施加给卡瓦座，而连杆只受到与其相连的零件的重力两片卡瓦体的重力，因此此处的重力为两片卡瓦体图力矩分析的重力，两片卡瓦牙板的重力与卡瓦心轴的重力三者之和则代表活塞直径力分别为连杆与液压缸的力矩，两者均可由平面图中测量得出，重力亦可通过软件计算得出，带入式，得又知已知将式带入式得圆的面积公式将式带入式得故至此，液压缸的两个重要参数都已得出，而最小的液压缸尺寸规格为液压缸内径，此规格的液压缸足以满足设计要求，行程设计为同样足以满足行程需要，故选用此型号液压缸。

液压缸连杆的设计液压缸连杆是定心轴帽和长销轴之间的个杆状连接件。

其中端为方孔设计，方孔与长销轴的方头端相连接的，而另端与定心轴帽相连接。

液压缸连连杆主要起到了升降机构之间的力的传递的作用。

当液压缸的活塞上下运动时，带动了液压缸连杆的运动，连杆与长销轴之所以以方孔相连接，关键就在于此，方孔的连接有效的避免了圆孔与圆杆间的相对转动，使得长销轴能够时刻随连杆的运动而转动。

长销轴转动后，带动了与之采用键的方式连接的弯连杆的运动。

而弯连杆的运动带动了连杆的运动，连杆又与卡瓦心图液压缸连杆示意图轴相连接，致使卡瓦心轴随着连杆的上下运动而运动，因此与之相连接的卡瓦体组也就随之上下运动，这系列的动作传递最终实现了卡紧与松卡的目的，完成卡瓦的作用。

连杆耳座的设计连杆耳座，是将连杆与液压缸连接的起始端。

主要作用是作为升降机构的个支撑点，即当连杆机构及液压缸共同运作，进行起升动作时连杆耳朵起到固定支撑和限位作用。

如图所示，安装时，连杆耳座是与卡瓦座直接接触的，其安放在卡瓦座两侧的支架上，并用螺钉加以固定，固定时采用三方向固定，因此在设计时，必须将螺栓孔的位置及尺寸与卡瓦座配合好，以免在装配时与卡瓦座不匹配。

耳座侧有限位装置，从图中右侧可以看图连杆耳座出，上面均匀分布六个螺栓孔，与限位端盖配合。

限位端盖的设计限位端盖，是安放于左右耳座上的限位装置。

如图所示，限位端盖像轴承盖般，与均匀分布于耳座上的六个螺栓孔相配合，以螺栓加以固定。

端盖上有开口，开口角度定。

销轴在安放限位端盖端装有个带有螺纹的圆柱销，圆柱销从开口位置伸出，所能转动的角度就是限位端盖的开口角度，而圆柱销又固定于销轴之上，也就是说，开口角度决定了长销轴旋转的角度，也就制约了连杆机构运动的极限位置，从而起到了限位的作用，这样能够更好地实现对卡瓦体的上提和下放。

图限位端盖长销轴的设计和校核长销轴的设计连杆端通过铰链连接到心轴使之带动卡瓦体上下运动，另端通过键连接传递给销轴，销轴的转动就带动了连杆的运动，而销轴需安放在耳座上，耳座相当个轴承座使长销轴有固定，且考虑长销轴转过角度有限，则不必加轴承，长销轴中心线可由几何作图确定。

本设计中两销轴中心距离为，考虑到铸件的合理性，将销轴与卡瓦座设计成单独的零件，在三个方向上用螺栓加以连接。

本次设计中弯连杆的端通过铰链连接到心轴使之带动卡瓦体上下运动，另端通过键连接传递给销轴。

长销轴的转动来传递连杆转动，而长销轴需要安装在卡瓦耳朵上嵌入式卡瓦结构参数分析与应用浙江万里学院学报王忆川，储明来，丁建林石油钻柱气动卡瓦中国专利，崔时光油田修井自动作业装置中国专利，胡少韵，殷新胜复式液压夹持器中国专利，张宝增，王瑞和修井作业中的自动起下管柱系统探讨石油机械，刘卫亮不同齿面卡瓦对钻机夹紧力的影响探讨矿业安全与环保增刊张宝增，王瑞和修井作业中的自动起下管柱系统探讨石油机械，刘卫亮不同齿面卡瓦对钻机夹紧力的影响探讨矿业安全与环保增刊张绪祥种摩擦系数计算方法机械设计与制造刘鸿文材料力学高等教育出版社王振庄我国修井机技术发展的过去和未来石油矿场机械增刊濮良贵，纪名刚机械设计第六版高等教育出版社年朱海燕等钻杆卡瓦牙板齿齿形设计石油机械王红杰等自锁式防顶卡瓦中国专利，徐灝机械设计手册机械工业出版社东北工学院机械零件设计手册编写组机械零件设计手册第二版冶金工业出版社年曹树文互换性技术基础黑龙江科学技术出版社致谢经过两个多月的紧张辛苦而又充实的工作，在高胜老师耐心的帮助和悉心的指导下，终于较圆满的完成了油管除锈装置油管外壁除锈机的设计。

通过这次设计，使我感触很深，特别是让我明白了个道理理论只有和实践结合起来，才能发挥其巨大的作用，而实践也只有在理论的正确引导下，才能用于实际生活中。

在设计过程中，我感到收获颇丰，而且设计的圆满结束，我想这应首先取决于我的导师高胜老师经常性地教导和帮助，他严谨的科学态度和深厚的理论知识以及丰富的现场实践经验给我留下了深刻的印象，在这里，请容许我对他说声谢谢您，老师，同时，我还要感谢给过我许多帮助的老师和同学，他们的帮助，也无疑为我的毕业设计的顺利进行起到了定的作用。

