-PAGE5摘要測井絞車用于測量油井的斜度和深度，結構上采用液壓機械無級變速，操作方便，運轉平穩，提升重量大，本設計使用液壓傳動，排線輪依靠液壓馬達提供動力，設置有計數器等裝置，使用控制系統智能控制絲杠的速度，使絲杠上的滑塊能夠與滾筒保持相同的轉速，而整體結構緊湊，主要設計內容包括卷筒設計，對卷筒的載荷進行有限元的分析，加緊裝置設計、傳動裝置、即鏈輪設計，鏈條的選擇，減速器的選擇等。收線裝置設計，即絲杠帶動的滑塊上的排線輪。還有液壓馬達的選擇和機架設計。關鍵詞：測井；排線；液壓系統；滾筒ABSTRACTLoggingwinchisusedtomeasuretheslopeanddepthoftheoilwell,thestructureoftheuseofhydraulicmachinerysteplessvariablespeed,easytooperate,smoothoperation,largespeedrange,largeliftingweight,measuringdepth,electricalcomponentscanbeusedaccordingtouserrequirementsexplosion-proofornon-explosion-proofdevices,safeandreliable.Winchequippedwithcountercomponents,displaymeasurementdepth,andcaneffectivelyprotectthewellmeasurementequipment,comparedtosimilardomesticproductshavegreatersuperiority,istheidealequipmentforoilfieldlogging,thedesignuseshydraulictransmission,thecablewheelreliesonhydraulicmotortoprovidepower,setwithcountersandotherdevices,theuseofcontrolsystemintelligentcontrol,andtheoverallstructureiscompact,themaindesigncontentincludesdrumdesignTighteningdevicedesign,transmissiondeviceandwirecollectiondevicedesign,hydraulicpump,hydraulicmotorandboxdesign.Ourcompetitionwithsimilarinternationalfamousenterpriseshasgonefromhometoabroad,fromlandtosea,inordertomaketheproductsintheweekgoabroadandgototheworld,wemustdevelopproductswithstrongtestingcapabilities,advancedperformance,hightechnicallevelandtheirowncharacteristicsassoonaspossibletoadapttothemarketandparticipateininternationalmarketcompetition.Keywords：Logging;wiring;hydraulicsystem;drums目錄摘要………………..…….….……………...=1\*ROMANIABSTRACT…………….………………….=2\*ROMANII1前言……….…………….….……………..11.1課題選題背景………….………….………..11.2設計參數…….………….………..11.3國內外測井絞車的應用及發展…….………..………21.3.1國內研究現狀………….………….21.3.2國外研究現狀………….………….22總體設計……..….………….…..….………….32.1滾筒設計…………………..32.1.2纏繞一層連續管時滾筒的受力情況……..………...………………..42.1.3纏繞二層連續管時滾筒的受力情況…………..52.1.4纏繞三層連續管時滾筒的受力情況….………...………………..82.1.5纏繞n層連續管時筒芯的受力計算……..……..102.2傳動設計………….…..….………….112.2.1驅動電機選擇….………….…..….………….132.2.2液壓泵選擇…..….….……………….…..….………….132.2.3液壓馬達選擇………….…..….……132.2.4減速器選擇..…….…………….…..….………….142.2.5鏈傳動設計…….…………….142.3滾筒軸設計.……………162.4鍵連接設計…….…………….……….……….182.5聯軸器選擇以及校核………….……….192.6.軸承選擇以及校核….…….…….…………192.7.絲杠與滾筒轉速比….…….…….…………202.8剎車系統設計….…..……...………….212.9機架設計……….…..………...…………….………….223結論……….………….……..….……...…..….………...25參考文獻…………….…..….…..……………….………….26致謝….……..…….…………...…………….271前言1.1課題選題背景在可靠性、品種多樣性、智能化、自動化等方面，國內的測井設備與國外先進水平存在較大的差異。目前，測井絞車設計模塊化、標準化程度不高，無法滿足不同客戶對不同類型產品的需求；需要不斷提升自動化和智能化水平；測井絞車的一些關鍵零件，都是從國外采購的，國產產品沒有太多的選擇空間。為了滿足國內外的需求，我們必須面對國內和國外的絞車行業的差距。隨著中國入世，我們和國內外知名品牌公司的競爭由內而外、由陸路到海上，要實現“國產”的品牌化，要實現“國產”的“大成”，就需要盡快研制出具有較強測試能力、性能先進、技術水平高、有自己特色的“特色”的新品種。1.2設計參數最大拉力3t，毛細管直徑8mm，壁厚3mm，內孔2mm，長度3km.1.3國內外測井絞車的應用及發展1.3.1國內研究現狀五十年代后期，國內的石油測井設備和其它油田設備相比有了很大的發展?；仡櫰浒l展過程，大致可分為模仿測繪、引進消化、技術引進、設計成熟四個時期[1]。(1)復制蘇聯和羅馬尼亞的制圖時期之前的絞車作為基礎型號。寶雞石油機械廠在一九五四年以解放牌CA10為基礎，研制出DC63-1、DC63-2型電動測量車，這是國內石油鉆探設備的問世。(2)引入和消化期：1979年，石油管理局從美國德萊塞公司引入3600號重型測井絞車技術，實現了我國石油鉆機技術水平的飛躍；中國油氣集團于一九八八年，從寶雞石化集團引入美國韋斯特姆

