發(fā)布時間：2023-03-30 11:29:55
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的機械優(yōu)化設(shè)計論文樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
關(guān)鍵詞：機械優(yōu)化設(shè)計；雙語教學(xué)；教學(xué)實踐
作者簡介：王林軍（1982-），男，湖北黃岡人，三峽大學(xué)機械與材料學(xué)院，講師；吳海華（1970-），男，湖北黃岡人，三峽大學(xué)機械與材料學(xué)院，教授。（湖北 宜昌 443002）
中圖分類號：G642.0 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）04-0104-01
雙語教學(xué)不僅在美國、加拿大、盧森堡、新西蘭等雙語國家或多語國家獲得了成功，而且在俄羅斯、日本、澳大利亞、保加利亞、匈牙利等單語國家實施也獲得了良好的效果。反思國內(nèi)的雙語教學(xué)情況，雖然英語教師非常努力地教，學(xué)生也非常認(rèn)真地學(xué)，但所取得的效果十分不理想。[1-2]國內(nèi)一些211和985重點院校（如浙江大學(xué)、北京大學(xué)等）的雙語教學(xué)工作開展順利，已在雙語教學(xué)教材、師資隊伍建設(shè)以及教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法方面取得許多研究成果。但地方本科院校的機械工程類雙語教學(xué)工作進展十分緩慢，尤其是針對本科生開設(shè)的“機械優(yōu)化設(shè)計”雙語教學(xué)在教學(xué)內(nèi)容與體系、英語教學(xué)環(huán)境、教學(xué)隊伍建設(shè)、考核方式等方面嚴(yán)重不足，其主要原因是學(xué)生英語基礎(chǔ)差、自學(xué)能力較弱，“機械優(yōu)化設(shè)計”雙語教學(xué)師資也相對薄弱。[3]上述差異決定了地方本科院校難以照搬重點院校的機械工程類雙語教學(xué)模式，因此探索一條適合于地方本科院校的“機械優(yōu)化設(shè)計”雙語教學(xué)模式極為重要。
一、“機械優(yōu)化設(shè)計”雙語課程現(xiàn)狀
“機械優(yōu)化設(shè)計”是一門把機械設(shè)計與優(yōu)化設(shè)計理論及方法相結(jié)合、實踐性很強的課程，而雙語教學(xué)主要是指教師采用英語或第二語言進行課堂教學(xué)。但如何有系統(tǒng)有組織地開展符合三峽大學(xué)（以下簡稱“我?！保┨攸c的“機械優(yōu)化設(shè)計”雙語教學(xué)，如何處理教材的問題、如何在學(xué)時數(shù)原本緊張的前提下開展雙語教學(xué)、雙語教學(xué)方法和教學(xué)手段該如何改進、如何建立雙語教學(xué)考核體系、如何提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣等等，這些都是在開展“機械優(yōu)化設(shè)計”雙語教學(xué)時所需要研究的問題。雖然目前不少地方本科院校已經(jīng)開設(shè)了機械優(yōu)化設(shè)計雙語課程教學(xué)，但大學(xué)生英語水平良莠不齊，不少教師的英語水平同樣還沒有達(dá)到能真正像漢語一樣熟練地運用英語教學(xué)的地步，這使得雙語教學(xué)在“機械優(yōu)化設(shè)計”課程中的研究與實踐中碰到以下問題：[4-6]
1.雙語教學(xué)效果差
目前國內(nèi)英語教育主要以應(yīng)試為目標(biāo)，大學(xué)生的英語聽說能力普遍較弱。“機械優(yōu)化設(shè)計”雙語教學(xué)中涉及許多專業(yè)詞匯和復(fù)雜的句型，如果采用比較單一的授課方式，學(xué)生既無興趣，又感到難以接受，無法準(zhǔn)確理解該課程專業(yè)知識。
2.教學(xué)內(nèi)容單一
我校該課程雙語教學(xué)的對象是機械制造及其自動化專業(yè)三年級學(xué)生，他們雖然已具備一定的數(shù)理基礎(chǔ)，但許多同學(xué)依然對機械優(yōu)化設(shè)計過程和內(nèi)容無法真正理解，甚至產(chǎn)生厭學(xué)情緒。這就要求雙語教師在進行教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計時應(yīng)更加豐富多彩。
3.教學(xué)方法問題
在進行“機械優(yōu)化設(shè)計”雙語教學(xué)時，若還是采用傳統(tǒng)的滿堂灌教學(xué)模式，課程本身的難度和英語的聽力障礙將會導(dǎo)致教學(xué)效果不理想。而國際上知名大學(xué)多數(shù)采取的是引導(dǎo)式、啟發(fā)式、互動式相結(jié)合的教學(xué)方法，后者更為有效，與“機械優(yōu)化設(shè)計”雙語課程教學(xué)相適應(yīng)。
二、雙語教學(xué)方法的改革與實踐
依據(jù)機械工程類專業(yè)的特殊性，應(yīng)從以下幾方面進行改革和實踐：
1.科學(xué)合理選擇教學(xué)內(nèi)容
考慮到我校機械制造及其自動化專業(yè)本科教學(xué)培養(yǎng)方案的特點及人才培養(yǎng)需要，對“機械優(yōu)化設(shè)計”雙語教學(xué)課程內(nèi)容進行科學(xué)設(shè)計，主要包括以下教學(xué)內(nèi)容：緒論（介紹機械優(yōu)化設(shè)計的基本概念與發(fā)展趨勢）；優(yōu)化設(shè)計方法的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)（介紹矩陣運算和微積分的基礎(chǔ)知識，凸集、凸函數(shù)與凸規(guī)劃的基本理論）；常用的優(yōu)化設(shè)計方法（介紹一維搜索方法、基于導(dǎo)數(shù)的優(yōu)化方法和非導(dǎo)數(shù)優(yōu)化方法等，包括智能優(yōu)化方法）；約束優(yōu)化問題的處理；多目標(biāo)優(yōu)化方法和優(yōu)化設(shè)計結(jié)果的靈敏度分析技術(shù)；MATLAB在機械優(yōu)化設(shè)計實例中的應(yīng)用。這要求學(xué)生一方面掌握優(yōu)化設(shè)計基礎(chǔ)理論，另一方面應(yīng)學(xué)會運用大型通用優(yōu)化設(shè)計工具軟件解決實際工程問題，真正做到學(xué)以致用。此外，在雙語教學(xué)過程中，應(yīng)安排大學(xué)生講述自己完成機械優(yōu)化設(shè)計過程，以提高大學(xué)生英語表達(dá)能力，并達(dá)到相互啟發(fā)的作用。
