潛油離心泵試驗臺夾緊裝置的設(shè)計畢業(yè)論文

東北石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）摘要本論文闡述了潛油離心泵試驗臺夾緊裝置的設(shè)計過程，展示了部分總裝圖、零部件圖繪制的結(jié)果。設(shè)計主要用于潛油離心泵性能檢測的實驗設(shè)備，實現(xiàn)對潛油離心泵的固定和支撐的作用。主要包括試驗臺總體方案設(shè)計、夾緊裝置及可調(diào)支撐的結(jié)構(gòu)設(shè)計及相關(guān)的設(shè)計計算。保證試驗臺上的潛油離心泵不移動、不變形、不震動、安全、省力和方便。其中，主要介紹了V型塊夾緊裝置、螺旋傳動機(jī)構(gòu)的選擇和部分相關(guān)的計算，以及夾緊裝置的各部分零件在整體中起到的作用?？烧{(diào)支撐在夾緊裝置裝夾前來支撐泵體，起到調(diào)節(jié)泵體位置和高度，便于裝夾和拆卸的作用?？烧{(diào)支撐中v型滾子的選用、螺旋高度調(diào)節(jié)裝置的使用和高度調(diào)節(jié)的計算。關(guān)鍵詞：機(jī)械；夾緊裝置；V型塊；可調(diào)支撐

AbstractThearticleexpoundstheprocessofoil-submersiblecentrifugalpumptestbenchclampdevicedesign,showstheresultswhichispartofassemblydrawings,partsmapping.Thedesignismainlyusedforthetestequipmentofoil-submersiblecentrifugalpumpperformance.,realizationofoil-submersiblecentrifugalpumpfixedandasupportingrole.Mainlyincludestheschemeoftestbench,aclampingdeviceandanadjustablesupportingstructuredesignandrelateddesigncalculation.Assurancetestofoil-submersiblecentrifugalpumpdoesnotmove,deform,vibrate,safety,laborsavingandconvenient.ThisarticlemainlyintroducestheVtypeclampingdevice,thechoiceofscrewdrivemechanismandpartialcorrelationswerecomputed,andeachpartoftheclampingdeviceintheoverallplayarole.Adjustablesupportintheclampingdevice,isusedtosupportaworkpiecebeforeclamping,toadjusttheworkpiecepositionandheight,isconvenientforclampinganddisassemblingtherole.AdjustablesupportintheVtyperollerselection,helicalheightadjustmentdeviceuseandheightadjustmentcalculation.Keywords：Machinery；Fixture；Vtypeblock；AdjustablesupportPAGEI目錄TOC\o"1-2"\h\u10905第1章概述 157051.1國內(nèi)外采油概況 176471.2潛油離心泵采油系統(tǒng)概述 2168011.3潛油離心泵采油技術(shù)的結(jié)構(gòu)與工作原理 460131.4設(shè)計潛油離心泵試驗臺夾緊裝置的目的 516496第2章總體方案設(shè)計 6154102.1試驗臺總體技術(shù)參數(shù) 6170422.2試驗臺總體方案及系統(tǒng)組成 727183第3章夾緊裝置的設(shè)計 1230883.1夾緊裝置的總體的設(shè)計要求 12167583.2夾緊裝置設(shè)計 12247283.3夾緊裝置傳動機(jī)構(gòu)的選擇 14214783.4夾緊裝置中主要零件的功能 1671173.5相關(guān)計算和強(qiáng)度校核 2025295第4章可調(diào)支撐的設(shè)計 28258784.1可調(diào)支撐的設(shè)計要求 28322644.2可調(diào)支撐的方案 2889094.3主要零件的功能 29145584.4高度調(diào)節(jié)裝置 3112285結(jié)論 332902參考文獻(xiàn) 3412570致謝 35PAGE36第1章概述1.1國內(nèi)外采油概況在全球范圍內(nèi)，從地層中開采石油的方法可以分為兩大類:一類是利用地層本身的擠壓能量來舉升原油，稱自噴采油法;另一類是由于地層本身的擠壓能量不足，必須人為地給地層中的石油補(bǔ)充能量，才能將原油舉升到地而，稱為人工舉升采油法。由于人工舉升采油法一般是利用機(jī)械裝置實現(xiàn)補(bǔ)充能量的，因此也稱機(jī)械采油法。在機(jī)械采油法中，凡是利用抽油桿柱上下往復(fù)運(yùn)動進(jìn)行能源傳遞的抽油設(shè)備統(tǒng)稱有桿抽油設(shè)備，否則稱無桿抽油設(shè)備，而利用抽油桿柱旋轉(zhuǎn)運(yùn)動進(jìn)行能量傳遞的井下螺桿抽油泵裝置，雖然也有抽油桿，但人們習(xí)慣上并不把它列入有桿抽油設(shè)備。國內(nèi)外應(yīng)用比較廣泛的人工升舉方法有潛油離心泵、潛油螺桿泵、有桿泵、水力活塞泵及氣舉。潛油離心泵具有排量揚(yáng)程范圍大、生產(chǎn)壓差大、適應(yīng)性強(qiáng)、地面工藝流程簡單、機(jī)組工作壽命長、管理方便、經(jīng)濟(jì)效益顯著等特點。隨著油田開采時間的延長和含水率的不斷上升，利用潛油離心泵來保持或提高油井產(chǎn)量已成為一種發(fā)展趨勢。近年來，國內(nèi)外潛油電機(jī)驅(qū)動采油技術(shù)發(fā)展很快，電潛泵采油在井下機(jī)組設(shè)計制造、油井選擇、機(jī)組選型成套、工況監(jiān)測診斷及保護(hù)、分層開采和測試等配套工藝方面日臻完善。隨著潛油離心泵在世界范圍使用的數(shù)量不斷增加，國內(nèi)外油田在電泵采油工藝技術(shù)方面做了大量工作，因此在潛油離心泵廣泛應(yīng)用的同時，其應(yīng)用水平也在不斷提高，并積累了大量豐富的經(jīng)驗。據(jù)統(tǒng)計，目前先進(jìn)的國外油田在一些主要電泵的應(yīng)用指標(biāo)已達(dá)到[3]：電泵系統(tǒng)效率42%，適用最高井溫180℃，電泵最大掛泵深度4500m，平均運(yùn)行壽命600～800天。潛油離心泵發(fā)展概況：1923年，白俄羅斯人AS奧托納夫在世界上首先提出潛泣電泵的新概念，并在洛杉機(jī)制造出美國第一臺潛油離心泵。1930年，奧托納夫在美國創(chuàng)建了雷達(dá)公司。50～70年代，美國相繼出現(xiàn)了三家主要生產(chǎn)潛油離心泵的制造商。它們是森垂列夫特公司、ODI公司、科貝公司。1940年，蘇聯(lián)國家石油機(jī)械設(shè)計院深水電機(jī)局石油工業(yè)組研制了蘇聯(lián)第一臺潛油離心泵。開始廣泛應(yīng)用于油由。1953年，中國石油部曾在玉門油田對潛油離心泵進(jìn)行研究和試驗。