200米液壓鉆機(jī)變速箱的設(shè)計(jì)(畢業(yè)論文+全套CAD圖紙)(答辯通過)

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 I Abstract V 第 1 章 緒論 6 1.1 選題的意義 4 1.2 鉆機(jī)概述 5 1.2.1 鉆機(jī)的功用 5 1.2.2 對鉆機(jī)的要求 5 1.2.3 鉆機(jī)的組成 5 1.2.4 鉆機(jī)的分類和名稱 6 1.3 本設(shè)計(jì)主要內(nèi)容 7 第 2 章 鉆機(jī)的總體設(shè)計(jì) 9 2.1 本設(shè)計(jì)鉆機(jī)的應(yīng)用場合 9 2.2 設(shè)計(jì)方案的確定 9 2.2.1 本設(shè)計(jì)鉆機(jī)的特點(diǎn) 9 2.2.2 總體設(shè)計(jì)方案的確定 10 2.3 鉆機(jī)的技術(shù)特性和要求 10 第 3 章 動(dòng)力機(jī)的確定 12 3.1 輸出功率計(jì)算 12 3.2 回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)及破碎巖石、土層所需功率 12 3.3 給進(jìn)油缸所需功率的計(jì)算 14 3.3.1 給進(jìn)油缸的基本參數(shù) 14 3.3.2 油缸工作壓力的計(jì)算 14 3.3.3 油泵最大工作流量 計(jì)算 15 3.3.4 給進(jìn)油缸功率計(jì)算 15 3.3.5 油泵滿負(fù)荷工作時(shí)所需要的功率 15 3.4 動(dòng)力機(jī)功率的確定 16 第 4 章 機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 18 4.1 主要參數(shù)的選擇 18 4.1.1 回轉(zhuǎn)器 18 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 4.1.2 絞車 18 4.1.3 變速箱 18 4.2 機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)初步計(jì)算 18 4.2.1 立軸的轉(zhuǎn)速 18 4.2.2 絞車的纏繩速度 20 第 5 章 變速箱的設(shè)計(jì)與計(jì)算 21 5.1 變速箱的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及設(shè)計(jì)要求 21 5.1.1 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 21 5.1.2 設(shè)計(jì)要求 21 5.2 齒輪副的強(qiáng)度計(jì)算與校核 22 5.2.1 變速箱內(nèi)各齒輪主要參數(shù)確定 22 5.2.2.主要齒輪副的強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算與校核 22 5.3 軸的強(qiáng)度計(jì)算與校核 28 5.3.1 軸的強(qiáng)度計(jì)算 29 5.3.2 軸的強(qiáng)度驗(yàn)算校核 33 第 6 章 回轉(zhuǎn)器 35 6.1 回轉(zhuǎn)器的機(jī)構(gòu)特點(diǎn) 35 6.2 零部件的強(qiáng)度與壽命計(jì)算 35 6.2.1 弧齒錐齒輪副的參數(shù)設(shè)計(jì) 35 6.2.2 計(jì)算齒面接觸疲勞強(qiáng)度 36 第 7 章 絞車 40 7.1 絞車的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 40 7.2 主要參數(shù)的選擇 40 7.2.1 絞車性能參數(shù) 40 7.2.2 絞車卷筒轉(zhuǎn)速和提升速度計(jì)算 41 7.3 絞車所需功率 42 7.4 絞車齒輪副強(qiáng)度簡單校核 43 7.4.1 按接觸疲勞強(qiáng)度校核 43 7.4.2 按彎曲疲勞強(qiáng)度校核 44 第 8 章 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 46 8.1 液壓卡盤的設(shè)計(jì)與計(jì)算 46 8.2 給進(jìn)油缸的設(shè)計(jì) 49 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 8.2.1 鉆桿摩擦力的計(jì)算 49 8.2.2 油缸直徑的計(jì)算 49 第 9 章 