時間：2023-03-20 16:18:44
序論：在您撰寫總體設計論文時，參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導您走向新的創(chuàng)作高度。
本文旨在探索板材坡口機的總體結(jié)構(gòu)設計，即板材坡口機的設計，又稱板材坡口機設計。當前我國板材坡口機技術(shù)已經(jīng)有了一定的發(fā)展，而且逐漸趨于自動化。
本文根據(jù)板材坡口機的工作原理和基本結(jié)構(gòu)，初步設計板材坡口機。在此基礎上通過對此題目的分析以及對一些相關書籍和文獻的查閱，進一步研究了板材坡口機的總體結(jié)構(gòu)設計。本文所設計的板材銑邊用于電廠中鋁板焊接前的坡口成型，板材坡口機的設計重點應在于液壓系統(tǒng)和板材坡口機的銑削系統(tǒng)的設計。已完成的主要工作可以概括為以下四方面：
1．對課題的來源、選題的目的、以及板材坡口機在國內(nèi)外發(fā)展的形勢及所存在的問題進行了相關的論述。
2．闡述了板材坡口機的一般結(jié)構(gòu)，然后根據(jù)自身的需求選取適當?shù)慕Y(jié)構(gòu)組件。簡易的敘述了總體方案設計。
3．對液壓系統(tǒng)的基本概念、特點、應用以及基本工序做了簡要的介紹，進而分析了板材坡口機技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展方向。
4．對本設計的重點-板材坡口機的銑削系統(tǒng)進行設計。分析了銑削控制系統(tǒng)的過程，進而對銑削件進行了工藝分析，為板材坡口機銑削系統(tǒng)設計奠定了基礎，最后對板材坡口機銑削系統(tǒng)重要的各個尺寸參數(shù)進行了校核。
本文通過研究設計板材坡口機的基本原理，獲得了大量有關設計板材坡口機的要領。論文的完成對進一步完成生產(chǎn)性設計和探索設計板材坡口機過程有一定的參考價值。
關鍵詞：坡口機；剪板機；傳動；液壓；自動化
Abstract
Thisarticlethesisisaimedatexploringtheoverallstructuredesignofplateedgemillingmachine,thatisthedesignofplankstuffedgemillingmachine,alsocalledthedesignofboardgroovemachine.Atpresent,thedesignofplankstuffedgemillingmachinealreadyhasthecertaindevelopment,andgraduallytendstoautomation.
Accordingtotheprincipleofworkandbasicstructureofplankstuffedgemillingmachine,thepresentthesisdesignstheplankstuffedgemillingmachine.Onthebaseoftheseworks,throughregardingthistopicanalysisandconsultingtosomecorrelationbooksandliterature,werefurthermakeclearthattheoveralldesignofplankstuffedgemillingmachine.Thispresentthesisdesignstheplankstuffmillusesinthepowerplantbeforethealuminumsheetweldingbeveltotakeshape.Designsshouldlieinwithemphasisthedesignofthehydraulicsystemandmillingsystem.
Themainworkachievedaresummedupasfollowing:
1.Therelatedsummarywasmadeonthesourceandgoaloftask,Domesticandforeigndevelopmentsituation,existenceproblem.
2.Therelatedsummarywasmadeonthegeneralstructure,thenaccordingtoowndemandselectionsuitablestructuremodule.Andasimiplenarrationwasmadeontheoveralldesignofplankstuffedgemillingmachine.
3.Therelatedsummarywasmadeonthebasicconcept,characteristic,applicationandessentialworkingprocedure,andwasfurtheranalysisthepresentsituationanddevelopmentdirection.
4.Therelatedsummarywasmadeonthisdesignkeypoint-millingsystem.Analysiswasmadeonmillingcontrolsystem,andwasfurthercraftanalysisthemillingcomponents.thishaslaidthefoundationforthemillingsystemofplankstuffedgemillingmachine.Finally,ithascarriedontheexaminationoneachimprotantsizeparameterofplankstuffedgemillingmachine.
Inthispaperalotofexperimentaldataaboutmainpointofplankstuffedgemillingmachinewereacquiredbystudyingthebasicprinciple.Thispaperalsowillprovideguidanceforindustrializationandresearchingplankstuffedgemillingmachineprocess.
Keywords:plankstuffedgemillingmachine;boardgroovemachine;guillotineshear;transmission;hydraulicpressure;automation
板材坡口機的總體結(jié)構(gòu)概述
2.1板材坡口機的結(jié)構(gòu)
由于銑邊工藝的特殊性決定了板材坡口機的結(jié)構(gòu)與普通壓力機結(jié)構(gòu)上的差異。通常所有板材坡口機由以下幾部分組成:
1）油缸：提供板材坡口機壓緊板材所需的壓緊力且驅(qū)動壓料腳上下往復運動。
2）壓料腳：在長度上連接液壓缸,可上下往復往復運動,完成板料的壓緊。
3）機架：由兩個立柱及三梁聯(lián)結(jié)而成。油缸、機床導軌及銑削系統(tǒng)等均固定在其上。兩個立柱是最主要受力構(gòu)件。
4）帶滾輪的板料的工作臺。
