畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）75米鉆機(jī)的總體設(shè)計(jì)（含全套cad圖紙）

1、全套CAD圖紙，聯(lián)系153893706目錄 TOC o 1-3 u 摘要Abstract第1章 緒論11.1 前言11.2 巖心鉆機(jī)概述11.2.1 巖心鉆探的一般概念11.2.2 巖心鉆探的方法1第2章 總體設(shè)計(jì)3第3章 鉆機(jī)的主要技術(shù)特性43.1 鉆機(jī)的基本技術(shù)特性4第4章 動(dòng)力機(jī)的確定54.1 回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)及破碎巖石、土層所需功率54.1.1 N1公式及其計(jì)算54.1.2 N2公式及其計(jì)算54.1.3 N3公式及其計(jì)算64.2 給進(jìn)油缸所需功率的計(jì)算64.2.1 給進(jìn)油缸的基本參數(shù)64.2.2 油缸工作壓力的計(jì)算64.2.3 油泵最大工作流量計(jì)算74.2.4 給進(jìn)油缸功率Ny74.3 動(dòng)力機(jī)

2、功率的確定7第5章 機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)105.1 主要參數(shù)的選擇105.1.1 回轉(zhuǎn)器105.1.2 變速箱105.1.3 帶輪設(shè)計(jì)105.2 機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)115.2.1 立軸的轉(zhuǎn)速115.2.2 立軸的給進(jìn)運(yùn)動(dòng)125.2.3 立軸的快速移動(dòng)12第6章 回轉(zhuǎn)器136.1 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)136.2 零部件的基本技術(shù)特征136.2.1 成對(duì)錐齒輪基本參數(shù)136.2.2 齒輪在各種轉(zhuǎn)速下傳遞的功率、轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩146.3 零部件的強(qiáng)度與壽命計(jì)算146.3.1 齒面按接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算接觸應(yīng)力146.3.2 計(jì)算疲勞強(qiáng)度極限應(yīng)力156.3.3 齒根彎曲疲勞極限應(yīng)力16第7章 變速箱的設(shè)計(jì)與計(jì)算177.1 變速箱的

3、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)177.2 零件的強(qiáng)度計(jì)算177.3 齒輪的強(qiáng)度計(jì)算187.3.1 變速箱內(nèi)各齒輪主要參數(shù)及材料187.3.2 Z3、Z4齒輪副的強(qiáng)度校核187.3.3 其它齒輪副的強(qiáng)度校核227.4 軸系零件與部件的強(qiáng)度與壽命的校核計(jì)算237.4.1 圓周力的計(jì)算237.4.2 計(jì)算支撐反力247.4.3 計(jì)算軸的彎距257.4.4 許用應(yīng)力26第8章 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算278.1 給進(jìn)油缸的設(shè)計(jì)27第9章 鉆機(jī)的使用說(shuō)明289.1 鉆機(jī)的分組情況289.2 鉆機(jī)的附屬結(jié)構(gòu)289.2.1 機(jī)架 28 9.2.2 操縱儀28 9.2.3 油泵299.3 操作程序299.4 機(jī)器的保養(yǎng)與維護(hù)31第10

4、章 經(jīng)濟(jì)效益分析3310.1 巖心鉆機(jī)的市場(chǎng)3310.1.1 國(guó)內(nèi)工程建設(shè)投資繼續(xù)加大3310.1.2 今后國(guó)內(nèi)市場(chǎng)對(duì)巖心鉆機(jī)設(shè)備的需求 3410.2 巖心鉆機(jī)的市場(chǎng)需求量分析3510.2.1 設(shè)備價(jià)格昂貴3510.2.2 運(yùn)行成本較高3610.2.3 受工程量的制約36結(jié)論38致謝39參考文獻(xiàn)40專(zhuān)題部分41附錄147附錄261摘要目前我國(guó)地質(zhì)勘探工作中廣泛采用的有各種類(lèi)型的油壓給進(jìn)鉆機(jī)、鋼繩給進(jìn)鉆機(jī)和部分經(jīng)過(guò)改革的手把（輪）式給進(jìn)鉆機(jī)。為了適應(yīng)淺部勘探，還專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)制造了鉆進(jìn)深度為10至100米的鉆機(jī)。其中，立軸式鉆機(jī)就是其中的一種。他主要用于鉆進(jìn)孔深75米左右的煤田地質(zhì)勘探和其他金屬礦床、

5、非金屬礦床和淺層油氣勘探。鉆機(jī)和泥漿泵用一個(gè)動(dòng)力帶動(dòng)，設(shè)備安裝穩(wěn)固緊湊，可拆性好。鉆進(jìn)給進(jìn)用液壓操作。必要時(shí)亦可用主動(dòng)鉆桿給進(jìn)。鉆機(jī)手把集中，操縱板上有指重表、轉(zhuǎn)數(shù)表及水泵壓力表，便于及時(shí)掌握運(yùn)轉(zhuǎn)和孔內(nèi)情況。本次設(shè)計(jì)的立軸式鉆機(jī)是在原有鉆機(jī)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了部分改進(jìn)，他節(jié)省了工作時(shí)間，并且提高了工作效率。本設(shè)計(jì)主要是針對(duì)鉆機(jī)的總體設(shè)計(jì)而進(jìn)行的分析，對(duì)鉆機(jī)的變速箱，回轉(zhuǎn)器進(jìn)行研究，以達(dá)到節(jié)省工作時(shí)間，并且提高工作效率的目的。關(guān)鍵字 鉆機(jī) 變速箱 回轉(zhuǎn)器 Abstract The our country geology explores the work in various type of have

