混砂车输砂器的设计.doc

混砂车输砂器的设计郑 重 声 明本人呈交的学位论文，是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，所有数据、图片资料真实可靠尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含他人享有著作权的内容对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确的方式标明本学位论文的知识产权归属于培养单位本人签名： 日期： 摘 要螺旋输砂器是混砂车的核心部件之一，螺旋输砂器输砂性能的好坏，决定着混砂车的工作效率，混砂车的工作效率直接影响到整个压裂固井作业的效率螺旋输砂器的工作原理是利用其物理性能将砂输送到混砂罐车内本课题是根据给定的性能参数，确定螺旋直径和螺旋轴径，再进行螺旋输砂器结构参数的设计计算进一步设计螺旋输砂器的螺旋轴、螺旋叶片、连接法兰、前后端的结构、以及筒体和支架，校核螺旋轴、上端轴和下端轴，选择轴承和验证轴承的使用寿命对法兰轴连接和轴承密封与润滑进行优化，达到在恶劣环境下的使用条件，提高工作效率，延长使用寿命再对螺旋叶片下料方法的确定，计算画出螺旋叶片的下料图。

利用 CAXA 软件完成螺旋输砂器的总装配图，螺旋输砂器装备图，筒体、螺杆、料斗及支架的零部件图关键词：混砂车；螺旋输砂器；结构设计；设计计算ABSTRACTSand conveyor is one of the most important constituents of the sand blender, whose capacity to send sands can evaluate the efficiency of sand conveyor. The efficiency can influent the fracturing operation directly. The operating principle of sand conveyor is that sands can be sent to mixed sand tank car with its physical properties.According to the performance needed parameters, The purpose of this thesis is that how to confirm the spiral diamete and diameter of axle, and then conduct the design and calculation of the structural parameters of sand conveyor, with the help of the needed parameters. The next step is to design screw shaft,screw blade, structure, connecting flange, holder, screw axis,front and back side structure, selecting the working life of bearing. Tester can optimize flanged shaft and the sealing and lubrication of bearing, in order to sand conveyor can be used in harsh environments and improve its efficiency and working life. And the next, the method to ensure screw blade and the cutting diagram of screw blade can be calculated. Finally, the last procedure is that the general assembly drawing, figure equipment, barrel, and screw hopper of sand conveyor, and parts of parameter of holder can be completed with CAXA.Key words: sand blender；screw conveyor；structural design；design calculation目 录第 1 章 绪论1.1 混砂车的用途及组成 ..........................................11.2 混砂车输砂器的功能及组成 ....................................21.3 本课题研究的内容 ............................................21.4 本课题研究的意义 ............................................4第 2 章 螺旋输砂器的参数的确定及设计方案2.1 螺旋输砂器的设计参数 ........................................52.2 螺旋直径的确定 ..............................................52.2.1 确定螺旋直径的方法 .....................................52.2.2 螺旋直径的确定 .........................................62.3 螺旋输砂器的功率 ............................................72.4 螺旋输砂器的设计方案 ........................................7第 3 章 混砂车螺旋输砂器各部件的设计3.1 螺旋体的设计 ................................................93.1.1 螺旋轴的设计 ...........................................93.1.2 螺旋叶片的设计 ........................................103.1.3 螺旋轴的校核 ..........................................133.1.4 法兰的设计 ............................................153.2 轴的设计和轴承的选择 .......................................163.2.1 下端轴设计和轴承选择 ..................................163.2.2 上端轴设计和轴承的选择 ................................193.3 筒体的设计 .................................................203.4 料斗的设计 .................................................213.5 支架的设计 .................................................22第 4 章 润滑与密封4.1 轴承的润滑 .................................................244.2 各部件的密封 ...............................................24第 5 章 叶片的制造工艺5.1 叶片的下料方法 .............................................255.2 叶片的下料图 ...............................................255.3 叶片材料的选择及下料 .......................................275.4 叶片的拉伸成形 .............................................27总结与展望 .......................................................28参考文献 .........................................................30致谢 ..............................................................32附录 ..............................................................331第 1 章 绪论1.1 混砂车的用途及组成混砂车（见图 1.1）是油田压裂、防砂作业的主要配套设备，主要用于混合、搅拌、输送压裂作业需要的砂液等介质。

该设备具有能够在零下 30℃至 40℃的环境温度范围内满负荷连续工作 6 小时以上的能力适用于配制各种不同添加剂的压裂液，可向各型压裂车泵送不同砂比、不同粘度的压裂液，完成大、中型压裂施工本设备为车载式，能适合无等级路面行驶，并适用于粗糙路面、风沙灰尘、泥泞的油田环境混砂车是目前油田压裂广泛使用的一种机型，其作业性能稳定，混砂量大，可为多台联机作业的压裂机提供稳定充足的砂液供应混砂车主要由底盘部分和台上部分组成台上部分主要由台上发动机、液压系统（包括散热系统） 、吸入和排出系统、输砂和混砂系统、液体化学添加剂添加系统、干粉添加系统和数据采集系统等几大部分组成该车采用全液压驱动，车台柴油机输出动力，经分动箱并带动四组油泵，六组油泵在分别驱动各油马达以实现输砂、搅拌、胶联、干添、吸入等工作图 1.1 混砂车示意图1.汽车；2.液压系统；3.台上发动机；4.传动系统；5.操作台；6.仪表台7.干添加剂加入装置；8.混合罐；9.螺旋输砂器；10.液体添加剂输入泵组 及灌注泵；11.砂泵；12.油泵传动装置；13.吸入离心泵21.2 混砂车输砂器的功能及组成输砂器（见图 1.2）采用液压马达驱动螺旋绞龙旋转，旋转的螺旋绞龙将砂斗里的砂（颗粒状）输送到离地面一定高度的混砂罐中，与液体进行混合搅拌。

螺旋输砂器除实现输送功能外，还需要对其输送的介质进行流量计量输砂绞轮控制采用独立的控制工作方式，在输砂量小于 1.5m3/min 时，可使用单筒工作螺旋输砂器部件由输砂绞龙外壳、砂斗、输砂绞龙轴、输砂器支座、液压马达支座、起升托座等组成输砂绞龙轴为液力驱动，可分别无级调速及正反转，绞龙轴由钢板卷制叶片并与钢管焊接面成输砂量器的砂斗为整体式、砂斗距地面高度不大于 0.8 米当输砂器起升到合适位置后由销轴插入支撑板中锁定输砂器绞龙轴上部装有信号检测计量齿盘，通过传感器和电缆将输砂信号传递到仪 表台 和 仪 表 车 上 瞬 时 砂 量 、 累 计 砂 量 及 砂 比 仪 表 台 的 数 显 仪 直 接 读 出 砂 从 进 砂 口 进 入 绞 龙 壳 内 ， 螺 旋 叶 片 焊 接 在 输 砂 轴 上 ， 在 液 压 马 达 的 驱 动 下 带动 砂 的 传 输 ， 出 砂 口 流 出 的 砂 直 接 进 入 到 混 砂 车 混 砂 罐 内 ， 螺 旋 输 砂 器 的 上 端 和 下端 轴 承 用 。