Atlasa

3700型測井絞車技術，并將其移植到寶雞石化機械公司，那時已是國內最先進的測井設備。該系列產品均為液壓驅動，并具備超負荷防護及無級變速，起重65

kN，轉速在130-8000米/小時之間，轉速穩定，測量系統精確，性能全面，并具備預先設定的水深及對井報警等特點，曾深受客戶的歡迎。(3)技術引入部分20世紀90年代后期，華美油田裝備有限公司依托中美三方的優勢，從國外引入了液壓傳動關鍵零部件和行星減速裝置，并密切聯系了測井工業的實際需求，研制出了我國第一臺無鏈條全液壓測井絞車。由于其使用了世界上最好的

Dynapower水力傳動裝置，經多年的生產和使用，使其結構緊湊，性能優良，安全可靠，可以滿足50

kN以上的測井作業極限起重負荷和180~8000

m/h的需要，在市場上很快就獲得了客戶的喜愛。在我國其它測井儀器制造商中，大部分水力測井絞車都是如此。(4)在設計上達到了成熟的水平，我國的測試絞車廠商在長期的發展中已經有了豐富的設計與制造。尤其是水平井、特殊工藝井、深井、超深井等油井技術的不斷發展，對絞車的要求也越來越高，為改善和滿足生產的需求，我國的測井絞車廠商紛紛研制、研制和研制了功率更大、性能更完善的測井絞車。最具代表性的是寶雞寶石專用汽車有限公司，在過去兩年里，先后完成了奔馳3331/7000米/15

T和國外

MAN/TGA33.430/15

T的全水力深井鉆機。為了使系統功能完善，性能可靠，操作簡便，維修簡單，將系統劃分成液壓絞車系統、液壓發電機系統和液壓排繩系統3大子系統。該設備由RexrothA4VG90雙向可變油泵與RexrothA6VE80的單向可變電機構成，具有最大起重功率65

kN，可在30-8000米/小時之間進行大幅度的無級變速，在500米/小時時，其起動幅度不大于10米/小時。Harrison型水力發電機由獨立的水力控制，其工作原理是：發動機的轉速在1500

rpm/min以內，能提供穩定的工作頻率，其工作頻率的穩定度在3%以下，并且在0。5%以內；油壓排線裝置中的油泵與油缸的油壓泵是同軸式的，它能使油壓裝置的上下運動和左、右運動，實現準確的排線作業；本機由

PQ型電子控制器和調速器組成，使用簡單、精確。現有這類測井機的工作特性與美國韋斯特姆Atla-sa公司5700測井絞盤和

HalliburtonEX-CELL2000測井絞車相比，已接近世界一流水準。1.3.2國外的研究狀況20世紀后，美國，法國，荷蘭等國已經成為世界上主要的油氣勘探設備。近年來，隨著液壓、電控等新技術的不斷發展和運用，這些新技術在油田的測井技術中得到了越來越多的運用，尤其是在測井絞車的研發上取得了突出的成果，其中典型的有：荷蘭Asep公司的7000米液壓式單輪測井卷揚機、美國1

asa公司5700測井絞盤、法國DoweUSchlum-berger公司的7000米測井絞車、美國哈利伯頓公司生產的EXCELL2000測井卷揚機。荷蘭

Asep公司是測井裝備行業的領軍企業，其主要生產廠商Asep，其生產的測井設備已在美國Atlasa、

Halliburton、法國

Schlumberger等多家大型測井公司的壟斷地位，在我國的測井卷揚機領域占有一席之地。荷蘭

Asep公司開發的7000米單輥式無鏈式測井絞車，具有結構獨特、工作穩定、維護簡單等優點。在繼承了其產品的精華之后，對其人性化的、安全性的需求進行了全面的思考。這款儀器從總體構造到操縱技術，充分體現了現代設計中的可靠原理，凡是對儀器運行有重大影響的重要部位，都有兩個備用方案，以確保一旦出現問題，儀器可以在最短的時間里恢復工作，確保測井工作的順利進行。經過10年的持續運行，其穩定的工作表現依然受到了廣大油田客戶的一致贊譽，它是目前國際上最先進的測井設備。