2.努力營造英文教學(xué)環(huán)境，提高學(xué)生英語水平
作為教師，應(yīng)認(rèn)真?zhèn)浜妹恳惶谜n，板書、考試和作業(yè)批改中都要使用英語，采取全英語對學(xué)生進行提問，要求學(xué)生用英語回答，這樣有助于鍛煉學(xué)生的專業(yè)口語能力。同時，教師在給學(xué)生布置作業(yè)時，最好也是英語的，嚴(yán)格要求學(xué)生用英語完成，這樣有助于鍛煉學(xué)生的專業(yè)寫作能力，為將來可能地進一步深造學(xué)習(xí)奠定了堅實的論文撰寫基礎(chǔ)。實際上，教師在雙語教學(xué)活動中，除了布置一些該課程的課后英語作業(yè)外，還應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生查找和閱讀與該課程相關(guān)的專業(yè)英語讀物，比如英文論文等，這樣有助于增強學(xué)生的專業(yè)英語使用能力，而且還能培養(yǎng)該專業(yè)大三學(xué)生用英語思考的良好習(xí)慣，為將來的進一步學(xué)習(xí)和深造打下一定的基礎(chǔ)。
3.努力加強我校雙語師資隊伍建設(shè)
為了提高教師的英語水平，每年安排教師參加由我校國際交流學(xué)院主辦的暑期雅思培訓(xùn)班，取得雅思6.0分及以上成績的教師才能擔(dān)任雙語教學(xué)課程。為了促進教師英文水平的穩(wěn)步提高，以提升本校教師科研業(yè)務(wù)水平，學(xué)校定期派中青年教師出國交流學(xué)習(xí)，這勢必將會對雙語教學(xué)和師資隊伍建設(shè)有一個很大的促進和提升作用。
4.充分利用本校網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺
三峽大學(xué)求索學(xué)堂為全校提供網(wǎng)絡(luò)教學(xué)服務(wù)，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺包括公共教學(xué)平臺、多媒體課件制作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)實時交互答疑系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)公共教學(xué)平臺包括學(xué)生工作區(qū)、教師工作區(qū)、管理工作區(qū)三大部分，主要功能模塊有公告欄、答疑、討論區(qū)、在線自測、在線作業(yè)、下載區(qū)、資源等。多媒體課件制作系統(tǒng)提供輔助教師教學(xué)的多媒體課件制作平臺；網(wǎng)絡(luò)實時交互答疑系統(tǒng)是一個可以在網(wǎng)上傳遞五種不同模式的電子教學(xué)、實時協(xié)作和通信的平臺，提供網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中的教學(xué)雙邊多媒體交互環(huán)境。充分利用本校求索學(xué)堂，可以促使教師和學(xué)生的溝通，同時還可以培養(yǎng)學(xué)生的知識獲取能力和自主學(xué)習(xí)能力。
5.對本校傳統(tǒng)的考核方式進行科學(xué)合理的改革
“機械優(yōu)化設(shè)計”課程是機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)非常重要的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，屬于專業(yè)必修課程，該課程考核方式過去經(jīng)常是采取閉卷形式。這種考核方式有很大的不足，例如學(xué)生死記硬背優(yōu)化公式，而忽略了利用該課程核心內(nèi)容優(yōu)化設(shè)計方法理論從工程上解決實際問題的能力，從而不能體現(xiàn)本校人才培養(yǎng)的要求。針對以上這些弊端，對該門課程的傳統(tǒng)考核方式進行了改革，主要分為以下三個部分：閉卷考試成績（占40%）：主要是考查學(xué)生對優(yōu)化理論方法的理解和掌握程度；上機實驗考試成績（占40%）：重點考核學(xué)生運用計算機對優(yōu)化方法的編程和實現(xiàn)能力；平時成績（占20%）：主要是考核學(xué)生平時表現(xiàn)和出勤情況。
該課程考核方式的改革，勢必將會促使學(xué)生更好地理解和掌握該課程的重難點內(nèi)容，也會提高學(xué)生利用計算機編寫優(yōu)化程序解決工程實際問題的能力，同時將會提高機械工程類本科生的綜合素質(zhì)和能力，這也非常符合本校這種“高素質(zhì)、強能力、應(yīng)用型”的人才培養(yǎng)目標(biāo)。
三、結(jié)論
雙語教學(xué)不但能夠提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而且還可以提高教師和學(xué)生的雙語應(yīng)用能力，對復(fù)合型人才的培養(yǎng)具有非常重要的意義。同時，在進行雙語教學(xué)的過程中，要根據(jù)本校教師的英文水平和學(xué)生的認(rèn)知和接受程度，精心準(zhǔn)備和設(shè)計教學(xué)手段，科學(xué)合理安排教學(xué)內(nèi)容，科學(xué)而有效地使用評價方法，這樣不僅有助于學(xué)生及時了解和掌握本專業(yè)的前沿動態(tài)，還可以培養(yǎng)其直接閱讀經(jīng)典、前沿外文資料的能力。本文在對“機械優(yōu)化設(shè)計”課程雙語教學(xué)進行了多輪教學(xué)實踐的基礎(chǔ)上，對該課程雙語教學(xué)的背景、教學(xué)內(nèi)容與體系、英語教學(xué)環(huán)境、師資隊伍建設(shè)、考核方式等問題進行了總結(jié)和改革，以期望對二本院校機械工程類“機械優(yōu)化設(shè)計”課程雙語教學(xué)與改革有一定的促進作用。
參考文獻：
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[4]孫靖民.機械優(yōu)化設(shè)計[M].北京：機械工業(yè)出版社，2007.
關(guān)鍵詞：MATLAB 行星減速器 優(yōu)化設(shè)計
Abstract: this paper researched optimum tool of MATLAB. The paper solves optimum design for planet speed reducer of construction machinery. Through a practical example, it is concluded that using MATLAB can availably solve optimum design for planet speed reducer.