使用說明 50 9.1 概述 50 9.2 鉆機(jī)分組情況 50 9.3 結(jié)構(gòu)特征與工作原理 50 9.3.1 鉆機(jī)結(jié)構(gòu) 50 9.3.2 鉆機(jī)的工作原理 53 9.4 操作程序 54 9.5 機(jī)器的保養(yǎng)與維護(hù) 55 9.6 故障原因及排除方法 57 9.7 鉆機(jī)的安全注意事項(xiàng) 58 第 10 章 經(jīng)濟(jì)可行性分析 60 10.1 市場前景分析 60 10.2 經(jīng)濟(jì)效益分析 61 結(jié)論 63 致謝 64 參考文獻(xiàn) 65 專題 66 附錄 1 75 附錄 2 84 附錄 3 95 附錄 4 96 附錄 5 97 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 摘要 隨著我國地質(zhì)勘探、工程建設(shè)和農(nóng)田水利等事業(yè)的發(fā)展，對各種鉆探設(shè)備提出了更多的要求。鉆機(jī)作為鉆探設(shè)備的重要工具之一，在這些工程中起了舉足輕重的作用。為了適應(yīng)當(dāng)前各種勘探工作和工程建設(shè)項(xiàng)目對淺孔鉆機(jī)的要求，本設(shè)計(jì)任務(wù)在 TXU-150 型鉆機(jī)的基礎(chǔ)之上進(jìn)行了一些改進(jìn)，設(shè)計(jì)出了鉆探深度為 200 米的液壓鉆機(jī)。設(shè)計(jì)中根據(jù)鉆機(jī)使用的環(huán)境和場合，運(yùn)用比較和參照的方法，借鑒同類型鉆機(jī)的設(shè)計(jì)參數(shù)，通過比較分析，重點(diǎn)對變速箱重新進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。在此基礎(chǔ)之上運(yùn)用綠色設(shè)計(jì)的理念，對不影響鉆機(jī)性能的環(huán)節(jié)進(jìn)行了優(yōu)化。最后，設(shè)計(jì) 出的 200 米鉆機(jī)理論上滿足鉆探深度為 200 米的設(shè)計(jì)要求，同時(shí)盡量節(jié)省了制造成本和生產(chǎn)時(shí)間。 關(guān)鍵字 地質(zhì)勘探 鉆機(jī) 變速箱 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 With the high development of geology explore, engineering constructions, and farmland irrigation in our country ,various drilling equipments are put forward more requests.As one of the most important tools in explore manchines,drill machine having the prominent function in these engineering constructions.For adapting to various current explore works and engineering constructions,which gives drill manchines more new requests.This design mission started on the foundation of TXU-150 drill machine,and than carried on some improvements.As a result,a new liquid pressure drill manchine which can drill holes as deep as 200 metres was designed. According to the drill environment and situations of the machine usage,this design mission used of the comparison method, taked design parameter from the same kind type drill machines.Passed more analytical,I redesigned the gear-box of the 200-metre drill machine as my key work. At this foundation on make use of the principle of green design, to not