2總體設計本測井絞車的設計主要包括滾筒設計、傳動裝置、即鏈輪的，鏈條的選擇，減速器的選擇等。收線裝置設計。還有液壓馬達的選擇和機架的設計。其大致設計簡圖如圖2.1所示。圖2.1總體設計根據圖2.1，進行以下設計。2.1滾筒設計滾筒的制造為焊接制造。圖2.2卷筒設計圖如圖2.2所示，其中N-圓筒卷繞的連續圓筒層；M-一段連續鋼管在各層間的盤繞次數；F-從卷筒的最外側到管道的最外面；A-圓筒的外徑；B-圓筒寬度；C-圓筒的直徑；d-管道的直徑；L-管道的長度；r-滾筒的半徑。查閱資料得滾筒的底徑半徑r與連續管直徑d有下列關系[2]r=30d(2.d=8mm，得r=240mm，則C=480mm。已知L=3000m，為了達到上述的需求，將纏繞連續的管子的圓筒直徑

圓筒寬度B設置成312*8＝2496mm則連續管需纏繞L÷C÷312＝21層，則滾筒外徑A＝21×8×2+480＝816mm。2.1.2纏繞一層連續管時的受力情況在套筒內僅有一根管子繞上時，僅有其包裹于筒體，而對滾子的軸向作用力P為0。（1）滾筒筒身及連續管的受力變形分析假定所述卷繞的連桿是一個圓環，其周長是L，在張力N的作用下，緊緊地卷繞在2R的圓筒上，因為在張力的影響下，該圓筒受到了徑向的徑向壓力，從而引起筒體的收縮。另外，在牽引力下，連續管子的成形與延伸長度之間的相關性是1。N1=△L1L1×E2×AN1--第一個連續管道所承受的張力，

N；NL-一次管道的延伸長度，

mm；管道的彈性模數，

MPa；A-橫截面的截面積。在一個平坦的表面上擴展了管道和圓柱體，它的變形情況見附圖1.2。我們知道，在卷筒體縮小、連續圓筒延伸后，二者仍然緊緊地纏結在一起時，其變形與圓筒之間的關系式是：L+△L1=2π（R?u1）式中:L1-管道的長度，

mm；L2延伸長度為

mm的一第一個層狀的延伸；R圓筒體的外徑，

mm；L1卷繞一層連續鋼管后，圓筒的直徑位移mm。通過對（2.2）和（2.3）進行分析，得出了一種新型的管的受力的公式。L1=2π×R△L1=2π×R×N1E2A圖2.3滾筒展開圖（2）滾筒筒身受力后的徑向位移分析根據相關公式，計算得徑向位移為u1=a×R×Pr1式中，其中u1一圓筒的徑向移動，

mm；P一圓筒所承受的徑向壓強，

MPa；圓筒體的外部直徑，

mm；r-圓筒體的內部直徑，

mm；u-圓筒體的

Poisson比；2.1.3纏繞二層連續管時筒芯的受力計算（1）滾筒筒身的受力分析圖2.4兩層時滾筒所受力在二次連續管道的卷取下，將一次卷筒與一次卷筒視為一個完整的，通過豎向分力均等的平衡方程，得出二次連續管道的張力

N對一次連續圓筒和圓筒的壓強Pr22=N2(R+d)×d第2個連續管道所承受的張力，

N；NL-2次管道的延伸長度，

mm；管道的彈性模數，

MPa；橫截面的截面積。為方便地導出多層連續鋼管后滾筒和筒體的參數的求取公式，在每個筒體和圓筒的物理量中分別添加一個腳標志。在公式（1至5）中，Pr22左側的“2”表示兩個連續管道的卷曲，而右側“2”表示為二個連續管道，Pr22表示該二個連續管道在該卷取上施加于該第一個連接管道和該圓筒的整個上的壓力。(2)纏繞二層連續管后第一層連續管的變化量在兩個連續圓筒內，在二次連續圓筒的作用下，圓筒的直徑變化率增加，假定圓筒的變形率為

u，而圓筒圓周方向的變形減少的程度為：△L21=2π(u2?u1)假定在第1個連續管子道中，所承受的張力的變化值是ΔN21，在滾子的半徑方向上的變動值是ΔP21，那么按照胡克定理和公式得到：△N21=△L21L1×E△P21=△N（3）纏繞二層連續管后滾筒筒身受到的壓力在兩個連續管道被纏繞上圓筒之后，所承受的壓力Pr2是所述第一個和所述二個所述的所述的壓力總和，即:Pr2=Pr21+P①滾筒板的應力計算因為第2個連續管道在張力N2的影響下，一圈圈地圍繞著第1個連續管道進行螺旋狀的卷曲，在第2個連續管道的擠壓下，所形成的壓力為N2。從附圖3-3可以看出，當第二個連續管道被擠壓到一個第一個連續管道時，與該滾筒隔板相連接的一個連接管道將受到該圓柱體的一個應力，而該中間的一個連續管道在橫向上所受到的應力互相抵消。因此，在二次管道的加壓下，每個第一級的連續管道對擋板的軸向推力Pz2為：Pz2=N22COS30°×sin30°=（4）滾筒筒身和連續管的受力變形分析如果將第二個層的連續管假定為圓環并且具有L2的周長，則通過張力N2緊緊地卷繞在具有2（R+d）的圓筒（這里，將該第一層的連續管道和該圓柱體視為一體）。假定其收縮率為