Key word: MATLAB, planet speed reducer,optimum design
中圖分類號：S611文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：
工程機械是一種運行緩慢，體積大，承受的載荷也大的設(shè)備。它的行走驅(qū)動系統(tǒng)有兩種方案：一為高速方案，即用高速液壓馬達(dá)和齒輪減速器組合驅(qū)動；二是低速方案，即采用低速大扭矩液壓馬達(dá)驅(qū)動。后者可省去減速裝置，使機構(gòu)大為簡化，但由于低速大扭矩液壓馬達(dá)的成本較高，維修困難，所以一般的工程機械都采用前者。又因行星減速器相對于其它類型的齒輪減速器具有較大減速比，所以工程機械的行駛系統(tǒng)驅(qū)動中多采用行星減速器實現(xiàn)減速增扭的目的。
1、MATLAB語言及優(yōu)化設(shè)計簡介
MATLAB語言是由美國Mathworks公司開發(fā)的集科學(xué)計算、數(shù)據(jù)可視化和程序設(shè)計為一體的工程應(yīng)用軟件，現(xiàn)已成為工程學(xué)科計算機輔助分析、設(shè)計、仿真以至教學(xué)等不可缺少的基礎(chǔ)軟件，它由MATLAB主包、Simulink組件以及功能各異的工具箱組成。MATLAB優(yōu)化工具箱的應(yīng)用包括：線性規(guī)劃和二次規(guī)劃，求函數(shù)的最大值和最小值，多目標(biāo)優(yōu)化，約束優(yōu)化，離散動態(tài)規(guī)劃等，其簡潔的表達(dá)式、多種優(yōu)化算法的任意選擇、對算法參數(shù)的自由設(shè)置，可使用戶方便地使用優(yōu)化方法。[1]
通常多目標(biāo)優(yōu)化問題在求解時應(yīng)作適當(dāng)?shù)奶幚?，一種方法是將多目標(biāo)優(yōu)化問題重新構(gòu)成一個新的函數(shù)，即評價函數(shù)，從而將多目標(biāo)優(yōu)化問題轉(zhuǎn)變?yōu)榍笤u價函數(shù)的單目標(biāo)優(yōu)化問題，如線性加權(quán)和法，理想點法，目標(biāo)達(dá)到法等。另一種是將多目標(biāo)優(yōu)化轉(zhuǎn)化為一系列單目標(biāo)優(yōu)化問題來求解，如分層序列法等。MATLAB優(yōu)化工具箱采用改進的目標(biāo)達(dá)到法使目標(biāo)達(dá)到問題變?yōu)樽畲笞钚栴}來獲取合適的目標(biāo)函數(shù)值。
該論文中，行星減速器的設(shè)計就采用將多目標(biāo)的優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化為單目標(biāo)，多約束條件的優(yōu)化問題。
2、行星減速器模型的建立
工程機械使用行星減速器的設(shè)計是一項較復(fù)雜的工作，一般采用經(jīng)驗設(shè)計。經(jīng)驗設(shè)計不僅對于一個新的企業(yè)很難進行設(shè)計，而且往往找到的不是最優(yōu)方案。
2.1確定優(yōu)化設(shè)計的目標(biāo)函數(shù)
工程機械的體積較大，對其靈活運行帶來一定的影響，因此對行星減速器進行最優(yōu)化設(shè)計時，取行星減速器最小重量為優(yōu)化目標(biāo)，不但可以減小行星減速器的重量，而且可以改善工程機械的靈活機動性、節(jié)約材料和降低成本。
行星減速器由太陽輪、行星輪、行星架和齒圈構(gòu)成。由于太陽輪和全部行星輪的重量之和能影響和決定齒圈和整個機構(gòu)的重量，由于太陽輪和全部行星輪的重量與它們的體積成正比，因此可選擇太陽輪和全部行星輪的體積為最優(yōu)化設(shè)計的目標(biāo)函數(shù)。
…………………（1）
式中： 為太陽輪的體積； 為行星輪的體積； 為行星輪的個數(shù)； 為太陽輪或行星輪模數(shù)； 為太陽輪或行星輪齒寬； 為太陽輪齒數(shù)； 為行星輪齒數(shù)。
2.2約束條件：
（1）傳動比條件[2]：
…………………（2）
式中： 為齒圈的齒數(shù)。
（2）為了使內(nèi)外嚙合齒輪副強度接近相等，并提高外嚙合承載能力，應(yīng)限制齒輪內(nèi)外嚙合角在給定的范圍內(nèi)，即：
…………………（3）
…………………（4）
式中： 、 為太陽輪和行星論、行星輪和齒圈的嚙合角。
（3）齒輪不發(fā)生根切的最少齒數(shù)為17，但太陽輪的齒數(shù)常小于規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)齒輪不根切最小齒數(shù)17，為保證不根切，太陽輪變位系數(shù)應(yīng)滿足以下條件：
…………………（5）
式中： 太陽輪的最小變位系數(shù)
（4）各齒輪應(yīng)滿足強度要求，即齒輪的齒面接觸強度和彎曲強度的安全系數(shù)均大于給定值，亦即
…………………（6）
…………………（7）
式中： 、 ——給定的齒輪接觸強度、彎曲強度安全系數(shù)；
、 ——各齒輪的接觸強度、彎曲強度的安全系數(shù)。
（5）為了保證傳動連續(xù)和平穩(wěn)性，齒輪的重合度必須大于規(guī)定值，即
…………………（8）
…………………（9）
式中： 、 ——分別為太陽輪和行星輪、內(nèi)齒圈與行星輪的重合度
（6）行星輪根圓直徑 不宜過小，以保證在行星輪內(nèi)孔能安裝上符合壽命要求的滾動軸承，即
…………………（10）
式中： ——滾動軸承外徑 ;
m——齒輪的模數(shù)
（7）模數(shù)約束
…………………（11）
（8）齒寬約束
…………………（12）
（9）行星輪個數(shù)約束
…………………（13）
（10）變位系數(shù)的約束[3]
…………………（14）
…………………（15）
…………………（16）
式中： 、 、 分別為太陽輪、行星輪和齒圈的變位系數(shù)
通過以上分析，知以上建立的模型是一個具有7個設(shè)計變量，15個約束條件的單目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計。
3、應(yīng)用舉例：
