充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 目錄 摘 要 錯誤 !未定義書簽。 Abstract 2 第 1 章 緒 論 3 1.1 選題的意義 3 1.2 設計內容 3 1.3 設計方法 4 1.4 預期目標 4 第 2 章 鉆機概述 5 2.1 鉆機的功用 5 2.2 對鉆機的要求 5 2.3 鉆機的組成 5 2.4 鉆機的分類和名稱 6 2.4.1 分類 6 2.4.2 名稱 7 第 3 章 鉆機的總體設計 8 3.1 本設計鉆機的應用場合 8 3.2 設計 方案的確定 8 3.2.1 本設計鉆機的特點 8 3.2.2 總體設計方案的確定 8 3.3 鉆機的技術特性和要求 9 第 4 章 動力機的確定 錯誤 !未定義書簽。 4.1 輸出功率計算 錯誤 !未定義書簽。 4.2 回轉鉆進及破碎巖石、土層所需功率 11 4.3 給進油缸所需功率的計算 13 4.3.1 給進油缸的基本參數 13 4.3.2 油缸工作壓力的計算 13 4.3.3 油泵最大工作流量計算 14 4.3.4 給進油缸功率計算 14 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 4.4 動力機功率的確定 14 第 5 章 機械傳動系統設計 15 5.1 主要參數的選擇 17 5.1.1 變速箱 17 5.1.2 絞車 17 5.1.3 回轉器 17 5.2 機械傳動系統初步計算 17 5.2.1 變速箱各檔傳動 18 5.2.2 絞車的纏繩速度 18 5.2.3 立軸的轉速 19 第 6 章 變速箱的設計與計算 21 6.1 變速箱的結構特點及設計要求 21 6.1.1 結構特點 21 6.1.2 設計要求 21 6.2 齒輪副的強度計算與校核 22 6.2.1 變速箱內各齒輪主要參數確定 22 6.2.2 主要齒輪副的強度設計計算與校核 22 6.3 軸的強度計算與校核 28 6.3.1 軸的強度計算 29 6.3.2 軸的強度驗算校核 32 第 7 章 絞車 34 7.1 絞車的結構特點 34 7.2 主要參數的選擇 34 7.2.1 絞車性能參數 34 7.2.2 絞車卷筒轉速和提升速度計算 36 7.3 絞車所需功率 37 7.4 絞車齒輪副強度簡單校核 38 第 8 章 回轉器的設計 39 8.1 回轉器的結構特點 41 8.2 回轉器的弧齒錐齒輪副設計 41 8.2.1 弧齒錐齒輪參數設計 41 8.2.2 零部件的強度與壽命計算 41 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 8.3 軸徑的估算 42 8.3.1 齒輪受力分析 47 第 9 章 液壓系統的設計與計算 39 9.1 液壓卡盤的設計與計算 41 9.1.1 卡瓦對鉆桿的夾緊力 41 9.1.2 蝶型彈簧的軸向推力 41 9.1.3 蝶型彈簧的設計計算 41 9.1.4 蝶型彈簧的變形量計算 41 9.1.5 所需油壓的計算 41 9.1.6 卡瓦徑向伸縮量計算 41 9.1.7 缸體的強度計算 41 9.2 給進油缸的設計 42 9.3 夾持器 42 第 10 章 可行性及經濟成本分析 47 10.1 可行性分析 52 10.1.1 設計可行性分析 53 10.1.2 市場可行性分析 53 10.2 經濟性分析 53 第 11 章 使用說明 47 11.1 概述 52 11.2 鉆機分組情況 52 11.3 工作原理 52 11.3.1 鉆機的工作原理 53 11.3.2 立軸的給進運動 53 11.3.3 立軸的快速移動 53 11.4 操作程序 52 11.5 機器的保養與維護 52 11.6 故障原因及排除方法 52 11.7 鉆機的安全注意事項 52 結論 55 致謝 56 參考文獻 57 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 專題 58 附錄 1 70 附錄 2 77 附錄 3 86 附錄 4 94 買文檔送全套圖紙 扣扣 414951605 摘 要 200米液壓鉆機主要用于鉆探各種深度為 200米左右的各種角度的各類用途的孔，可在不同硬度的巖石中鉆孔，而在煤層、軟巖石中鉆孔以及在農田打井時效率最高。鉆機組成主要分為回轉器、絞車、變速箱、機架、 操作儀。