合⼒Ta=500KN) 其中销轴采⽤45号钢，⽿板采⽤Q345B销轴连接计算分为销轴的强度计算和⽿板的强度计算。
⼀、销轴计算：1、销轴弯曲强度验算把销轴当作简⽀梁进⾏分析销轴弯曲强度验算最⼤弯矩值：销轴弯曲强度计算计算满⾜。
公式中：M——把销轴作为简⽀梁分析所求得的最⼤弯矩值W——销轴截⾯的抗弯模量，——销轴的许⽤弯曲应⼒，这⾥采⽤45号钢2、销轴剪切强度验算把销轴当作简⽀梁进⾏分析销轴剪切强度计算最⼤剪应⼒值（取在中和轴位置，此位置剪应⼒最⼤）：计算满⾜。
公式中：Q——把销轴作为简⽀梁分析所求得的最⼤剪⼒值d——销轴直径——销轴的许⽤剪切应⼒，这⾥采⽤45号钢3、平均剪应⼒复核：将销轴按双剪进⾏平均剪应⼒计算计算满⾜。
⼆、⽿板强度验算⾸先⽿板的尺⼨必须满⾜构造要求（这⾥我们可以参照螺栓构造要求其满⾜ 1.5~2d，在此构造满⾜的情况下，可不进⾏⽿板孔周的抗拉验算，直接进⾏抗剪验算，此理解可供⼤家讨论，此处仅为笔者个⼈理解），在满⾜这⼀条件下进⾏计算。
1、⽿板孔壁承压应⼒验算上⽿板：计算满⾜。
下⽿板：计算满⾜。
公式中：N——构件中的轴⼒，即构件通过承压传给销轴的⼒；——构件的承压⾯积，，其中d为销轴直径，为孔壁的承压总厚度。
滑车组牵引力计算
起重滑车安全要求GB 13308—1998国家质量技术监督局1998—07—30批准1999—07—01实施前言本标准是根据标准化工作导则(GB／T 1．1—1993)、GB／T 15706—1995《机械安全基本概念与设计通则》、GB／T 16755—1997《机械安全安全标准的起草与表述规则》的规定，对GB 13308—91《起重滑车安全规则》进行修订的。
在本次修订中，主要技术内容变更如下：1．为了便利与各类起重设备的配套使用，滑车配用的钢丝绳，运动速度表示方法改为m／min。
2．补充了某些条款，使之更为明确、实用。
(1)4．3 吊钩(或链环)及其螺母的螺纹精度应符合GB 197—81的规定。
(2)4．6 滑轮(部件)的径向和端面圆跳动，均不得超过滑轮槽底径的2.25／1 000。
(3)4．19 中轴中段直径磨损量达到基本尺寸的2％应报废。
(4)4．20 滑动轴承的壁厚磨损达到基本尺寸的20％或滚动轴承(包括滚针、滚珠、滚柱)出现缺损时应报废。
(5)4．21 合页变形不得超过测量值(b值)的0.25％。
(6)4．22 吊钩、吊环、链环、合页板、尾环，必须是整体锻件，不允许采用焊接方式组成，其缺陷不允许焊补。
3．删去原标准中4．1．7的内容。
4．对原标准中大部分条款进行了编辑性修改，例3～5章的条款进行了重新调整。
5．增加了前言和引言。
本标准自实施之日起，GB 13308—91作废。
本标准由中华人民共和国机械工业部提出。
本标准由机械工业部北京起重运输机械研究所归口。
本标准负责起草单位：机械工业部北京起重运输机械研究所。
本标准主要起草单位：吉林通化县化工机械厂、天津市滑车厂、天津市宇翔起重工具厂。
本标准主要起草人：吴锁云、肖永德、张宝林、窦云强。
本标准于1991年首次发布。
0 引言本标准符合有关法规规定。
本标准所包括的危险范围，表明在本标准的范围内。
1 范围本标准规定了对起重滑车的安全要求。
本标准是从物理性能和预定使用方面对起重滑车的限制。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
doi:10.16576/ki.1007-4414.2015.05.041钻机滑车耳板计算分析*张彦秋,张 建,刘翠洁,陆 辉(兰州兰石能源装备工程研究院有限公司青岛分公司,山东青岛 266520)摘 要:从SAFI 中提取力㊂使用Inventor 对滑车耳板做三维建模,将三维模型导入有限元软件ANSYS Workbench ,并运用Shape Optimization (Bate )和Parameters 两模块对其进行优化设计,减少了耳板13%的质量㊂基于此方法,提出一种耳板等零件的优化思路㊂关键词:SAFI ;ANSYS Workbench ;拓扑优化;参数化中图分类号:TE922 文献标志码:A 文章编号:1007-4414(2015)05-0119-03Calculation and Analysis on the Pulley Otic Placode of Drilling RigZHANG Yan-qiu ,ZHANG Jian ,LIU Cui-jie ,LU Hui(QingDao Branch of Lanzhou Lanshi Energy Equipment Engineering Institute Co.,Ltd ,Qingdao Shandong 266520,China )Abstract :The 3D model of the pulley otic placode is established in the Inventor ,and then it is transferred into the ANSYS Workbench by using the interlinkage.Force is extracted from the SAFI software.Then ,the model is optimized in the ANSYS Shape Optimization (Bate )module and the Parameters paring with the original design ,the mass of the optimized structure is reduced 13%.Based on this method ,an optimization process of parts such as otic placode is brought up.Key words :SAFI ;ANSYS Workbench ;topological optimization ;parameterization0 引 言滑车耳板是钻机在底座起升时的主要构件㊂如图1(a)所示,滑车耳板焊接在钻机底座顶层的焊接方箱上,外形图尺寸如图1(b)所示㊂如图1(c)为滑车耳板在钻机的位置示意图㊂图1 滑车耳板示意图 滑车通过销子连接在耳板Φ160孔上,下端的导绳轮通过销子连接在耳板Φ110孔上㊂在底座起升过程中,滑车在钢丝绳的牵引下,带动底座慢慢起升靠近三角支架,导绳轮起到更改钢丝绳方向的作用,两者均受到钢丝绳的作用力,通过滑车耳板传递到钻机底座上㊂因此,滑车耳板主要承受拉力为重要受力件,若失效很容易造成钻机机构破坏,甚至造成人员的伤亡㊂工程应用中,耳板的设计多依靠手工计算或者工程经验,为满足设计要求,耳板尺寸一般趋向于取大,这会造成材料浪费㊂本论文使用三维建模软件和有限元分析软件,对零件进行拓扑优化后进行参数化分析,依此得出更合理的结构尺寸,大大减少了材料成本㊂1 钻机底座起升的受力分析及求解底座起升时,滑车耳板在底座起升的起始点受力最大㊂通常算法为手工计算,手工计算时很少考虑风载荷的作用,用计算软件SAFI 对钻机底座起升的起始位置进行状态模拟,SAFI 软件是美国石油学会认证的结构计算软件㊂分别讨论添加风载荷和不添加风载荷两种情况,然后进行比较分析风载荷的作用,图2为添加风载荷模型㊂用梁单元对井架和底座进行建模,用加载集中力的方法替代钻台面上绞车㊁转盘等部件和井架上的附件,使用集中力代替钢丝绳的方法,力的大小设置为单位力100kN,方向按实际钢丝绳走向,加载位置为井架天车轴㊁底座起升滑轮轴,用调整单位载荷系数的方法模拟起升大绳的临界力㊂㊃911㊃㊃机械研究与应用㊃2015年第5期(第28卷,总第139期) 设计与制造*收稿日期:2015-08-11作者简介:张彦秋(1988-),男,山东临沂人,助理工程师,主要从事石油装备产品设计方面的工作㊂并根据API 4F [1]的要求,对整个模型加载16m /s 的八个方向的风载,风加载计算公式为:F =0.00338×K i ×V 2z ×C s ×A因此,形成八组起升工况㊂全约束底座底层,在顶层设施一弱弹簧,弹簧系数设置为1㊂根据API 4F 的要求,观察各结构件的UC 值大小,同时观察弱弹簧的受力作为求解结果㊂计算完成后,提取耳板在各工况下的受力,取最大值作为耳板优化的载荷㊂比较添加风载荷与不添加风载荷两种情况,分析得添加风载荷使起升力增加,相比增加了1.34%,增加幅度相对较小㊂但是,风载荷作用下使天车的偏移量增加了17.6%,因此可见,风载荷对起升力的影响较小,对结构的变形影响较大㊂笔者采用SAFI 软件添加风载的情况下提出起升力对耳板的设计更加精确,图3为提出1477节点和1512节点的力,即滑车耳板Φ160和Φ110两个销孔处的力㊂笔者采用无摩擦接触的方法(或有摩擦,摩擦力较小可以忽略)分析滑车耳板,此种方法为接触分析,耳板和销子在同一模型中计算,既考虑了力的传递又考虑了外形尺寸之间的相互作用,计算应力分布接近工程实际㊂图2 钻机三维示意图及风载荷示意图图3 从SAFI 中提取节点力2 耳板拓扑优化前的预处理用三维软件Inventor 建滑车耳板的三维模型,由于一些细小特征对结构整体性能的影响较小,建模时根据圣维南原理,对倒角㊁倒圆进行了简化忽略㊂笔者运用Shape Optimization(Bate)对滑车耳板进行拓扑优化,根据优化需要,放大耳板的整体尺寸,如图4所示㊂如上所述,滑车耳板上设有满足设计需要所必须的孔,滑车耳板上部规定位置有Φ160的孔是滑车销孔;滑车耳板下部有Φ110的孔是定滑轮销孔,为滑车耳板受载部位;下部还设有Φ130为方便相邻构件穿销子用的穿销孔;滑车耳板左侧焊接到底座上㊂图4 