5）銑削系統(tǒng):由銑削頭，工作進給系統(tǒng)，快速滑移系統(tǒng)等組成。
6）液壓系統(tǒng):由油箱、油泵、壓力閥組、同步閥組及液壓管道等組成。向油缸提供壓力油并控制其運動。
8）減速器：連接電動機和銑削頭，使銑削頭具有變速功能。
9）主電動機和三個輔助電動機。
10）其它輔助功能機構(gòu)：便于板料的上、下料及折彎過程中的隨動托料，可實現(xiàn)自動化。
總體設計要求
坡口機在屬于高精度設備,設計時需按有關機床設計標準設計。根據(jù)我對坡口機的研究與設計,以及在焊管生產(chǎn)線上的應用情況,對設計要求作介紹:
①坡口機的動力傳遞推薦采用齒輪傳動,選用高精度齒輪,盡量減少電動機振動、跳動等對主軸精度的影響;
②銑頭應設計成角度可調(diào),以便銑出理想的焊接坡口;
③要有效解決板材的左右竄動和上下跳動難題,從而避免打刀現(xiàn)象;
④銑刀盤要有防護,防止鐵屑飛濺到鋼板上和操作人員的身上,以免造成鋼板表面壓痕和人身不安全事故發(fā)生;
⑤主軸箱需要稀油,用于保證軸承;
⑥為了保證刀具的耐用度,必須合理確定銑削速度。由于國內(nèi)刀片質(zhì)量及研究水平的提高,刀片的切削速度已有很大的提高。建議坡口機刀片盡量采用硬質(zhì)合金刀片,切削速度在150～260m/min。
(2)刀片坡口機必須適用于連續(xù)作業(yè)生產(chǎn),要求刀片具有很高的抗熱震裂、抗塑性變形能力和抗沖擊性,紅硬性高,耐磨性好。并要求更換方便、快捷,一個刀片有多個刃口可供使用。
(3)順銑與逆銑銑刀旋轉(zhuǎn)的方向與前進的方向相同稱為順銑;銑刀旋轉(zhuǎn)的方向與前進的方向相反稱為逆銑。順銑切削時,刀齒一開始就從最大的切削厚度處切入,逐漸切到零,避免了在已加工的板材邊緣表面上滑行,減少了加工表面冷作硬化現(xiàn)象和后刀面磨損,而且切削路程短,鐵屑短粗,平均切削厚度大,變形小,切削功率可比逆銑節(jié)約10%左右。逆銑切削時,每齒切下的鐵屑切削厚度是逐步從零增至最大。因此刀齒剛切入時,在鋼帶由前一刀齒切削所形成的冷硬表面層表面上滑行一段距離,直到切至一定的切削厚度時才能切入,而且進給量越小,滑行距離越長,所以刀齒后面與工件磨擦較大,擠壓嚴重,使刀具易于磨損,耐用度和粗糙度降低,還會造成嚴重的硬化層。因此針對實際需要我設計的坡口機采用順銑方式。對于阜新封閉母線廠所需要的,我們只需做一個簡易的板材坡口機，設計的結(jié)構(gòu)包括液壓缸、銑削系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)等。
2.2板材坡口機的總體方案設計
總體方案設計包含功能設計、結(jié)構(gòu)設計和性能設計三部分。功能設計，即在調(diào)研并確定了板材坡口機的工作參數(shù)（運動、動力、尺寸）之后，通過功能分解創(chuàng)新出或類比出可以實現(xiàn)加工要求的各種布局方案創(chuàng)新設計。通過對運動功能的分解和合成來確定其布局方案，對于設計加工特定板料的專用板材坡口機較為有效。而銑削設計或類比設計主要通過查詢、比較確定可參照的板材坡口機布局方案，而大量用于設計一般的通用性板材坡口機。
結(jié)構(gòu)設計是在總體布局方案基本確定之后，對機械結(jié)構(gòu)件進行主要形狀和尺寸的設計。結(jié)構(gòu)設計同樣有類比和創(chuàng)新設計兩類。類比技術(shù)是建立在成組技術(shù)和模塊化技術(shù)的基礎上，采用參數(shù)化設計方案來實現(xiàn)。而創(chuàng)新式設計主要是按照設計人員的意愿，通過對基礎模塊（板、梁、筋、孔、凸緣、法蘭等）的實體進行拼裝、重疊等操作來實現(xiàn)。
性能設計是根據(jù)板材坡口機的總體性能要求對運動誤差、精度和剛度等進行設計分配。
目錄
前言1
1緒論2
1.1課題來源2
1.2課題的設計目的及意義2
1.3與課題相關的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析2
1.3.1板材坡口機在國內(nèi)的發(fā)展情況2
1.3.2板材坡口機在國外的發(fā)展情況4
1.3.3對板材坡口機行業(yè)在國內(nèi)發(fā)展的建議5
1.4刨邊機與坡口機的優(yōu)缺點6
1.5銑邊與剪邊工藝的比較7
1.5.1板邊加工在焊接工藝中的必要性7
1.5.2板邊加工工藝常用的帶鋼板邊加工工藝7
1.5.3圓盤剪剪邊工藝7
1.5.4粗銑+精銑工藝8
1.5.5單臺銑邊工藝8
1.5.6圓盤剪剪邊+單坡口機銑邊工藝8
1.5.7板材焊接質(zhì)量好8
1.5.8板材成材率高8
1.5.9易加工厚板9
1.5.10銑邊坡口參數(shù)9
1.5.11銑邊工藝對工作條件的要求9
1.5.12存在問題10
1.5.13結(jié)論10
1.6主要設計內(nèi)容和預期結(jié)果11
1.6.1設計內(nèi)容11
1.6.2預期結(jié)果11
2板材坡口機的總體結(jié)構(gòu)概述12
2.1板材坡口機的結(jié)構(gòu)12
2.2板材坡口機的總體方案設計13
3控制系統(tǒng)的選擇及設計14
3.1控制系統(tǒng)的選擇14
3.2液壓傳動系統(tǒng)的設計14
3.2.1液壓缸主要參數(shù)的確定14
3.2.2缸筒壁厚和外徑計算15
3.2.3液壓缸的強度校核16
3.3液壓元件的選擇18
3.4液壓系統(tǒng)的性能驗算20
4板材坡口機銑削系統(tǒng)設計21
4.1電動機的選擇21
4.2軸的設計21
4.2.1軸的轉(zhuǎn)矩強度計算21
4.2.2軸的結(jié)構(gòu)設計21
4.3齒輪的選擇及計算23
4.4導軌的設計24
4.4.1導軌的功用24
4.4.2直線運動導軌的特點24
4.4.3普通滑動導軌的特點24
4.4.4V型導軌的選用25
5經(jīng)濟性分析26
6結(jié)論27
致謝28
參考文獻29
制造業(yè)作為我國的支柱產(chǎn)業(yè)，在整個國民經(jīng)濟中占有舉足輕重的地位，它是我國比較優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)，是勞動密集及智力密集型產(chǎn)業(yè)。而制造業(yè)的主體和基礎是機床行業(yè)；2002年中國機床一躍成為世界最大的消費國和全球最大的機床進口國。同時加入WTO以后，全球經(jīng)濟貿(mào)易的一體化，這對我國制造業(yè)的要求不斷提高，各種技術(shù)壁壘已經(jīng)阻礙了我國機床行業(yè)走向國際化。如何刷新今天的被動局面，積極的應對挑戰(zhàn)、抓住機遇、贏得發(fā)展的契機，成為機床行業(yè)普遍面臨的問題。在國外，機床改造已有較長的歷史，在美國已有50多年的歷史。由于各國的政治、經(jīng)濟、科學技術(shù)的差異，機床的種類、性能、結(jié)構(gòu)的繁雜多樣，使機床的改造內(nèi)涵更加豐富多彩，出現(xiàn)了機床的翻修、改進、改裝、改造、再生、再造。機床改造在汽車、機床、內(nèi)燃機、航空等行業(yè)廣泛應用，并批量投入生產(chǎn)。