6、 of extensive adoption currently of hydraulic-pneumatic give into drill the machine, the steel rope to give into drill machine and part through reform of hand( round) type to enter to drill the machine. For adapting to explore, still exclusively designed to make to drill into the depth 10-100 meters

7、 drill the machine.Among them, sign the stalk type to drill a kind that machine is among them.He mainly useds for drilling into the deep 75 meters the or so coal field geology of bore to explore to explore with other metals mineral beds, nonmetal mineral beds and the shallow layer oil spirit.Drill t

8、he machine and the mud pumps to arouse with a motive, the equipments installs the firmness tightly packed, can dismantle sex good. Drill in to give into press with the liquid the operation.Use may also to drill the pole actively when its necessary to enter.Drill the machine hand chases the concentra

9、tion, manipulating the plank to up point the heavy form and turn the few form and waters pump manometer, easy to control the operation and the bore inside story conditions in time.This time design of sign the stalk type to drill machine is at drill the machine originally possessed of foundation went

10、 forward to go the part improvement, he saved the work time, and raised the work efficiency.This design is mainly analysis that aims at the total design of drill the machine but carry on, turning round the machine to carry on the research towards drilling the machine to become soon box, to attain ec

11、onomical work time, and raise the purpose of the work efficiency.Key word Drill the machine Become soon box Turn round the machine第1章 緒論1.1 前言通過(guò)調(diào)研了解到，對(duì)鉆孔深度75米左右的鉆機(jī)需求量比較大，而目前的75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，我們決定開(kāi)發(fā)75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)：經(jīng)濟(jì)耐用可靠、質(zhì)優(yōu)價(jià)廉；便于解體搬運(yùn)；體積小，重量輕；操作簡(jiǎn)單，維修方便；適用于合金鉆頭或金剛石鉆頭鉆進(jìn)；鉆進(jìn)速度快，效率高；本

12、設(shè)計(jì)不對(duì)絞車(chē)一部分竟進(jìn)行單獨(dú)設(shè)計(jì)，故在以后的設(shè)計(jì)和畫(huà)圖當(dāng)中都不包括絞車(chē)一部分。1.2 巖心鉆機(jī)概述1.2.1 巖心鉆探的一般概念 巖心鉆探是由動(dòng)力機(jī)（內(nèi)燃機(jī)或電動(dòng)機(jī)），帶動(dòng)鉆機(jī)回轉(zhuǎn)，由鉆桿、巖心管和鉆頭組成鉆柱，并由鉆機(jī)供給一定的軸向壓力和扭矩，從而使鉆頭產(chǎn)生可取巖石的作用，是鉆孔不斷往深部鉆進(jìn). 鉆進(jìn)時(shí)刻取下來(lái)的巖粉，由泥漿泵通過(guò)膠管、鉆柱送進(jìn)孔底的循環(huán)液，經(jīng)鉆柱和孔壁的環(huán)狀間隙沖到地表，流入沖洗液池沉淀。 在鉆進(jìn)過(guò)程中，巖心進(jìn)入巖心管。通過(guò)提升鉆具或其他取心方法（如反循環(huán)水力取心或繩索式取心器等），將巖心卡斷，從孔底提至地表，同時(shí)將以磨損的鉆頭進(jìn)行更換。從每次下鉆到提出巖心，算一個(gè)過(guò)，叫做

13、一個(gè)回次。根據(jù)孔深和巖層軟硬復(fù)雜程度的不同，回次進(jìn)尺長(zhǎng)度和速度也不一樣。升降鉆具是通過(guò)鉆塔和鉆機(jī)的卷?yè)P(yáng)機(jī)進(jìn)行的。新興的全液壓鉆機(jī)和特別淺的取樣鉆機(jī)，也可以用簡(jiǎn)單的鉆架實(shí)現(xiàn)無(wú)塔升降。1.2.2 巖心鉆探的方法最早的鉆探方法是沖擊鉆，借鉆頭的沖擊作用將巖石搗碎并用撈砂筒將巖屑從孔底撈出孔口，因此不可能采取完整的巖樣。巖心鉆進(jìn)目前主要采取回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)。呈圓環(huán)狀，底部裝有能夠刻取巖心的硬質(zhì)合金或金剛石，以及其他超硬材料。此外，也可以向孔底投入鉆粒作巖磨材料，在圓筒狀鉆頭唇面的碾壓作用下，不斷刻取巖石。近年來(lái)，根據(jù)動(dòng)載破碎巖石的原理，已經(jīng)出現(xiàn)了沖擊回轉(zhuǎn)巖心鉆進(jìn)。其原理是，在硬質(zhì)合金回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的同時(shí)，采用水利或