在本次的設計中主要對回轉器部分進行了分析創新設計，通過了結構合理性分析及各強度的較核驗算。對鉆機整體進行了設計，通過最后設計結果，滿足了初定的設計要求。該項目的成功設計，有效滿足了由于 150 米鉆機不能完成的鉆探探測任務，為新型的探測作出了有力準備，填補了目前的空白。在設計中加入和優化設計理論和綠色設計理論，使得操作者減輕了勞動強度，考慮了油的各種泄露問題，對環境減輕了甚至免去了污染，符合新型設計理論。 關鍵字 地質勘探 鉆機 回轉器 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 Abstract 200 meters liquid presses drill machine is mainly used to drill to explore various depth as 200 meters any kind of angle of bore . It can drill a hole in the rock of different degrees of hardness. Drilling a hole in the coal seam, soft rock and in the farmland beat the well time and limited efficacy rate . the Drillling machine constitutes is divided in to turn round a machine, winch and become soon a box, machine and operates an instrument. Main carried on an analytical innovation design towards turning round the machine part in the design ,by the structure rationality an analytical and each strength to check to calculate more. Carried on a design towards drilling machine wholly, pass an end the design result, satisfy a beginning settle of design request. The successful design of that item, satisfied effectively to drill machine and cant complete because of 150 meters of drill and explore mission, in order to probe in to make emollient preparation newly, fill up current blank. Join in the design with excellent turn design the theories and green to design theories, make the operation ease labor strength, considering oil of various reveal a problem and ease to the environment to even avoid a pollution, match new design theories. Key words The geology probes into, drill machine, turn round a machine 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 買文檔送全套圖紙 扣扣 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 第 1 章 緒 論 1.1 選題的意義 題目的選擇，是通過畢業實習上的調查了解，以及目前能源行業的火暴形式，大家都知道社會的發展離不了能源的供應，針對在課前的調查中了解到目前在能源開采的緊張，需要一些專門化的設備，來解決實際問題。