1970年，天津市電機(jī)總廠與大慶油田聯(lián)合，成功地開發(fā)塞中國鑫行設(shè)計和制造的第一臺潛抽電泵并于1978年開始正式投產(chǎn)。天津市電機(jī)總廠正式獲國家批準(zhǔn)，引進(jìn)美雷達(dá)公司的潛油離心泵制造技術(shù)，極大地促進(jìn)了中國電潛泵制造技術(shù)和生產(chǎn)的發(fā)展。1989年，隨著國內(nèi)石油工業(yè)和采油技術(shù)的不斷發(fā)展以及引進(jìn)技術(shù)在國內(nèi)的擴(kuò)散，相繼出現(xiàn)了大慶、勝利、虎溪等一批電泵制造廠，形成了中國的潛油離心泵制造行業(yè)。隨著我國石油工業(yè)的發(fā)展和油田采油開發(fā)的需要，為了提高油田采油速度和最終采收率，應(yīng)用機(jī)械采油方法是整個油田開發(fā)過程的一個十分重要的步驟。潛油離心泵作為一種比較常用的機(jī)械采油設(shè)備，由于它自身的特點，近十幾年來在國內(nèi)外得到了十分廣泛的應(yīng)用[1]。尤其是它特別適用于海上平臺采油。選用潛油離心泵大排量強(qiáng)采是油田長期穩(wěn)定生產(chǎn)的重要手段[2]。同時，隨著潛油離心泵應(yīng)用的日益廣泛，石油工業(yè)對潛油離心泵無論在數(shù)量上，還是在性能和質(zhì)量上，都提出了越來越高的要求。此外，由于電泵適用范圍的擴(kuò)大，油田對潛油離心泵提出了更特殊的要求，面對這些問題，國內(nèi)外電泵制造廠針對自己的產(chǎn)品進(jìn)行了不斷的改進(jìn)，并已成功地開發(fā)出一系列新產(chǎn)品和新技術(shù)[4]。1.2潛油離心泵采油系統(tǒng)概述[5]1.2.1潛油離心泵概述我國自1981年引進(jìn)潛油離心泵技術(shù)以來至今已有近20年的歷史，近20年來，潛油離心泵作為重要的機(jī)械采油設(shè)備在油田得到了廣泛應(yīng)用。據(jù)統(tǒng)計資料表明，目前我國已有潛油離心泵進(jìn)近3700口（截止1996年底），僅大慶油田就有近1700口，占機(jī)械采油井總數(shù)的10%，產(chǎn)液量占總產(chǎn)液量的30%，成為油田為高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)的重要手段之一。目前，我國有許多油田已經(jīng)進(jìn)入中、后期開采階段，需要進(jìn)行注水強(qiáng)采。電潛泵是一種較好的注水強(qiáng)采抽油設(shè)備，所以應(yīng)用前景相當(dāng)可觀。此外，電潛泵除可用于陸地采油之外，還可用于海洋油田、沙漠油田、極地油田進(jìn)行采油，具有同樣好的使用效果和經(jīng)濟(jì)效益。因此，可以認(rèn)為，今后電潛泵具有較好的技術(shù)發(fā)展前景。從我國采油工藝技術(shù)發(fā)展要求、經(jīng)濟(jì)效益分析及市場預(yù)測結(jié)果可知，電潛泵具有較好的適應(yīng)性、先進(jìn)性和經(jīng)濟(jì)性，是一種較好的有發(fā)展前途的采油設(shè)備。為此，要大力發(fā)展我國電潛泵，不斷擴(kuò)大使用范圍，使我國采油經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)一步提高，成本進(jìn)一步降低。潛油離心泵已發(fā)展為不再以單一的設(shè)備存在，而是以一整套系統(tǒng)存在，成為油田為高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)的重要手段之一。潛油電機(jī)組主要由三部分組成：井下部分、地面部分和聯(lián)系井下、地面的中間部分。井下部分是電泵的主要機(jī)組，它由多級離心泵、保護(hù)器和潛油電動機(jī)三部分組成，起抽油的主要作用，地面部分由自動控制臺、自耦變壓器及輔助設(shè)備組成，中間部分由特殊結(jié)構(gòu)的電纜和油管組成。潛油離心泵系統(tǒng)的作用是實現(xiàn)高揚(yáng)程、大排量的流體舉升。由于電潛泵采油具有排量大，使用經(jīng)濟(jì)等特點，近些年來許多國外專家都致力于研究和提高電潛泵的適應(yīng)性、可靠性、先進(jìn)性與經(jīng)濟(jì)性，先后出現(xiàn)了許多新技術(shù)和新成果，并在采油實踐中取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。實踐證實：潛油離心泵對強(qiáng)水淹井、高產(chǎn)井、中深井、深井、方向井以及多砂、多蠟井，都能有效地工作;潛油離心泵的地面設(shè)備簡單、維護(hù)方便，易于實現(xiàn)自動化，和其他類型抽油設(shè)備相比，潛油離心泵在油井中的使用壽命是最長的。潛油離心泵的特點：1）級數(shù)多、揚(yáng)程高、流量?。?)排量范圍大；3)沉沒在液體介質(zhì)中運(yùn)行；4)100%自吸性；5)可以根據(jù)產(chǎn)液變化要求進(jìn)行變頻調(diào)速；6)變頻調(diào)速地面設(shè)別占用面積和空間小，適用于海上平臺；7)使用價值高，使用壽命長，便于管理。1.2.2潛油離心泵的優(yōu)點和缺點優(yōu)點：1)大排量采液是這種采油方法的主要優(yōu)點。但是，目前潛油離心泵也經(jīng)常應(yīng)用于產(chǎn)液量比較低的油井。2)這種泵能夠把油井中位于上部水層的水轉(zhuǎn)注到下部的注水層中。3)操作簡單，管理方便，在市區(qū)應(yīng)用有得于美化環(huán)境、減少噪音。4)能夠較好地運(yùn)用于斜井、水平井以及海上采油。5)容易處理腐蝕和結(jié)蠟。6)容易安裝井下壓力及溫度等測試裝置，并通過電纜將測試信號傳遞到地面，進(jìn)行測量讀數(shù)。7)為適應(yīng)油井產(chǎn)量遞減或發(fā)生變化，可采用變頻裝置調(diào)節(jié)電源頻率來實現(xiàn)，但投入費用較高。8)免修期較長，油井生產(chǎn)時效相對比較高。缺點：1）潛油離心泵下入深度受電機(jī)額定功率的限制，套管尺寸和井底高溫時潛油離心泵的下入深度受到限制。大型高功率設(shè)備沒有足夠的環(huán)形突然空間冷卻電機(jī)，會縮短電機(jī)的使用壽命。2）由于多級大功率潛油功率比較昂貴，使得初期投資比較高，特別是電纜的費用較高。如果需要搞腐蝕或耐高溫，則費用會更高。3）由于整套裝置都安裝在井下，一旦出現(xiàn)故障，需要起出全部管柱進(jìn)行修理，導(dǎo)致作業(yè)費用增加和停產(chǎn)時間過長。4）井下高溫容易使電纜出現(xiàn)故障，高溫、腐蝕和磨損可能造成電機(jī)損害。高氣油比會使升舉故障降低，而且會因氣鎖使泵發(fā)生故障。5）動力源僅適應(yīng)采用電源。1.3潛油離心泵采油技術(shù)的結(jié)構(gòu)與工作原理1.3.1潛油離心泵采油技術(shù)的主要結(jié)構(gòu)潛油電機(jī)組主要由三部分組成：井下部分、地面部分和聯(lián)系井下、地面的中間部分。井下部分是電泵的主要機(jī)組，它由多級離心泵、保護(hù)器和潛油電動機(jī)三部分組成，起抽油的主要作用，地面部分由自動控制臺、自耦變壓器及輔助設(shè)備組成，中間部分由特殊結(jié)構(gòu)的電纜和油管組成。電潛泵采油系統(tǒng)組成示意圖，見圖1-1。