14、風(fēng)動(dòng)沖擊器對(duì)鉆頭加以沖擊載荷。這樣就大大擴(kuò)大了硬質(zhì)合金的鉆進(jìn)范圍，并可大幅度提高鉆進(jìn)效率。根據(jù)上述鉆進(jìn)方法的不同，目前可將巖心鉆探方法分為如下：除按鉆進(jìn)方法分類(lèi)的不同外，根據(jù)沖洗循環(huán)介質(zhì)和循環(huán)方式、取心方法、鉆孔角度等的不同，還可分為清水鉆進(jìn)、泥漿鉆進(jìn)、空氣循環(huán)鉆進(jìn)以及特種乳化液、混合液鉆進(jìn)；正循環(huán)和反循環(huán)鉆進(jìn)；提鉆取心和不提鉆取心鉆進(jìn)；直孔鉆進(jìn)、斜孔鉆進(jìn)、水平鉆進(jìn)、定向鉆進(jìn)和多孔底鉆進(jìn)，等等。第2章 總體設(shè)計(jì) 經(jīng)過(guò)調(diào)研了解到，對(duì)鉆孔深度75米左右的鉆機(jī)需求量比較大，考慮到縣岔國(guó)內(nèi)的特點(diǎn)，從實(shí)用角度出發(fā)，確定如下方案：1. 考慮到是用于井下，井上和野外作業(yè)，故動(dòng)力可選電動(dòng)機(jī)或柴油機(jī)。2. 采用

15、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?？紤]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340r/min。4. 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。5. 設(shè)置壓帶輪，皮帶調(diào)整安全可靠。在滿(mǎn)足上述要求的同時(shí)，盡量結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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。第3章 鉆機(jī)的主要技術(shù)特性3.1 鉆機(jī)的基本技術(shù)特性1.鉆進(jìn)深度(使用42或50鉆桿) 75m 2.鉆孔直徑 1開(kāi)孔直徑 892終孔直徑 603. 鉆孔傾斜角度 03604. 立軸轉(zhuǎn)速 120，250，340/m

16、in5. 立軸行程 5006立軸內(nèi)孔直徑 447立軸最大壓力 8KN8油缸最大給進(jìn)力 20KN9電動(dòng)機(jī) 1）型號(hào) YB112M4 2）電壓 380/660V 3）功率 4KW 4）轉(zhuǎn)速 1440r/min 5）重量 58kg10外型尺寸（Lhb） 1230600111重量（不含電動(dòng)機(jī)） 500K 第4章 動(dòng)力機(jī)的確定根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)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N。N01.2Nj式中：Nj鉆機(jī)所需功率 KWNj(NhNy)/式中: Nh回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)所需功率 KW 效率 =0.8 Ny油泵所需功率 KWNh=N1+N2+N3式中: N1井底破碎巖石、土層所需功率

17、KW N2鉆頭與孔底摩擦所需功率 KW N3回轉(zhuǎn)鉆桿所需功率 KW4.1 回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)及破碎巖石、土層所需功率總公式為： Nh=N1+N2+N34.1.1 井底破碎巖石，土層所需功率N1N1= 3-1式中: m鉆頭切削刃數(shù) 取m=6 n立軸轉(zhuǎn)速 h鉆進(jìn)速度 依據(jù)數(shù)據(jù)選取h=2cm/min 巖石抗壓強(qiáng)度,其值隨巖石種類(lèi)不同而不同，其值見(jiàn)表3-1A井底環(huán)狀面積，取鉆頭直徑D=7.7cm,內(nèi)孔直徑 d=5.9cm,A=(D2d2)/4=(7.5262)/4=15.894.1.2 鉆頭孔底摩擦所需功率N2N2=*f*e*n(R+r)/1944800 3-2式中: 孔底壓力或巖石抗壓強(qiáng)度. f鉆具與巖石直接

18、的摩擦系數(shù) f=0.3 e側(cè)摩擦系數(shù) e=1.0 n立軸轉(zhuǎn)速 R鉆頭外圓半徑 R=3.6cm r鉆頭內(nèi)孔半徑 r=2.8由于該設(shè)計(jì)是75米鉆機(jī)，由于鉆進(jìn)距離小，故無(wú)須用金剛石鉆頭鉆機(jī)。 將立軸不同轉(zhuǎn)速和不同空底壓力代入式3-2中,所得相應(yīng)數(shù)值 4.1.3 回轉(zhuǎn)鉆桿所需功率N3N3=7.8*1011*L*d*n1。7 (當(dāng)n200r/min時(shí)) 式中：L孔深 ， 硬質(zhì)合金鉆進(jìn)時(shí)，取L75000mm d鉆桿直徑 取d=36mm n立軸轉(zhuǎn)速 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32中。4.2 給進(jìn)油缸所需功率的計(jì)算4.2.1 給進(jìn)油缸的基本參數(shù) 1）給進(jìn)油缸的數(shù)量

19、 n2 2）油缸直徑 D50mm 3）活塞桿直徑 d22mm 4）活塞桿有效行程 L500mm 5）油缸面積 A122cm2 6）活塞桿面積 A27cm2 7）有效面積 AA1A215cm24.2.2 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：WCFm式中：W油缸最大推力 C孔底最大壓力 C10000N Fm鉆桿與孔壁間的摩擦力Fmq*L*f式中：q鉆桿單位長(zhǎng)度重量 q45.6N/m L鉆桿長(zhǎng)度 L75m F摩擦系數(shù) f0.35 Fm45.6*750*0.35=1197N W=10000+1197=11197N 油泵的工作壓力PP=W/A=11197/15=746.4N/cm2 4