affected the function of the machine,it carry on optimal design.At the end of the work,the designed machine satisfy to drill holes of depth as 200 meters in theorety.At the same time, it save the manufacturing costs and producing time as could as possible. Key words geology explore drill machine gear-box 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 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 本設(shè)計(jì)選擇了 200 米鉆機(jī)的變速箱設(shè)計(jì)，主要原因是當(dāng)前我國地質(zhì)勘探、工程建設(shè)和農(nóng)田水利等事業(yè)正在逐漸完善，對各種鉆探設(shè)備尤其是鉆機(jī)提出了更多的要求。現(xiàn)在市場上流行的鉆機(jī)中以鉆探深度為百米左右 的液壓鉆機(jī)為主，這些鉆機(jī)在承擔(dān)各種生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目中起到了至關(guān)重要的作用。但是，我們通過調(diào)查和了解發(fā)現(xiàn)，隨著生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目的擴(kuò)大，市場對上鉆探深度為幾百米的液壓鉆機(jī)的需求量正在逐步上漲，尤其是鉆探深度為 200 左右的鉆機(jī)，市場前景更加樂觀。變速箱是鉆機(jī)中最重要的部分之一，通過對鉆機(jī)變速箱的設(shè)計(jì)改進(jìn)，就解決了鉆機(jī)設(shè)計(jì)制造中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。所以，選擇 200 米液壓鉆機(jī)變速箱的設(shè)計(jì)不僅對鉆機(jī)這個(gè)生產(chǎn)行業(yè)有著重要的經(jīng)濟(jì)意義，同時(shí)間接推動(dòng)了我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，意義十分重大。 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 1.2 鉆機(jī)概述 1.2.1 鉆機(jī)的功用 鉆 探是地質(zhì)勘探工作的重要手段之一。鉆機(jī)是實(shí)現(xiàn)該手段的主要設(shè)備。其基本功用是以機(jī)械動(dòng)力帶動(dòng)鉆頭向地殼鉆孔并采取巖礦心。鉆機(jī)同時(shí)還是進(jìn)行石油、天然氣勘探及開采、水文水井鉆探、工程地質(zhì)鉆探等工程的重要設(shè)備。 1.2.2 對鉆機(jī)的要求 鉆機(jī)的技術(shù)性能要保證在施工中能滿足合理的工藝要求，以最優(yōu)規(guī)程，達(dá)到預(yù)計(jì)的質(zhì)量要求；維護(hù)保養(yǎng)簡單容易；安裝拆卸搬遷方便；利于快速鉆進(jìn)；鉆進(jìn)輔助時(shí)間短；鉆孔施工周期短；體力勞動(dòng)強(qiáng)度低等。概括起來說，是鉆機(jī)要為多、快、好、省地完成鉆探生產(chǎn)任務(wù)創(chuàng)造有利條件。 根據(jù)鉆機(jī)的基本功 用，對鉆機(jī)具體要求如下： 1.通過回轉(zhuǎn)鉆具等鉆進(jìn)方式將動(dòng)力傳給鉆頭，使鉆頭具有適合鉆進(jìn)規(guī)程需要的轉(zhuǎn)速及調(diào)節(jié)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(dāng)?shù)恼{(diào)整范圍，使鉆頭有效地切入或壓碎巖石； 3.能調(diào)整和控制鉆頭給進(jìn)速度，保證連續(xù)鉆進(jìn)； 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(dòng)力機(jī)的功率和縮短輔助時(shí)間； 5.能變換鉆進(jìn)角度和按一定技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)舊響應(yīng)深度的直徑的鉆孔，以滿足鉆孔設(shè)計(jì)的要求和提高鉆進(jìn)效率。 