圖1-1電潛泵采油系統(tǒng)組成示意圖1-配電盤；2-變壓器；3-控制柜；4-接線盒；5-采油樹；6-潛油電纜；7-測壓閥/泄油閥；8-大扁護(hù)罩；9-單流閥；10-泵出口；11-小扁護(hù)罩；12-潛油泵；13-氣體分離器；14-保護(hù)器；15-潛油電機(jī)；16-PHD；17-扶正器；1.3.2潛油離心泵采油技術(shù)的工作原理[6][7]潛油離心泵是由多級葉輪、導(dǎo)輪串接起來的，當(dāng)潛油電機(jī)帶動泵軸上的葉輪高速旋轉(zhuǎn)時，處于葉輪內(nèi)的液體在離心力的作用下，從葉輪中心沿葉片之間的流道甩向葉輪的四周，由于液體受到葉片的作用，其壓力和速度同時增加。在導(dǎo)輪的進(jìn)一步作用下速度能又轉(zhuǎn)變成壓能，同時流向下一個葉輪人口。如此逐次地通過多級葉輪、導(dǎo)輪的作用，流體壓能逐次增高，大于泵出口管路阻力時液體由出口流出。電潛泵的主要性能參數(shù)為:額定排量Q、額定揚(yáng)程(壓頭)H,額定軸功率尸、額定效率，、額定轉(zhuǎn)速n等。電潛泵的額定排量和效率取決于泵型，額定揚(yáng)程取決于泵型和級數(shù)，額定軸功率由額定排量和揚(yáng)程確定，額定轉(zhuǎn)速取決于電機(jī)結(jié)構(gòu)。潛油離心泵一般用于井溫在150℃以下、井底靜壓力<35MPa、泵吸入口井液粘度<7mm2/s、井液流速>0.3m/s、泵吸入口氣液比<0.3、含砂量<500g/m3、井斜度<150的油井，超出以上范圍，必須進(jìn)行重新設(shè)計和校正。1.4設(shè)計潛油離心泵試驗臺夾緊裝置的目的1.在潛油離心泵進(jìn)行試驗時，夾持潛油離心泵的泵體。固定加工潛油離心泵，保證其穩(wěn)定，降低震動。2.在安裝潛油離心泵的時候，可以保證潛油離心泵的迅速、方便、安全地安裝泵體的裝置。3.夾緊裝置還應(yīng)該具有夾持不同型號的潛油離心泵（在設(shè)定范圍內(nèi)）的能力。4.夾緊裝置的操作要方便、安全。能保證夾緊裝置一定的使用壽命和較低的夾緊裝置制造成本。

第2章總體方案設(shè)計2.1試驗臺總體技術(shù)參數(shù)潛油離心泵試驗臺是用于潛油離心泵性能檢測的實驗設(shè)備，實現(xiàn)對潛油離心泵揚(yáng)程、流量、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速、泵效等性能參數(shù)的測試。在此條件下，完成試驗臺總體方案設(shè)計、測控系統(tǒng)方案設(shè)計、電氣控制系統(tǒng)設(shè)計、實驗參數(shù)檢測系統(tǒng)設(shè)計及相關(guān)的設(shè)計計算。本試驗臺可以檢測的潛油離心泵的主要技術(shù)參數(shù)如下:驅(qū)動功率：37kW最大扭矩：200Nm最高轉(zhuǎn)速：3000r/min泵的最大揚(yáng)程：1500m實驗過程需要實驗臺體、流程系統(tǒng)、測控系統(tǒng)等協(xié)同完成。相關(guān)的檢測參數(shù)及技術(shù)指標(biāo)見表2-1。表2-1主要參數(shù)及技術(shù)指標(biāo)檢測參數(shù)量程精度備注泵的出口壓力0～10MPa0.5—泵的流量50～300m3/d0.5電磁流量計介質(zhì)溫度室溫～50℃0.5熱電阻轉(zhuǎn)子扭矩0～200Nm0.25—轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速1000～3000r/min0.5—本實驗系統(tǒng)采用98系列潛油離心泵作為試驗用泵，可安裝的泵型號及相關(guān)參數(shù)見表2-2。表2-2用于實驗的的潛油離心泵型號及參數(shù)泵型號（98系列）轉(zhuǎn)速r/min2900轉(zhuǎn)速r/min1500單級揚(yáng)程m泵效%排量m3/dQ10100507.1556Q20150756.658Q303001505.2055潛油離心泵采用交流變頻調(diào)速電機(jī)驅(qū)動，相關(guān)泵型及轉(zhuǎn)速下的相關(guān)數(shù)據(jù)見表2-3。表2-3泵的相關(guān)參數(shù)泵型號轉(zhuǎn)速r/min排量揚(yáng)程m壓力MPa計算電機(jī)m3/dL/min功率kW扭矩Nm功率kW扭矩NmQ1015005034.71000105.7836.807.549.6300010069.410001011.5636.801549Q2015007552.11000108.6855.261172.73000150104.210001017.3755.2918.560Q301500150104.210001017.37110.5218.5120.23000300208.310001034.72110.52371202.2試驗臺總體方案及系統(tǒng)組成本實驗系統(tǒng)主要包括試驗臺、測控系統(tǒng)、液壓部分。實驗臺體的組成如圖2-1所示。主要包括驅(qū)動電機(jī)（以下簡稱主電機(jī)）、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器、動密封裝置、夾緊裝置、底座、潛油離心泵（以下簡稱電潛泵）、輔助裝置等。圖2-1實驗臺體組成2.2.1實驗臺主電機(jī)采用交流變頻調(diào)速電機(jī)，根據(jù)表2-3的計算數(shù)據(jù)，主電機(jī)參數(shù)見表2-4。表2-4電機(jī)參數(shù)型號額定功率額定轉(zhuǎn)速額定電流額定轉(zhuǎn)矩MDSP200L-237kW2950r/min68A120Nm主電機(jī)通過變頻器進(jìn)行變頻調(diào)速控制，實現(xiàn)電潛泵轉(zhuǎn)速的無級可調(diào)，調(diào)速控制過程采用控制臺手動控制、計算機(jī)自動控制兩種控制方案。轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器實現(xiàn)電潛泵工作轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速的檢測，額定扭矩200Nm，額定轉(zhuǎn)速3000r/min。轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器安裝在固定支座上，再通過支座的輸入、輸出軸與主電機(jī)和動密封裝置的輸入軸連接，以保證傳動軸的對中性、運(yùn)轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性要求。連接軸部件用于連接傳感器與傳動抽的傳動裝置。在試驗臺運(yùn)轉(zhuǎn)中，連接軸部件除起到連接作用外，更重要的作用是保護(hù)傳感器。泵在運(yùn)轉(zhuǎn)時傳動軸會產(chǎn)生擾動，而傳感器是精密儀器，不能承受非旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動，連接軸能夠起到非常重要的保護(hù)作用動密封裝置是實現(xiàn)前端傳動軸與電潛泵轉(zhuǎn)子連接的裝置，其輸入軸與轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器連接，輸入軸與泵入口轉(zhuǎn)子連接，內(nèi)部采用機(jī)械密封結(jié)構(gòu)。密封壓力0.6MPa，轉(zhuǎn)速3000r/min。由于機(jī)械密封屬于易損件，因此動密封裝置在結(jié)構(gòu)上要易于拆裝，便于維修、更換零部件。底座用于安裝電機(jī)、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器、動密封裝置、夾緊裝置等。