20、.2.3 油泵最大工作流量計(jì)算 油缸回程時(shí)的最大容油量: V1=A1*L=22*40=880mL=0.88L 油缸送進(jìn)時(shí)的最大容油量: V2=A*L=15*40=600mL=0.6L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: Q=2AV=2*0.15*0.5=0.15 令活塞回程時(shí)間為0.3min,則回程所需油量為: Q1=0.88*2/0.3=5.34.2.4 給進(jìn)油缸功率Ny Ny=PQ/60*102=746.4*0.15/60*102=0.018 根據(jù)上面的計(jì)算,選用YBC12/60型齒輪油泵(排油量12L/min,壓力800N/cm

21、2Ny=PQ/60*102*1*2式中:P額定壓力 P=800N/cm2 Q額定流量 Q=12L 1機(jī)械效率 1=0.9 2容積效率 2=0.71 Ny=800*8/60*102*0.9*0.71=1.64KW 上式油泵排量在額定轉(zhuǎn)速1440r/min時(shí)是12L,在995r/min時(shí)是84.3 動(dòng)力機(jī)功率的確定 通過(guò)上述的計(jì)算說(shuō)明，立軸鉆進(jìn)時(shí)給進(jìn)所需功率很小，而且油泵滿(mǎn)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(pán)松開(kāi)時(shí)，必須停止鉆進(jìn)。所以參考表41本機(jī)選用11KW電機(jī)或柴油機(jī)，基本能滿(mǎn)足表42中粗線以上各種工作狀態(tài)。表41 巖 石 名 稱(chēng) 抗 壓 強(qiáng) 度 （N/cm2 ）粘土、頁(yè)巖、片狀砂巖40

22、00石灰?guī)r、砂巖8000大理石、石灰?guī)r10000堅(jiān)硬的石灰?guī)r、頁(yè)巖12000黃鐵況、磁鐵礦14000煤2000 表42N (kw) r/minN/cm2120250340N120000.090.110.1240000.180.220.2480000.360.430.47100000.450.540.58120000.540.650.70140000.630.760.81N220000.230.490.6740000.460.981.3480000.921.962.68100001.182.463.35120001.422.954.02140001.653.444.69N3 r/minN/cm2

23、0.721.802.39Nh20001.041.403.1840001.363.003.9780002.004.195.54100002.354.806.32120002.685.407.11140003.006.007.89Ny r/minN/cm20.020.020.02Nh20001.061.423.240001.383.023.9980002.024.215.56100002.374.826.34120002.705.427.13140003.026.027.91Nj=Nh/3.773.774N0=1.2Nj4.524.524.8 第五章 機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)5.1 主要參數(shù)的選擇5.1.

24、1 回轉(zhuǎn)器立軸的轉(zhuǎn)速，主要取決于地質(zhì)條件、鉆頭直徑及鉆進(jìn)方式，當(dāng)使用直徑為75mm鉆頭時(shí)，采用硬質(zhì)合金和鉆粒，根據(jù)國(guó)內(nèi)外的經(jīng)驗(yàn)，立軸轉(zhuǎn)速取n90400r/min比較適宜；采用金剛石鉆頭鉆進(jìn)時(shí)，立軸轉(zhuǎn)速取n4001000r/min比較適宜。本機(jī)選用130600r/min，即適合合金鉆頭鉆進(jìn)，由適合金剛石鉆頭鉆進(jìn)。5.1.2 變速箱參考國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有小型鉆機(jī)的轉(zhuǎn)速系列，本機(jī)采用了規(guī)則排列的中間轉(zhuǎn)速系列。立軸有三種轉(zhuǎn)速，120、250、340r/min轉(zhuǎn)速它們都適合合金鉆頭鉆進(jìn)。5.1.3 帶輪設(shè)計(jì) 傳動(dòng)比 1.25 帶型 A型 小帶輪基準(zhǔn)直徑 112 毫米 大帶輪基準(zhǔn)直徑 260 毫米 帶長(zhǎng) 710

25、毫米 軸間距 186 毫米 小帶掄包角 169.75 度 V帶的根數(shù) 5根 單根V帶的預(yù)緊力 133.44 牛頓 作用在軸上的力 1159.58 牛頓 帶輪輪緣參數(shù)帶輪結(jié)構(gòu)形式 實(shí)心輪槽型 A型基準(zhǔn)寬度 11.0 毫米 基準(zhǔn)線上槽深 2.8 毫米5.2 機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)機(jī)械系統(tǒng)傳動(dòng)路線見(jiàn)圖5.2.1 立軸的轉(zhuǎn)速:n=n*D1/D2*Z1/Z2*Z3/Z4*Z7/Z8式中: n立軸的第一檔轉(zhuǎn)速 r/min N電機(jī)轉(zhuǎn)速 n=1440r/min D1主動(dòng)皮帶輪直徑 D1=112mm D2大皮帶輪直徑 D2=260mm Z1Z11傳動(dòng)鏈中各齒輪的齒數(shù),Z1=25,Z2=31,Z3=19,Z4大=37Z7=