某工程機械的輪邊減速器采用行星減速器，其具體要求為：轉(zhuǎn)速： ；功率： ；壽命：10a；工況：中等沖擊；日工作時間：14h；年工作天數(shù)300天；傳動比： ； ；精度：6級；太陽輪：材料為20CrMnTi，熱處理為滲氮滲碳；行星輪：材料為20CrMnTi，熱處理為滲碳淬碳；內(nèi)齒輪為40Cr，熱處理為調(diào)質(zhì)[4]。
經(jīng)使用MATLAB程序優(yōu)化設(shè)計后行星減速器的主要參數(shù)和采用常規(guī)設(shè)計的主要參數(shù)的比較，如表1。
表1使用MATLAB優(yōu)化設(shè)計和常規(guī)設(shè)計的參數(shù)比較
4、結(jié)論
（1）利用MATLAB優(yōu)化設(shè)計的行星減速器的體積比常規(guī)設(shè)計的少了12%。
（2）建立目標(biāo)函數(shù)時只考慮太陽輪和行星輪的體積，對內(nèi)齒圈和行星架的體積沒有考慮，這樣可以減小計算量和提高計算速度。但是也存在著相應(yīng)的問題，目標(biāo)函數(shù)中沒有將齒圈的強度考慮在內(nèi)，會對設(shè)計的結(jié)果產(chǎn)生一定的影響。
參考文獻
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關(guān)鍵詞：種分槽，IMIG槳葉，優(yōu)化設(shè)計
1前言
拜耳法生產(chǎn)氧化鋁的關(guān)鍵工序之一就是晶種分解，在種分槽內(nèi)將鋁酸鈉溶液降溫并加入氫氧化鋁作為晶種進行攪拌，使其析出氫氧化鋁[1]。晶種分解過程對產(chǎn)品的產(chǎn)量、質(zhì)量以及全廠的技術(shù)指標(biāo)有著重大的影響。畢業(yè)論文，種分槽。
2槳葉簡介
晶種分解溶液為固液懸浮溶液，需借助攪拌器的作用，使固體顆粒均勻懸浮在液體中，要求懸浮物完全離開罐底并均勻懸浮起來，由于不能破壞晶種，所以攪拌轉(zhuǎn)速不能太大。目前分解槽的攪拌一般采用IMIG型多層攪拌的結(jié)構(gòu)。IMIG槳葉內(nèi)外漿在攪拌轉(zhuǎn)動時所形成內(nèi)揚、外壓的作用，能讓晶種均勻懸浮在液體中且長時間不會沉淀[2]。畢業(yè)論文，種分槽。目前國內(nèi)大部分氧化鋁分解槽攪拌都采用IMIG型攪拌。
3 優(yōu)化改造
槳葉主要由輪轂、內(nèi)漿和外漿三部分組成。以前采用的輪轂為鑄件，由于結(jié)構(gòu)的不對稱性經(jīng)常有鑄造缺陷。2006年以來通過對中鋁河南分公司九組種分槽現(xiàn)場運行情況的分析和對IMIG槳葉結(jié)構(gòu)的不斷分析，得出一套適合該槳葉強度計算的方法。通過該方法分別對內(nèi)槳葉和外槳葉進行優(yōu)化設(shè)計，節(jié)省了材料，并對輪轂的結(jié)構(gòu)進行的全面的改進，不僅縮短了制造工期，也大大節(jié)約了生產(chǎn)成本。
4槳葉強度的計算
為了保證攪拌過程能正常地運行，攪拌器必須有足夠的強度。攪拌器強度的計算主要是用來確定攪拌器槳葉的厚度。為了簡化計算首先對運行情況進行假設(shè)
a 外槳葉承擔(dān)該整層槳葉彎矩
b 設(shè)計過程中不考慮加強筋的作用，其造成的截面數(shù)據(jù)也不予以考慮
c 雙槳葉攪拌具有兩個完全一樣的對稱槳葉，其槳葉計算功率可看作均勻分配于兩個槳葉上，而作用在槳葉上的液體阻力使槳葉產(chǎn)生彎矩，其最大彎矩出現(xiàn)在內(nèi)槳葉和輪轂的連接處。
4.1外槳葉筋板厚度的確定[3]
圖1為IMIG槳葉的受力簡圖。
圖1：IMIG槳葉的受力圖
公式中
在計算該斷面彎矩時需要找到槳葉上液體阻力的合力作用點。液體阻力合力的作用點x0大小可由下式計算。畢業(yè)論文，種分槽。
公式中
M1即是作用于x01處合力對槳葉根部的彎矩。外槳葉端部處斷面的彎矩計算應(yīng)當(dāng)是由下式求得。
θ是外漿葉和水平面的夾角
外槳葉的抗彎截面系數(shù)
外槳葉斷面處的彎曲應(yīng)力，計算應(yīng)力值應(yīng)小于許用應(yīng)力值。
4.2內(nèi)槳葉管子壁厚的確定
內(nèi)槳葉管軸抗彎截面模量
內(nèi)槳葉所受的最大彎矩
內(nèi)槳葉斷面處的彎曲應(yīng)力，計算應(yīng)力值應(yīng)小于許用應(yīng)力值。
4.3槳葉強度計算中的安全系數(shù)
在上述槳葉的強度計算中，沒有涉及到的因素還有不少，如液體的阻力的不均衡性、液體對槳葉的沖擊，槳葉后表面所受到的氣蝕作用等，這些因素都要影響槳葉的強度，所以單從彎曲應(yīng)力來計算槳葉厚度可能還不夠安全。另外制造過程中出現(xiàn)的缺陷也應(yīng)加以考慮。為了保證槳葉在操作中的安全，采用安全系數(shù)的辦法來處理這些問題。畢業(yè)論文，種分槽。根據(jù)槳葉的材料不同，制造工藝不同，槳葉強度計算的安全系數(shù)也不同，碳素鋼一般取n=3。畢業(yè)論文，種分槽。對于底層槳葉，考慮到底層槳葉對整個攪拌的重要性，以及生產(chǎn)過程一旦出現(xiàn)沉槽現(xiàn)象，因此設(shè)計底層槳葉時的彎矩應(yīng)按照電機功率的50%作為液體阻力合力產(chǎn)生的彎矩。
在一般的產(chǎn)能大于40萬噸氧化鋁的設(shè)備中，種分槽直徑為14m。電機功率75KW，攪拌轉(zhuǎn)速4.8r/min.槳葉的直徑為8400mm。代入公式求得外槳葉的壁厚為16mm時完全滿足強度要求，內(nèi)槳葉管軸壁厚為20也滿足強度要求。這樣從原來外槳葉24mm的壁厚，內(nèi)槳葉管壁厚28mm變?yōu)楝F(xiàn)在的壁厚，一臺種分槽節(jié)省材料約3000Kg。
5連接槳葉用螺栓的計算
機械攪拌中槳葉和軸的聯(lián)接大部分都是通過螺栓連接的方式來滿足結(jié)構(gòu)、制造、運輸、檢修維護、安裝等方面的要求。通過對IMIG在攪拌過程中流體作用的觀察得出槳葉的受力情況，以此來計算螺栓的強度。
將槳葉和軸的連接簡化為下面結(jié)構(gòu)，如圖2所示：
圖2：載荷與螺栓的布置
5.1受力分析
5.2初定螺栓直徑