結(jié)構(gòu)尺寸：前半部分為平臺式結(jié)構(gòu)用于安裝動力部分裝置，后半部分為下凹式槽型結(jié)構(gòu)，保證實驗介質(zhì)的存儲，在儲液槽中要設(shè)有介質(zhì)（水）集收泵，用于將儲液槽中的介質(zhì)回收到流程系統(tǒng)水箱。支座用于將各部件穩(wěn)定連接于底座的裝置。支座與部件用螺栓連接，與底座焊接連接。調(diào)整墊為安裝在支座與部件之間的10mm厚20#鋼板，用于對各部件的中心高進(jìn)行微調(diào)；當(dāng)部件安裝位置不合適時，對調(diào)調(diào)整墊局部或整體打磨調(diào)整使部件處于正確位置。2.2.2夾緊裝置夾緊裝置的作用是實現(xiàn)電潛泵的安裝、夾緊，可實現(xiàn)不同型號電潛泵的夾持。因此應(yīng)采用中心高固定、夾持泵徑可變的機(jī)構(gòu)。為便于電潛泵的安裝，在夾緊裝置上要設(shè)有可調(diào)支撐。夾緊力要保證其實現(xiàn)不小于200N·m扭矩，以保證實驗過程中電潛泵的夾持牢固。夾持機(jī)構(gòu)采用手動夾緊。夾緊裝置預(yù)計總體圖如圖2-2。夾緊裝置主要為了實現(xiàn)下面的內(nèi)容：1.在潛油離心電泵進(jìn)行試驗時，夾持潛油離心泵的泵體。固定加工潛油離心泵，使之占有正確的位置并保證其穩(wěn)定，降低震動。2.在安裝潛油離心泵的時候，可以保證潛油離心泵的迅速、方便、安全地安裝泵體的裝置。3.夾緊裝置還應(yīng)該具有夾持不同型號的潛油離心泵（在設(shè)定范圍內(nèi)）的能力。4.夾緊裝置的操作要方便、安全。按不同的加工方法。能保證夾緊裝置一定的使用壽命和較低的夾緊裝置制造成本。圖2-2總體的結(jié)構(gòu)圖夾緊裝置的主要組成：1）夾緊件：夾緊件為以潛油離心泵相接觸最直接的件，其實主要起到固定潛油離心泵的機(jī)構(gòu)。2）操作件：該夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計為手動操作，通過手輪旋轉(zhuǎn)來驅(qū)動使V型塊運(yùn)動到預(yù)設(shè)的位置。3）傳動機(jī)構(gòu)：傳動機(jī)構(gòu)的主要作用為，通過手動件的驅(qū)動，將運(yùn)動和力傳遞給夾緊件，在夾緊后還可以保持其穩(wěn)定。4）定位：該夾緊裝置通過定位件，將其固定在底座上。并且要求其高度和潛油離心泵中心高相匹配。在夾緊裝置中包含一個可調(diào)支撐其總體的圖如2-3所示，其主要的作用是主要作用為，在夾緊裝置夾持潛油離心泵前，將潛油離心泵支撐起，其目的是方便潛油離心泵的裝夾?？烧{(diào)支撐主要為了實現(xiàn)下面的內(nèi)容：具有一定的高度調(diào)節(jié)能力，保證達(dá)到夾持不同型號潛油泵所需要的高度；在潛油離心泵的泵體的軸向方向可以轉(zhuǎn)動；在其支撐潛油離心泵達(dá)到預(yù)定高度后，要求自身具有自鎖功能。保證其在正確的為位置保持穩(wěn)定。圖2-3可調(diào)支撐的總體圖2.2.3流程系統(tǒng)流程系統(tǒng)主要為輔助裝置，主要包括：電潛泵出、入口連接組件，高、低壓軟管組件。由于實驗的電潛泵型號不同，同時為保護(hù)泵體連接螺紋，其出、入口不可直接與設(shè)備相連接，需通過連接組件和高、低壓軟管組件與動密封裝置和流程系統(tǒng)相連接。實驗臺流程圖，見圖2-4。圖2-4實驗臺控制流程

2.2.4試驗臺測控系統(tǒng)傳統(tǒng)的人工測量系統(tǒng)進(jìn)行泵的測試時，測量的一個單項數(shù)據(jù)，一般需要多個測量人員參與，測試周期長，測量效率低，而且人工讀數(shù)（采集數(shù)據(jù)）及原始測量數(shù)據(jù)處理也容易帶來隨機(jī)測量誤差、過失誤差和計算誤差，從而使油泵的測試精度大大降低。與此相反，本實驗臺采取的以微機(jī)控制系統(tǒng)為核心的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)的實時處理裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)以較少的測試人員、較短的測試周期并能避免測試過程中因人為因素造成的測試誤差。以計算機(jī)輔助測試的潛油離心泵試驗臺，能夠?qū)撚碗x心泵實驗臺的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行基本特性測試及綜合性能的分析和研究。本實驗臺的測控系統(tǒng)主要包括控制臺、動力控制柜、終端計算機(jī)、測控軟件等。其中的計算機(jī)控制測試系統(tǒng)由計算機(jī)、數(shù)據(jù)采集卡、接口板、傳感器、電磁閥和數(shù)顯儀表等組成。測控系統(tǒng)主要實現(xiàn)實驗過程的動力驅(qū)動控制、實驗過程中泵的揚(yáng)程調(diào)節(jié)、試驗參數(shù)的設(shè)定、實驗數(shù)據(jù)的監(jiān)測、計算機(jī)數(shù)據(jù)采集及處理等功能。

第3章夾緊裝置的設(shè)計3.1夾緊裝置的總體的設(shè)計要求（1）在潛油離心電泵進(jìn)行試驗時，夾持潛油離心泵的泵體。固定潛油離心泵，并保證其穩(wěn)定，降低震動。（2）在安裝潛油離心泵的時候，可以保證潛油離心泵的迅速、方便、安全地安裝泵體的裝置。（3）夾緊裝置還應(yīng)該具有夾持不同型號的潛油離心泵（在設(shè)定范圍內(nèi)的能力，其調(diào)9節(jié)的范圍應(yīng)該保證夾持98-130mm直徑范圍內(nèi)的不同直徑的泵體。（4）夾緊裝置的操作要方便、安全。（5）能保證夾緊裝置一定的使用壽命和較低的夾緊裝置制造成本。夾緊裝置元件的材料選用將直接影響夾緊裝置的使用壽命。（6）要適當(dāng)提高夾緊裝置元件的通用化和標(biāo)準(zhǔn)程度。選用標(biāo)準(zhǔn)化元件，從而降低夾緊裝置成本。（7）必須具有良好的結(jié)構(gòu)工藝性，以便夾緊裝置的制造、使用和維修。以上要求有時是互相矛盾的，故應(yīng)在全面考慮的基礎(chǔ)上，處理好主要矛盾，使之達(dá)到較好的效果。3.2夾緊裝置設(shè)計3.2.1確定夾緊裝置的類型[3][7][8][15]要達(dá)到夾持泵體的目的，由于泵體是圓柱形，則對泵體以外圓柱面固定有如下兩種方法：（1）圓孔套：圓孔套由兩個相對稱的少半圓組成，兩者之間通過兩個螺栓連接起來，并且通過調(diào)節(jié)螺栓來夾持不同大小的潛油離心泵泵體。如下圖3-1所示。（2）V型塊：有兩個V型塊一同組成，是廣泛應(yīng)用于定位和夾持工件，具有裝卸方便，對中性好，在生產(chǎn)中應(yīng)用比較常見，切結(jié)構(gòu)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化。V型塊與泵體接觸長度相對較長的稱為長V型塊可以限制四個自由度；V型塊與泵體的接觸長度相對較短，稱為短V形塊，限制兩個自由度。如下圖3-2所示。圖3-1圓孔套圖3-2V型塊在本次潛油離心泵試驗臺夾緊裝置設(shè)計中選擇V型塊，來對離心泵泵體進(jìn)行夾持和夾緊。V型塊具有更好的對中性，并且更加穩(wěn)定和堅固；與圓柱套相比較，V型塊能保證穩(wěn)定不震動。并且V型塊已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，便于安裝與拆卸。