26、20,Z8=40 n=1440*112/260*25/31*19/37*20/40=128.44120r/minn=n*D1/D2*Z1/Z2*Z5/Z4*Z7/Z8式中:Z5=28,Z4小=28 n=1440*112/260 *25/31*28/28*20/340=250.12250r/minn=n*D1/D2*Z1/Z4內(nèi)*Z7/Z8式中: Z4內(nèi)=25 n=1440*112/260*25/25*20/40=347.62340r/min 考慮到皮帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、軸承等的效率，所以各檔轉(zhuǎn)速確定為120、250、340r/min。5.2.2 立軸的給進(jìn)運(yùn)動(dòng)D3D4經(jīng)低壓油管將油箱中的機(jī)油吸入

27、油管，使其產(chǎn)生需要的壓力，再經(jīng)過(guò)高壓油管，調(diào)壓閥，操縱閥，高壓油管進(jìn)入油缸中的活塞上部，推動(dòng)活塞產(chǎn)生直線運(yùn)動(dòng)，活塞下部具有一定的壓力的20號(hào)機(jī)油經(jīng)高壓油管，進(jìn)入調(diào)速閥，調(diào)整調(diào)速閥的回油量大小即可控制給進(jìn)速度的快慢。然后流經(jīng)高壓油管及操縱閥，低壓油管回到油箱。5.2.3 立軸的快速移動(dòng) D3D4經(jīng)油泵、高壓油管、調(diào)壓閥、操縱閥、高壓油管、調(diào)速閥、高壓油管，進(jìn)入活塞的下部，推動(dòng)活塞產(chǎn)生直線運(yùn)動(dòng)，活塞上部的機(jī)油經(jīng)過(guò)高壓油管，操縱閥經(jīng)低壓油管回到油箱，當(dāng)調(diào)速閥的流量調(diào)整為最大時(shí)，立軸得到快速移動(dòng)。第六章 回轉(zhuǎn)器6.1 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 回轉(zhuǎn)器的結(jié)構(gòu)是由本體、立軸、立軸導(dǎo)管、弧齒錐齒輪等組成。立軸上端裝有機(jī)械卡

28、盤(pán)。其特點(diǎn)是：1、回轉(zhuǎn)器尺寸小、緊湊。2、回轉(zhuǎn)器適用于各種角度的孔的鉆進(jìn)。3、簡(jiǎn)單可靠，減輕鉆機(jī)重量，離開(kāi)孔口采用的是開(kāi)箱式，4、立軸行程為500mm，比過(guò)去同型號(hào)鉆機(jī)大，這樣可以縮短鉆進(jìn)輔助時(shí)間。6.2 零部件的基本技術(shù)特征6.2.1 成對(duì)錐齒輪基本參數(shù)小錐齒大錐齒齒數(shù)比Z8/Z7 =2齒數(shù)2040大端模數(shù)2.5分錐角26.5663.44齒寬3030齒寬系數(shù)0.3平均分度圓直徑42.576.5中錐距85平均模數(shù)2.125切向變位系數(shù)0.040.04徑向變位系數(shù)0.340.34齒頂高3.351.65齒根高2.153.85頂隙0.6齒頂角0.550.60齒根角0.650.75齒頂圓直徑5691.

29、486.2.2 齒輪在各種轉(zhuǎn)速下傳遞的功率、轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩見(jiàn)表 功率 KW轉(zhuǎn)速 r/min轉(zhuǎn)矩 nm240141.750068680506.3 零部件的強(qiáng)度與壽命計(jì)算6.3.1 齒面按接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算接觸應(yīng)力其中：ZE 材料系數(shù) 取ZE =89.8 dm 分度圓直徑 取dm = 60 ZH 節(jié)點(diǎn)系數(shù) 取ZH =2.14 b 齒寬 取 b=20mm u 齒數(shù)比 取 u=2 齒寬系數(shù) 取 =0.258 Ftmc 計(jì)算圓周力 其中： 使用系數(shù) 取=1.25 動(dòng)載系數(shù) 取=1 所以：=1180.8*1.25*1.0*1.2=1771.2于是可得：計(jì)算安全系數(shù) 符合安全要求6.3.2 計(jì)算疲勞強(qiáng)度極限應(yīng)力

30、其中： 作用在大端分度圓上的切應(yīng)力 =2000T/n=2000*141.7/240=1180.8 使用系數(shù) =1.25 動(dòng)載系數(shù) =1.0 載荷分布系數(shù) =1.15 尺寸系數(shù) =1.0 大端端面模數(shù) =3.0 幾何系數(shù) =0.18 所以：=1180.8*1.25*1.0*1.15*1.0/20*3*0.18=157.12 6.3.3 齒根彎曲疲勞極限應(yīng)力其中：壽命系數(shù) =1.0 溫度系數(shù) =1.0 齒根彎曲疲勞極限應(yīng)力 =162.5計(jì)算安全系數(shù)=162.5/157.12=1.03 故符合安全要求第七章 變速箱的設(shè)計(jì)與計(jì)算7.1 變速箱的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)變速箱的結(jié)構(gòu)如圖所示,它是由變速部分、分動(dòng)部分及操