u，則第二個連續管道在張力N2的影響下對滾筒體施加徑向的壓力，使筒體沿徑向壓縮。同時，由二個連續管道構成的圓環在張力

N的影響下延伸，假設它的長度是NL。從胡克定理可以看出，在連桿管道上受到的張力與其延伸長度之間的聯系是：N2=△L2公式中：N2-由二層連續油管所承受的張力，

N；L2-二層纏繞管的長度，

mm；△L2-二層纏繞管的延伸長度，

mm；E2-管子的彈性模數，

MPa；A-管子截面面積，mm2。從上節的解析可以看出，二段與筒體、一段連接管的整體組合，其形變協調公式如下：L2+△L2=2π(R+d?uN2-二次管子所承受的張力，

N；E2-管子的彈性模數，

MPa；A-截面積，L2-二層纏繞管的長度，

mm；△L2-二次管道的延伸長度，

mm；E2-管道的彈性模數，

MPa；U2-兩個連續油管時的卷筒體本身的變形。通過對（2.11）和（2.12）的分析，得出了一種新型的連續管道的長、延伸率計算公式。有R?遠遠大于u，E,和A的乘積遠遠大于?N,則可得，R-u~R，如式（2.13）所示:L2=2π×（R+d）(5)滾筒筒身受力后的徑向位移分析在兩個連續管道被纏繞之后，從公式（1-8）可以看出，在所述壓力Pr2的情況下，所述圓筒本體受到所述軸向推力Pz2的所述圓筒的所述直徑移動是：U2=a×R×P帶入U1，聯和求解可以得到在卷筒上卷繞兩個連續油管后，所承受的壓力Pr2以及由擋板所承受的壓力Pz2。2.1.4纏繞三層連續管時筒芯的受力計算(1)滾筒筒身的受力分析在連續收容三層連續管的情況下，將圓筒和第一層和第二層連續管道視為一個完整的結構，通過上節的應力計算可以得出：。Pr33公式中Pr33--第三級連續管道對第1級管道的壓強N3--3層的管所承受的張力，

N；R--圓筒體的直徑，

mm。d-

-連續管的直徑；在三層連續管的卷繞后，第一層連續管和兩層連續管的變化率假定第1層連續管道在滾筒上所引起的拉緊量是ΔN31，而在滾筒圓周方向上的壓差是\o""△L31=?2π(u3-u1)假定第1層的連續管件在滾筒上的拉緊值為ΔN31，而在滾子直徑方向上的壓變值是ΔP32，假定第2層的連續管對滾筒的拉伸率的變化值是ΔN32，而在圓筒直徑方向上的壓變值是ΔP32，那么按照胡克定理和公式（2.13）得出：△N31=△L31△P31=△N3△N32=△L32L1×E△P32=△N32三重連續油管纏繞在卷筒體時卷筒的受力從以上的結果可以看出，在三層連續管道被收容后，所承受的壓力Pr2是由第一層、第二層和三層的相繼管道所生成的壓力總和，其結果如下Pr3=Pr31+P滾筒所受的軸向力分析同樣地，因為第3個連續管道通過拉伸力N3被卷繞到第2個相繼管道，因此，第3個連接管道對第2個連續管道的壓力仍然是

N，。從上節的結果可以看出，由于三個連續管道的共同影響，二次管道對圓筒的軸向分力是：Pz33=N3這樣，在三個連續管卷繞在卷筒上時，卷筒擋板所承受的軸向分力是由第2個連續管對擋板形成的軸向分析和由第1個連續管對擋板形成的軸向解析，其結果由以下公式表示：Pz22=3/6×（N2?△N32）=因此，當滾筒筒身上纏繞三層連續管時，滾筒擋板受到的軸向分力為第二層連續管對滾筒擋板產生的軸向分析和第一層連續管對滾筒擋板產生的軸向分析之和，如下式所示:Pz3=Pz33+Pz(5)滾筒筒身和連續管的受力變形分析如果將第3層連續管道卷繞在第一層、第二層連續管道和滾筒上，則可以將卷繞的第3層連續管假定為一個具有