選擇200 米液壓鉆機的設計，主要是考慮到目前的 75 米， 100 米， 150 米以及當前的 200 米鉆機存在著各種問題，他們不能滿 足現在實際要求，對新型 200米鉆機的設計能解決目前存在的問題，對他的成功設計，將有效改進目前的鉆探工藝，取得較大的經濟效益。 1.2 設計內容 1. 200 米液壓鉆機回轉器的設計 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 2主要技術參數： （ 1） .鉆進深度 (使用 42 或 50鉆桿 ) 200m （ 2） .鉆孔直徑 開孔直徑 89m 終孔直徑 60mm （ 3） . 立軸行程 500mm （ 4）最大液壓給進壓力 4 MPa （ 5）卡盤最大工作壓力（彈簧常閉式液壓卡盤） 6 MPa （ 6）立軸內孔直徑 52mm （ 7）油缸最大起拔力 32.5KN （ 8）油缸最大給進力 20KN 1.3 設計方法 確定了設計題目，就得需要相應的設計方法，有了明確的設計方法理念才能完成預期的設計目標。有針對性的設計才能取得良好的效果，根據自己的調研情況，我設計采用的方法是改進型創新設計，主要理論知識來源于鉆機的結構原理，鉆機的鉆進工藝，及巖心巖石的理論研究知識。 1.4 預期目標 每一項設計都有一個預期計劃目的，本次設計的 預期目標為，設計結果應滿足設計要求，設計的鉆機應較前期鉆機有突出的設計優勢。設計最終應滿足鉆進 200 米的各項功能要求，對環境無污染或少污染，得到綠色設計要求，能有效減輕勞動者的勞動強度，及提高操作者的安全保證，得到優化設計的要求。并且能夠取得較高的經濟效益和社會效益。 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 第 2 章 鉆機概述 2.1 鉆機的功用 鉆探是地質勘探工作的重要手段之一。鉆機是實現該手段的主要設備。其基本功用是以機械動力帶動鉆頭向地殼鉆孔并采取巖礦心。鉆機同時還是進行石油、天然氣勘探及開采、水文水井鉆 探、工程地質鉆探等工程的重要設備。 2.2 對鉆機的要求 鉆機的技術性能要保證在施工中能滿足合理的工藝要求，以最優規程，達到預計的質量要求；維護保養簡單容易；安裝拆卸搬遷方便；利于快速鉆進；鉆進輔助時間短；鉆孔施工周期短；體力勞動強度低等。概括起來說，是鉆機要為多、快、好、省地完成鉆探生產任務創造有利條件。 根據鉆機的基本功用，對鉆機具體要求如下： 1.通過回轉鉆具等鉆進方式將動力傳給鉆頭，使鉆頭具有適合鉆進規程需要的轉速及調節范圍，以便有效地破碎巖石； 2.能通過鉆具向鉆 頭傳遞足夠的軸心壓力，并有相當的調整范圍，使鉆頭有效地切入或壓碎巖石； 3.能調整和控制鉆頭給進速度，保證連續鉆進； 4.能完成升降鉆具的工作，并能隨著鉆具重量的變化而改變提升速度，以充分利用動力機的功率和縮短輔助時間； 5.能變換鉆進角度和按一定技術經濟指標舊響應深度的直徑的鉆孔，以滿足鉆孔設計的要求和提高鉆進效率。 2.3 鉆機的組成 目前常用的鉆機由如下各部分組成： 1.機械傳動系統 將輸入的動力變速并分配到回轉機構、升降機構。對于液壓鉆機還要有驅動油 泵，使液壓系統工作的裝置。 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 2.液壓傳動系統 利用油泵輸出的壓力油驅動馬達、油缸等液動機，以使立軸回轉和控制給進機構、移動鉆機、松緊卡盤、夾持器等； 3.回轉機構 回轉鉆具，以帶動鉆頭破碎孔底巖石。 4.給進機構 調整破碎巖石所需要的軸心壓力和控制給進速度。在出現孔內事故時，可以進行強力起撥。 5.升降機構 用于升降鉆具（提取巖心和更換鉆頭）和進行起下套管等作業。 6.機架 支承上述各機構及系統，使之組裝成一個整體，成為完整的機 器。 2.4 鉆機的分類和名稱 隨著鉆探工程在國民經濟各部門中的廣泛應用，鉆機類別和型號也在增多。為此將鉆機實行科學分類和確定名稱，對識別、評價和選擇鉆機是很有意義的。 2.4.1 分類 按用途分類 按用途不同，可將現行廣泛使用的鉆機分為三大類，即地質勘探用巖心鉆機；石油鉆探用鉆機；專用鉆機（水文水井鉆機、物探鉆機、工程鉆機等）； 按鉆機標準鉆進孔深分類 根據不同孔深范圍，將各種不同鉆進孔深的鉆機分成三類或四類。 按三類分見表 2 1。 表 2 1 (m） 類別 淺孔鉆機 中深孔鉆機 深孔鉆機 10 300 10 300 300 800 300 800 800 1200 1000 2000 按四類分類見表 1 2。 