31、縱部分和殼體等組成。也是變速部分和分動(dòng)部分合為一體的傳動(dòng)箱。其特點(diǎn)是：1、操縱結(jié)構(gòu)采用了齒輪齒條撥叉機(jī)構(gòu)，操縱靈活可靠，每個(gè)移動(dòng)齒輪單獨(dú)控制，并有互鎖裝置。2、增加了卸荷裝置，減少了軸齒輪的受力狀況。3、變速、分動(dòng)相組合，減少了零件數(shù)目，有效的利用變速箱內(nèi)的空間。7.2 零件的強(qiáng)度計(jì)算 1、在校核零件的強(qiáng)度時(shí)，假設(shè)電機(jī)的功率全部輸入變速箱，然后再輸入回轉(zhuǎn)器。2、變速箱在不更換齒輪的情況下，可連續(xù)工作10000小時(shí)，純機(jī)動(dòng)時(shí)間每班16小時(shí)，可連續(xù)工作20個(gè)月。每個(gè)速度的工作時(shí)間分配情況如下：第一速（120r/min） 為30即3000小時(shí)；第二速（250r/min） 為30即3000小時(shí)；第三速

32、（340r/min） 為40即4000小時(shí)； 3、本機(jī)零部件的強(qiáng)度和壽命計(jì)算方法和數(shù)據(jù)是按機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)計(jì)算的。7.3 齒輪強(qiáng)度計(jì)算 7.3.1變速箱內(nèi)各齒輪主要參數(shù)及材料齒數(shù)模數(shù)齒寬材料硬度RC應(yīng)力角備注Z12522240Cr40-4520Z23121840Cr40-4520Z31921540Cr40-4520Z4大3721640Cr40-5020Z4小2821840Cr40-4520Z4內(nèi)2521040Cr40-4520Z52821640Cr40-4520Z72032040Cr45-5020Z84032240Cr45-50207.3.2 Z3、Z4齒輪副的強(qiáng)度校核(1) 主要參數(shù) 中心距56

33、mm 小齒輪傳遞扭矩T19550P/n1=955940.96/500.2573.3Nm式中: n1為Z3齒輪的轉(zhuǎn)速,n1=1440112/26025/31=500.25r/min m=2 Z3=19 d=38 b=15 x3=0.19 Z4=38 x4=0.1 (2) 材料選擇Z3為40Cr Z4為40Cr 其中： 被校核齒輪的彎曲疲勞極限應(yīng)力 =400Mpa 實(shí)驗(yàn)齒輪的彎曲疲勞極限應(yīng)力 =400Mpa 彎曲壽命系數(shù) 次 次 由表查得：=1.0 =1.0 尺寸系數(shù) 查表得：=1.0 有效應(yīng)力集中系數(shù) 查表得：= 1.54 =1.66 所以：=400*1.0*1.0/1.54=260Mpa=40

34、0*1.0*1.0/1.66=241Mpa（3） 校核彎曲強(qiáng)度 YFn3=2.85 YFn4=2.45 FIim3/YFn3=260/2.85=91.23N/mm2FIim4/YFn4=241/2.55=98.37N/mm2、 于是可知：FIim3小于FIim4 因此，齒輪3的彎曲強(qiáng)度差，在校核的時(shí)候，按齒輪3的強(qiáng)度計(jì)算。 計(jì)算彎曲工作應(yīng)力：式中：計(jì)算圓周力，其中：工作圓周力工作狀況系數(shù) ， 取=1.25動(dòng)載系數(shù)， 取=1.0 載荷分配系數(shù)， =1.33載荷分布系數(shù)， 查表取=1.0故:=1981*1.25*1.0*1.33*1.0=3294.4載荷作用位置數(shù)， 取=0.65螺旋角系數(shù)， 取=

35、1.0齒寬模數(shù)所以可得： 計(jì)算齒輪的彎曲疲勞安全系數(shù)齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核1） 計(jì)算齒輪的接觸疲勞極限應(yīng)力式中：實(shí)驗(yàn)齒輪的接觸疲勞極限應(yīng)力 經(jīng)查表可知=1000Mpa 壽命系數(shù) 經(jīng)查表可知1.20，1.21 硬化系數(shù) 取=1.0所以：=1000*1.2*1.0=1200 Mpa =1000*1.21*1.0=1210 Mpa 2） 計(jì)算接觸工作應(yīng)力其中：材料系數(shù) 取=176.1 節(jié)點(diǎn)系數(shù) 取=2.5 重合度系數(shù) 取=0.9 齒數(shù)比 =1.95因此：3） 計(jì)算安全系數(shù) 1 故安全可靠4） 短期過(guò)載強(qiáng)度校核計(jì)算取最大短期尖峰載荷是額定工作載荷的1.5倍短期過(guò)載彎曲極限應(yīng)力，根據(jù)公式和查表可知：最大的