L的圓環，并通過張力

N將其緊緊地卷繞在具有2

(R+2

d）的滾筒體（這時第一層、第二層連續管道和滾筒主體視為一體）。假定圓筒沿半徑的收縮率為

u，則第三個連續圓筒受到張力的影響，使圓筒受到徑向的壓縮。同時，由三個連續管道構成的圓環在張力

N的影響下延伸，將二個管道的延伸長度設定為

NL。從胡克定律可以看出，在三段連續管道上，其張力與其延伸的關系如下：N2=△L3L3×E2×A公式中：N2-由二層連續油管所承受的張力，

N；L2-二層纏繞管的長度，

mm；△L2-二層纏繞管的延伸長度，

mm；E2-管子的彈性模數，

MPa；A-管子的截面面積，mm2。由上節的經驗可以得出，第三層連續管與滾筒本身和第一層、第二層連續管的整體組成的關系式如下:L3+△L3=2π(R+2d?u3)(2.25)將上面幾個式子聯立求解，即可得到第一層連續管的長度和其伸長量的表達式，根據現實的情況及經驗可以知道，R遠遠大于u，E,與A的乘積遠遠大于N,，則可得，R-u~R，如式（2.26）所示:L3=2π×（R+2d）△L3=2π(6)滾筒筒身受力后的徑向位移分析在卷筒體上纏有三個連續的油管之后，從公式（2.26）可以看出，所述圓筒的直徑方向上處于壓力Pr3，并且所述圓筒的軸向推力Pz3的徑向移動是：u3=a×R×Pr3+β×R×Pz3(2.聯立，代入u1,u2即可求出u3的值2.1.5纏繞n層連續管時筒芯的受力計算由以上分析可推導出Prn=N1RNn-連續管道所承受的張力，

N；Un-卷繞

n級連續鋼管后的輥體直徑，

mm。Bn-連續管材的彈性模數，

MPa；R-圓筒體的外部直徑，

mm；管道直徑。在卷繞

n級的連續管時，從上面的解析可知，在卷繞

n

（n或3）的連續管時，卷筒的軸向作用力為：Pzn=36×纏繞n層連續管時滾筒筒身的徑向位移分析un=a×R×Prn+運用matlab求解，得21層時筒身的徑向壓力為0.187MPa,軸向推力為7078N.選用Q345B為鑄造滾筒的材料，其泊松比為0.3，彈性模量為206000MPa，屈服極限強度為345MPa，選滾筒薄壁厚度為10mm帶入30000N的最大拉力，其滾筒屈服強度，應力大小遠遠大于產生的最大強度，經校檢合格。

2.2傳動方式設計在傳動系統的傳動中有有機械傳動，電力傳動，氣壓傳動，液壓傳動。要求絞車在如下環境下能夠正常使用：1.環境溫度為-20℃~+40℃.2.相對濕度不大于95%。3.有雨、雪和沙塵的油氣田現場。電氣傳動不適合該工作環境，而氣壓傳動能負載的載荷較小，根據安全性和穩定性，以及實際工作環境來看，選擇液壓傳動。圖2.5滾筒總傳動采用如上的傳動方式，在減速器與滾筒的動力傳送方式上，因為測井絞車屬于低速重載的設備，所需傳動的功率需求較大，而轉速不高，因此選擇了鏈條驅動，鏈條驅動是采用帶撓性部件的齒輪傳動，因此可以得到精確的齒輪比；與皮帶驅動比較，鏈條驅動具有很低的預緊能力，因此鏈條驅動的傳動軸壓力很低，而傳輸的能量更大，更高效。相對于齒輪，中心距大，生產和裝配的精度要求也不高，成本低廉。2.2.1驅動電機選擇電機功率P電=QMAXV式中，P電電機功率，kw；QMAX?1?2滾筒效率，取0.95；V1滾筒速度。滾筒的轉速不宜過大，滾筒為儲存，放置連續管的設備，轉速過大容易使連續管纏繞不均勻，一般在10-100m/min的范圍內，取V1=0.8m/s。得P=31KW。根據設計手冊，選用YM3-132M2-7型電機，額定功率31kw，轉速1000r/min2.2.2液壓泵選擇從上述工作條件來看，從最大壓制力和工作的類型來看，初始上油泵的工作壓強為25MPa，而在油路上，如果將閥門和管路的壓力損耗計算為1MPa（包括在返回油道上的壓差），那么該油泵的最高工作壓力是：Pp=P1+△P根據以上的公式，得到的P為系統的靜壓，由于在各個工作狀態的過渡過程中，系統的動態壓強通常大于靜壓，而且為了保證泵的使用年限，它的工作壓力一般為泵的標稱壓力P，所以選擇的泵的額定壓力P應該能達到：Pn=Pp/0.8=26/0.8=31.25Mpa液壓泵的最大流量應為:qp≥KL（q）式中qp--液壓泵的最大流量q--同時工作的各部件所需流量的最大值之和，如若此時溢流閥門正在工作，則需要在同一時間運行的各個運行所要求的最大流量總和，還應加上安全閥最小的溢流2~3L/min。KL--為系統泄露系數，一般取1.1~1.3之間，現取KL=1.1.求出qp=78.31MPa液壓傳動系統具有較高的工作壓力、較高的負荷和較高的工作能力和大量的流量。因此，選擇一個可調的軸向柱塞變量泵。軸向柱塞變量泵適合于高負荷和高功率的機器，其特征如下：1.具有大的流量區間。由于如果活塞的直徑和活塞的數量合適，那么流速就會變得更高。2.通過調整活塞的沖程，可以使流速發生變化，使其易于加工為多種可變式。3.活塞式油泵各關鍵部件都受到壓力，充分發揮了物料的高強度，使用壽命和低功耗。但是活塞變流量泵的構造比較繁瑣。對原料和工藝的高精確性和高的處理能力，價格低廉。根據以上算得的qp和Pp,在查閱《機械設計手冊》得:現選用64YCM14-1B柱塞泵，排量65ml/r，額定壓力32Mpa，額定轉速1000r/min，驅動功率59.2KN，容積效率大于等于92%，重量為72kg。所選的驅動電機功率為NP=PP檢驗合格。2.2.3液壓馬達的選擇根據絞車的構造，電機的最大轉矩是在測井絞車最大載荷下所傳輸的轉矩。m馬達max=0.5FC(式中F為最大負載.帶入F=3t=3*104N，C=480mm=0.48m，得M馬達max=7200N·m。又因為M馬達max=Pq2π?其中，P是電機最大工作壓強，在最高轉速下，電機承受26