一般認為：機床改造就是：利用最新的控制裝置和進給系統(tǒng)使舊機床獲得新生再造是一種較高的設備改造形式，國外稱這種工程技術(shù)是把老設備“重新回到圖板，以進行再設計，再制造，再鑒定的工作過程。通過全面改造設備主體結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)，引入最新技術(shù)，使機床達到現(xiàn)代化設計的新機床的水平，以滿足現(xiàn)代生產(chǎn)率、精度、環(huán)靜和技術(shù)標準。鑒于機床改造工藝技術(shù)水平要求較高。一般工廠用戶自行改造。往往難于達到技術(shù)性能和經(jīng)濟效益。
現(xiàn)代制造業(yè)的優(yōu)化，除了信息化以外，還包括加工順序的工藝優(yōu)化、加工參數(shù)、切削刀具、熱處理金屬成型的優(yōu)化設計制造，從而實現(xiàn)降低成本、高效益的運作，達到高標準、高規(guī)范的要求。
設計課題涉及到課題的分析、資料的查詢、資料摘錄，整理收集的資料。然后深入鹽城市機床廠生產(chǎn)一線向使用者、設計者學習，從而了解所設計的產(chǎn)品的成本、生產(chǎn)效率、特殊用途、設計理念、以及產(chǎn)品的市場競爭力。具體的了解機床的外形、主軸箱的大致結(jié)構(gòu)，并記錄了如何有所改進，最后確定設計的方案。以及箱體的結(jié)構(gòu)圖，并進行相關零件的選型計算。此種機床的構(gòu)造設計要求我們具備相當強的實踐知識和經(jīng)濟意識因此考慮到：動力裝置、電機的選用，優(yōu)化的配置企業(yè)內(nèi)部現(xiàn)有各種資源，真正做到資源最小化，提高產(chǎn)品精度，實現(xiàn)了經(jīng)濟效益最大化的要求，更好的服務于生產(chǎn)和經(jīng)濟建設。
本課題就是從培養(yǎng)我們的工程實踐意識、經(jīng)濟意識，樹立正確的生產(chǎn)觀出發(fā)，并結(jié)合機床廠的多年實踐總結(jié)，該課題的設計由本本人單獨完成，設計任務由指導老師作了明確指配：由于我負責該立式組合機床的總體設計和組合鉆床主軸箱設計，故本人的設計說明書包括立式組合機床的總體設計和組合鉆床主軸箱設計，附件有生產(chǎn)率計算卡、圖的詳細說明。
1立式組合鉆床總體設計概述
1.1零件加工工序圖
加工工序圖是根據(jù)選定的工藝方案，表示一臺機床上或一條自動生產(chǎn)線上完成的工藝內(nèi)容。包括加工部件的尺寸精度、技術(shù)要求、加工時的定位基準、夾緊部位以及被加工零件的材料、硬度和在機床上加工前毛坯的情況。
本工序的加工內(nèi)容是鉆口面Φ14孔，要求在立式鉆床上加工，以底面兩銷孔（上箱體為頂面）為定位基準，夾緊點位于第三軸孔和對側(cè)的第二、四軸孔上。
在一個箱體上,因為有兩個孔是不對稱的,為了提高生產(chǎn)效率,縮短輔助時間,減少設備,用一臺組合機床來加工上、下箱體。在主軸箱上把所有軸孔都排成對稱的,在加工時,把不應有的鉆頭取下就可以加工上下箱體,則該立式組合機床有16根主軸。
該加工孔的直徑為Φ18mm,表面粗糙度,孔深分別為110mm、50mm、25mm。定位時以底面和兩銷孔為定位基準是合理的,這樣定位精度高,易于保證各軸孔間的位置精度,故這種在立式組合鉆床上采用“一面兩銷”的定位方法加工精度是較高的。
1.2零件加工示意圖
加工示意圖反映了機床的加工過程和加工方法,并決定了浮動夾頭或接桿的尺寸、刀具的種類和數(shù)量,刀具的長度和加工尺寸、主軸、刀具與工件間的關系尺寸等。合理的選擇切削用量、并決定動力頭的工作循環(huán)時間也是調(diào)整機床和刀具的依據(jù)。
1.2.1鉆頭的選擇
加工時選用麻花鉆由《量具、刀具標準》P290-JB781-65查得:
①鉆110mm深的孔,用錐柄長麻花鉆
d=18mm,柄部形式:BL=320mmL0=215mm
錐柄尺寸莫氏圓錐2號,L2=90.5mmd1=17.2mm
②由P282-JB780-65查得
鉆50mm深的孔和25深的孔,用錐柄麻花鉆
d=18mm柄部形式BL=320mmL0=215mm
錐柄尺寸莫氏圓錐2號,L2=90.5mmd1=17.2mm
1.2.2導向選擇:
①由［I］P223表3-4和3-3及［Ⅱ］P63選擇選擇導向長度L1=45mm的固定式導套。
②導套配合的選擇查［I］表3-5可知:
d用Db新標準為G7
D用D/db,新標準為H7/g6
D1用D/ga,新標準為H7/n6
（導套）
1.2.3主軸的選擇
切削扭矩為1424.86Kg.mm
由［I］表5-10查得
d=B=7.5=25.22mm
按標準系列取主軸軸徑為30mm
由［I］表可查得
主軸外伸長度L=115-15=100mm
D/d1=50/36
按桿莫氏圓錐號2號
（主軸）
1.2.4接桿的選擇
選用B型(A型為加強型接桿)11號接桿
（連接桿）
1.3動力部件的選擇
1.3.1動力部件的功率選擇
動力部件的功率選擇是根據(jù)所選的切削用量計算出切削功率及進給功率之需要,并考慮提高切削用量的可能性(一般提高20％)選擇相應的動力部件。
切削用量為
V=13米/分n=230轉(zhuǎn)/分f=0.16毫米/轉(zhuǎn)
刀具耐用度驗算
T=(
=181971.027分=3032.85小時
一天按工作15小時計算,刀具耐用度為202.19天,則切削用量選擇合理。
切削功率由計算得:N=14×0.3733=5.227(KW)
取η=0.8則
N動>=6.53(KW)
6.53+(6.53×30%)=8.49(KW)
故選用10KW的電動機。
1.3.2主軸箱最大輪廓尺寸的選擇
根據(jù)工件外輪廓尺寸和結(jié)構(gòu)需要,選用1000×630×340mm的標準主軸箱,由于結(jié)構(gòu)的需要在1000方向上再加四個導桿座,導桿座內(nèi)徑為Φ100mm,這樣用來支承導桿的外形尺寸成為1200mm,外廓尺寸就成為1200×630×340mm。
D=36mmD1=30mmB型D2=50mmL1=110mmL2=30mm
莫氏錐度號為2號,L1選擇由具體情況而定
1.3.3主軸箱鉆模板工件等相互之間位置及尺寸
導向長為45mm,鉆模板厚為35mm,加工終了位置時鉆模板與工件相距10mm,切出長度為12mm,導向套與主軸箱間間距為30mm,采用活動方式鉆模板。（如下圖）
1.3.4動力循環(huán)的選擇
動力頭的工作循環(huán)包括:快進、行進、工作進給和快退等動作。
本機床采用“工進—快退”的循環(huán),這是由機床總聯(lián)系尺寸圖確定后又重新修改的結(jié)果。
1.4機床聯(lián)系尺寸圖
1.4.1機床裝料高度的確定
考慮到通用部件尺寸的限制和操作方便,裝料高度可在850～1060mm之間選取,具體到本設計中取裝料高度1000mm。
1.4.2夾具輪廓尺寸的確定
裝卸工件是在機床外面完成的,夾具在裝卸工件時可拉進拉出。由于結(jié)構(gòu)限制,夾具與滑臺做成一個整體是特制滑臺。參考63滑臺制造而成,導軌部分局部尺寸不變,最大外輪廓尺寸為1200×950×500mm。
1.4.3中間底座尺寸的確定