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 表 1 2 （ m） 淺孔鉆機 次深孔鉆機 中深孔鉆機 深空鉆機 10 150 200 400 500 800 900 以上 按原來地質總局設備管理分類 鉆機可分為六類，即淺孔鉆機、巖心鉆機、 石油鉆機、水文水井鉆機、汽車鉆機和砂礦鉆機； 按裝載方式分類 可以分為滑橇式、卡車式、拖車式； 按破碎巖石方式分類 可分為回轉式、沖擊式和沖擊回轉式； 按回轉機構型式分類 可分為立軸式、轉盤式、動力頭式； 按進給機構分類 可以分為手輪（把）式、油壓式、螺旋差動式、長油缸式、油馬達 鏈輪式。 2.4.2 名稱 鉆機的名稱是按照鉆機綜合特征及主要性能，以漢字拼音字母及數字編排成的代號來表示的。通常把這種代號稱為型號，并以銘牌指示在鉆機上。 國產鉆機名稱一般有三部分組成： 首部為用途類別和結構特征代號，用漢 語拼音中的一個字母表示。如“ X”是漢字“心”的拼音首字母，表示鉆機用于巖心鉆進。“ U”是漢字“油”的首字母，表示給進機構類型屬于油壓式。 中部為主要性能參數代號，用鉆機標準鉆進深度數字表示。如標準鉆進深度為 200 米的鉆機，中部代號為 200。 尾部為變型代號，可用漢語拼音字母中的一個字母或數字為代號。無尾部的是指首次產品。如是第二次修改后的產品，尾部代號為 2。 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 第 3 章 鉆機的總體設計 3.1 本設計鉆機的應用場合 200 米型液壓鉆機主要用于鉆探深度為 200 米的各種角度的放水孔、地質構造孔、滅 火孔、抽放瓦斯孔及鐵路、公路、橋梁、隧道、國防建設、工業民用建設、農田打井及地質勘探、工程爆破以及其它用途的各種工程孔。 該機可用于不同硬度的巖石中鉆探任何角度的鉆孔，而在煤層、軟巖層、硬巖層中鉆孔和農田打井時效率為最高。整個機組由兩部分組成，即 200 米型鉆機、 150/3.0 泥漿泵。鉆機沖洗液為泥漿或清水。在地面鉆探不需要使用鉆塔，只要有一定高度的三角架可供提升使用就可以。 200 米型液壓鉆機配備動力為電動或柴油機，適用于井上、井下或野外沒有電源的場地作業。 3.2 設計方案的確定 3.2.1 本 設計鉆機的特點 通過市場調研了解到，目前鉆探工程對鉆孔深度 200 米左右的鉆機需求量日趨增加，而當前的 200 米鉆機，存在著勞動強度大、適應性差等缺點。鑒于以上原因，我們決定改進 200 米鉆機。經幾次方案討論決定，鉆機應具有以下特點： 1. 經濟耐用可靠、質優價廉； 2. 便于解體搬運； 3. 體積小，重量輕； 4. 操作簡單，維修方便； 5. 適用于 42、 50mm 兩種鉆桿； 6. 適用于合金鉆頭或金剛石鉆頭鉆進； 7. 鉆進速度快，效率高； 8. 動力為電機或柴油機。 3.2.2 總體設計方案的確定 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 經過調研和幾次方案論證，考慮到現場特點，從實用角度出 發，確定方案如下： 1. 考慮到井下、井上和野外作業，動力可選電機或柴油機； 2. 考慮到有軟巖石、硬巖石的鉆進，除了正常的鉆進速度外，增加高速 600r/min； 3. 鉆機除配機動絞車外，增加了液壓卡盤減輕勞動強度，節約時間，提高有效鉆進速度； 4. 考慮到高轉速時，絞車速度不能太快，所以增加了互鎖裝置，安全可靠； 5. 由于本機動力較大，動力由 V 型帶傳動到變速箱的傳動軸上易使傳動軸彎曲，所以增加了卸荷裝置； 6. 采用二級回歸式變速箱，減少變速箱體積，根據不同的地質條件，選用不同的鉆進速度； 7. 在滿足上述要求的同時，盡量結 構簡單，操作方便，適于整體或解體搬運。盡量做到標準化 , 通用化，系列化。 3.3 鉆機的技術特性和要求 考慮到鉆機的實際工作情況，根據我國當前生產技術和工藝水平，本200 型鉆機的技術特性為： 1.鉆進深度 (使用 42或 50鉆桿 ) 200m 2.鉆孔直徑 開孔直徑 89m 終孔直徑 60mm 3. 鉆孔傾斜角度 0 360 4. 立軸轉速 120、 240、 350、 600r/mm 5. 立軸行程 500mm 6最大液壓給進壓力 4 MPa 7卡盤最大工作壓力（彈簧常閉式液壓卡盤） 6 MPa 8立軸內孔直徑 52mm 9油缸最大起拔力 32.5KN 10油缸最大給進力 20KN 11. 