1.2.3 鉆機(jī)的組成 目前常用的鉆機(jī)由如下各部分組成： 1.機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng) 將輸入的動(dòng)力變速并分配到回轉(zhuǎn)、升降機(jī)構(gòu)。對與液壓鉆機(jī)還要有驅(qū)動(dòng)油泵，以使液壓系統(tǒng)工作的裝置。 2.液壓傳動(dòng)系統(tǒng) 利用油泵輸出的壓力油驅(qū)動(dòng)馬達(dá)、油缸等液動(dòng)機(jī)，以使立軸回轉(zhuǎn)和控制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 給進(jìn)機(jī)構(gòu)、移動(dòng)鉆機(jī)、松緊卡盤等； 3.回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 回轉(zhuǎn)鉆具，以帶動(dòng)鉆頭破碎孔底巖石。 4.給進(jìn)機(jī)構(gòu) 調(diào)整破碎巖石所需要的軸心壓力和控制給進(jìn)速度。在出現(xiàn)孔內(nèi)事故時(shí)，可以進(jìn)行強(qiáng)力拔出。 5.升降機(jī)構(gòu) 用于升降鉆具（提取巖心和更換鉆頭）和進(jìn)行起下套管等作業(yè)。 6.機(jī)架 支承上述各機(jī)構(gòu)及系統(tǒng)，使之組裝成一個(gè)整體，成為完整的機(jī)器。 1.2.4 鉆機(jī)的分類和名稱 隨著鉆探工程在國民經(jīng)濟(jì)各部門中的廣泛應(yīng)用，鉆機(jī)類別和型號(hào)也在增多。為此將鉆機(jī)實(shí)行科學(xué)分類和確定名稱，對識(shí)別、評價(jià)和選擇鉆機(jī)是很有意義的。 1.分類 按用途分類 按用途不同，可將現(xiàn)行廣泛使用的鉆機(jī)分為三大類，即地質(zhì)勘探用巖心鉆機(jī)；石油鉆探用鉆機(jī)；專用鉆機(jī)（水文水井鉆機(jī)、物探鉆 機(jī)、工程鉆機(jī)等）； 按鉆機(jī)標(biāo)準(zhǔn)鉆進(jìn)孔深分類 根據(jù)不同孔深范圍，將各種不同鉆進(jìn)孔深的鉆機(jī)分成三類或四類。 按三類分見表 1 1。 表 1 1 (m） 類別 淺孔鉆機(jī) 中深孔鉆機(jī) 深孔鉆機(jī) 10 300 10 300 300 800 300 800 800 1200 1000 2000 按四類分類見表 1 2。 表 1 2 （ m） 淺孔鉆機(jī) 次深孔鉆 機(jī) 中深孔鉆機(jī) 深空鉆機(jī) 10 150 200 400 500 800 900 以上 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 按原來地質(zhì)總局設(shè)備管理分類 鉆機(jī)可分為六類，即淺孔鉆機(jī)、巖心鉆機(jī)、石油鉆機(jī)、水文水井鉆機(jī)、汽車鉆機(jī)和砂礦鉆機(jī)； 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(zhuǎn)式、沖擊式和沖擊回轉(zhuǎn)式； 按回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)型式分類 可分為立軸式、轉(zhuǎn)盤式、動(dòng)力頭式； 按進(jìn)給機(jī)構(gòu)分類 可以分為手輪（把）式、油壓式、螺旋差動(dòng)式、長油缸式、油馬達(dá) 鏈輪式。 2.名稱 鉆機(jī)的名稱是按照鉆機(jī)綜合特征及主要性能，以漢 字拼音字母及數(shù)字編排成的代號(hào)來表示的。通常把這種代號(hào)稱為型號(hào)，并以銘牌指示在鉆機(jī)上。 國產(chǎn)鉆機(jī)名稱一般有三部分組成： 首部為用途類別和結(jié)構(gòu)特征代號(hào)，用漢語拼音中的一個(gè)字母表示。如“ X”是漢字“心”的拼音首字母，表示鉆機(jī)用于巖心鉆進(jìn)。“ U”是漢字“油”的首字母，表示給進(jìn)機(jī)構(gòu)類型屬于油壓式。 中部為主要性能參數(shù)代號(hào)，用鉆機(jī)標(biāo)準(zhǔn)鉆進(jìn)深度數(shù)字表示。如標(biāo)準(zhǔn)鉆進(jìn)深度為 200 米的鉆機(jī)，中部代號(hào)為 200。 尾部為變型代號(hào)，可用漢語拼音字母中的一個(gè)字母或數(shù)字為代號(hào)。無尾部的是指首次產(chǎn)品。如是第二次修改后的產(chǎn)品，尾部代號(hào)為 2。 1.3 本設(shè)計(jì)主要內(nèi)容 1.