中間底座支撐著夾具體,按需要取長為1700mm.寬和高取坐標準值分別為1000mm和560mm。
1.4.4主軸箱各尺寸的確定
前面已經(jīng)確定了其外形輪廓尺寸,根據(jù)［I］確定后蓋為90mm,前蓋為70mm(考慮作油池用)主軸箱體為180mm。
1.4.5滑臺的選擇
滑臺的選用應根據(jù)工件的外輪廓尺寸和進給抗力,工作循環(huán)來確定。
進給抗力:
ΕP=300.5×14=4207(Kg)
由一部組合機床通用機床部件設計組所編寫的指導教材直接查得用HY63B型滑臺。行程為630mm,最大進給抗力為6300Kg,快進行程速度為4.2米/分。
1.4.6動力箱的選擇
由［Ⅱ］可查得,選用TD63AⅡ型動力箱,電機型號為JO2-61-6。功率為10KW,驅(qū)動軸轉(zhuǎn)速為48.5rpm。
1.4.7其它配套部件的選擇
由一部組合機床設計小組所編指導資料查得與HY63BⅡ型滑臺配套的其它部件為:
立柱:型號CL63A
立柱底座:型號CD63
由以上資料即可作出機床總體設計的“三圖一卡”具體見圖紙和該說明書的附錄部分。
附件清單
序號內(nèi)容備注
1組合鉆床聯(lián)系尺寸圖B9912027-ZZC-80TA0一張（手工圖）
2組合鉆床主軸箱裝配圖B9912027-ZZCZZX-80TA0一張
3減速器箱體加工工序圖B9912027-JGGX-80TA1一張
4減速器箱體加工示意圖B9912027-JGSY-80TA1一張
5齒輪B9912027-ZZCZZX-80T-01A3一張
6齒輪套B9912027-ZZCZZX-80T-02A3一張
7導套B9912027-ZZCZZX-80T-03A3一張
8電機齒輪B9912027-ZZCZZX-80T-04A3一張
9蓋B9912027-ZZCZZX-80T-05A3一張
10鍵套B9912027-ZZCZZX-80T-06A3一張
11手柄軸B9912027-ZZCZZX-80T-07A3一張
12套筒B9912027-ZZCZZX-80T-08A3一張
13油杯B9912027-ZZCZZX-80T-09A3一張
14葉片油泵B9912027-ZZCZZX-80T-10A3一張
15傳動軸B9912027-ZZCZZX-80T-11A3一張
16軸B9912027-ZZCZZX-80T-12A3一張
17軸承蓋B9912027-ZZCZZX-80T-13A3一張
18軸承透蓋B9912027-ZZCZZX-80T-14A3一張
19生產(chǎn)率計算卡一份
目錄
0引言1
1立式組合鉆床總體設計概述3
1.1零件加工工序圖3
1.2零件加工示意圖3
1.2.1鉆頭的選擇3
1.2.2導向選擇:4
1.2.3主軸的選擇4
1.2.4接桿的選擇5
1.3動力部件的選擇5
1.3.1動力部件的功率選擇5
1.3.2主軸箱最大輪廓尺寸的選擇6
1.3.3主軸箱鉆模板工件等相互之間位置及尺寸6
1.3.4動力循環(huán)的選擇7
1.4機床聯(lián)系尺寸圖7
1.4.1機床裝料高度的確定7
1.4.2夾具輪廓尺寸的確定7
1.4.3中間底座尺寸的確定7
1.4.4主軸箱各尺寸的確定7
1.4.5滑臺的選擇7
1.4.6動力箱的選擇8
1.4.7其它配套部件的選擇8
2組合鉆床主軸箱的設計8
2.1繪制主軸箱設計原始依據(jù)圖8
2.2主軸結(jié)構(gòu)形式的選擇及動力計算11
2.2.1主軸結(jié)構(gòu)形式的選擇11
2.2.2主軸直徑和齒輪模數(shù)的初步確定12
2.2.3主軸箱動力計算12
2.3傳動系統(tǒng)的設計與計算14
2.3.2主軸箱的和手柄設置17
2.3.3傳動軸直徑的確定:17
2.4主軸箱坐標系計算18
2.5主軸箱上變位齒輪系數(shù)的計算24
2.6繪制坐標檢查圖26
2.7主軸箱中軸的校核計算26
2.8齒輪強度的校核計算28
2.9其它31
2.9.1主軸箱中軸的支承軸承的類型選擇31
2.9.2軸上零件的固定與防松31
2.9.3主軸箱體及其附件的選擇設計32
2.9.4油的選擇、密封件的選擇32
2.9.5主軸箱的安裝定位33
結(jié)束語34
致謝35
以往的研究中，自我的一致性和自我的積極性得到了充分的考察，大量研究關注了人們面對自我威脅時的自我防御機制，以及各種提高自我一致性、積極性的行為。最近研究者們開始注意到過分關注自我積極性可能帶來負面的效果，并試圖提出“淡化自我”、“安靜的自我”等概念，認為較少自我卷入可能在許多情況下有利于自我管理的效率。但是自我一致性的反面—自我矛盾性—尚未受到充分的理論考察，同時也缺少系統(tǒng)的實證探索。針對這一不足，我們試圖提出一個新的自我矛盾性理論，整合人們不同的自我一致性與面對矛盾時的動機反應之間的關系。本研究主要試圖探討以下幾個問題。
首先，從自我矛盾性的理論出發(fā)，探索并驗證自我矛盾性的概念結(jié)構(gòu)，發(fā)展出合適的自我矛盾性測量問卷。在此基礎上，考察自我矛盾性是否確實存在積極的作用。由于研究的階段和當前條件的限制，主要從個體內(nèi)和個體間兩個層面分別檢驗自我矛盾性是否對個人存在積極的作用。
其次，結(jié)合自我矛盾性和矛盾尋求兩個核心概念，探討兩者之間的動態(tài)關系。即檢驗自我矛盾性理論中的核心假設:個體在高自我矛盾時會回避自我矛盾，而在穩(wěn)定的低自我矛盾時會主動尋求自我矛盾。
本研究的意義主要體現(xiàn)在以下幾個方面:
(t)理論意義方面，首先，本研究在以往研究的基礎上提出了自我矛盾性的理論，完整全面地闡釋了個體自我一致性場盾性的作用機制，解釋了個體自我矛盾性的來源、存在原因以及對個體的影響，并通過實驗考察了個體主動尋求自我矛盾的前提與條件，彌補了以往自我理論中僅單方面考察個體追求、維持自我一致性的不足。
其次，本研究提出的理論以及相關的實證研究豐富了人們對傳統(tǒng)意義上的“自我”的認識，強調(diào)了從個體內(nèi)、個體間以及個人與群體關系的角度對自我“功能”的價值進行考察。以往大量研究中，研究者僅關注揭示自我的作用機制，并未考察這些機制對個人的影響是積極有益的，還是消極有害的。本研究的思路與目前“安靜自我”的研究取向保持一致，從理論上和實證上表明自我一致性除了對個人保持身份認同存在積極意義外，過分地追求自我一致性、否認或壓制自我矛盾性會帶來消極的后果。
(2)實踐意義方面，本研究中提出的理論和實證研究結(jié)果可以在以下幾個方面得到實踐應用。首先，通過認識到自我矛盾性的意義，心理健康教育中可以根據(jù)自我矛盾性的原理強調(diào)個體對自我的不斷探索，而非試圖尋求、維持一個高度自我一致的自我。其次，意識到自我矛盾性的原理，保持適度的自我懷疑和自我關懷，有助于個體避免因自我防御策略所帶來的認知偏差，如本研究中考察的“歷史終結(jié)錯覺”。最后，自我矛盾性對他人印象的影響有助于人們在印象管理時注意避免高度自我一致的形象，以改善自己在他人眼中的形象.
2 研究設計
本研究主要圍繞“自我矛盾性”和“矛盾尋求”兩個核心概念，從自我矛盾性的概念與維度結(jié)構(gòu)、自我矛盾性的積極意義及其與矛盾尋求之間的關系三個大方向進行研究(主要研究設計見圖3).