V型塊通過傳動裝置在水平方向驅(qū)動v型塊運(yùn)動，保證通過v型塊四個面與潛油離心泵的泵體的相連接，限制兩個方向的自由度，由于v型塊較長還可以限制兩個方向上的選擇自由度。由于v型塊具有良好地對中性，在夾持潛油離心泵泵體后可以保證泵體的中心線和預(yù)設(shè)的水平中心線的位置一致。3.2.2夾緊裝置的總體結(jié)構(gòu)該夾緊裝置是手動操作，在手輪的帶動下沿，在傳動機(jī)構(gòu)傳遞運(yùn)動和力使V型塊沿著導(dǎo)向桿運(yùn)動，其中兩個V型塊沿導(dǎo)向桿同步相向運(yùn)動，在到達(dá)預(yù)設(shè)的位置夾緊潛油離心泵的泵體。并且要求在V型塊夾緊離心泵后要求傳動機(jī)構(gòu)具有自鎖功能，試驗臺進(jìn)行試驗時，潛油離心泵的位置保持穩(wěn)定。通過V型塊的四個面來緊固泵體和限制其自由度。在拆卸潛油離心泵的時候，通過手輪反向旋轉(zhuǎn)，通過傳動機(jī)構(gòu)傳遞力和運(yùn)動，使夾具的V型塊四個面與潛油離心泵分開，并達(dá)到一定的位置保證潛油離心泵的順利取出。圖3-3總體圖3.3夾緊裝置傳動機(jī)構(gòu)的選擇[9][11]螺旋傳動，利用螺桿和螺母的嚙合來傳遞動力和運(yùn)動的機(jī)械傳動。主要用于將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動，將轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換成推力。按工作特點，螺旋傳動用的螺旋分為傳力螺旋、傳導(dǎo)螺旋和調(diào)整螺旋。（1）傳力螺旋:以傳遞動力為主,它用較小的轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生較大的軸向推力,一般為間歇工作,工作速度不高，而且通常要求自鎖，例如螺旋壓力機(jī)和螺旋千斤頂上的螺旋。（2）傳導(dǎo)螺旋：以傳遞運(yùn)動為主，常要求具有高的運(yùn)動精度，一般在較長時間內(nèi)連續(xù)工作，工作速度也較高，如機(jī)床的進(jìn)給螺旋（絲杠）。（3）調(diào)整螺旋：用于調(diào)整并固定零件或部件之間的相對位置，一般不經(jīng)常轉(zhuǎn)動，要求自鎖，有時也要求很高精度，如機(jī)器和精密儀表微調(diào)機(jī)構(gòu)的螺旋。按螺紋間摩擦性質(zhì)，螺旋傳動可分為滑動螺旋傳動和滾動螺旋傳動。滑動螺旋傳動又可分為普通滑動螺旋傳動和靜壓螺旋傳動。螺旋機(jī)構(gòu)的主要的結(jié)構(gòu)特點如下：（1）結(jié)構(gòu)簡單加工方便成本低廉；（2）當(dāng)了螺紋升角低于摩擦角有自鎖；（3）傳動平穩(wěn)；（4）摩擦主力大，效率低，健在0.-0.7之間，自鎖是低于0.5常在0.3-0.4之間；（5）螺紋之間有側(cè)向間隙，反向時有空行程，定位精度及軸向剛度較差；（6）磨損塊；（7）低速及微調(diào)時有可能出現(xiàn)爬行；其廣泛應(yīng)用于金屬切削機(jī)床的進(jìn)給和分度機(jī)構(gòu)的傳導(dǎo)螺旋，摩擦壓力機(jī)及千斤頂?shù)膫髁β菪?，在工作中泵體產(chǎn)生相應(yīng)的力或扭矩是不發(fā)生松或脫落的現(xiàn)象。由于本次設(shè)計的夾緊裝置需要在一個直線上，兩個V型塊相對運(yùn)動（同時相向運(yùn)動或相背運(yùn)動），并且還要保證一定的相對運(yùn)動精度。將某一個方向上的力或扭矩傳遞轉(zhuǎn)換成為推力。又因為該夾緊裝置應(yīng)用在一個實驗臺上，運(yùn)動速度非常慢，在夾持泵體后要求其本身具有自鎖功能。如以上幾點原因，我選擇螺旋傳動作為兩個V型塊作為傳動機(jī)構(gòu)。圖3-4梯形螺結(jié)構(gòu)圖具體選用的為螺旋傳動中梯形螺紋，滑動傳動。螺桿和螺母材料均采用45鋼。選擇梯形螺紋的尺寸為公稱直徑為36mm，螺距P為6mm。3.4夾緊裝置中主要零件的功能1)左側(cè)支撐

圖3-5左側(cè)支撐左側(cè)支撐由兩個支撐導(dǎo)向桿的孔和一個用于支撐絲杠的孔，其主要用于固定導(dǎo)向桿的位置。通過固定導(dǎo)向桿的位置來確定夾緊裝置的整體長度。通過兩個M20的螺栓與底座相連接。2)右側(cè)支撐圖3-6右側(cè)支撐右側(cè)支撐件是與左側(cè)支撐件相配合使用的，左右兩端的光孔用螺栓與底座相連接，其和左側(cè)支撐件一起決定了夾緊裝置的整體長度。但右側(cè)支撐件和左側(cè)支撐件有存在區(qū)別，右側(cè)支撐件也起到支撐兩個導(dǎo)向桿的作用，但其不支撐絲杠。在右側(cè)支撐多六個螺紋孔，用于和軸向定位套相連接。3)軸向定位套圖3-7軸向定位套軸向定位套通過其肩上的六個光孔，用螺釘固定在右側(cè)支撐件，其主要作用是通過中間的圓孔和絲杠的一端接觸，起到扶正絲杠的作用下端面和絲杠的軸肩相接觸，在軸向方向來固定絲杠，在軸向定位套和右側(cè)支撐件之間增加一個墊片。由于在加工或裝配的過程中會出現(xiàn)誤差，所以通過墊片厚度的調(diào)節(jié)進(jìn)而調(diào)節(jié)絲杠周詳?shù)奈恢谩?)絲杠圖3-8絲杠絲杠和螺母相配為本夾緊裝置的傳動機(jī)構(gòu)，其兩端工作螺紋長度為190。中間存在一個長12mm、直徑29mm的退刀槽，其主要作用為方便螺紋的加工和間隔兩側(cè)螺紋的旋轉(zhuǎn)方向。左側(cè)為左旋螺紋，右側(cè)為右旋螺紋，在手輪驅(qū)動絲攻旋轉(zhuǎn)順時針旋轉(zhuǎn)時候，絲杠上的兩個V型塊同步相向運(yùn)動。左側(cè)的鍵槽是用來和手輪相連接，第一個軸肩是用來定位手輪在絲杠上的軸向位置。左側(cè)第二個軸肩和左側(cè)支撐件相配合，來定位絲杠在夾緊裝置整體中的軸向位置。而右側(cè)軸肩和軸向定位套相接觸，在右側(cè)固定絲杠的位置。右側(cè)出現(xiàn)一個長度為20mm、直徑25mm的軸頭，是用來和軸向地位套的內(nèi)孔相連接，起到扶正絲杠和保證絲杠的同軸度。5）墊板墊板是和左右支撐件相互搭配使用的其結(jié)構(gòu)簡單，其長300mm、寬38mm、厚10mm，在與支撐件左右光孔相對應(yīng)的位置有兩個直徑21mm的光孔。在用螺栓將左右兩側(cè)支撐和底座連接時，把墊板放在兩者之間，用來調(diào)節(jié)左右兩側(cè)支撐件保持在正確的位置。還可以通過墊板的厚度的改變，來改變夾緊裝置的總體的高度。6）套1和套2圖3-9套套1和套2是導(dǎo)向桿、絲杠和左右支撐件連接時，將套置于兩者之間。套1和套2形狀結(jié)構(gòu)一致，只是尺寸上存在差異，套1是用于連接導(dǎo)向桿和左、右支撐件，套左側(cè)平面用于和導(dǎo)向桿的軸肩相連接，套1的凸臺和圖3-5和圖3-6中左右兩側(cè)帶圓臺的孔相互配合。套1的長度為37mm，而孔深為38mm。套1比孔短1mm的目的是為了防止當(dāng)導(dǎo)向桿通過螺母緊固在作用支撐件上時，防止由于加工精度使螺母不能喝兩側(cè)的支撐件接觸，導(dǎo)致螺母、套1和導(dǎo)向桿固定成為一體，使螺母失去作用。三者成為的一體會發(fā)生整體的竄動。7)導(dǎo)向桿圖3-10導(dǎo)向桿導(dǎo)向桿左右兩端有兩個相同的長45mm、M30的螺柱，其通過螺母和左、右支撐件相連接，限制導(dǎo)向桿在軸向的自由度。在螺母和左、右支撐件之間需要增加一個彈簧墊片和一個平墊片，彈簧墊圈裝置在螺母下面用來防止螺母松動，而平墊片的作用是防止彈簧墊片不能和左右支撐件不能接觸，還可以增加受力面積體高連接的可靠性。兩端的兩個圓柱凸臺長35mm、直徑34mm，是用于和套1相連接，限制導(dǎo)向桿徑向的自由度。