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半自动
管接头
液动旋紧机
设计
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半自动管接头液动旋紧机设计（三）,半自动,管接头,液动旋紧机,设计
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本科毕业论文(设计)开题报告论文题目：半自动管接头液动旋紧机设计（三） 学院专 业 、班级学生姓名指导教师（职称 毕业论文（设计）开题报告要求开题报告既是规范本科生毕业论文工作的重要环节，又是完成高质量毕业论文（设计）的有效保证。为了使这项工作规范化和制度化，特制定本要求。一、选题依据1. 论文（设计）题目及研究领域；2. 论文（设计）工作的理论意义和应用价值；3. 目前研究的概况和发展趋势。二、论文（设计）研究的内容1.重点解决的问题；2. 拟开展研究的几个主要方面（论文写作大纲或设计思路）；3. 本论文（设计）预期取得的成果。三、论文（设计）工作安排1. 拟采用的主要研究方法（技术路线或设计参数）；2. 论文（设计）进度计划。四、文献查阅及文献综述学生应根据所在学院及指导教师的要求阅读一定量的文献资料，并在此基础上通过分析、研究、综合，形成文献综述。必要时应在调研、实验或实习的基础上递交相关的报告。综述或报告作为开题报告的一部分附在后面，要求思路清晰，文理通顺， 较全面地反映出本课题的研究背景或前期工作基础。五、其他要求1. 开题报告应在毕业论文（设计）工作开始后的前四周内完成；2. 开题报告必须经学院教学指导委员会审查通过；3. 开题报告不合格或没有做开题报告的学生，须重做或补做合格后，方能继续论文（设计）工作，否则不允许参加答辩；4. 开题报告通过后，原则上不允许更换论文题目或指导教师；5. 开题报告的内容，要求打印并装订成册（部分专业可根据需要手写在统一纸张上，但封面需按统一格式打印）。一、选题依据1. 论文（设计）题目半自动管接头液动旋紧机设计（三）2. 研究领域机械结构设计、 液压系统设计、电控设计、旋紧机上料装置3. 论文（设计）工作的理论意义和应用价值 随着社会不断发展，我国各行各业都得到了迅速的发展，其中石油行业发展十分迅猛。因而我国各类石油用管材消耗量巨大，提高国产石油用管的品质和质量十分重要。整筒式抽油泵取代衬套式抽油泵是抽油泵方面的重要进步之一，整筒式抽油泵明显提高了泵的容积效率，延长其使用寿命，并节约了 40%左右的钢材。整筒式抽油泵专用结构管件是石油工业中的专用设备，泵筒是其最重要的部件。泵筒使用的螺纹连接，通过旋紧机旋紧泵筒。因旋紧过程需要各机构传动平稳，且要求一定的承载能力和调速能力，故而液压传动系统更为适合旋紧机的工作。采用 PLC 作为控制系统，提高装配可靠性和生产效率，节约成本。故本研究具有一定的应用价值及研究必要性。4目前研究的概况和发展趋势目前，机械采油是我国开采石油的主要方式，并且在今后相当长的一段时间内都要依靠机械采油去开采油田。由于整筒式抽油泵基础部件泵筒相对加工难度较大，因而各个国家当前各油田整筒式抽油泵使用率还是比较低的。其用管要求严格、细长孔加工难度打、对于内壁的硬化处理和硬化精加工问题使得整筒式抽油泵的发展十分缓慢。 随着石油开采量的增加，筒式抽油泵的效率高，因此其需用量会逐渐增加，一只高质量的泵筒用管是其制造的关键。整筒式抽油泵是多节衬套泵筒，利用螺纹旋紧的方式使其连接起来达到需要的长度，可使其加工更加便捷，并且提高了尺寸规格的准确。半自动管接头液动旋紧机是旋紧各节泵筒的专用机械，通过固定两端，一端旋转一端推进，使其螺纹配合达到旋紧的效果。目前国内石油中大型抽油泵生产企业有较多类似的装置，其发展日趋自动化、高效化，在保证加工质量的前提下，提高旋紧机的加工效率可大大提升生产数量，节约更多成本。 二、论文（设计）研究的内容1. 重点解决的问题 1.半自动管接头液动旋紧机总体方案设计 2.半自动管接头液动旋紧机自动上料装置设计 3.半自动管接头液动旋紧机自动上料装置液压系统设计 4.半自动管接头液动旋紧机自动上料装置控制系统设计 5.半自动管接头液动旋紧机自动上料装置主要零件设计与计算 2. 拟开展研究的几个主要方面（论文写作大纲或设计思路） 1.搜集查阅相关资料，了解筒式抽油泵泵筒的螺纹旋紧机构特点，确定上料方案。 2.设计旋紧机的总体方案，其中包括旋扣装置、加紧与送进装置、上料装置及 其液压系统与控制系统的设计。 3.设计旋紧机的上料装置，其主要零件的设计与分析计算。 4.设计液压系统。进行工况分析、确定液压系统主要参数，拟定液压系统原理 图、计算并选择液压元件，编写过程与结果。 5.通过 PLC 编程设计旋紧机的控制系统 3. 