由上述公式計算出來的螺栓直徑大于16就滿足要求。考慮剛度及疲勞強度選用M24的螺栓連接。而原來槳葉和軸的連接采用的是M36的雙頭螺柱，一臺種分槽用在槳葉連接上的螺栓數(shù)量約為60個，所以僅此一項的優(yōu)化就節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)件上千元的費用。畢業(yè)論文，種分槽。
6.結(jié)束語
改造后的IMIG槳葉較改造前重量減輕，節(jié)約了設(shè)備的成本；結(jié)構(gòu)更加合理、簡單化，使加工更容易，減輕了工人的勞動強度，同時縮短了加工時間，提高了生產(chǎn)效率，為公司創(chuàng)造了更大的效益。
參考文獻
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關(guān)鍵詞：超大型平頭塔機；拉桿；優(yōu)化設(shè)計；安裝
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.12.258
1 引言
根據(jù)建筑市場及工程機械發(fā)展趨勢，國內(nèi)工程機械領(lǐng)軍企業(yè)重點著力于大型超大型平頭塔式起重機研制，進而提高產(chǎn)品競爭力。目前國內(nèi)開發(fā)的大型超大型平頭塔式起重機雖然能夠滿足工作要求，但也存在自重大，穩(wěn)定性差和安裝困難等缺點。
2 平衡臂拉桿仿真模型的建立
平衡臂拉桿端部通過銷軸與塔頭連接，尾部通過銷軸與平衡臂臂架連接，其主要作用是在塔機工作過程中，對塔頭和平衡臂臂架進行連接，從而平衡起吊重物時吊重的重量。
塔頭結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)采用方鋼焊接主體結(jié)構(gòu)，與平衡臂拉桿連接處設(shè)置銷軸耳板，從而通過銷軸與拉桿連接固定。在受力方向上主要是受水平拉力和Q直壓力。
平衡臂臂架主要采用工字鋼作為弦桿，利用圓鋼把弦桿焊接在一起，從而形成臂架結(jié)構(gòu)。在平衡臂臂架尾部放置有平衡重來平衡掉起重臂及吊重的重量。由于平衡臂臂架端部是和塔頭通過銷軸進行鉸接連接，所以臂架必須要通過拉桿與塔頭進行連接，從而保持臂架的水平。
平衡臂拉桿采用圓鋼制造，在端部和尾部分別設(shè)計有銷軸耳板，從而完成和塔頭及平衡臂臂架的連接。
通過以上分析，利用Creo軟件建立平衡臂拉桿安裝系統(tǒng)仿真模型。
3 平衡臂拉桿安裝方式的分析
一般情況下，大型塔機平衡臂多為多臂節(jié)結(jié)構(gòu)，臂節(jié)之間通常通過拉桿進行連接。大型塔機平衡臂結(jié)構(gòu)一般如圖1 所示，包括平衡臂臂節(jié)以及平衡臂尾節(jié)，其中平衡臂臂節(jié)的下弦桿與平衡臂尾節(jié)相連接，平衡臂臂節(jié)的上弦桿與平衡臂尾節(jié)之間通過拉桿相連接，拉桿在與平衡臂臂節(jié)的上弦桿連接時，需要先借助外部設(shè)備（如汽車吊）通過吊耳將拉桿的端部抬高，然后緩慢放下使拉桿的銷軸孔與上弦桿的銷軸孔對正，才能安裝連接銷軸，使拉桿與平衡臂臂節(jié)的上弦桿連接。
安裝連接銷軸時，一般采用兩種方式對正銷軸孔，一是采用外部設(shè)備（如汽車吊）拉住拉桿，二是采用人工托舉方式舉起拉桿。采用第一種方法時，外部設(shè)備（如汽車吊）的使用費用較高，會增加成本，采用第二種方法時，人員容易疲勞，會導(dǎo)致安全事故。而且，以上兩種方法都不能保證拉桿安裝過程中的穩(wěn)定，導(dǎo)致拉桿容易觸碰平衡臂其他結(jié)構(gòu)造成損壞，同時對于大型的塔式起重機來說，拉桿重量更大，銷軸孔的對正也更加困難。
4 平衡臂拉桿安裝方式的優(yōu)化設(shè)計
本研究旨在設(shè)計一種平衡臂拉桿安裝輔助機構(gòu)（如圖1所示）方案，以解決現(xiàn)有技術(shù)中平衡臂拉桿行安裝時安裝難度大、成本高、銷軸安裝困難的問題。
本方案研究設(shè)計的平衡臂拉桿安裝輔助機構(gòu)，安裝拆卸方便，在平衡臂拉桿安裝過程中，將平衡臂拉桿9至于U型槽3中，有效避免拉桿的擺動，防止與其他部件的碰撞損壞，便于安裝。
在拉桿銷軸1安裝過程中，通過液壓頂升裝置5的托舉作用，可以調(diào)節(jié)拉桿9端部銷軸孔2的高度，進而方便拉桿銷軸孔2和平衡臂上弦桿銷軸孔4的對正，方便拉桿固定銷軸1的安裝。
本方案不需使用外部設(shè)備（如汽車吊）提升拉桿9，減少了安裝費用；不需人工托舉拉桿9，避免了人員安全事故的發(fā)生。
由于拉桿安裝輔助機構(gòu)的運用，避免了對塔機其他部件的損傷，延長了塔機的使用壽命。
5 結(jié)論
與現(xiàn)有安裝技術(shù)相比，優(yōu)化設(shè)計后的安裝方案具有以下優(yōu)點：
（1）安全可靠：本方案采用成熟的液壓缸技術(shù)，操作簡單安全，可靠性高。
（2）節(jié)省安裝費用，提升工作效率：該方案不需使用外部設(shè)備，有效降低安裝費用；同時極大的提升了銷軸孔的對正速度，大大提升了工作效率。
（3）檢修方便：本方案采用成熟的液壓技術(shù)，檢修方便。
參考文獻：
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【論文摘要】：對變頻調(diào)速器在實踐應(yīng)用中容量的正確選擇、傳動系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計以及外接制動電阻等方面的問題，總結(jié)了一些經(jīng)驗。
隨著電力技術(shù)的迅速發(fā)展，交流電機變頻調(diào)速技術(shù)取得了突破性的進步，進入了普及應(yīng)用階段。在我國，變頻調(diào)速器也正越來越廣泛地被采用，與此同是地，如何正確地選好、用好已成為廣大用戶十分突出的問題了。
1.關(guān)于容量選擇
在變頻調(diào)速器的說明書中，為了幫助用戶選擇容量，都有"配用電動機容量"一欄，然而，這一欄的含義卻不夠確切，常導(dǎo)致變頻器的誤選。
各種生產(chǎn)機械中，電動機的容量主是根據(jù)發(fā)熱原則來選定的。就是說，在電動機帶得動的前提下，只要其溫升在允許范圍內(nèi)，短時間的過載是允許的。電動機的過載能力一般定為額定轉(zhuǎn)矩的1.8-2.2倍。電動機的溫升，所謂"短時間"至少也在十幾分鐘以上。而變頻調(diào)速器的過載能力為：150％，l分鐘。這個指標(biāo)，對電動機來說，只有在起動過程才有意義，在運行過程中，實際上是不允許載。