36、彎曲工作應(yīng)力為：短期過(guò)載彎曲強(qiáng)度安全系數(shù)為： 1故安全可靠短期過(guò)載接觸極限應(yīng)力，根據(jù)公式和查表可知：而最大接觸應(yīng)力為：短期過(guò)載接觸強(qiáng)度的安全系數(shù)為： 1故安全可靠7.3.3 其它齒輪副的強(qiáng)度校核由于其他的齒輪強(qiáng)度都比該齒輪的強(qiáng)度高，且Z3、Z4 的一切強(qiáng)度都滿(mǎn)足要求，故其他齒輪的強(qiáng)度校核從略，并且也可知其他的齒輪也滿(mǎn)足強(qiáng)度要求。 7.4 軸系零件與部件的強(qiáng)度與壽命的校核計(jì)算在變速箱中共有三根軸，其中軸負(fù)荷最大，而且相對(duì)尺寸直徑小、長(zhǎng)度長(zhǎng)。下面僅以該軸的強(qiáng)度壽命進(jìn)行驗(yàn)算。軸共有六種工作狀態(tài)，向回轉(zhuǎn)器傳遞三種狀態(tài)的動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)絞車(chē)三種狀態(tài)。相比而言回轉(zhuǎn)器的120r/min的轉(zhuǎn)速時(shí)該軸扭矩最大，受力最

37、大。已知下列條件：材料40Cr，調(diào)質(zhì)T300，各齒輪分度圓直徑為：d4大74、d4小56、d150該軸的四個(gè)轉(zhuǎn)速及傳遞的扭矩見(jiàn)表轉(zhuǎn)速（r/min）扭矩（Nm）備 注檔240141.7檔50068.0檔68050在各種轉(zhuǎn)速下齒輪受力支反力計(jì)算7.4.1 圓周力的計(jì)算公式： 檔轉(zhuǎn)速：檔轉(zhuǎn)速：檔轉(zhuǎn)速：7.4.2 計(jì)算支撐反力1. 軸的水平支撐反力受力分析圖如下：60 100 由公式 ： （1） （2） 可得：=2393.6 N =-1436.1 N2. 軸的垂直支撐反力受力分析圖如下： 60 100 由公式： （3） （4） 可得：=871.2 N =522.7 N7.4.3 計(jì)算軸的彎距1. 軸的

38、水平面彎距圖如下： 于是可以計(jì)算得： N mm2. 軸的水平面彎距圖如下：于是可以計(jì)算得： N mm3. 軸合成力矩： N mm7.4.4 許用應(yīng)力軸的材料為40Cr，故可取經(jīng)查表可知：于是，應(yīng)力正系數(shù)所以，在齒輪中的當(dāng)量彎距為： N mm第八章 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算8.1 給進(jìn)油缸的設(shè)計(jì) 給進(jìn)油缸的結(jié)構(gòu)為雙作用單活塞桿往復(fù)運(yùn)動(dòng)油缸，所起的作用是：1、完成鉆孔過(guò)程中的給進(jìn)運(yùn)動(dòng)；2、當(dāng)卡鉆及處理事故時(shí)，配合絞車(chē)起拔在鉆桿。 1、75 米鉆機(jī)，打水平孔時(shí)，需克服75 F摩q*L*f69.6*75 *0.3=1566N式中:q鉆桿單位長(zhǎng)度重量 q=69.6N/m;L鉆桿長(zhǎng)度 L=150mf摩擦系數(shù)

39、f=0.3在低速鉆進(jìn)時(shí),當(dāng)井底壓力C=10000N時(shí),則活塞桿所產(chǎn)生的推力必須大于F摩+C,即1566+10000=11566N,活塞桿有效面積15cm2油泵工作壓力為:P=11566/152=1542 1500 N/cm22、油缸直徑的計(jì)算根據(jù)所需油缸最大作用力以及液壓系統(tǒng)的最大工作壓力可求得油缸直徑。 式中：D油缸計(jì)算直徑 D5cm P油壓系統(tǒng)的調(diào)整壓力, P=1500N/cm2； P2油缸最大起拔力,P2=40000N。 第九章 鉆機(jī)的使用說(shuō)明9.1 鉆機(jī)的分組情況 1.回轉(zhuǎn)器 ：它是鉆機(jī)立軸產(chǎn)生回轉(zhuǎn)及其往復(fù)運(yùn)動(dòng)的部分。 2.變速箱：它是鉆機(jī)立軸和絞車(chē)產(chǎn)生各種不同轉(zhuǎn)數(shù)的傳動(dòng)與變速部分。3

40、.機(jī)架：它是連接機(jī)器各組的機(jī)體，并將機(jī)器穩(wěn)定地固定在鉆廠基臺(tái)木上。4.操縱儀：它是控制鉆機(jī)液壓系統(tǒng)的總樞鈕。9.2 鉆機(jī)的附屬結(jié)構(gòu)9.2.1 機(jī)架機(jī)架是用鋼板焊接而成，機(jī)架左側(cè)上部為焊接油箱。在機(jī)架下部用螺栓連接著電動(dòng)機(jī)，油泵組立通過(guò)油泵支架固定在鉆機(jī)下部的橫梁上。油箱存油多少，可用油針來(lái)觀測(cè)。油箱內(nèi)的油是通過(guò)濾油器進(jìn)入油管，然后再進(jìn)入油泵。油箱內(nèi)的機(jī)油需要更換及清洗油箱內(nèi)部時(shí)，應(yīng)先將放油塞擰開(kāi)，將油放出后，打開(kāi)油箱蓋進(jìn)行清洗油箱內(nèi)部。 電動(dòng)機(jī)三角帶的長(zhǎng)度調(diào)整是用減調(diào)整墊來(lái)完成的，油泵三角帶的調(diào)整是以調(diào)整油泵支架的位置來(lái)實(shí)現(xiàn)的。9.2.2 操縱儀操縱儀的油路控制閥，壓力表，油缸下油管，高壓油管