由于时间短，经验缺乏，同时自己水平有限，在设计过程中，缺点和在所难免，因此，诚请各位老师给予批评和指正，并深表感谢。

，考虑在提卡瓦时的冲量，与弯连杆连接时用双链连接，扭矩按键连接。

但由于在轴的端须使连杆容纳键进入的槽，使连杆的结构复杂，因此考虑用方轴方孔连接，且能外传的扭矩大，结构简单方便加工长销轴。

长销轴的另端设置了个限位装置，长销轴上拧有带螺纹的销，使螺纹销在圆周上能够运动，而且在限位端盖的开口中运动，图长销轴示意图这样开口的大小控制了长销轴转动的角度，从而起到限位作用。

长销轴的校核进行轴的强度校核计算时，应根据州的具体受载及应力情况，采取相应的计算方法，并恰当地采取其许用应力。

对于仅仅或主要承受扭矩的轴传动轴，应按扭转强度条件计算对于只承受弯矩的轴心轴，应按弯曲强度条件计算对于既承受弯矩又承受扭矩的轴转轴，应按弯扭合成强度条件进行计算，需要时还应该按疲劳强度条件进行精确校核。

此外，对于瞬时过载很大或应力循环不对称性较为严重的轴，还应该按峰间载荷校核其静强度，以免产生过量的塑性变形。

按扭矩强度条件计算轴的强度轴的扭转强度条件为其中将式带入式得由于带入数值到式得计算完成后，再对其剪切强度进行比较，对于不同材料，其剪切强度也不相同。

通过表可知些常见材料的值，根据轴的材料选择，知剪切强度极限，取，显然，即满足轴的扭转条件，所以长销轴的刚度满足要求。

表轴常用几种材料的及值轴的材料卡瓦心轴本次设计采用的传动结构为连杆带动心轴传动，故要在使个卡瓦体同时上升下降需分两组，每组两片卡瓦体，用心轴连接，连杆段通过铰链连接到心轴，使之带动卡瓦体上下运动，另端通过键连接传递给销轴。

为了使卡瓦体上升时，两片卡瓦体可以张开，使油管接箍可以顺利通过，因此将卡瓦心轴的长度设计为，以便安装弹簧，而中间切除，是为了与小连杆相连接通过销轴进行连接，下端螺纹线的作用是为了用螺母将其固定，以使两组卡瓦体可以顺利的被提升。

第章结论本文着重阐述了修井作业自动卡瓦的设计过程。

在设计初期，首先了解了卡瓦的工作原理，明确了设计所要实现的动作过程。

通过对些卡瓦专利的分析与研究，给整个设计个清晰的条理。

从卡瓦座开始，到卡瓦体卡瓦牙板起升机构，进而组合成个卡瓦体。

初步设计成型后还需对各部分零件进行强度校核，确保其能实现预想动作效果。

通过分析和校核后，本课题的机构可以达到预期效果，能够完成生产，用于实践生产中。

具体特点修井作业自动卡瓦结构合理，安装方便，操作简单。

具有防扭功能，且配有定心装置。

卡瓦体与钻杆有足够的接触面积，悬挂能力大，工作安全可靠。

其各项技术指标符合钻井卡瓦标准要求。

卡瓦体工作升降高度较低，使用时不影响井口设备和人员的任何常规作业，适合我国钻井设备状况和人员操作的现状。

卡瓦牙形状设计合理，性能可靠，使用寿命长。

不用来回搬动吊卡和摆动吊环，大大减轻工人的劳动强度。

新型气动钻杆卡瓦的投入使用，能减轻工人的劳动强度，减少安全事故的发生，提高工作效率，具有较强的实用性和广阔的推广应用前景。

参考文献庞浩予考虑。

齿面形状为菱形沟槽的卡瓦在同等条件下相对于矩形沟槽齿面的摩擦系数更大，更有助于降低夹紧系统工作时的夹紧力和装配时的预紧力，更有利于夹紧系统的稳定。

也就是说将现行钻机夹紧系统使用的卡瓦齿面进行调整达到稳定夹紧系统的目的是可行的同时，这种方法还可以应用到其他修井设备的夹紧系统中其作用是积极的。

国外卡瓦的发展概况现在世界上公认的在生产动力卡瓦方面取得领先的是美国的公司和公司。

他们公司生产的动力卡瓦放于转盘上，不必改造转盘部件，卡瓦提升机构本身不承受钻柱或套管载荷。

需正常钻井时，可方便地将动力卡瓦机构提离井口。

这种可提放钻杆方瓦套管卡瓦的动力卡瓦提升结构在国外应用较广。

美国公司的动力卡瓦分为气动和液动，其功能是样的，从用量和现场使用方便性来说，气动卡瓦应用更普遍些。

美国公司气动卡瓦主要有钻铤套管钻杆用气动卡瓦如图和多功能气动卡瓦。

其原理采用卡瓦气动推入并随动夹紧方式，松开时气动抽出卡瓦并翻转定角度，使其脱离工作区。

气动卡瓦优点比较突出，表现在如下几个方面安全性强可取消倒换双吊卡工序，从根本上避免单吊卡事故发生，避免了人为发生的钻杆折断或弯曲现象以及对人员的伤害快捷性不用现场操作人员人工推拉吊卡或提防卡瓦，节约起下钻时效半以上可操作性强可实现井口个人操作，大大降低工人劳动强度，改善工作环境先进性卡瓦牙形状设计合理不伤钻杆，性能可靠而且使用寿命长。

浅井施工节奏更快劳动强度更大，动力卡瓦的安全快