研究設計主要包括三大部分。第一部分包括研究一，主要內(nèi)容是編制自我矛盾性問卷，確定問卷的維度。第二部分對應研究二，主要從個體內(nèi)和個體間兩個角度探討自我矛盾性的積極意義。研究2a考察自我矛盾性對于個體“歷史終結(jié)錯覺”的緩解作用，研究2b考察觀察者對不同自我矛盾性個體的態(tài)度和評價。第三部分包括研究三和研究四，內(nèi)容包括編制矛盾尋求問卷，并采用問卷研究和實驗研究的方式考察自我矛盾性與矛盾尋求之間的關系。其中，研究3a編制矛盾尋求問卷，驗證其信效度。研究3b采用橫斷設計，通過問卷的方式初步考察自我矛盾性與矛盾尋求之間的關聯(lián).研究4a通過實驗室實驗的方式首次驗證自我矛盾性對個體矛盾尋求行為的影響，}司時考察自我領域的可變性是否起到調(diào)節(jié)作用。在研究4a的基礎上，研究4b考察自我矛盾性作用的機制，檢驗個體矛盾尋求動機的中介作用;同時，考察自我領域的可變性是否起到調(diào)節(jié)作用。最后，研究4(考察自我矛盾性的一個邊界條件，具體檢驗被試自身的自我矛盾性是否影響實驗操作的效果。
研究的基本假設如下:自我矛盾性包含三個維度，分別對應自我概念內(nèi)部的矛盾、自我概念與反饋信息之間的矛盾以及自我改變;相對于自我概念較低的個體，中等、高自我矛盾的個體更不容易受“歷史終結(jié)錯覺”的影響;面對自我矛盾性程度不同的對象，人們對中等程度的自我矛盾性的個體態(tài)度更積極;矛盾尋求是一個單維度的動機變量;低自我矛盾的個體更愿意尋求矛盾信息，更可能參與可能帶來矛盾信息的行為。
3 主要研究內(nèi)容及框架
關鍵詞：懸索橋總體設計
懸索橋適用于大跨度的橋梁結(jié)構(gòu)。橋面是由鋼纜和吊索來承受，作為橋面主要結(jié)構(gòu)物的加勁梁的跨度相當于吊索的間距．成為一個小跨度的彈性支承連續(xù)梁，所以主跨的大小與加勁梁剛度沒有很直接的關系。而作為承受橋面的關鍵構(gòu)件的銅纜是由塔支承著并由強大的錨碇錨固著，只有塔和錨碇的穩(wěn)定才能使鋼纜來承受橋面上的各種荷載。因此，懸索橋在適合的地形、水文和地質(zhì)條件下都可以建造，只是造價比較高。往往適用于其他橋型難以適用的特大跨徑橋梁。以目前來說，當主跨超過700m的橋，幾乎都是懸索橋（已建成的其他
橋型只有斜拉橋，主跨為890m的多多羅橋和856m的諾曼底橋）。而小于700mm的跨徑中，懸索橋和斜拉橋還是有很大的競爭力，有好的地質(zhì)條件，錨往比較容易建造，如汕頭海灣橋和鵝公巖長江大橋；有時有特殊要求，如廈門海滄橋和日本東京灣的彩虹橋．航空的限高和航運要求的通航凈空，迫使他們選用懸索橋，因為懸索橋的塔高是斜拉橋的1/2；在施工過程中，懸索橋始終在一個靜定穩(wěn)定結(jié)構(gòu)狀態(tài)下，容易控制，風險小，也使一些人偏愛懸索橋的原因。表1列出40余座世界大跨度懸索橋的主要尺寸。
橋梁總體設計是一個很復雜的問題，首先要適應地形、水文、地質(zhì)等自然條件的限制，也要符合橋面交通和通航的使用要求。本文主要以50年代以后建的懸索橋進行分析，因為它們充分吸取Tacoma大橋被風吹毀的教訓，以下討論的參數(shù)僅僅是一般情況的參考值，對于有特殊條件和特殊要求不必苛求。
一、跨度比
跨度比是指邊孔跨度與主孔跨度的比值。其中對單跨懸索橋而言邊孔跨度可視為主塔至錨碇散索鞍處的距離．跨度比受具體橋位處的地形與地質(zhì)條件制約，每座橋都不同。如三跨懸索橋的跨度比就比單跨懸索橋的大一些，這是為了減少邊孔的水中墩并減少主孔跨徑。
由以上兩表看來，三跨懸索橋跨度比一般在0.25～0．4之間，但世界上最大的懸索橋--明石海峽大橋在0．51。單跨懸索橋跨度比一般在0.2～0．3之間。為了使在恒載條件下，主纜在塔兩側(cè)的水平力相等，要求主纜與塔兩側(cè)的傾角相等，單跨的懸索橋的邊跨主纜是直拉式，因此，一般情況單跨的邊主跨比應該比三跨懸索橋小，單跨的邊跨跨徑與散索鞍位置還有很大的關系。
從結(jié)構(gòu)特性方面來考慮，假設主孔的跨度以及垂跨比等皆為定值，在用鋼塔時懸索橋單位橋長所需的鋼材重量隨跨度比減小而增大；當用鋼筋混凝土塔時，跨度比減少增加的延米用鋼量很小，當跨度比由0．5～0．3時，增加用鋼量約5％，跨度越大時，增加鋼用量的百分比越小。
二、垂跨比
懸索橋的垂跨比是指主纜在主孔內(nèi)的垂度和主孔跨度的比值，垂跨比的大小對主纜中的拉力有很大的影響，因此它在較大程度上影響著主纜的用鋼量、結(jié)構(gòu)整體剛度、主孔豎向和橫向的撓度。垂跨比與主纜中的拉力和塔承受的壓力呈反比。垂跨比與塔的高度也有直接影響，它們呈正比關系。垂跨比越大，懸索橋豎向撓度和橫向撓度都加大。一般都在1／10～1／11之間，鐵路橋更小一些。
懸索橋的主纜垂跨比除了對結(jié)構(gòu)整體剛度有影響以外，它對結(jié)構(gòu)振動特性也有一定的影響。懸索橋的豎向彎曲固有頻率ωb將隨垂跨比的加大而減低；懸索橋的扭轉(zhuǎn)固有頻率；將隨垂跨比的加大而增高；懸索橋扭轉(zhuǎn)與堅彎固有頻率比也將隨垂跨比的加大而有顯著的增大；懸索橋的極慣距<。>將隨垂跨比的加大而減小。
三、寬跨比
寬跨比是指橋梁上部結(jié)構(gòu)的梁度（或主纜中心距）與主孔跨度的比值，對于一般橋型的中小跨度而言，可控制在大于1/30左右，有足夠的橫向剛度。由于橋梁寬度一般由交通要求確定的，對于特大跨度橋梁就很難保證這個要求了。在統(tǒng)計的懸索橋資料中1000m以上跨徑的寬跨比都小于1/30，甚至達1／60，雖然有些橋梁為了增加抗風穩(wěn)定性，在風嘴外側(cè)再增加挑板或在中央分隔加寬并透風。從表面上來看是加了梁寬，但實際是改善氣流條件，增加抗風穩(wěn)定性而不是為了增加橫向剛度的。
四、加勁梁的高寬比與高跨比
加勁梁的梁高和梁寬之比與梁高與主孔跨度之比是密切相關的兩個指標，由于加勁梁的受力狀態(tài)是多跨彈性支承連續(xù)梁，看來梁高和主孔跨徑不是那么密切，但是從風動穩(wěn)定性來看，還要考慮加勁梁要有足夠的抗扭剛度，以抵抗渦激共振的發(fā)生。
加勁梁常有桁架式和箱梁式。80年代以前建成的懸索橋以抗架梁為主，它對布置雙層橋面的適應性較好，有的下層是鐵路，加勁梁的梁高在7．5～14m，高跨比為1／180～1/70。（詳見表1）在過去不需要雙層交通時，也有用箱梁和板梁斷面。特別是Tacoma橋由于采用版梁斷面，流線型很差，在不大的風速下被風吹得扭曲失穩(wěn)而破壞。1966年塞文橋首次采用了箱梁為加勁梁，80年代，英國亨伯橋成功地建成，以后單層橋面的加勁梁多數(shù)采用箱梁。加勁梁高一般在2．5～4.5m，箱形梁的高跨比大體在1／400～1/300，為了有比較好的流線型，加勁梁的高寬比一般在1/7～1／11（詳見表1）。但是81年建成的亨伯橋和1997年建成的瑞典高海岸橋橋?qū)挾紴?2m，梁高達4．5～4m。