設(shè)計(jì)題目： 200 米液壓鉆機(jī)變速箱的設(shè)計(jì) 主要技術(shù)參數(shù)：見表 1 1 表 1 1 鉆探深度 200m 立軸轉(zhuǎn)速 120、 240、 350、 600r/min 開孔直徑 89mm 終孔直徑 60mm 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 鉆機(jī)角度 0 360 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(jī)的總體設(shè)計(jì) 2.1 本設(shè)計(jì)鉆機(jī)的應(yīng)用場合 200 米型鉆機(jī)主要用于鉆探深度為 200 米的各種角度的放水孔、地質(zhì)構(gòu)造孔、滅火孔、抽放瓦斯孔及鐵路、公路、橋梁、隧道、國防建設(shè)、工業(yè)民用建設(shè)、農(nóng)田打井及地質(zhì)勘探、工程爆破以及其它用途的 各種工程孔。 該機(jī)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(nóng)田打井時(shí)效率為最高。整個(gè)機(jī)組由兩部分組成，即 200 米鉆機(jī)、 TBW 150/3.0 泥漿泵。鉆機(jī)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。 本 200 米鉆機(jī)配備動(dòng)力為電動(dòng)或柴油機(jī)，適用于井上、井下或野外沒有電源的場地作業(yè)。 2.2 設(shè)計(jì)方案的確定 2.2.1 本設(shè)計(jì)鉆機(jī)的特點(diǎn) 通過市場調(diào)研了解到，目前鉆探工程對鉆孔深度 200 米左右的鉆機(jī)需求量日趨增加，而當(dāng)前的 200 米鉆機(jī)，存在著勞動(dòng)強(qiáng)度大、適應(yīng)性差等缺點(diǎn)。鑒于以上原因，我們決定改進(jìn) 200 米鉆機(jī)。經(jīng)幾次方案討論決定，鉆機(jī)應(yīng)具有以下特點(diǎn)： 1. 經(jīng)濟(jì)耐用可靠、質(zhì)優(yōu)價(jià)廉； 2. 便于解體搬運(yùn)； 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(jìn)； 7. 鉆進(jìn)速度快，效率高； 8. 動(dòng)力為電機(jī)或柴油機(jī)。 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 2.2.2 總體設(shè)計(jì)方案的確定 經(jīng)過調(diào)研和幾次方案論證，考慮到現(xiàn)場特點(diǎn)，從實(shí)用角度出發(fā)，確定方案如下： 1.考慮到井下、井上和野外作業(yè)，動(dòng)力可選電機(jī)或柴油機(jī)； 2.考慮到有軟巖石、 硬巖石的鉆進(jìn)，除了正常的鉆進(jìn)速度外，增加高速600r/min； 3.鉆機(jī)除配機(jī)動(dòng)絞車外，增加了液壓卡盤減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)約時(shí)間，提高有效鉆進(jìn)速度； 4.考慮到高轉(zhuǎn)速時(shí)，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(jī)動(dòng)力較大，動(dòng)力由 V 型帶傳動(dòng)到變速箱的傳動(dòng)軸上易使傳動(dòng)軸彎曲，所以增加了卸荷裝置； 6.采用二級(jí)回歸式變速箱，減少變速箱體積，根據(jù)不同的地質(zhì)條件，選用不同的鉆進(jìn)速度； 7.在滿足上述要求的同時(shí)，盡量結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，適于整體或解體搬運(yùn)。盡量做到標(biāo)準(zhǔn)化 , 通用化，系列化。 2.3 鉆 機(jī)的技術(shù)特性和要求 考慮到鉆機(jī)的實(shí)際工作情況，根據(jù)我國當(dāng)前生產(chǎn)技術(shù)和工藝水平，本TXU 200 型鉆機(jī)的技術(shù)特性為： 1.鉆進(jìn)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(zhuǎn)速 120、 240、 350、 600r/mm 5.立軸行程 500mm 6.最大液壓給進(jìn)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(nèi)孔直徑 52mm 9.