本论文（设计）预期取得的成果通过设计要求以及相关资料的查阅，完成半自动管接头液动旋紧机的上料装置设计、液压系统和控制系统的设计，完成二维图（A0）的绘制，编写设计说明书以及 PLC 编程程序（5-7 页）。该设计内容涉及编程计算、机构运动与分析、机械结构设计、液压系统设计、电控设计等。在开展该题目设计过程中，可加强自己对所学知识的掌握，锻炼自己分析问题的能力和创新意识，达到培养自己综合运用所学基础及专业知识解决生产实际问题能力的目的。 三、论文（设计）工作安排1.拟采用的主要研究方法（技术路线或设计参数） 自动上料装置采用重力滚落方式，泵筒长度为 400cm -600cm，泵筒外径为 8cm -11cm，泵筒重量为 200kg-300kg，每个泵筒上料时间10s；采用液压机械相结合方式实现自动上料；主要零部件（支架、拨杆、料仓等）安装、调整、拆卸方便。 2.论文（设计）进度计划第 1 周：查阅相关文献，收集资料，了解设计内容； 第 2 周：翻译外文文献，完成相关工作； 第 3 周：分析归纳文献，撰写文献综述，确定研究方法，撰写开题报告； 第 4 周：整理开题报告、文献综述，开题报告答辩； 第 5 周：半自动接头液动旋紧机构总体方案设计； 第 6 周：开展上料装置设计的工作; 第 7 周：整理已开展的工作，中期检查； 第 8 周：进行上料机构设计； 第 9 周：开展旋紧机构合成的工作； 第 10 周：完善总机构设计； 第 11 周：进行关键部件的分析，校核其强度； 第 12 周：系统整合，进行总装配； 第 13 周：生成、完善 2D 和 3D 图纸； 第 14 周：修改完善设计说明书； 第 15 周：完善毕业设计各项内容，做好答辩 PPT，提交论文，准备答辩。 四、需要阅读的参考文献1 张鹏飞,朱永庆,张青锋,宋志刚,王玉,梁春平,宋涛.石油钻机自动化、智能化技术研究和发展建议J. 石油机械. 2015(10) 2 杨立东,陆洋,徐晓波,蔡冰.自动化管具处理系统的研究与应用J. 石油机械 . 2015(10) 3 刘平全,崔学政,董磊. 钻井平台的钻杆排放方式及其自动化操作系统J. 中国海洋平台. 2010(01) 4 于兴军,宋志刚,魏培静,张润松,曹振兴,李庆福,樊勇利.国内石油钻机自动化技术现状与建议J. 石油机械. 2014(11) 5 寇红涛,崔建春,刘海伟,宋瑞. 液压动力钻杆排放猫道设计与应用J. 石油机械. 2008(09) 6濮良贵、陈国定、吴立言.机械设计M.（第九版）.高等教育出版社.2013. 7 杨双业,于兴军,黄悦华,梁卫斌,张鹏飞,宋涛,罗磊. 管柱自动化处理系统在钻机改造升级中的应用J. 机械工程师. 2016(11) 8 Jiaqi Jin,Xianrong Wang,Le Yu,Hongfei Chen. Stress analysis of gear pairs in main drive gearbox of compulsory lifting systemA. Proceedings of 2015 3rd International Conference on Manufacturing Engineering and Technology for Manufacturing Growth(METMG 2015)C. 2015 9刘延俊等.液压与气压传动M.（第 3 版）.机械工业出版社.2015.3. 10陈刚.车床液压系统PLC 控制系统设计J.流体传动与控制.2010 年03 期：17. 11曹建军、张建、李洋、胡明、王红美.基于 PLC 的液压机控制系统设计J.科技创新与应用.2013 年第 14 期：11. 12王振臣、齐占庆.机床电气控制技术M.（第 5 版）.机械工业出版社.2015.6. 13 Xiude Wu Department of Mechanical Engineering Yangtze University Jingzhou,Hubei,China Hongwei Xu Qinghai Drilling Engineering Company CNPC Xibu Drilling Engineering Company Limited Dunhuang,Gansu,China. Modeling and Co-Simulation of Braking Subsystem for Workover Rig Hoisting SystemA. Proceedings of 2011 World Congress on Engineering and Technology(CET 2011) VOL06C. 2011 14 R.L.Avila Rondn,R.Prez Rodrguez,A.Cordovs Garca,R.P.Avila Alfaro,Z.Mendoza N?ez,J.M.Sea?ez De Villa,E.Estvez Parra,Y.Rodrguez