MPa的壓力。q是馬達的排量；?是電動機的機械效能，取0.85。得到

q=1994ml/r，按照《機械設計手冊》第4版，選用JM13-F2.OF1型式徑向活塞電動機，容積2014毫升/r，額定壓力32

Mpa，標稱速度200米/r，根據《機械設計手冊》第四版，選擇JM14-F1.OF1型徑向柱塞馬達排量2016ml/r，額定壓力32Mpa，額定轉速200m/r，重量171kg。2.2.4減速器選擇（1）傳動比的計算卷筒轉速n1＝vπC(其中v為連續管牽引速度，取v等于0.8m/s;C為卷筒直徑.帶入得n1＝4.76r/min馬達轉速由上可得n2＝200r/min則總傳動比i＝n2n1＝42(3.9設鏈條傳動的傳動比為4，則減速器的傳動比為10.5，選擇DBY型圓錐圓柱齒輪減速器，其傳動比11.2，中心距為200mm，重305kg。2.2.5鏈傳動設計（1）選擇鏈輪齒數已知鏈傳動的傳動比為4，i=z2z1(小鏈輪的齒數目不得少于9，通常為大于等于17，在鏈驅動中，在速度較快或有沖擊力的情況下，z1大于25，且應該硬化。取小鏈輪的齒數為36，則z2=36×4=144，選擇材料為40Cr。（2）選擇鏈條型號和節距查《機械設計》表9-11取KA=1,KZ=（19/36）1.08=0.54，(選擇單排鏈，則它的計算功率為 Pca=KAKZP=3.97KW,根據表查得可選鏈條為24A，參數如下：節距P=38.1mm,滾子直徑為22.23mm，內鏈節內寬為25.22mm，銷軸直徑為11.11mm，內鏈板高度為36.2mm，排距為45.44mm，抗拉載荷為125,單排單位長度為5.6mm。（3）計算鏈節數和中心距a0=（20~40）P，取a0=600mm。那么與其對應的鏈條節數LP=36。（4）大鏈輪分度圓直徑d=psin180°z2=1295mm齒頂圓直徑da=d+1.25p?d1=1378mm齒根圓直徑df=d?d1=1170mm齒高Ha=0.5（p?d1）=103mm最大尺寸凸緣直徑dg=pcot180°z（5）小鏈輪分度圓直徑d=psin180°z齒頂圓直徑da=d+1.25p?d1=齒根圓直徑df=d?d1=齒高Ha=0.5（p?d1）=最大尺寸凸緣直徑dg=pcot180°（7）確定潤滑方式V=n1z1查《機械設計》表9-5得使用滴油潤滑。(8)主要設計結論選用24A-1-36GB/T1243-2006的鏈條，采用滴油潤滑，大鏈輪分度圓直徑為1295mm，齒頂圓的直徑為1378mm，齒根圓的直徑為1170mm，齒高為113mm最大尺寸凸緣的直徑為162mm。小鏈輪分度圓直徑為303mm，齒頂圓的直徑為318mm，齒根圓的直徑為300mm，齒高為13mm最大尺寸凸緣的直徑為269mm。2.3滾筒軸設計主軸用于支撐機械零件，例如齒輪，滑輪等，并為其提供動力和移動。根據軸所承載的載荷，可以分成三種：旋轉軸，主軸，轉軸。只有當它發生彎曲的時候，它才會工作，稱為主軸。該主軸能如火車的主軸一樣轉動?；蛘呤且粋€靜止的狀態，例如自行車的主軸。傳動軸是一種只能傳遞力矩的轉子。比如把后橋與汽車變速箱相連的軸。既有轉矩又有轉矩的軸稱為轉軸。在機械上，最常用的就是轉軸，比如減速箱里的轉子就是轉動的。車輪使用旋轉軸，可以傳遞扭矩和扭矩。在實際應用中，軸系往往受到變形的影響，失效形式主要是疲勞失效。因此，在生時，要確保主軸材料具有充分的拉伸強度，同時滿足生產工藝要求和經濟性要求。通常用來生產鈾的材料是碳和合金。碳素鋼有普通和優質兩種。碳纖維的質量一般為35,40,45,50等，其中45是最常用的。與合金鋼相比，碳鋼具有更低的成本和更低的應力敏感性。經適當的正火、調質等熱處理后，其綜合力學性能將有很大提高。軸系統的構造是在保證其外形和總體結構尺寸的基礎上進行的。軸上零件的數量、類型、布置和固定方式、軸的制造和裝配方式等，都會影響到軸的受力大小、分布和性質。因此，在設計中要充分考慮各種因素，并根據工程的具體情況，科學合理地選擇適宜的軸系。dmin≥A0選取軸的材料為45（調質），硬度為240HBW，則查表得A0=110，得dmin≥A03PnP軸=P電機×η液壓×取η液壓=0.85，η減速器=0.98，η鏈傳動則P軸T1=9550×P軸n軸=5889N彎曲變形為應力檢驗的軸向強度一般僅對其承載最大彎矩和扭矩的部分進行檢驗。如果有需要，還檢查其它的危險區的強度。將阿爾法=0.6