油缸最大起拔力 28.5KN 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 10.油缸最大給進(jìn)力 20KN 11.絞車提升速度 0.26、 0.61、 0.70m/s 12.絞車轉(zhuǎn)速 33、 79、 91r/min 13.絞車提升負(fù)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(dòng)力 電動(dòng)機(jī) 型號(hào) YB160L 4 電壓 380/660V 功率 15KW 轉(zhuǎn)速 1460r/min 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 動(dòng)力機(jī)的確定 3.1 輸出功率計(jì)算 根據(jù)現(xiàn)場需要，動(dòng)力機(jī)的選擇偏 大些，加大儲(chǔ)備系數(shù)，這樣可以提高鉆進(jìn)效率。 輸出功率為0N0 1.1 jNN（ 3 1） 式中： jN 鉆機(jī)所需功率 (KW) hyj NNN 式中 : hN 回轉(zhuǎn)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) 3.2 回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)及破碎巖石、土層所需功率 回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)及破碎巖石、土層所需功率計(jì)算公式如下： hN=1 2 3N N N（ 3 2） 式中 : 1N 井底破碎巖石、土層所需功率 (KW) 1N= 343060000Am n h 式中 : m 鉆頭切削刃數(shù) 取 m=6 n 立軸轉(zhuǎn)速（ r/min） r/min h 鉆進(jìn)速度 (cm/min) 當(dāng)轉(zhuǎn)速 130r/min、 250r/min 時(shí) ,h=5cm/min 當(dāng)轉(zhuǎn)速 350r/min、 600r/min 時(shí) ,h=1.5cm/min 巖石抗壓強(qiáng)度 ,其值見表 3-1 A 井底環(huán)狀面積，取鉆頭直徑 D=7.7cm,內(nèi)孔直徑 d=5.9cm 2 2 2 2( ) ( 7 . 7 5 . 9 ) 1 9 . 344DdA cm2 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 2N 鉆頭與孔底摩擦所需功率 (KW) 2 ()1944800f e nN R r （ 3 3） 式中 : 孔底壓力或巖石抗壓強(qiáng)度； f 鉆具與巖石直接的摩擦系數(shù) f=0.5 e 側(cè)摩擦系數(shù) e=1.1 n 立軸轉(zhuǎn)速 (r/min) R 鉆頭外圓半徑 (cm) R=3.85cm r 鉆頭內(nèi)孔半徑 (cm) r=2.95cm 將立軸不同轉(zhuǎn)速和不同孔底壓力代入式（ 3 3）中 ,所得相應(yīng)數(shù)值見 表 3 1。 3N 回轉(zhuǎn)鉆桿所需功率 (KW) 當(dāng) n 200r/min 時(shí) 1 1 2 1 . 3 33 0 . 9 2 1 0N d r L n 式中： L 孔深 (mm) ， 硬質(zhì)合金鉆進(jìn)時(shí)，取 L 200000mm 金剛石鉆進(jìn)時(shí)，取 L 75000mm d 鉆桿直徑 (mm) 取 d =50mm n 立軸轉(zhuǎn)速 (r/min) r 沖洗液比重 , r =1.15 將上述參數(shù)及立軸不同轉(zhuǎn)速代入上式，所得值列表 3 2 中。 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 3.3 給進(jìn)油缸所需功率的計(jì)算 3.3.1 給進(jìn)油缸的基本參數(shù) 1. 給進(jìn)油缸的基本參數(shù) 給進(jìn)油缸的數(shù)量 n 2 油缸直徑 D 55mm 活塞桿直徑 d 30mm 活塞桿有效行程 L 500mm 油缸面積 1A 23.75cm2 活塞桿面積 2A 7cm2 有效面積 12A A A 16.76cm2 3.3.2 油缸工作壓力的計(jì)算 鉆機(jī)大水平孔時(shí)，油缸的最大推力為： mW C F式中： W 油缸最大推力 (N) C 孔底最大壓力 (N) C 13345N mF 鉆桿與孔壁間的摩擦力 (N) mF q L f 式中： q 鉆桿單位長度重量 (N/m) q 55.46N/m L 鉆桿長度 (m) L 200m f 摩擦系數(shù) 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 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 油泵的工作壓力 P 1 7 2 2 7 . 