因此，"配用電動機容量"一欄的準(zhǔn)確含義是"配用電動機的實際最大容量"。實際選擇變頻器時，可按電動機在工作過程中的最大電流來進行選擇，對于鼓風(fēng)機和泵類負(fù)載，因?qū)儆陂L期恒定負(fù)載，可直接按"配用電動機容量"來選擇。
2.傳動系統(tǒng)進行優(yōu)化設(shè)計
交流異步電動機經(jīng)變頻調(diào)速后，其有效轉(zhuǎn)矩和有效功率的范圍。配用變頻調(diào)速器時，必須根據(jù)生產(chǎn)機械的機械特性以及對調(diào)速范圍的要求等因素，對傳動系統(tǒng)進行優(yōu)級化設(shè)計，優(yōu)化設(shè)計的主要內(nèi)容和大致方法如下：
2.1 確定電動機的最高運行頻率
（1）鼓風(fēng)機和泵類負(fù)載，這類負(fù)載的阻轉(zhuǎn)矩TL與轉(zhuǎn)速n的平方成正比TL=KTn2，輸出功率PL與轉(zhuǎn)速的在次方成正比PL=KPn3，（KT和KP為常數(shù)），由此可知，如轉(zhuǎn)速超過額定轉(zhuǎn)速，負(fù)載的轉(zhuǎn)矩和功率將分別按平方律和立方律增加，因此，在一般情況下，不允許在額定頻率以上運行。
（2）一般情況下，各種機械的強度、振動以及耐磨性能等，都是以電動機轉(zhuǎn)速不超過3000r／min為前提設(shè)計的。因此，在沒有對機械重新進行設(shè)計的情況下，2級電機的最高運行頻率不要超過額定頻率太多。
（3）當(dāng)異步電機在額定頻率以上運行時，由于電源電壓是恒定的，其在調(diào)到fx時電磁轉(zhuǎn)矩Tx近乎和頻率調(diào)節(jié)比Kf的平方成反比，即T≈TN/Kf2（而TN為額定頻率fN時的轉(zhuǎn)矩）。因此，最高運行頻率不宜超過額定頻率
（4）異步電機在低頻下運行時，為了獲得足夠的轉(zhuǎn)矩，常需進行轉(zhuǎn)矩補償。而轉(zhuǎn)矩補償將使電機的磁路趨于飽和，從而增加附加損失，降低了效率，因此，只要情況許可，應(yīng)尺可能地提高運行頻率的上限。
2.2 確定傳動系統(tǒng)的傳動比并校核電動機的容量
（1）鼓風(fēng)機和泵類負(fù)載，一般均為直接驅(qū)動，不必考慮傳動比的問題。
（2）恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，首先，根據(jù)有效轉(zhuǎn)矩線以及所要求的頻率調(diào)節(jié)范圍，確定電機運行的最高頻率和最低頻率。
假設(shè)已經(jīng)確定的電動機最高運行頻率為fmax最低運行頻率為fmin與此對應(yīng)的轉(zhuǎn)矩相對值為tTL，則電動機的額定轉(zhuǎn)矩Tn=TL/qTL（TL負(fù)載轉(zhuǎn)矩）。如果原選電機并未留有余量的話，則配用變頻調(diào)速器后，電動機的容量應(yīng)擴大1/tTL倍。傳動系統(tǒng)的傳動比入等于電動機在最高運行頻率下的轉(zhuǎn)速nDmax負(fù)載所需求的最高轉(zhuǎn)速nLmax之比。
（3）恒功率負(fù)載：和恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載類似，首先根據(jù)有效功率線和頻率調(diào)節(jié)范圍，求出電動機運行頻率的上、下限。
同樣，在求出最高和最低運行頻率的同時，得到對應(yīng)的功率相對值tPL，而電動機的額定功率PN≥PL／tPL（PL為負(fù)載要求功率）。
在設(shè)計恒功率負(fù)載時，應(yīng)注意兩點：（1）盡量多利用額定頻率以上的部分；（2）當(dāng)調(diào)整范圍較大時，盡量采用兩檔傳動比。因為當(dāng)傳動比分成兩欄時，頻率范圍αf與αn轉(zhuǎn)速范圍之間的關(guān)系為 ?？梢?，在轉(zhuǎn)速范圍相同的情況下，頻率范圍將大為減小，從而可減小電動機的容量。 轉(zhuǎn)貼于
負(fù)載的機械特性，因是恒功率負(fù)載，故曲線上任一點的橫坐標(biāo)與縱坐標(biāo)的乘積均相等，且與負(fù)載功率成正比，即PL=KPTLnL=KPTLmaxLmin 。全部轉(zhuǎn)速都在額定頻率以下調(diào)節(jié)時的有效轉(zhuǎn)矩線，在這種情況下，所需電動機的容量PN=KPTNnLmax>KPTLmaxLmax=αnPL。這說明，所需電動機的容量比負(fù)載功率的On倍還要大，是很不經(jīng)濟的。
⑴當(dāng)最高運行頻率為額定頻率的2倍，傳動比只有一檔時的情形。在這種情況下，所需電機的容量PN=KPTN1/2nLmax 1/2αnPL。可見，所需用容量只要大于負(fù)載功率的On/2倍就可以了。
⑵ 當(dāng)最高運行頻率為額定頻率的2倍，傳動比為兩檔時的情形。這時，所需電機的容量PN1/2 PL?？梢?，對于恒功率負(fù)載，當(dāng)αn>4時，這種方案是比較理想的。
3.自配外接制動電阻
各種變頻調(diào)速器都允許外接制動電阻，加快制動速度，外接電阻。但配套的制動電阻價格昂貴，不易買到，自動配置時，其阻值與功率可如下決定：
直流電路的電壓值UP= ×380=53V；制動電流Is一般以不超過電機的額定電流IDN為原則，即Is≤IDN，故制動電阻Rs≥UD/Is。
因Rs內(nèi)通過電流的時間只有幾秒鐘，故其功率PR可按工其工作時的（1/10-1/8）選擇，即PR=(0.1-0.125)UD2/Rs。
因Rs接入電路時，應(yīng)注意將變頻調(diào)速器內(nèi)部的制動電阻切除，如不能切除，則應(yīng)適當(dāng)加大Rs的值，以免出現(xiàn)制動電流過大的情形。
在外接制動電路時，為了避免燒毀變頻器內(nèi)部的放電用大功率晶體管（GTR）有時也可以外接整個制動電器（即包括制動電阻和放電晶體管，這時，GTR應(yīng)選取其VCEX≥700伏；ICN≥（1.2-1.5）IDN安。
參考文獻
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[關(guān)鍵詞]轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，F(xiàn)SAE賽車，CATIA