實際上高寬比和高跨比是存在一定的矛盾的。在橋面寬度確定以后，梁高小一些，斷面的流線型可以好一些，有利于風動穩(wěn)定，但高度太小會導致加勁梁的抗扭剛度削弱太多，容易導致渦振和抖振的發(fā)生產(chǎn)生結(jié)構(gòu)疲勞，人感不適及行車不安全。為此還要控制高跨比。在設計中初選加勁梁斷面方案后，對于特大橋應做風洞的節(jié)段模型試驗，修改斷面、測定各種參數(shù)進行抗風驗算和各類風振分析。特別要注意風向帶有一定攻角時，加勁梁斷面的流線型"鈍化"，風動穩(wěn)定性要差一些。對于特大跨度的橋或高風速地區(qū)的橋梁，采用如同墨西拿海峽大橋方案，做成左右兩個能適應風流線型的橋面系，利用寬的中央分隔帶透風解決風動穩(wěn)定。
五、加勁染的支承體系
從真實的課題項目出發(fā)進行教學更具有針對性。課題教學要求學生圍繞設計的課題進行思考研究，深化視覺語言和設計主題之間的關系。為了實現(xiàn)主題，做到有理有據(jù)，在完成課題的過程中，對于所遇到的知識方法等問題，采取自助或與老師同學討論等多種方式解決?？陀^世界的材料豐富多樣、千差萬別，從自然材料到人工材料，它們不僅以各自特有的存在方式“充斥”著我們的眼睛，同時，其中所蘊含的生命機制還賦予視覺以某種情緒和氣質(zhì)。我們都知道，視覺語言表現(xiàn)的最終目的是為傳達服務的，在課題設計作品中一目了然的明確主題至關重要。通過命題的材料實驗訓練，可以有效地幫助學生認識設計語言和表現(xiàn)主題的關系，深化他們對視覺傳達功能和任務的理解。
綜合材料課程分三個階段，采用課題式授課方式進行。第一，研究材料與視覺傳達關系；第二，探討綜合材料形式語言，包括綜合材料感知、審美、形態(tài)語言、符號意義以及精神文化內(nèi)涵等；第三，綜合材料形式表現(xiàn)與實踐，通過解構(gòu)、重組、異化等方式進行限定材料的命題創(chuàng)作。材料本身富有情感屬性，如同書籍設計選擇不同材質(zhì)的紙張會帶給讀者不同的心理感受，通過材料感知的訓練可以讓學生體會到材料選擇的細微變化，進而從視覺傳達角度進行把握。材料的表達還應考慮某種材料的文化內(nèi)涵，就像西方人體會不到中國人所感受到的玉石之美，對材料的選擇應充分考慮不同受眾人群的文化背景。在材料的表現(xiàn)方式上，引導學生突破對于某種材料的傳統(tǒng)化、經(jīng)驗化認知，幫助學生提供無限的創(chuàng)作表現(xiàn)空間，從而形成關于材料表現(xiàn)的更多體驗，為進入課題設計專業(yè)創(chuàng)作打下基礎。教師在課題設計這一環(huán)節(jié)，要求學生利用材料表現(xiàn)一些具體的命題，學生首先要針對命題做出個人的詮釋。對于同一個主題，個人的視角和理解力的不同，所給出的觀點也是有差別的，也直接反映了課題設計中真實情感、個性化的語言。學生在教師的啟發(fā)下展開思維，從無規(guī)則的材料及偶然的形式肌理中尋找可視的、具有意味的形式。然而在設計中不能讓材料“先聲奪人”，使材料的外在形式遮蔽了創(chuàng)作者所要表達的內(nèi)涵。對材料的分析及創(chuàng)作的構(gòu)想、草圖、實際的過程采用圖片記錄的方式，并對最終的結(jié)果進行總結(jié)。
在這個練習中，學生對材料的認識已經(jīng)上升到了新的高度，不再單一是為了材料而材料、為了表現(xiàn)而表現(xiàn)，而變成了一項根據(jù)主題需要有目的的課題設計任務。材料的美是豐富的，對設計具有很好的啟發(fā)作用。開發(fā)一材料為主富有創(chuàng)意的視覺語言是教學過程中的一個重要部分。在實驗教學過程中，學生們從傳統(tǒng)的具體設計方法到打破形和色的束縛，通過解構(gòu)重組等方法去演繹材質(zhì)本身所蘊含的內(nèi)在精神，嘗試著材料表達的各種無限可能性。一些新思維、新想法在實驗過程中不斷涌現(xiàn)，學生在這個過程中不僅能逐步培養(yǎng)自己分析和解決問題能力，還能從創(chuàng)新性角度加深對設計基礎的理解，在和同學們對新知共同探索的過程中建立起良好的團結(jié)協(xié)作精神。
二、課程展覽
課程結(jié)束以課程展覽的形式展示學生作品，提前將畢業(yè)展的形式引入了課程中，是一種很好的嘗試。課程展覽是對教學效果進行評價的一種有效方式，可以讓學生和觀眾也能參與到評價的過程中，使得評價的角度更為全面。教師應鼓勵學生將過程中每個階段的體驗記錄下來，從具體的個案探索過渡到理論研究的高度。課程記錄是一個知識積累的過程，通過文字、圖片、視頻等多種方式記錄課程的進程，能夠引導學生總結(jié)設計經(jīng)驗，由實踐探索上升到理論高度。藝術(shù)院校的校園文化是感性的，但是課題設計還需要理性的修養(yǎng)，因此，養(yǎng)成上課過程對各個環(huán)節(jié)的體驗進行記錄整理、理性分析問題的思維習慣十分重要。課程的過程往往比結(jié)果更具有價值，學生應在學習過程中通過包括影像、網(wǎng)絡、音畫等多種形式記錄創(chuàng)意心得以及專業(yè)實踐的過程，這會使學生對材料的體驗和嘗試更為豐滿。綜合材料這一課程還需要綜合的、開放性的實驗空間來完成教學任務，這樣既能打破不同院系之間基礎課教學完全隔閡的狀態(tài)，也有利于整合全校實驗室資源，建立共通性的實踐教學平臺。學生綜合材料課中好的作品應在實驗教學空間進行長期展示，引發(fā)學生進行更多關于材料表現(xiàn)的思考，讓學生不出校園就能獲得新材料的信息，增加對材料的直觀認識。
三、課程總結(jié)
精跟蹤子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
1精跟蹤系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)
精跟蹤系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)可分為探測單元、控制單元、執(zhí)行單元3個部分，其基本組件參數(shù)如表1所示。探測單元采用的是PhotonFocus公司的MV-D1024E-160型CMOS相機，其最大分辨率為1024×1024，開窗為256×256時幀頻最高可達到2200frame/s?？刂茊卧獮橐慌_PC機加上SiliconSofeWare公司的MicroEnableIV型圖像采集卡、一塊AC6631隔離通用4路12位D/A卡(只用到兩路)。執(zhí)行單元為Newport公司的FSM300型音圈電機，其最大機械擺角為±26.2mrad，精度≤1μrad。如圖1所示，望遠鏡鏡筒中接收到的光線經(jīng)過一系列反射鏡和透鏡后聚焦在相機的光敏面上成像，圖像數(shù)據(jù)通過CAMERLINK線傳遞給圖像采集卡，再由PC機處理，然后PC機控制D/A卡輸出相應的電壓制使得音圈電機產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)。
2精跟蹤系統(tǒng)軟件及算法