中間圓柱表面粗糙度要求較高，其用來為V型塊導(dǎo)向的作用，其長度為392mm，是V型塊在軸向上可以運(yùn)動的范圍。8)螺母如下圖所示螺母在凸臺上有六個直徑為11mm光孔，從固定螺母所需要的強(qiáng)度角度來講，只需要四個螺母即可。但該傳動機(jī)構(gòu)為螺旋傳動，在加工螺柱和安裝時不能保證其安裝后，兩個V型塊的位置能非常準(zhǔn)確的到達(dá)預(yù)定的位置。在出現(xiàn)該問題后，我們就可以利用六個光孔相對應(yīng)的螺釘來調(diào)整位置。沒每相鄰的兩個孔互換就可以調(diào)整一個60°。多次調(diào)整螺母、螺柱可以使V型塊達(dá)到預(yù)定的位置。圖3-11螺母9）V型塊如圖3-12所示，V型塊左右各有兩個孔，使用來與導(dǎo)向桿相連接，是保證V型塊在進(jìn)行試驗時軸向運(yùn)動時沿直線運(yùn)動。同時兩個孔還可以保證V型塊在夾持潛油離心泵時，不發(fā)生左右搖擺和晃動。在導(dǎo)向桿和V型塊的孔連接處，增加一個導(dǎo)向孔套，其作用有兩個，其一為V型塊在導(dǎo)向桿上滑動，由于摩擦的原因會使導(dǎo)向桿和V型塊兩者都會產(chǎn)生一定磨損。其二V型塊和導(dǎo)向桿的材料都為鋼，兩者相互摩擦較大，而且破壞程度也會增加。因此在兩者間增加一個銅的的導(dǎo)向桿套，即可以降低兩者的摩擦，使V型塊在導(dǎo)向桿上運(yùn)動的更加輕松。還可提高導(dǎo)向桿和V型塊的使用壽命。中間的孔處安裝螺母，在V型塊上的六個螺紋孔是用于固定螺紋孔。這里值得注意的事項，在設(shè)計螺紋孔的分布時，應(yīng)考慮扳手空間。如果最下面的螺釘在圓的最低點。通過繪制solidworks三維圖時發(fā)現(xiàn)，螺釘無法安裝。螺母和V型塊中間空相配合時，螺母的圓臺高度比孔深大2mm。這么做的主要目的是在安裝螺釘時防止螺釘和V型塊相接觸，使螺母和螺釘沒有完全接觸，造成螺釘緊固的作用失效。圖3-12V型塊在V型塊的上半部分的兩個面?zhèn)€有四個M8的螺紋孔，是用來安裝鉗牙。由于有螺紋孔的兩個面與潛油離心泵的泵體直接接觸，并且泵體還存在扭矩，會對V型塊用于固定泵體的表面產(chǎn)生損害，為了提高V型塊的使用壽命，在其表面上安裝鉗牙。安裝鉗牙后，既可以降低對V型塊的摩擦破壞，還可提高夾持泵體力的大小。3.5相關(guān)計算和強(qiáng)度校核3.5.1夾緊力的計算[9][12]已知該夾緊裝置所夾持的潛油離心泵泵體所能產(chǎn)生最大的扭矩為200N·m。對夾緊裝置進(jìn)行受力分析。潛油離心泵泵體產(chǎn)生的扭矩為T=200N·m。由于夾緊裝置夾持潛油離心泵泵體，對潛油離心泵有壓力F，且每個面所承受的壓力F均相同（即大小相同，方向不一致）。潛油離心泵泵體的圓柱面與夾緊裝置接觸會產(chǎn)生摩擦，摩擦力所產(chǎn)生扭矩的和與潛油離心泵泵體所產(chǎn)生的扭矩相抵消，達(dá)到平衡。即F·f·s·R=200N·m4F=4Nf=（3-1）并考慮安全系數(shù)可得；圖3-13V型塊的受力分析圖（3-2）W=K（3-3）圖3-14力的分解公式中aV型塊的夾角，f--摩擦系數(shù)，取值見下表3-1。取表面光滑f=0.1S為安全系數(shù)，安全系數(shù)取s=2；=T·s=2×200N·m=400N·m表3-1摩擦系數(shù)取值表定位支撐表面狀況f值光滑表面0.1-0.2表面具有溝槽，溝槽方向與切削方向一致0.3表面具有溝槽，溝槽方向與切削方向垂直0.4表面具有交錯溝槽0.6-0.7共有四個點與潛油離心泵泵體相接觸，則n·F·R=（3-4）n=4∵R的值在49-65mm之間F=100/R∵F=N·fN=(3-5)F=(3-6)把R=49和R=65代入得N=15384.6N當(dāng)夾角a=90度時；夾緊裝置說受的力如圖3-14力的分析可知：W=·N計算得，90度夾角的V塊受力為28856.912N。3.5.2軸向運(yùn)動距離計算在實際夾持的時候，應(yīng)該由兩個相同的V型塊來夾持中間的泵體，而本文為了方便計算，將兩個泵體移動到V型塊附近。在夾持不同潛油離心泵時，中心線在水平方向上所需移動的距離為O1O2，并且已知泵直徑的變化在98-130mm之間這dmax=130mm，dmin=98mmO1O2=O1C-O2C（3-7）圖3-15位置分析圖其中O1C=（3-8）O2C=（3-9）則O1O2=（3-10）∵d=130d2=98代入3-9、3-10和3-11得Δd1=32，O1O2=在夾持不同大小潛油離心泵泵體，中心線在水平位置上課調(diào)的距離為16即22.624mm。在夾持不同大小的潛油離心泵的泵體，V型塊移動距離也不相同，夾持最小的泵體時，兩個V型塊的距離最近，相距18mm，避開了絲杠中間12mm的退刀槽，在夾持最小泵體時V型塊不會出現(xiàn)卡住的問題。夾持最大直徑泵體時V型塊之間的距離為65.2mm不存咋任何出錯的可能。在拆卸允許范圍內(nèi)最大直徑的泵體時，V型塊需向外移動33mm,V型塊自身的寬度為80mm，還包括夾持時兩個V型塊的距離62.5mm。三者之和為175.5mm小于V型塊單側(cè)可移動最大距離190mm。拆卸最小直徑的泵體時V型塊需要向外移動40mm、V型塊自身的寬度為80mm、夾緊時兩個V型塊之間的距離為180mm，三則之和為138mm。說明設(shè)計可行。3.5.3螺旋傳動機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度校核[11]表3-2滑動螺旋副材料的許用應(yīng)力螺旋副材料許用應(yīng)力/MPa[σ][σb][τ]螺桿鋼——螺母青銅—40～6030～40鑄鐵—45～5540鋼—（1.0～1.2）[σ]0.6[σ]螺母螺紋牙的強(qiáng)度計算螺紋牙多發(fā)生加剪切和擠壓破壞螺紋牙危險截面的剪切強(qiáng)度條件為（3-11）螺紋牙危險截面彎曲強(qiáng)度條件為（3-12）式中：b——螺紋牙根部的厚度，mm，b=0.65Pl——彎曲力臂，mm，；[τ]——螺母材料的許用切應(yīng)力，MPa，見表3-2；[σb]——螺母材料的許用彎曲應(yīng)力，MPa，見表3-2；u——為螺紋的工作圈數(shù)，；計算得：b=0.65×6=3.9mm；l=3÷2=1.5mm[τ]=0.6×500=300MPa；[σb]=（1.0～1.2）×500=500MPa則τ=4.8<[τ]σ=11.13<[σb]3.5.4螺栓直徑的計算該螺栓為通過支撐件和底座連接的四個螺栓。在扭矩T的作用下，螺栓組連接承受一下各力和傾覆力矩的作用：傾覆力矩M=T=200N·m（3-13）所以在垂直方向上螺栓組的受力大小為Fh=200000N·mm÷115mm=1739.1圖3-16螺栓分布1）在垂直方向上Fh的作用下，螺栓組中每個螺栓的所受的工作拉力Fa=Fh÷4=1739.1÷4=434.8N2）在傾覆力矩M的作用上面兩個螺栓受到加載的作用，故左側(cè)螺栓受力較大，而下面兩個螺栓受到減載的作用，故右側(cè)螺栓受力較校，所受載荷按載荷式確定（3-14）Fmax=434.75N故上面的螺栓所受的軸向工作載荷為：F=Fa+Fmax=434.8+434.75=869.55N3）在橫向力Fv的作用下，下面的兩側(cè)支撐與底座連接結(jié)合面易發(fā)生滑移，根據(jù)不發(fā)生滑移的條件（3-15）有下表查得結(jié)合面間的摩擦系數(shù)

