Курсовая работа 109: Проектирование и исследование механизмов буровой установки вариант А

Проектирование и исследование механизмов буровой установки

Содержание

• Техническое задание. 3
  
• 1.Определение закона движения механизма. 5
  
• 1.1 Определение размеров механизма. 5
  
• 1.2 Силы, действующие на звенья механизма. 7
  
• 1.3 Построение графика силы F_С. 7
  
• 1.4 Нахождение значений передаточных функций. 8
  
• 1.5 Построение графика приведённого момента. 9
  
• 1.6 Построение графика суммарной работы . 11
  
• 1.7 Построение графиков приведенных моментов инерции . 11
  
• II группы звеньев. 11
  
• 1.8 Построение графика угловой скорости .12
  
• 1.9 Построение графика времени движения механизма. 14
  
• 1.10 Построение графика углового ускорения динамической модели. 14
  
• Из уравнения движения в дифференциальной форме: 14
  
• 2. Силовой расчёт механизма. 15
  
• 2.1. Исходные данные для силового расчёта. 15
  
• 2.2.Построение схемы механизма. 15
  
• 2.3. Определение скоростей точек механизма. 16
  
• 2.4.Определение ускорений точек механизма. 17
  
• 2.5.Определение главных векторов и главных моментов сил инерции. 18
  
• 2.6. Силовой расчёт. 19
  
• 3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЗУБЧАТОЙ ПЕРЕДАЧИ И ПЛАНЕТАРНОГО МЕХАНИЗМА. 22
  
• 3.1. Геометрический расчёт зацепления. 22
  
• 3.2. Построение схемы станочного зацепления для шестерни. 23
  
• 3.4. Построение схемы зацепления колес зубчатой передачи. 24
  
• 3.4.Проектирование планетарного редуктора. 25
  
• 4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ КУЛАЧКОВОГО МЕХАНИЗМА. 28
  
• 4.1. Исходные данные. 28
  
• 4.2. Построение кинематических диаграмм методом графического интегрирования. 28
  
• 4.3. Определение основных размеров кулачкового механизма. 29
  
• 4.4. Построение профиля кулачка. 30
  
• 4.5. Построение графика изменения угла давления. 30
  
• Список литературы.. 32

Техническое задание

Буровая установка состоит из бурового станка 1, сообщающего вращательное движение буровому инструменту, грузоподъёмного устройства 5, осуществляющего подъём и опускание бурового инструмента и труб в скважине, коробки передач 3, соединённой с дизельным двигателем 2 муфтой сцепления 4.
Дизельный двигатель представляет 12-цилиндровую вертикальную двухтактную машину с равномерным чередованием работы цилиндров, основным механизмом которой является кривошипно-ползунный. Цикл работы двухтактного двигателя внутреннего сгорания соответствует одному обороту его коленчатого вала 21. Характер изменения давления в цилиндре двигателя представлен индикаторной диаграммой, данные для построения которой приведены в таблице 109-2.
Очистка цилиндра двигателя от продуктов сгорания осуществляется через клапаны 24, открывающиеся посредством кулачкового механизма. Кулачковый распределительный вал 25 кинематически связан с коленчатым валом 21 зубчатой передачей, не показанной на рисунке. Кулачковый вал вращается с угловой скоростью, равной угловой скорости коленчатого вала, и перемещение клапана строго связано по фазам с положением поршня. Закон изменения аналога ускорения поступательно двигающегося толкателя клапана 24 показан на рисунке 109г.
Буровой инструмент поднимается из скважины по колонне бурильных труб 6 тросом 7, наматываемым на барабан лебёдки 5. Трубы, а их в колонне не один десяток, в процессе подъёма и спуска инструмента разъединяются и соединяются неоднократно. По этой причине спуско-подъёмные операции в бурении по затратам времени занимают первое место. С целью снижения затрат времени на подъём инструмента согласовывают характеристики двигателя и нагрузку на лебёдку выбором оптимального передаточного отношения. В качестве критерия при выборе оптимального передаточного отношения используют угловое ускорение барабана лебёдкиили продолжительность цикла подъёма секции труб. Кинематическая схема коробки передач и планетарного механизма лебедки показана на рисунке 109д. Барабан лебёдки 5 соединён с зубчатым колесом 8 планетарного механизма, зубчатое колесо 11 которого в режиме подъёма остановлено тормозом 12. В режиме спуска тормоз 12 отпускается, и скорость спуска регулируется тормозом 13. Передаточное отношение коробки передач меняется перемещением блока зубчатых колёс 14,16, 18, установленных на шлицевом валу 20. Зубчатые колёса 14, 16, 18 вводятся в зацепление с зубчатыми колёсами 15, 17, 19, закреплёнными на валу 26, соединённом с водилом 27 планетарного механизма.
Требуется определить закон движения барабана лебёдки в процессе подъёма при разгоне двигателя с нулевыми начальными условиями при расчётном оптимальном передаточном отношении . Исходные данные для проектирования приведены в таблице 109-1.

Исходные данные

Таблица 1 Таблица 2

Чертежи

Лист 1 - Определение закона движения

Лист 2 - Силовой расчет

Лист 3 - Проектирование зубчатой передачи

Лист 4 - Проектирование кулачкового механизма