作為控制單元處理器的PC機有3點主要任務：(1)控制相機及圖像采集卡；(2)將圖像信息進行處理并得到要相應的控制電壓；(3)控制D/A卡輸出相應電壓。其中第二項任務是重點也是難點所在，它又可以分為光斑的中心計算和跟蹤控制的電壓值計算。精跟蹤系統(tǒng)需要高頻率、高精度地得到光斑中心的位置。高精度的算法需要更大的時間開銷，也就是說精度和速度必須統(tǒng)一起來設計出一個最優(yōu)化的算法。該系統(tǒng)設計了以下算法：(1)用域值分割的方法減小背景噪聲的影響。自適應域值通常需要全像素范圍的計算，因此采用固定域值分割的方法，利用人工PC機上取點得到背景值可以大幅減小運算量。不足之處是，當背景噪聲發(fā)生較大變化時，無法及時調(diào)整，會造成質(zhì)心定位的不準確。(2)國內(nèi)外文獻顯示，對于精跟蹤來說，質(zhì)心法是一種比較適宜的光斑中心的計算方法[5-6]，所有高于域值的像素點均參與運算，所有低于域值的像素點當作是零。這種方法的缺點是，當離質(zhì)心較遠的像素出現(xiàn)大于域值的噪聲點時，將很大地影響質(zhì)心的精度，因此通常域值會取偏大一些，這樣雖然會減小光斑的實際范圍，但其對質(zhì)心精度的影響較小[7]。跟蹤控制的電壓值計算采用的是增量式PID算法。經(jīng)過優(yōu)化后的最終算法，在處理256×256分辨率的圖像時，從接收圖像到發(fā)出控制電壓耗時約為0.3ms，已經(jīng)完全能滿足實時處理精跟蹤相機2200幀頻圖像的要求，且受外界背景光影響較小，在白天仍然能正常工作。
實驗過程及結(jié)果分析
通信實驗在武漢大學信息學部實驗大樓和工學部主教學樓之間進行，兩樓直線距離約為2km。實驗時信息學部上的發(fā)射端向工學部的接收端同時發(fā)射650nm信標光和1550nm信號光。由于粗跟蹤和精跟蹤之間未建立反饋鏈接，因此采用的是跟蹤標定點的方法，即粗跟蹤將其CCD上的光斑保持在某個給定點時，精跟蹤相機上的光斑進入視場，精跟蹤將光斑穩(wěn)定在光敏面上的給定點時，信號光接收光功率被最大化。接收端下方的一維旋轉(zhuǎn)平臺以指定角速度轉(zhuǎn)動，模擬發(fā)射端在水平面上運動的情況。精跟蹤系統(tǒng)的PC機由C++編寫的程序里有坐標的記錄功能，將其保存下來繪成隨幀號變化的圖形。共采集了旋轉(zhuǎn)平臺在不同的6種角速度下的光斑質(zhì)心X、Y軸坐標。圖2、3為其中的兩組，中間的劇烈變化部分為精跟蹤停止工作時的曲線，用于與跟蹤狀態(tài)下的曲線進行對比。同時，在原本放置APD的地方放置了光功率計記錄光功率的變化，并將數(shù)據(jù)傳送到PC機中，通過LabView編寫的程序?qū)⑵浔４嫦聛怼?/p>
1精跟蹤相機端實驗結(jié)果及分析
對于精跟蹤系統(tǒng)來說，需要跟蹤補償?shù)墓饩€傾斜角相當大一部分低頻是由粗跟蹤的殘差造成的，大氣湍流造成的抖動幅度則要小的多。因此，表2列出了運動平臺在不同運動速度下粗跟蹤系統(tǒng)的殘差，而由于光路中透鏡的變換，粗跟蹤中X軸的抖動在精跟蹤中表現(xiàn)為Y軸的抖動，Y軸則表現(xiàn)為X軸?？梢钥吹奖碇写指櫹到y(tǒng)在平臺運動角速度大于0.8(°)/s時，其殘差已經(jīng)大于精跟蹤的500μrad視場，但精跟蹤系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)—音圈電機的偏轉(zhuǎn)范圍高達±26mrad，且其反應速度和相機幀頻都相當高，而粗跟蹤的殘余抖動頻率相對較低，一般僅為幾Hz，因此，只要光斑進入過精跟蹤視場，即使總偏移角度大于500μrad，仍然可以被有效跟蹤到。經(jīng)過精跟蹤系統(tǒng)的補償后，在定點及各種不同運動速度時的光斑質(zhì)心變化如圖2、3及表3所示。由于轉(zhuǎn)臺慣量等原因，粗跟蹤的殘差隨模擬運動速度的變快而變大，也就是精跟蹤在單位時間內(nèi)要補償?shù)慕嵌葍A斜也在增大，因此預計精跟蹤后的光斑坐標浮動也將隨著運動速度的變快而變大。由于是一維轉(zhuǎn)動，表3中，只有精跟蹤的Y方向也就是粗跟蹤的X方向質(zhì)心坐標標準差的變化基本符合課題組的預測。但是最大偏移量卻呈現(xiàn)出無規(guī)律的變化，初步推斷是由于最大偏移量本身受突發(fā)因素的影響較大，而每組數(shù)據(jù)的記錄時間只有幾十秒，樣本不夠大而導致的。圖3中，當平臺運動速度較高時，跟蹤曲線出現(xiàn)了沒有被補償?shù)降牡皖l抖動，且其頻率基本和粗跟蹤的殘余抖動一致，課題組推斷這是因為粗跟蹤殘差已經(jīng)達到毫弧度級，經(jīng)過望遠鏡放大，在精跟蹤光路中則達到了十幾毫弧度，做為執(zhí)行機構(gòu)，音圈電機在大幅度偏轉(zhuǎn)時響應速度較慢，而且在粗跟蹤殘差很大時，到達精跟蹤相機的光斑不僅產(chǎn)生了位移還產(chǎn)生了高頻的明顯形變，從而產(chǎn)生了質(zhì)心的變化。
2光功率計實驗結(jié)果及分析
由于跟蹤系統(tǒng)最終是為通信服務的，為了得到跟蹤系統(tǒng)對通信的效果和影響，把能向PC機傳輸數(shù)據(jù)的光功率計接入了在原通信系統(tǒng)中用來接收信號光的光纖處，以10kHz的頻率采集耦合后的光功率，以此來評估跟蹤對通信系統(tǒng)的影響。實驗結(jié)果如圖4、圖5及表4所示。實驗結(jié)果表明在各種平臺運動速度下，接收到的光功率的均值、標準差基本和平臺不動時的定點實驗時采集到的數(shù)據(jù)一致。上節(jié)中，精跟蹤相機端實驗結(jié)果中的精跟蹤殘差由于幅度較小，而耦合有一定的接收面積，在光功率上基本沒有體現(xiàn)出隨著平臺運動速度而變化的特點。表4中還加入了兩組未開啟精跟蹤時的數(shù)據(jù)對比，可以看到第一組數(shù)據(jù)記錄過程中，光斑完全未能耦合入光纖中，其數(shù)據(jù)基本可認為是背影噪聲，而在第二組數(shù)據(jù)中，有短時間的耦合成功，但標準差遠遠大于開啟跟蹤時。而表4中的最大起伏值除了一組完全未能耦合的以外基本相同，課題組推斷，是由于光斑閃爍變化的幅度本身就已經(jīng)達到了光功率計能測量到的上限，所以文中的最大起伏已經(jīng)是由閃爍引起的而不是光斑位移引起的，而這是一維的精跟蹤系統(tǒng)無能為力的。
【關鍵詞】水平井 綜合設計問題 研究 應用
1 水平井技術(shù)發(fā)展概述
1.1 高效益激發(fā)了水平井技術(shù)的發(fā)展
1929年在Texas開發(fā)了第一口水平井鉆井，水平井的高經(jīng)濟效益激發(fā)了水平井在測量和控制方面的快速發(fā)展。隨著近年的不斷深入研究，水平井技術(shù)已成為開發(fā)各類油藏的常規(guī)技術(shù)。水平井技術(shù)控制了生產(chǎn)成本，克服了早期的水脊，穿越多個不同裂縫的各向異性油藏，使水平井成為開發(fā)油氣藏的主要高效手段。
1.2 我國水平井技術(shù)的特點