滑车耳板放大尺寸图3 耳板的拓扑求解现有ANSYS Workbench14.0能很好的与三维软件Inventor 兼容㊂在Inventor 中建模完成后,通过ANSYS Workbench 在Inventor 中的快捷键,直接进入ANSYS Workbench 用户界面㊂采用实体单元,数据在传递的过程中比较完整,导入ANSYS Workbench 后不需再做调整,直接调用Shape Optimization(Bate),共享模型即可开展后续分析㊂按照设计要求,设置材料的弹性模量为2.06×105MPa,泊松比为0.3,密度7.86×10-6kg /mm 3㊂在 Mesh”中以 Generate Mesh”的形式划分网格,网格大小设置为20mm,模型比较规则,不需要进行特殊图5 拓扑优化图设置就能生出很好的单元㊂运用全约束把滑车耳板的五个焊接面固定㊂文中运用无摩擦接触的方法,把从SAFI 中提取的1477㊁1512两节点的力以集中力添加在滑车耳板Φ160和Φ110孔中的销子上,使销子与耳板接触作用㊂计算结果如图5㊂4 参数优化[2]根据拓扑优化的外形尺寸结果,在Inventor 中对模型进行重新建模,模型图如图6所示,模型尺寸中,R 240和Φ160销孔为同心圆,设置为优化参数,R 165和Φ110销孔为同心圆,设置为优化参数,两半圆之间为过渡圆,过渡圆圆心距耳板左边缘700mm 设置为优化参数㊂建模后,施加如拓扑优化相同的材料㊁网格㊁载荷与约束㊂把质量和应力设置为因变量㊂R 240优化区间为R 200~R 260;R 165优化区间为R 110~R 200;700mm 的优化区间为600~800mm㊂为计算方便,采用添加轴承力计算耳板的方法,计算㊃021㊃设计与制造 2015年第5期(第28卷,总第139期)㊃机械研究与应用㊃结果偏大,但优化尺寸不受影响,计算完成后,参数优化结果如图7㊂结果,取最优方案,三个参数变量分别为R 254.39㊁R 118.41㊁618.7mm㊂在Inventor 中重新建模,圆整三个参数,分别取R 255㊁R 120㊁620mm㊂图6 滑车耳板尺寸规整图图7 参数优化结果图8 应力云图把模型导入ANSYSWorkbench 中运用StaticStructural 模块,条件如上所述,计算结果如图8所示㊂由API SPEC 7K [3]规定,接触部位的最大许用应力可以按下式设计:σallow =S ULTmin /F DS式中:S ULTmin 为最低规定极限拉伸强度;F DS 为设计安全因素㊂综合考虑,计算结果符合API 4F 规定的接触部位塑性设计要求㊂5 结 语过程优化后,钻机滑车耳板在满足设计要求的前提下,其质量减少了13%,成果比较显著㊂通过SAFI 软件,对钻机在起升时风载的影响进行了讨论,添加风载荷起升力增加了1.34%,同时,添加风载荷使天车的偏移量增加了17.6%,因此可见,风载荷对起升力的影响较小,对结构的变形影响较大㊂从分析结果可看出:使用Inventor 进行三维建模,将三维模型导入有限元软件ANSYS Workbench,从SAFI 软件提取力,并运用Shape Optimization (Bate)和Parameters 进行优化,是一种行之有效的优化设计方法㊂为软件SAFI 不能运用实体求解提供了一种结构件细部优化的有效方法㊂参考文献:[1] API Spec 4F-2013第4版钻井和修井结构规范[S].[2] 黄志新,刘成柱.ANSYS Workbench14.0超级学习手册[M].北京:人民邮电出本社,2013.[3] API SPEC 7K 钻井和修井设备规范[S].(上接第118页)参考文献:[1] 穆道银.门诊小儿输液的整体护理[J].中国医药指南,2012,10(36):367-368.[2] 刘 艳,徐 婷.浅谈门诊小儿输液管理的难点及护理对策[J].当代医药论丛,2015,13(3):122-123.[3] 温惠娟.护理干预在小儿静脉输液中的应用及效果观察[J].当代医学,2011,17(15):118-119.[4] 方剑俊,黄 文,戴建平.小儿输液治疗车的研制和应用[J].护理学报,2013,20(3A):77-78.[5] 刘振霞,徐培玲.小儿输液手臂固定板的制作及临床应用研究[J].中国医药指南,2008,6(15):60-62.[6] 覃静霞,房民浩.自制小儿输液固定手板的应用[J].护士进修杂志,2013,28(6):489.㊃121㊃㊃机械研究与应用㊃2015年第5期(第28卷,总第139期) 设计与制造。