（單向驅動）抗彎截面系數為W=0.1×d3=0.1×抗扭截面系數為WT=0.2×d3當量應力為σca=Mca故設計的軸有足夠的強度，并有一定的裕度圖2.6初選軸的外形如圖所示，該軸為初選設計，考慮到軸中間受力很小，從節約材料以及設計的合理性，將中間的多余的長度刪去，改進后的軸如圖所示圖2.7確定軸的外形經校核，軸強度合格。2.4鍵連接設計鍵的選擇：軸鍵：選用A型普通平鍵：b×h×L=32×13×32數量：4選擇制作大鏈輪的材料為15Cr，制作軸的材料為45，滾筒的材料為Q345B可求得鍵連接的許用擠壓應力[σ]p=60MPa。通過鍵連接的面的擠壓應力σp=2000Tkld=4000Thld2.5聯軸器的選擇需要在減速器與液壓馬達連接處，絲杠與液壓馬達連接處使用聯軸器，查閱資料得應使用梅花聯軸器，絲杠與液壓馬達連接處使用梅花聯軸器。該聯接器結構簡單，不需要潤滑，維修方便，檢查方便，免維護，可以持續、長時間的使用。高密度的聚氨酯彈性件具有高的耐磨性和耐油性，具有較大的承載量、較長的使用時間和安全性。工作穩定、可靠，減振、緩沖、電氣隔離等優良特性。軸向、徑向、角度均有很大的補償功能。具有結構緊湊、直徑較低、質量較好、慣性較低等優點。根據使用場合選擇LYCA梅花聯軸器，孔徑1為40mm，孔徑2為40mm。2.6軸承選擇及校核由于滾動軸承在旋轉時，主要承擔著軸心的徑向負荷，因此采用了兩排圓柱滾筒滾筒和滾道作直線接觸的支座。承載力大，以徑向負荷為主要負荷。根據實際情況，選用NN3024K型雙列圓柱滾子軸承d=120mm，D=180mm絲杠承受軸向和徑向載荷，使用深溝球軸承，能同時承受軸向和徑向載荷，選擇[6208N]GB/T276-2013深溝球軸承，d=90mm，D=160mm。經校檢合格。2.7絲杠與滾筒轉速比設計在測井絞車中，需要一個把線均勻纏繞在滾筒上的裝置，這個裝置就是排線裝置。排線裝置由往復絲杠和滑塊，滑塊導軌，以及滑塊上的排線輪組成。由液壓馬達提供動力，并且有速度控制器，使滑塊移動的速度趨近一個函數，從而使滑塊排繩的速度始終與滾筒速度保持一致。（1）第一層的速度滑塊在第一層纏繞繩時，滾筒周長 L=πd(5.1)當連續管繞過一周，也就是繞滿一個滾筒的周長之后,滑塊應進行到下一個纏繞的位置，L=480π=1508mm≈1.5m。滾筒的轉速為0.8m/s,則轉完一個周長需要L/V=1.875S而連續管的直徑為8mm，可得v滑塊=8/1.875=4.3mm/s=0.258m/min第二層的速度第二層纏繞一周的長度為L2=（480＋8）×π(5.2L2=1533mm，t2=L2/v=1.916s可得v（3）第n層的速度由上可知，第n層時，v滑塊=8×10?3/[（480+n?1）×π×10則絲杠轉速為滑塊速度/螺距=0.00640.235×1（479+n）×聯軸器效率取0.99，則馬達轉速為1650.04(479+n)×πm/min(5.5)2.8剎車系統設計剎車裝置的結構：剎車裝置由四個部件組成：工作鉗、安全鉗、剎車盤和夾子。1.工作鉗子主要包括一個常開型的單動缸、回位彈簧、杠桿和剎車片。它的工作機理是：將液壓油注入到一個普通的單動作液壓缸中，從而使液壓缸的柱塞桿延伸出去，并通過液壓缸的后端帽將液壓缸的后部推進。制動片與制動片相接觸時，由操縱桿向制動塊末端施加推力，使制動片受到正向的壓力，形成摩擦，也就是制動功率。由于制動功率和液壓呈一定的正比關系，所以在液壓為0的情況下，通過返回的拉簧，將制動片從制動片中分離出來，工作鉗會完全開啟。2.安全鉗該安全鉗主要包括：一作用油缸、杠桿機構和制動器，以及通常關閉的內嵌盤簧組件。保險夾具與工作夾具反向工作。在液壓液壓為0的情況下，內部的碟形彈簧將兩個操縱桿向制動器施加推力，從而使制動器發生正向的壓力，從而達到制動器的目的；而在液壓不為0，也就是存在液壓的情況下，液壓會抑制盤簧的作用力，使制動器鉗張開。3.剎車盤由制動盤和制動塊構成的制動器。通常裝有兩個制動器，分別裝在卷筒機的兩個末端。。4.鉗架鉗架是執行機構的基座,工作鉗及安全鉗均安裝在該基座上。圖2.8制動組建模2.9機架設計1.工作條件要求：在設計機座時，應先確保機床的工作要求。比如確保裝配在車座上的零件能夠平穩地工作，車體的外型和內部構造沒有突出物妨礙運動部件的通行；設定需要的工作環境的平臺；確保了上下料的要求，便于人工操作和安全性等。2剛度要求：為了滿足特殊的外型要求，框架的剛度是其首要要求。當地基構件剛度不夠時，由于工作時的重力、夾持力、摩擦力、慣性力和工作負載等因素，會使產品的定位精度、加工精度和其他特性受到一定的限制。比如，在機械零件中，床體的剛性直接影響著機床的效率和加工的精確性。3.強度要求：用于普通設備的框架，其剛性符合要求，并能滿足強度要求。4.穩定性要求：薄壁型和狹窄型承壓構件和彎曲加載構件均有不穩定現象，部分板、殼體也有不穩定現象。由于不穩定造成的損傷較大，因此在進行設計時應進行校核。5.美觀：當前對機械的需求，不但要能做好具體的工作，而且要有美觀的外觀。6.其他：例如對熱輻射的需求，防腐和特殊的使用條件。對于框架的總體設計，在符合框架的規范的情況下，應結合框架的使用和使用情況，對其進行合理的選擇。1.機架結構輕巧，選用適當的材質，降低了生產費用。2.結構合理，制作方便。3.結構應便于安裝、調整、修理和更換。4.結構設計、加工性能好、結構設計要適當，同時保證車體內部的內應力和因環境溫度的改變而產生的變形。5.具有良好的抗振動能力。6.耐腐蝕，能保證在使用期間盡可能減少維修。7.帶導桿的支架必須具有合理的承載能力和優良的耐磨性能。材料選擇空心型鋼，q235，尺寸為長×寬×厚=80×80×3mm，對機架進行solidworks建模，圖2.9機架建模三視圖設計如上，根據各部件尺寸，最終得機架尺寸如下圖2.10機架的尺寸機架的各部分尺寸是根據各部件的大小來確定尺寸的，根據相關資料[],可得絞車的重量為3到5噸，而最大拉力為3噸，而空心管承重遠遠大于10噸，固設計合格。2.10設計成果根據前面的計算以及選擇，使用solidworks進行建模，得到的最終設計成果如圖2.10所示：圖2.11絞車三維圖