中圖分類號：U469.696 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）40-0400-01
FSAE方程式賽車設(shè)計應(yīng)遵循《汽車設(shè)計》所提出的要求，但其結(jié)構(gòu)，性能，設(shè)計要點又區(qū)別于民用汽車的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的，下面以寧遠(yuǎn)車隊2015賽季賽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)為例，從理論數(shù)據(jù)初值確立，數(shù)據(jù)優(yōu)化，三維建模，零件選材和加工工藝四個方面，對FSAE方程式賽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的設(shè)計進行概述。
設(shè)計目標(biāo)：①保證賽車在中高速過彎過程四輪最大限度的圍繞同一回轉(zhuǎn)中心運動，減少與地面的滑動摩擦，確保賽車行駛平順性。②轉(zhuǎn)向各零部件穩(wěn)定牢靠，確保賽車行駛過程中不發(fā)生機械故障。③轉(zhuǎn)向靈敏，操作輕便。④方便進行實車調(diào)校，改善賽車的操縱穩(wěn)定性。
一、理論數(shù)據(jù)初值確立
此部分?jǐn)?shù)據(jù)主要包括：轉(zhuǎn)向梯形的選擇與布置，最小轉(zhuǎn)彎半徑，角傳動比，方向盤最大轉(zhuǎn)角，內(nèi)外輪最大轉(zhuǎn)角，轉(zhuǎn)向齒條總長（即斷開點位置），齒條行程，齒條安裝高度，齒條偏距，齒輪基本參數(shù)（模數(shù)，齒數(shù)），橫拉桿長度，節(jié)臂長度與底角，萬向節(jié)夾角。
（1）根據(jù)轉(zhuǎn)向器在和轉(zhuǎn)向梯形相對于前軸的位置不同，有四種布置方式：轉(zhuǎn)向器位于前軸后方，后置梯形；轉(zhuǎn)向器位于前軸后方，前置梯形；轉(zhuǎn)向器位于前軸前方，后置梯形；轉(zhuǎn)向器位于前軸前放，前置梯形。其中梯形的前置與后置是根據(jù)節(jié)臂相對于前軸的位置提出的。
（2）最小轉(zhuǎn)彎半徑，角傳動比，方向盤最大轉(zhuǎn)角為經(jīng)驗選取值。根據(jù)襄陽賽道的特點，最小轉(zhuǎn)彎半徑一般為4--5m。寧遠(yuǎn)5號賽車設(shè)定最小轉(zhuǎn)彎半徑3.8m。角傳動比一般為4：1--5：1，通常方向盤最大轉(zhuǎn)角在100到135度之間，對于車手操作較為適宜。轉(zhuǎn)角過小，會導(dǎo)致轉(zhuǎn)向沉重，過大則會影響轉(zhuǎn)向靈敏性，且較大轉(zhuǎn)向角度下車手會出現(xiàn)交叉手現(xiàn)象，這是應(yīng)當(dāng)避免的。
（3）內(nèi)外輪轉(zhuǎn)角。根據(jù)理想阿克曼幾何可算出理論最大內(nèi)外輪轉(zhuǎn)角。根據(jù)懸架參數(shù)可知軸距為1580mm，前輪距1230mm。
（4）轉(zhuǎn)向梯形參數(shù)。
賽車基本都采用的斷開式轉(zhuǎn)向梯形結(jié)構(gòu)，齒輪齒條為中間輸入，兩端輸出結(jié)構(gòu)。若知道齒條長度p，主銷間距k，節(jié)臂長m，底角μ1μ2，橫拉桿長n，齒條偏距e。則轉(zhuǎn)向梯形可唯一確定。C、D點，即斷開點，其位置可根據(jù)《汽車設(shè)計》中的三心定理初步確定。輪胎轉(zhuǎn)角與齒條行程關(guān)系也可由幾何關(guān)系確定。有寧遠(yuǎn)5號賽車得出的相關(guān)數(shù)據(jù)如下：齒條長421.6mm，節(jié)臂78.5mm，梯形底角85°，橫拉桿桿長370mm，偏距74.3mm。需要指出的是，節(jié)臂越長，越有利于功能的實現(xiàn)，主要體現(xiàn)在后期的實體化后拉桿與節(jié)臂實體對轉(zhuǎn)角的影響。
二、數(shù)據(jù)優(yōu)化
結(jié)合ADAMS優(yōu)化進行動態(tài)仿真，能得到更為理想的參數(shù)。主要可用以下幾個方面進行。①穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)――整個穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)的試驗過程需要測量的有方向盤轉(zhuǎn)角、汽車行駛軌跡、汽車前進速度、橫擺角速度、側(cè)向加速度、縱向加速度和車身側(cè)傾角的時間歷程曲線。②方向盤角階躍――汽車受轉(zhuǎn)向盤輸入干擾引起的穩(wěn)態(tài)橫擺角速度增益，反應(yīng)時間等。③蛇形仿真――汽車橫擺角速度響應(yīng)、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角、車身側(cè)傾角、橫擺加速度等指標(biāo)進行評價。④雙輪同向（反向）激振試驗――外傾，前束，主銷內(nèi)傾角及橫向偏移距，主銷后傾角及后傾拖距，側(cè)傾中心高度，轉(zhuǎn)向角，懸架剛度，懸架側(cè)傾角剛度，側(cè)傾轉(zhuǎn)向系數(shù)。
三、三維建模
此過程是將各參數(shù)實體化的過程，建模過程務(wù)必要結(jié)合車架，懸架模型，確保符合規(guī)則，與其他組件進行模型總裝后不能發(fā)生靜態(tài)干涉。并可在模型中模擬車輪動態(tài)過程，避免潛在干涉的可能性。主要是橫拉桿，輪輞，叉臂，車架之間的干涉。零件的建模應(yīng)本著耐用，精致，輕量化，便于加工，便于裝配的原則，不斷尋求更好的設(shè)計。
四、零件材料選擇與加工工藝
（2）快拆器。這是賽車必不可少的裝置，便于車手的快速拆卸方向盤，進出座艙。這一般為購買件，國內(nèi)外都有很多優(yōu)秀的產(chǎn)品可選。自行設(shè)計的快拆，在內(nèi)外花鍵處可選用45鋼材質(zhì)，其他部分采用普通鋁或優(yōu)質(zhì)鋁。