Ramrez. Tolerances Modeling in Assemblies:an Approach Based on GraphsA. Proceedings of 2014 2nd International Conference on Manufacturing Engineering and Technology for Manufacturing Growth(METMG 2014)C. 2014 15 iajia Chen,Qingming Wang,Jiachen Ju. Inertia mobile mechanism research based on ADAMSA. Proceedings of 2015 4th International Conference on Mechatronics,Materials,Chemistry and Computer Engineering (ICMMCCE 2015)C. 2015 文献综述 对于采油技术和装备的发展，国外向超大载荷、长冲程、低冲次；自动化、智能化；高效节能；高适应性；无游梁长冲程、大型化的方向发展。游梁式抽油机经过多年的发展，产品的系列化、标准化和通用化程度日益提高；各种节能机型得到了普遍推广；抽油机自动化控制系统也被广泛使用；多种型式的无游梁长冲程抽油机的发展已日趋完善。对于国内，发展方向则是提高了抽油机的适应性，在国内研究开发了各种类型的抽油机。为了适应各种油藏条件，如含砂、含气、含蜡、稠油、及低渗透油田采油的需要，研制与应用了液压抽油机、长冲程无游梁抽油机、螺杆泵采油系统等； 为了适应斜井、丛式井采油的需要，研制与应用了斜井、丛式井抽油机；为了适应高含水油井采用大泵提液时不停机进行环空测试的需要，研制与应用了长冲程抽油机； 为了解决常规抽油机耗电量大的问题，研制与应用了多种新型节能抽油机，提高了抽油效率，降低了采油成本。并且研制应用了整筒管式泵，引进了美国 LTV 公司整筒泵生产线。稠油泵、防砂泵、环形阀防砂泵、动筒式防砂泵基本形成系列，防气泵、分抽泵、深抽过桥泵、串联泵、长冲程泵也有很大发展。因此，整筒式抽油泵具有很好的发展趋势。 抽油泵筒在采油发展中经过了三个阶段:整体泵筒(即普通钢管,仅粗加工)衬套泵筒(衬套内孔和端面通过冷加工达到高精度、低粗糙度,以保证与金属柱塞的微间隙配合)、整筒泵筒。整筒式抽油泵发展十分缓慢，整筒式泵筒用管发展缓慢的原因在于:整筒式泵筒用管要求严格,必须保证泵筒内孔光洁平直、尺寸规格准确、壁厚均匀, 这些正是管材生产制造工艺上的薄弱环节。虽然管材冷轧可使直线度好,壁厚不均改善,但内孔粗糙度和精度不甚理想。冷拔则相反,直线度与壁厚均匀牲极不理想。这类泵筒内孔加工基本上是细长孔加工,难度大,尤其内径小于 50mm 且长度在 5m 以上加工难度更大。美国在拔制管材基础上以研磨代替检孔切削,基本解决了泵筒深孔加工问题。为满足壁厚均匀要求,泵筒需作内壁硬化处理,故需要特深的热处理炉,而常规热处理与化学表面处理都会使工件变形。泵筒内壁硬化的精加工问题。因此更好的制造泵筒是研制筒式抽油泵的关键。 上料机构在离线布置的管坯剪断机、钢管无损探伤等设备中是不可缺少的辅助设备之一, 它是根据主机对送料的要求来完成上料功能的。常用的较简单的单根上料机构主要是由拨叉、转轴、摇臂、气缸、挡铁等零、部件组成。气缸动作带动摇臂使轴及拨叉转动, 坯料在拨叉的拨动下沿挡铁上移滚落至挡铁另一侧的台架上, 再继续滚至运输棍道上, 气缸及拨叉等恢复原位, 完成一次上料动作。该种型式的上料机构多用于管坯及管材的单根上料。主要缺点是由于管坯的运动轨迹使较重的坯料落至台架及运输辊道上时冲击力较大, 影响运输辊的使用寿命; 而较长较轻的管材落至台架及运输辊道上时回弹力较大, 不能保证平稳上料。为了解决较重管坯上料时冲击力大等问题, 我们设计了一套新式的管坯上料机构,其中的关键件之一形似手掌, 故称其为掌式上料机构。在该机构中, 掌式拨叉集拨料、挡料两种功能于一身, 使上料时管坯的运动轨迹由原来的沿台架、挡铁、台架滚动的弧线型改为现在的仅沿台架滚动的直线型。这样不仅大大提高了上料机构工作时的平稳、可靠性能, 同时降低了对运输辊道结构的设计要求, 降低了工作噪音, 改善了工作环境。掌式上料机构的设计与生产应用对同行业及其它行业在类似的工作条件及要求下的机构设计与选择具有一定的参考价值。结构简单, 上料平稳, 机构动作灵活可靠, 尤其适用于较大管径的管材或较重圆坯的单根上料。缺点是掌式上料机构对管坯或管材的直径变化范围有一定的要求。由于掌式拨叉的结构特点决定了一套上料机构只能适用于一定直径范围内的管坯或管材的单根上料, 但这并不影响其使用价值。因为在轧钢工艺设备中, 辅机与
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