2 1 0 . 2 81 6 . 7 6WP A MPa 3.3.3 油泵最大工作流量計(jì)算 油缸回程時(shí)的最大容油量 : 11 2 3 . 7 5 5 0 1 . 1 8 7V A L L 油缸送進(jìn)時(shí)的最大容油量 : 2 1 6 . 7 6 5 0 0 . 8 3 8V A L L 當(dāng)選用立軸的鉆進(jìn)速度 v =0.05m/min=0.5dm/min 時(shí) ,立軸送進(jìn)時(shí)每分鐘所需的油量為 : 2 2 0 . 1 6 7 6 0 . 5 0 . 1 6 6Q A v L/min 令活塞回程時(shí)間為 0.3min,則回程所需油量為 : 1 1 . 1 8 7 2 7 . 9 1 30 . 3Q L/min 3.3.4 給進(jìn)油缸功率計(jì)算 根據(jù)以上的計(jì)算，可以得到給進(jìn)油缸的功率： 1 0 2 7 . 8 8 0 . 1 6 6 0 . 0 2 86 0 1 0 2 6 0 1 0 2gy PQN KW 3.3.5 油泵滿負(fù)荷工作時(shí)所需要的功率 根據(jù)上面的計(jì)算 ,選用 YBC 12/80 型齒輪油泵 (排油量 12L/min,額定壓力8MPa,最大壓力 12MPa)。油泵滿負(fù)荷時(shí)所需功率是： 126 0 1 0 2yPQN (3 4) 式中 : P 額定壓力 (N/cm2) P =800N/cm2 Q 額定流量 (L/min) Q =12L/min 1 機(jī)械效率 1=0.9 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 容積效率 2=0.71 將上述參數(shù)代入式（ 3 4）中可以得到： 8 0 0 1 2 2 . 4 56 0 1 0 2 0 . 9 0 . 7 1yN K W 上式油 泵排量在額定轉(zhuǎn)速 1460r/min 時(shí)是 12L,在 995r/min 時(shí)是 8L。 3.4 動(dòng)力機(jī)功率的確定 通過上述的計(jì)算說明，立軸鉆進(jìn)時(shí)給進(jìn)所需功率很小，而且油泵滿負(fù)荷工作時(shí)一般是立軸停止轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)，液壓卡盤松開時(shí)，必須停止鉆進(jìn)。所以參考表 3 1，本機(jī)選用 15 KW 電機(jī)或柴油機(jī)，基本能滿足表 3 1 中粗線以上各種工作狀態(tài)。 表 3 1 各種類型巖層的抗壓強(qiáng)度 （ N/cm2） 巖 石 名 稱 抗 壓 強(qiáng) 度 粘土、頁巖、片狀砂巖 4000 石灰?guī)r、砂巖 8000 大理石、石灰?guī)r 10000 堅(jiān)硬的石灰?guī)r、頁巖 12000 黃鐵況、磁鐵礦 14000 煤 2000 表 3 2 電機(jī)功率選擇計(jì)算 功率 N（ KW） 轉(zhuǎn)速 r/min 抗壓強(qiáng)度 (N/cm2) 120 240 350 600 N1 2000 0.21768 0.25887 0.11532 0.13195 4000 0.43537 0.51775 0.23064 0.26391 8000 0.87075 1.03550 0.46128 0.52782 10000 1.08844 1.29438 0.57660 0.65978 12000 1.30613 1.55326 0.69192 0.79173 14000 1.52382 1.81214 0.80724 0.92369 2000 0.46153 0.92307 1.34615 2.30769 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 N2 4000 0.92307 1.84615 2.69230 4.61538 8000 1.84615 3.69230 5.38461 9.23076 10000 2.30769 4.61538 6.73076 11.5384 12000 2.76923 5.53846 8.07692 13.8461 14000 3.23076 6.46153 9.42307 16.1538 N3 2.67 7.75 4.8 9.83 N 回