絞車提升速度 0.26、 0.61、 0.70m/s 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 12. 絞車轉速 33、 79、 91r/min 13絞車提升負荷 0.70m/s 3.35KN . 0.61m/s 6.00KN . 0.26m/s 12KN 14. 卷筒 直徑 140mm 寬度 100m 鋼絲繩直徑 8.8mm 容繩長度 32.8m 15配備動力 電動機 型號 YB160L 4 電壓 380/660V 功率 15KW 轉速 1460r/min 柴油機 型號 S1500 功率 15KW 轉速 2200r/min 16.外型尺寸（ L h b）m 17重量（不含柴油機） 750Kg 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 第 4 章 動力機的確定 4.1 輸出功率計算 根據現場需要，動力機的選擇偏大些，加大儲備系數，這樣可以提高鉆進效率。 輸出功率為0N0 1.1 jNN（ 4 1） 式中： jN 鉆機所需功率 (KW) hyj NNN 式中： hN 回轉鉆及破壞巖石、土層所需功率 (KW) 效率 =0.9 yN 油泵所需功率 (KW) 4.2 回轉鉆進及破碎巖石、土層所需功率 回轉鉆進及破碎巖石、土層所需功率計算公式如下： hN=1 2 3N N N（ 4 2） 式中： 1N 井底破碎巖石、土層所需功率 (KW) 1N= 343060000Am n h 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 式中： m 鉆頭切削刃數 取 m=6 n 立軸轉速 r/min h 鉆進速度 當轉速 130r/min、 250r/min 時 ,h=5cm/min 當轉速 350r/min、 600r/min 時 ,h=1.5cm/min 巖石抗壓強度 ,其值見表 3-1 A 井底環狀面積，取鉆頭直徑 D=7.7cm,內孔直徑 d=5.9cm 2 2 2 2( ) ( 7 . 7 5 . 9 ) 1 9 . 344DdA cm2 2N 鉆頭與孔底摩擦所需功率 (KW) 2 ()1944800f e nN R r （ 4 3） 式中： 孔底壓力或巖石抗壓強度 f 鉆具與巖石直接的摩擦系數 f=0.5 e 側摩擦系數 e=1.1 n 立軸轉速 R 鉆頭外圓半徑 R=3.85cm r 鉆頭內孔半徑 r=2.95cm 將立軸不同轉速和不同孔底壓力代入式（ 4 3）中 ,所得相應數值見 表 3 1。 3N 回轉鉆桿所需功率 (KW) 當 n 200r/min 時 1 1 2 1 . 3 33 0 . 9 2 1 0N d r L n 式中： L 孔深 ， 硬質合金鉆進時，取 L 200000mm 金剛石鉆進時，取 L 75000mm 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 d 鉆桿直徑 取 d =50mm n 立軸轉速 ； r 沖洗液比重 , r =1.15 將上述參數及立軸不同轉速代入上式，所得值列表 4 2 中。 4.3 給進油缸所需功率的計算 4.3.1 給進油缸的基本參數 1. 給進油 缸的基本參數 給進油缸的數量 n 2 油缸直徑 D 60mm 活塞桿直徑 d 30mm 活塞桿有效行程 L 500mm 油缸面積 1A 2826mm2 活塞桿面積 2A 706.5mm2 有效面積 12A A A 2119.5mm2 4.3.2 油缸工作壓力的計算 鉆機鉆打水平孔時，油缸的最大推力為： mW C F式中： W 油缸最大推力 C 孔底最大壓力 C 13345N mF 鉆桿與孔壁間的摩擦力 mF q L f 式中： q 鉆桿單位長度重量 q 55.46N/m 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 L 鉆桿長度 L 200m f 摩擦系數 f 0.35 5 5 . 4 6 2 0 0 0 . 3 5 3 8 8 2 . 2mF N 故 1 3 3 4 5 3 8 8 2 . 2 1 7 2 2 7 . 2W N 油泵的工作壓力 P 21 7 2 2 7 . 2 8 . 1 32 1 1 9 . 5 aWNP M PA m m 4.3.3 油泵最大工作流量計算 油缸回程時的最大容