表3-4來接結(jié)合面的摩擦系數(shù)被連接件結(jié)合面的表面狀態(tài)摩擦系數(shù)鋼或鑄鐵零件干燥的加工表面0.10～0.16有油的加工表面0.06～0.10鋼結(jié)構(gòu)件軋制表面，鋼絲刷清理浮銹0.30～0.35涂富鋅漆0.35～0.40噴砂處理0.45～0.55鑄鐵對磚料或混凝土干燥表面0.40～0.45選取摩擦系數(shù)f=0.16取則取防滑系數(shù)Ks=1.2，則各螺栓所需要的預(yù)緊力為 （3-16）計算得4）上面每個螺栓所受的總拉力（3-17）5）在這么大的扭矩下，來計算螺栓的直徑，選擇螺栓的材料為低碳鋼，性能等級為3.6的螺栓，由下表查得表3-5常用螺紋連接材料的疲勞極限材料疲勞極限/MPa材料疲勞極限/MPaσ-1σ-1tcσ-1σ-1tc10160～220120～15045250～340190～250Q215170～220120～16040Cr320～440240～34035220～300170～220———查得材料屈服極限σs=240MPa，查得安全系數(shù)S=4故螺栓材料的許用應(yīng)力根據(jù)公式：由于出于裝配和拆卸時候一些實際狀況，選擇M20的螺栓。20遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于3.8所以其強(qiáng)度滿足要求。

第4章可調(diào)支撐的設(shè)計4.1可調(diào)支撐的設(shè)計要求在本實驗臺中支撐件是用來配合夾緊裝置使用的。在夾緊裝置夾持泵體之前，見泵體先置于支撐件上。在通過支撐件的高度調(diào)節(jié)，使泵體達(dá)到一定的高度，再由夾緊裝置對泵體進(jìn)行裝夾。所以對支撐件的要求為：1）支撐件可以支撐起直徑為98-130mm范圍內(nèi)的潛油離心泵泵體；2）支撐件的高度，可調(diào)并且能達(dá)到夾持不同大小泵體所需要高度調(diào)節(jié)的要求；3）支撐件與泵體接觸處可以滾動，方便泵體在支撐件上的位置調(diào)節(jié)和夾緊裝置上泵體的拆卸；4.2可調(diào)支撐的方案圖4-1總體圖通過一個滾輪和潛油離心泵的泵體接觸，滾輪可以沿泵體的軸向方向滾動。滾輪可已通過通過傳動裝置調(diào)節(jié)其在縱向上的的高度，其高度需滿足所需范圍內(nèi)的高度的變化。4.3主要零件的功能為了滿足支撐潛油離心泵的泵體在支撐件上的穩(wěn)定和沿泵體軸向方向上可以滾動，我們選擇了滾輪作為支撐件。如下圖4-2所示圖4-2滾子選用的材料為尼龍6它的熔點較低，而且工藝溫度范圍很寬。它的抗沖擊性比較好。滾輪角度的選擇。與前面V型塊角度選擇相似，該角度的選擇主要是為了在支撐直徑為98mm-130mm范圍內(nèi)不同大小的泵體，都可使泵體與支撐部分有較大的接觸面積。通常的情況下是90°和120°。在相同的情況下120°的滾輪與潛油離心泵泵體的接觸面積更大，120°角的圓錐滾子更加合理。由于滾輪還需沿泵體軸向方向滾動，則其余支撐軸之間須加軸承與之配合。由于在支撐件中主要承受徑向的載荷，軸向載荷可以忽略不計。支撐件雖然具有旋轉(zhuǎn)的性能但很少旋轉(zhuǎn)，即使有旋轉(zhuǎn)時旋轉(zhuǎn)的速度也非常的慢。兩個支點的距離較近切不需要調(diào)心的作用。軸穿過滾子通過軸承是兩者相連接，軸和支撐架相連接。由于軸在本設(shè)計中是不動的，滾子的轉(zhuǎn)動是因為滾子與軸承相連接是滾子可以轉(zhuǎn)動。軸的定位是通過在軸的一端開一個槽如圖4-3所示。在槽處有一個定位片放入槽中，即可以防止軸在軸向方向上竄動也可以防止軸旋轉(zhuǎn)。在支撐架和軸承之間有一點間隙為了防止軸承偏移或錯位，在兩者之間加入一個擋環(huán)，并且擋環(huán)的高度不可高于軸承的滾珠防止干擾軸承的正常轉(zhuǎn)動。軸承鑲?cè)鐫L輪里。滾輪里與軸承接觸的高度也不硬高于滾珠，同樣是防止干擾軸承的正常轉(zhuǎn)動，但也不能太低，低于軸承的下環(huán)，這樣不利于軸承的拆卸。圖4-3軸頭支撐架通過一個M16的螺栓和高度調(diào)節(jié)裝置連接，在螺栓和支撐架中間需增加一個墊片，墊片的作用是防止可調(diào)支撐在支撐泵體的時候，由于受力不均而發(fā)生傾斜。如圖4-4所示。在支撐架的底邊，分別在上、下個存在一個圓臺。設(shè)計這兩個圓臺的主要目的，是為更好的加工中間直徑為17mm的光孔。底面兩側(cè)通過焊接的方式，固定左右兩側(cè)的支撐板，上端兩支撐板相同的孔是用來支撐和滾輪相連接的軸?？缀洼S不存在配合，軸的定位主要靠左側(cè)兩個螺紋孔，如前文中所說的定位片通過螺紋孔固定在支撐架上。圖4-4支撐架4.4高度調(diào)節(jié)裝置撐件由于需要支撐不同型號的潛油離心泵，所以其高度需要進(jìn)行調(diào)整。如下圖所示：圖4-5分析圖在夾持不同大小潛油離心泵泵體時，支撐件處于不同的高度。由于該支撐件只是由于直徑為98-130mm范圍內(nèi)的的潛油離心泵泵體。則支撐件因為泵體大小而上下調(diào)整的最大位移為O1O2S=O1C-O2C=O1O2∵O1C=Rmax=130O2C=Rmin=98∠C=120°則O1O2=18.5mm所以支撐件由于泵體大小的改變而調(diào)整的高度只需20mm，但為了便于安裝和拆卸，該增大可調(diào)節(jié)的范圍。在支撐最大尺寸泵體時，支撐件還可以下降20mm左右，在支撐最小尺寸泵體時，支撐件還可以升高20mm左右。所以支撐件的變化范圍為60mm左右。在正常進(jìn)行試驗時，支撐件支撐泵體達(dá)到預(yù)定的高度，然后再由夾緊裝置夾持泵體，在升值預(yù)定高度后，支撐件的高度應(yīng)保持不變。由此想到，高度調(diào)節(jié)裝置選用螺旋機(jī)構(gòu)，根據(jù)千斤頂?shù)脑砑瓤梢允×?，又有自鎖的原理。上升到一定高度后螺紋自鎖防止支撐件下落。支撐件選用梯形螺紋Tr42螺距為7螺紋長度為為85mm。雖然高度變化的范圍為60mm，但升至最高處仍然需一定長度的螺紋連接，來保證支撐件的穩(wěn)定性。選擇螺紋的長度為85mm。所以該設(shè)計滿足了實際所需要螺紋的長度。高度調(diào)節(jié)裝置如圖4-6所示，在螺紋根處有一長為12mm，直徑為34的退刀槽，起的作用是便于梯形螺紋的加工。然后為一個直徑為14的螺紋通孔，其作用為安裝兩個手柄，來操作支撐件上下運(yùn)動的手柄。為了方便操作，在手柄的零頭加上兩個手柄球。圖4-6高度調(diào)節(jié)裝置

結(jié)論1.該夾緊裝置是潛油離心泵試驗臺上的夾緊裝置，通過對潛油離心泵的工作原理、性能，和對試驗臺的工況分析作出了總體的設(shè)計方案，并且完成了畢業(yè)設(shè)計。2.該夾緊裝置通過V型塊可以滿足夾持不同大小離心泵的泵體，并能保證離心泵泵體的穩(wěn)定。3.設(shè)計完成了對可調(diào)支撐的設(shè)計，其通過螺旋傳動機(jī)構(gòu)來調(diào)節(jié)高度，可以滿足在夾持不同尺寸離心泵時所需要不同高度的支撐。4.通過總裝圖、零件圖的繪制和相關(guān)的計算。避免的設(shè)計上和加工上的一些錯誤和裝配過程中應(yīng)該避免的問題。