3結論盡管每年都會進行一些實驗和實習，但從未出現過像這次這樣的，對設計的時限、標準、標準、以及對設計的要求，都是前所未有的。在學校里，要善于運用所學的專門技術，靈活運用。在處理設計時，要充分利用學校學習的專業知識，掌握和應用的靈活性。在對待設計的態度上是很嚴肅的，很正面的。在這一學期的畢業設計中，我深刻地體會到了自己在設計方面的思考和實踐。一個設計師要想創造出具有創造性和功能的產品，就得成為一個有生命意識的人。對我們周圍的每一件機器產品多加注意，只有如此，我們的感性知識才會豐富，我們的設計思想才會富有創意。比如我自己的設計，測井絞車，老師讓我研究了一下目前的情況和問題，然后就想出了一個簡化的方案，降低了成本，提高了產品的實用性。我選了測井絞車作為我的結業計劃，既是對我四年的專業知識水平的考驗，也是對我運用這方面的能力的一次考驗。我從這次設計中學習到的不止一個關于測井絞車的知識，也使我對各種流線的各種設計有了更多的認識。通過整個設計過程，學習如何將四年來學習的東西應用到工作中去。從以往所學的很多學科都沒有什么實用價值，到如今感到自己的專業基礎還不牢固，這就造成了自己的設計流程上的諸多問題。畢業設計旨在提高學生的綜合能力和自學能力，以滿足今后的社會和科技發展的需求。鍛煉自己綜合靈活應用所學習的知識。

參考文獻連續管測井機滾筒總成結構設計[J].肖建秋,張燕萍,馬青