液压驱动作业绞车设计及其工作性能研究

论文摘要

液压驱动绞车已广泛应用于各种工程领域。本文所研究的液压驱动作业绞车是适用于采油试验井提升和下放油管柱和抽油泵等设备的。该课题是为大庆采油工程研究院所完成的采油工程模拟试验系统研制科研项目中的部分内容。作为举升设备,此作业绞车的最大起重吨位为50吨。作业绞车在起升和下放井下作业用具时负载变化频繁、速度易变化,另外作业绞车在工作时存在振动和冲击问题,本文对液压驱动作业绞车是否适合以上工况的使用进行了论证。通过对不同类型绞车的驱动系统进行分析与比较,最终确定采用液压驱动作业绞车为最优方案。本文对液压驱动作业绞车的控制系统进行了系统的设计与分析。本论文以上述试验井作业绞车为研究对象,以液压传动技术为基础,对作业绞车的液压传动系统进行设计与分析,并对该系统进行了动静态特性分析。本文具体的技术路线如下:在对绞车液压传动技术的发展进行阐述,介绍了静液压传动技术在工程机械、石油机械等领域的应用的基础上,对各种绞车的驱动方式进行比较分析,最终确定了作业绞车采用液压驱动方案;对作业绞车的液压驱动系统的构成及液压系统进行了详尽的分析与设计;最后对所设计的作业绞车的液压控制系统的动静态进行了分析,其中包括变量泵的调节特性和马达的控制特性。根据动态特性分析的结果,对所设计的液压控制系统进行了改进,满足了生产实际的要求。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 创新点摘要
• 第一章 概述
• 1.1 绞车简介
• 1.1.1 古代绞车
• 1.1.2 现代绞车
• 1.2 绞车分类
• 1.2.1 机械式驱动绞车
• 1.2.2 电机驱动绞车
• 1.2.3 气动绞车
• 1.2.4 液压绞车
• 1.3 绞车在各种工程中的应用情况
• 第二章 液压驱动作业绞车结构设计
• 2.1 采油作业绞车的工况特点
• 2.2 作业绞车选用液压驱动的原因
• 2.3 液压驱动作业绞车的系统组成
• 2.4 传动方案选择
• 2.5 初步总体方案确定
• 第三章 液压系统理论分析
• 3.1 初步液压方案设计
• 3.2 液压系统开闭系统的选择
• 3.2.1 开式系统
• 3.2.2 闭式系统
• 3.3 调速系统方案的选择
• 3.4 液压马达及液压泵的选用分析
• 3.4.1 液压马达选择
• 3.4.2 液压泵的选择
• 第四章 液压驱动作业绞车液压系统图的设计
• 4.1 升降系统的基本配置
• 4.2 调速系统的配置
• 4.3 离合器－刹车系统的设计
• 4.4 作业绞车整体液压驱动系统
• 4.4.1 起升回路中主要元件及回路作用
• 4.4.2 离合器－刹车系统的作用
• 第五章 作业绞车液压驱动系统设计计算
• 5.1 设计要求
• 5.2 绞车执行机构系统参数的计算
• 5.2.1 滚筒直径和滚筒长度的计算
• 5.2.2 刹车鼓直径和缠绳层数计算
• 5.2.3 滚筒平均直径和容绳量
• 5.2.4 刹车力和刹车制动力
• 5.3 执行机构系统参数表
• 5.4 液压元件主要参数的计算及选择
• 5.4.1 液压马达相关参数计算及其选择
• 5.4.2 液压泵相关参数计算及其选择
• 5.4.3 驱动液压泵电机的选择
• 5.4.4 刹车液压油缸的计算及选择
• 5.4.5 离合器液压油缸的计算和选择
• 5.4.6 阀类元件的选择
• 5.4.7 液压辅助元件的选择
• 5.4.8 油箱容量的确定
• 第六章 作业绞车液压系统工作性能分析
• 6.1 液压泵恒功率变量控制的原理
• 6.2 液压泵恒功率变量控制的动态特性分析
• 6.2.1 建立恒功率变量泵的动态方程及框图
• 6.2.2 恒功率变量泵的动态特性分析
• 6.3 马达的控制特性分析
• 6.3.1 恒功率变量控制马达的静态特性分析
• 6.3.2 恒功率变量控制马达的动态特性分析
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 详细摘要