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致謝非常感謝韓道權(quán)老師在我大學(xué)的最后學(xué)習(xí)階段——畢業(yè)設(shè)計階段給自己的指導(dǎo)，從最初的定題，到資料收集，到寫作、修改，到論文定稿，給了我耐心的指導(dǎo)和無私的幫助。為了指導(dǎo)我們的畢業(yè)論文，他放棄了很多自己的休息時間，他的這種無私奉獻(xiàn)的敬業(yè)精神令人欽佩，在此我向他表示我誠摯的謝意。同時，感謝所有任課老師和所有同學(xué)在這四年來給自己的指導(dǎo)和幫助，是他們教會了我專業(yè)知識，教會了我如何學(xué)習(xí)，教會了我如何做人。正是由于他們，我才能在各方面取得顯著的進(jìn)步，在此向他們表示我由衷的謝意，并祝所有的老師培養(yǎng)出越來越多的優(yōu)秀人才，桃李滿天下！通過這一階段的努力，我的畢業(yè)論文《潛油離心泵試驗臺夾緊裝置設(shè)計》終于完成了，這意味著大學(xué)生活即將結(jié)束。在大學(xué)階段，我在學(xué)習(xí)上和思想上都受益非淺，這除了自身的努力外，與各位老師、同學(xué)和朋友的關(guān)心、支持和鼓勵是分不開的。在本論文的寫作過程中，我的導(dǎo)師韓道權(quán)老師傾注了大量的心血，從選題到開題報告，從寫作提綱，到一遍又一遍地指出每稿中的具體問題，嚴(yán)格把關(guān)，循循善誘，在此我表示衷心感謝。同時我還要感謝在我學(xué)習(xí)期間給我極大關(guān)心和支持的各位老師以及關(guān)心我的同學(xué)和朋友。寫作畢業(yè)論文是一次再系統(tǒng)學(xué)習(xí)的過程，畢業(yè)論文的完成，同樣也意味著新的學(xué)習(xí)生活的開始。祝老師和同學(xué)們工作順利，身體健康?；贑8051F單片機(jī)直流電動機(jī)反饋控制系統(tǒng)的設(shè)計與研究基于單片機(jī)的嵌入式Web服務(wù)器的研究MOTOROLA單片機(jī)MC68HC（8）05PV8/A內(nèi)嵌EEPROM的工藝和制程方法及對良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的研制基于MCS-51系列單片機(jī)的通用控制模塊的研究基于單片機(jī)實現(xiàn)的供暖系統(tǒng)最佳啟停自校正（STR）調(diào)節(jié)器單片機(jī)控制的二級倒立擺系統(tǒng)的研究基于增強(qiáng)型51系列單片機(jī)的TCP/IP協(xié)議棧的實現(xiàn)基于單片機(jī)的蓄電池自動監(jiān)測系統(tǒng)基于32位嵌入式單片機(jī)系統(tǒng)的圖像采集與處理技術(shù)的研究基于單片機(jī)的作物營養(yǎng)診斷專家系統(tǒng)的研究基于單片機(jī)的交流伺服電機(jī)運(yùn)動控制系統(tǒng)研究與開發(fā)基于單片機(jī)的泵管內(nèi)壁硬度測試儀的研制基于單片機(jī)的自動找平控制系統(tǒng)研究基于C8051F040單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基于單片機(jī)的液壓動力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測儀開發(fā)模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機(jī)實現(xiàn)一種基于單片機(jī)的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機(jī)沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究基于CYGNAL單片機(jī)的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機(jī)的噴油泵試驗臺控制器的研制基于單片機(jī)的軟起動器的研究和設(shè)計基于單片機(jī)控制的高速快走絲電火花線切割機(jī)床短循環(huán)走絲方式研究基于單片機(jī)的機(jī)電產(chǎn)品控制系統(tǒng)開發(fā)基于PIC單片機(jī)的智能手機(jī)充電器基于單片機(jī)的實時內(nèi)核設(shè)計及其應(yīng)用研究基于單片機(jī)的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的設(shè)計與研究基于單片機(jī)的煙氣二氧化硫濃度檢測儀的研制基于微型光譜儀的單片機(jī)系統(tǒng)單片機(jī)系統(tǒng)軟件構(gòu)件開發(fā)的技術(shù)研究基于單片機(jī)的液體點滴速度自動檢測儀的研制基于單片機(jī)系統(tǒng)的多功能溫度測量儀的研制基于PIC單片機(jī)的電能采集終端的設(shè)計和應(yīng)用基于單片機(jī)的光纖光柵解調(diào)儀的研制氣壓式線性摩擦焊機(jī)單片機(jī)控制系統(tǒng)的研制基于單片機(jī)的數(shù)字磁通門傳感器基于單片機(jī)的旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的研究基于單片機(jī)的光纖Bragg光柵解調(diào)系統(tǒng)的研究單片機(jī)控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機(jī)的多生理信號檢測儀基于單片機(jī)的電機(jī)運(yùn)動控制系統(tǒng)設(shè)計Pico專用單片機(jī)核的可測性設(shè)計研究基于MCS-51單片機(jī)的熱量計基于雙單片機(jī)的智能遙測微型氣象站MCS-51單片機(jī)構(gòu)建機(jī)器人的實踐研究基于單片機(jī)的輪軌力檢測基于單片機(jī)的GPS定位儀的研究與實現(xiàn)基于單片機(jī)的電液伺服控制系統(tǒng)用于單片機(jī)系統(tǒng)的MMC卡文件系統(tǒng)研制基于單片機(jī)的時控和計數(shù)系統(tǒng)性能優(yōu)化的研究基于單片機(jī)和CPLD的粗光柵位移測量系統(tǒng)研究單片機(jī)控制的后備式方波UPS提升高職學(xué)生單片機(jī)應(yīng)用能力的探究基于單片機(jī)控制的自動低頻減載裝置研究基于單片機(jī)控制的水下焊接電源的研究基于單片機(jī)的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于uPSD3234單片機(jī)的氚表面污染測量儀的研制基于單片機(jī)的紅外測油儀的研究96系列單片機(jī)仿真器研究與設(shè)計基于單片機(jī)的單晶金剛石刀具刃磨設(shè)備的數(shù)控改造基于單片機(jī)的溫度智能控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)基于MSP430單片機(jī)的電梯門機(jī)控制器的研制基于單片機(jī)的氣體測漏儀的研究基于三菱M16C/6N系列單片機(jī)的CAN/USB協(xié)議轉(zhuǎn)換器基于單片機(jī)和DSP的變壓器油色譜在線監(jiān)測技術(shù)研究基于單片機(jī)的膛壁溫度報警系統(tǒng)設(shè)計基于AVR單片機(jī)的低壓無功補(bǔ)償控制器的設(shè)計基于單片機(jī)船舶電力推進(jìn)電機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)基于單片機(jī)網(wǎng)絡(luò)的振動信號的采集系統(tǒng)基于單片機(jī)的大容量數(shù)據(jù)存儲技術(shù)的應(yīng)用研究基于單片機(jī)的疊圖機(jī)研究與教學(xué)方法實踐基于單片機(jī)嵌入式Web服務(wù)器技術(shù)的研究及實現(xiàn)基于AT89S52單片機(jī)的通用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于單片機(jī)的多道脈沖幅度分析儀研究HYPERLI