（3）轉(zhuǎn)向柱。轉(zhuǎn)向柱分為兩部分，一部分與快拆軸直接相連，因為兩者須進行焊接，所以材料多為鋼質(zhì)空心軸，外徑根據(jù)轉(zhuǎn)向柱軸承設(shè)計，內(nèi)徑應(yīng)在壁厚滿足力學(xué)要求的情況下設(shè)計。另一部分連接萬向節(jié)或齒輪軸，這一部分在滿足抗扭剛度的下宜采用鋼管或鋁管，可減輕重量。
（4）萬向節(jié)。萬向節(jié)的選擇至關(guān)重要。其質(zhì)量的好壞直接決定了整個車的轉(zhuǎn)向虛程。由于對精度要求較高，基本采用購買件。FSAE賽車多采用十字軸式萬向節(jié)，根據(jù)連接部分不同可分為滑塊連接和滾針軸承連接，從自由間隙上評價滾針軸承連接優(yōu)于滑塊連接，但其承受扭矩相對較小。萬向節(jié)與轉(zhuǎn)向柱的連接方式，切忌選用簡單的過盈配合，可用螺紋與定銷結(jié)合的方式。如有必要可在兩者間加以焊接增強連接強度。
總結(jié)
FSAE方程式賽車的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)將直接影響賽車的操縱穩(wěn)定性與平順性以及安全性。所以從設(shè)計到實體的每個環(huán)節(jié)，都應(yīng)牢牢守住三個原則：轉(zhuǎn)向牢靠，轉(zhuǎn)向靈敏，轉(zhuǎn)向輕便。同時應(yīng)著眼整車，與其系統(tǒng)協(xié)同配合，能夠在實車過程方便調(diào)校，最大程度將整車性能發(fā)揮到極致。
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[關(guān)鍵詞]頂驅(qū)；30及40鉆機；優(yōu)化設(shè)計
中圖分類號：TG333.7 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）20-0202-01
一、30及40鉆機應(yīng)用頂驅(qū)的作用
頂驅(qū)可從井架上部空間直接旋轉(zhuǎn)鉆桿，沿專用導(dǎo)軌向下送進，完成鉆桿旋轉(zhuǎn)鉆進，循環(huán)鉆井液，接立柱，上卸扣和倒劃眼等多種鉆井操作。使用頂驅(qū)鉆井時，在起下鉆具的同時可循環(huán)鉆井液、轉(zhuǎn)動鉆具，有利于鉆井中井下復(fù)雜情況和事故的處理，對深井、特殊工藝井的鉆井施工非常有利。該系統(tǒng)顯著提高了鉆井作業(yè)的能力和效率，并已成為石油鉆井行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品。
近年來大慶油田采用30及40鉆機開發(fā)的水平井、大位移井、平臺井等特殊工藝井逐年增加，該類井如能使用頂驅(qū)，將大大提高鉆井效率和處理復(fù)雜的能力。
二、在30及40鉆機應(yīng)用頂驅(qū)應(yīng)具備的技術(shù)特性
1.安裝快捷
對于30及40小井架而言，打每口井的時間約為1個月左右，這樣就不能把時間過多的浪費在安裝頂驅(qū)過程中。傳統(tǒng)頂驅(qū)采用分段式導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)，安裝時需要一段一段提起，通過銷子人工進行連接，這種連接方式在惡劣工況下難以施工。
采用一體式折疊型導(dǎo)軌，安裝時只需將導(dǎo)軌提起，導(dǎo)軌受重力在鋼絲繩的作用下自動完成安裝，省時省力。
2.尺寸小重量輕
齒輪箱作為整個頂驅(qū)幾何位置的中心，它決定整個頂驅(qū)的徑向尺寸，常規(guī)齒輪箱的規(guī)格為1200×1250。如果頂驅(qū)的齒輪箱在保證強度的前提下，材料選用上一級材料，使它的大小縮小到80%左右，縮小后的尺寸為1100×1000，既可以減重又可以增大井架與頂驅(qū)之間的間隙。
軸向方面，頂驅(qū)裝置中的防噴器采用一體式，省去了自動式與手動式連接處的防松裝置，從而在長度上減小了1/10。采用小尺寸的管子處理系統(tǒng)，從而確保頂驅(qū)可使用常規(guī)水龍頭吊環(huán)。
3.主軸精確定位，便于水平井使用
針對水平井，頂驅(qū)采用先進的主軸旋轉(zhuǎn)精確定位技術(shù)，可通過人機對話界面，輸入主軸旋轉(zhuǎn)的角度，進行精確鉆進。
4.防碰高度規(guī)范要求
通過查看相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，“阻攔繩距天車梁下平面距離依據(jù)使用說明書或現(xiàn)場設(shè)備要求安裝”，見《石油鉆機現(xiàn)場安裝及檢驗》。在現(xiàn)場使用過程中，若不使用頂驅(qū)，阻攔繩安全距離一般為5-6m。在使用頂驅(qū)的情況下，50以上井架（凈空高度45m以上）阻攔繩安全距離可以到達(dá)5m。40井架（凈空高度A型42m，K型43m）阻攔繩安全距離一般為4m。30井架（凈空高度伸縮式33m，A型40-40.6m，K型41-42m）阻攔繩安全距離進一步受限，具體如下表所示。通過上述分析，在應(yīng)用一體式游車的前提下，所有40井架以及30井架中的33m2根一柱的井架和伸縮式井架的防碰高度符合規(guī)定要求。
三、方便現(xiàn)場應(yīng)用的一些優(yōu)化設(shè)計
1.簡化管子處理系統(tǒng)，采用防濺保護接頭
傳統(tǒng)方鉆桿防濺閥存在著壽命短、通徑小、防濺效果不明顯等缺陷，DQ30/40BC-JR型頂驅(qū)采用了一種耐沖蝕、通徑大、防濺預(yù)緊力大、適用于頂驅(qū)的保護接頭，該保護接頭同時具備防止頂驅(qū)主機接頭段因斷裂、松脫等原因發(fā)生脫落現(xiàn)象的發(fā)生。
2.使用管路串聯(lián)保養(yǎng)點，簡化注油流程，方便現(xiàn)場保養(yǎng)
DQ30/40BC-JR型頂驅(qū)的滑車滑輪采用串聯(lián)結(jié)構(gòu)，滑輪之間聯(lián)通液路，在注油時，只需注入一次油，便可實現(xiàn)滑輪的整體。
3.設(shè)計可與主機對接的維修吊籃及馬凳，方便現(xiàn)場維修
DQ30/40BC-JR采用可與主機對接的維修吊籃及馬凳，方便現(xiàn)場維修。
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