1957年我國開發(fā)了水平井鉆井技術(shù)，經(jīng)過這么多年的研究開發(fā)，現(xiàn)已經(jīng)形成大規(guī)模的應用。但和國外相比，我國的水平井技術(shù)水平還是有差距。我國水平井開發(fā)的類別為單一水平井和雙臺肩水平井，分支水平井和多分支水平井在多個油田都有試驗，但由于受到技術(shù)、成本因素的影響，還處于初期的試驗階段，沒有大面積進行推廣，各油田在發(fā)展技術(shù)上表現(xiàn)出不均衡。
2 我國水平井綜合設計技術(shù)問題
2.1 實現(xiàn)水平井鉆井技術(shù)的信息化和智能化
經(jīng)過深入研究，我國水平井鉆井技術(shù)在信息化和智能化技術(shù)方面得到了發(fā)展和應用。信息化技術(shù)包括MWD、LWD、SWD、FEWD、DDS、GST等鉆井測量技術(shù)。MWD是隨鉆測量技術(shù)，主要用來測量井斜角和方位角。LWD稱為隨鉆測井技術(shù)，可以有效測量井中地層的電阻率、體積密度、中子空隙度、自然伽馬等數(shù)值，掌握所鉆地層的巖性和流體的狀況。SWD稱為隨鉆地震，可以有效測量地層巖石類型的巖石孔隙度、孔隙壓力等巖石參數(shù)。FEWD稱為隨鉆地層評價，它與MWD和LWD一起結(jié)合使用，構(gòu)成了集成鉆井信息系統(tǒng)，簡稱IDIS系統(tǒng)。DDS具有地層地質(zhì)導向技術(shù)，它能具體測出隨鉆測量和隨鉆地質(zhì)評價的測井數(shù)據(jù)，根據(jù)所得的測井數(shù)據(jù)，采用人機對話的方式進而有效控制井眼的軌跡；在鉆井時，此種技術(shù)還能使工具有效避開地層流體界面，保持鉆井工具沿著油層方向向里鉆進，利于生產(chǎn)出高質(zhì)量的油品。DDS由4個橋式應變片組成，它是用來采集鉆井動態(tài)數(shù)據(jù)，可以測得8種參數(shù)和12種數(shù)據(jù)。它可有效的測量井底的壓力、扭矩和彎矩，井眼的壓力和環(huán)空的壓力，還可以測得鉆頭的軸向加速度和橫向加速度，測得井中的旋轉(zhuǎn)速度和溫度。
在智能化方面，數(shù)家大型石油公司經(jīng)過研究開發(fā)出兩種集成系統(tǒng)，分別為集成鉆井系統(tǒng)，簡稱為IDS；集成鉆井作業(yè)系統(tǒng)，簡稱為IDO。體現(xiàn)了鉆井作業(yè)系統(tǒng)在智能化方面的前進，實現(xiàn)了測量工具在井下導向、測試和作業(yè)控制方面的智能化。在此技術(shù)的基礎上結(jié)合新的智能技術(shù)開發(fā)出新的綜合技術(shù)，即地層評價測試系統(tǒng)，簡稱FEWD。它實現(xiàn)了在地面進行自動控制井中導向工具和隨鉆地層評價有關數(shù)據(jù)，此種鉆井測試系統(tǒng)的開發(fā)成功，更體現(xiàn)了在水平井綜合測井技術(shù)方面的智能化。
2.2 水平井綜合設計平臺
水平井綜合設計平臺采用多學科綜合設計原理，在傳統(tǒng)的地質(zhì)設計基礎上，進行鉆井設計。其特點是實現(xiàn)各專業(yè)學科相互分離。水平井的設計按照整個油田的布井方案和開發(fā)方案，有效控制成本，使成本降到最低，提高采收率。該水平井的綜合設計靠鉆井、地質(zhì)、采油、油藏工程、成本核算員和測井共同合作完成。其水平井鉆井綜合設計步驟具體為：第一步：由作業(yè)公司提出候選目標的油氣藏。
第二步：對地質(zhì)進行評價，制定出地質(zhì)依據(jù)。審查地質(zhì)油氣藏能否鉆水平井，是否符合法律的要求，無法律爭議，按照公司經(jīng)營戰(zhàn)略進行。
第三步：油氣藏的篩選，對油氣藏進行儲量分析，分析產(chǎn)量的遞減情況和研究現(xiàn)金價值。
第四步：對經(jīng)濟進行評價預測，根據(jù)租貸約束政策，預測市場對油氣藏的需求量，做出經(jīng)濟成本評價，進而判定是否受土地租貸和規(guī)則條例的限制。
第五步：對油氣藏進行詳細分析。通過使用分析模型或者大型主機數(shù)值模擬程序?qū)τ蜌獠剡M行詳細的分析。
第六步：制定油氣藏的生產(chǎn)戰(zhàn)略。結(jié)合第五步的油氣藏分析，對油氣藏的生產(chǎn)特性進行分析研究，進而確定水平段的長度和距離流體接觸面的距離。
第七步：研究油氣藏的增產(chǎn)措施，制定詳細的增產(chǎn)方案，完成水平井的設計方案，將水平井投入生產(chǎn)。這需要對市場經(jīng)濟做好預測評價，制作出具體的投入和產(chǎn)出預算，研究水平井的各生產(chǎn)環(huán)節(jié)，把需要花費大量費用的環(huán)節(jié)省去，如下套管、固井、射孔和壓裂等環(huán)節(jié)，省去這些環(huán)節(jié)將節(jié)省大批作業(yè)費用，可以有效控制成本，節(jié)能開支。
第八步：鉆井部制定出水平井的詳細設計步驟。設計的具體內(nèi)容為：對井眼進行剖面；測量水平段的長度；完成井徑的設計；設計出詳細的套管程序；設計出套管柱和注水泥的方法；設計出井控；保護好儲層設計和泥漿的密度。
第九步：設計出鉆井施工過程中詳細步驟。具體包括設計鉆頭的類型；設計鉆井液；設計鉆井參數(shù)；設計鉆柱；設計鉆柱的下部結(jié)構(gòu)；選擇合適的鉆井設備。另外，進行鉆井施工的成本預測，確保設計出的水平井經(jīng)濟有效。
第十步：完井試油。對水平井進行試油，做出綜合評價，總結(jié)出經(jīng)驗和教訓。
在這個過程中，前期的地質(zhì)預測非常重要，要結(jié)合現(xiàn)有的資料進行全面的分析，做出比較準確的判斷，是后期評價的關鍵，涉及整個水平井設計開發(fā)過程。
水平井的綜合設計程序稱為水平井的綜合設計平臺。本設計技術(shù)有效的將地質(zhì)模型、鉆井模型、采油油藏模型和成本費用模型結(jié)合在一起，通盤考慮，對水平井的有效性和經(jīng)濟性進行了考證，此模型驗證了水平井的綜合技術(shù)，提高了采收率。
3 水平井的效益問題
開發(fā)水平井綜合技術(shù)不僅提高了油井的產(chǎn)量，還提高了采收率。和其他井相比，水平井的成本降低了2倍，產(chǎn)量為其他井的5至8倍。由于水平井綜合技術(shù)增加了油藏面積和原油滲流通道，提高了采油波及系數(shù)，使油氣藏流場的壓力分布得到了改善，使底水和凝析氣的脊進得到了控制，進而提高了采油率。
4 結(jié)束語
研究水平井綜合設計新技術(shù)，加快多分支測井技術(shù)和鉆水平井配套技術(shù)，尤其是小井眼鉆井技術(shù)和連續(xù)油管鉆井技術(shù)，建立水平井的綜合設計平臺。對市場經(jīng)濟做出預測評價，制作出具體的投入和產(chǎn)出預算，控制鉆井成本，節(jié)能開支，充分調(diào)動鉆井的積極性，加快推廣水平井的應用。
參考文獻
[1] 蘇義腦.水平井井眼軌道控制[M].石油工業(yè)出版社，2012