41、，油缸上油管，回油管，壓力表油管，油泵排油管等組成。壓力控制閥是調(diào)整油路壓力，改變立軸壓力的控制機(jī)構(gòu)，閥體內(nèi)部裝有閥座、閥心、彈簧，在使用時(shí)，閥門(mén)經(jīng)常打開(kāi)，是多余的壓力油流回油箱。隨著油缸需油量的不同，閥們的溢流量時(shí)大時(shí)小，以調(diào)節(jié)及平衡進(jìn)入液壓系統(tǒng)中的流量，是油路壓力保持恒定的數(shù)目，用手輪調(diào)整彈簧可以改變油路的壓力大小，也可以使用快速手柄達(dá)到快速增壓的目的。換向閥的各個(gè)位置，都必須與節(jié)流閥配合使用。節(jié)流閥上的孔與油缸下部相接，孔A與孔A既是進(jìn)油孔又是回油孔。調(diào)整立軸給進(jìn)速度需要旋轉(zhuǎn)手輪。由換向閥來(lái)的油(或油缸來(lái)的油)必須要經(jīng)過(guò)孔道才能構(gòu)成通路。調(diào)整手輪改變節(jié)流閥的通道截面，就可以改變油路中的流

42、量大小，使立軸產(chǎn)生不同的給進(jìn)速度。9.2.3 油泵鉆機(jī)使用的油泵是齒輪油泵，在外殼與前蓋組成的密封油腔內(nèi)，裝有四個(gè)相同尺寸的軸承，分別支持著一對(duì)參數(shù)相同嚙合的變位齒輪，主動(dòng)齒輪的軸端伸向前蓋接受傳遞動(dòng)力，當(dāng)兩輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，在嚙合終了的區(qū)域，由于齒間容積的增加，形成負(fù)壓，故油液在大氣壓力作用下進(jìn)入油泵充滿(mǎn)齒間，并沿齒輪圓周方向帶進(jìn)嚙合開(kāi)始的區(qū)域，由于齒間容積的減小形成高壓而被排出。高壓油管的接頭是采用插銷(xiāo)式快換接頭。這種接頭的特點(diǎn)是拆卸方便，密封可靠。尤其在高壓過(guò)程中，性能更為突出。這種接頭的組裝使用情況是，管套與直通(直角)芯子是扣壓辦法和高壓膠管連接的。組裝時(shí)先將高壓膠管兩端鋼絲網(wǎng)以外的橡膠去掉

43、，去掉長(zhǎng)度約等于管套的長(zhǎng)度。然后將高壓膠管旋至導(dǎo)管套堵頭根部，再將直通（直角）芯子滴幾滴機(jī)油插入高壓膠管內(nèi)，壓縮在一起，直通（直角）芯子可以在接頭上自由轉(zhuǎn)動(dòng)。在使用過(guò)程中除非接頭損壞，在一般情況下，不要隨意拆開(kāi)。如需要拆開(kāi)時(shí)將U型卡取出就可以分離接頭和直通（直角）芯子，更換密封圈等。9.3 操作程序所有鉆探人員都應(yīng)按下列操作程序進(jìn)行操作，避免因操作不當(dāng)而造成機(jī)器或人身事故。1、鉆機(jī)在搬運(yùn)過(guò)程中應(yīng)避免碰撞，在分組搬運(yùn)過(guò)程中，應(yīng)將油管固定后方能進(jìn)行。2、在工作場(chǎng)地安裝時(shí)，應(yīng)使用地腳螺栓將鉆機(jī)固定于基臺(tái)木上。無(wú)論鉆任何角度的孔都應(yīng)在基臺(tái)木的上面打支柱。3、電源接通前首先仔細(xì)檢查鉆機(jī)各部分安裝是否正確

44、。并應(yīng)用手搬動(dòng)外部可轉(zhuǎn)動(dòng)部分看是否零活。4、電源接通后首先應(yīng)驗(yàn)證立軸轉(zhuǎn)動(dòng)方向是否正確。5、需要變速或接通絞車(chē)時(shí)，必須關(guān)閉電機(jī)。6、在正式工作前應(yīng)使機(jī)器空轉(zhuǎn)10分鐘，此時(shí)油路系統(tǒng)應(yīng)調(diào)整到零壓。7、各操作手把的操作及配合使用程序：1）開(kāi)車(chē)前首先將手把1、2放在0（斷開(kāi)）位置，手輪3向左旋至0位，手把4置于位置3，手輪5向右旋死。2）上述各手把全部按規(guī)定位置準(zhǔn)確無(wú)誤后即可開(kāi)動(dòng)電機(jī)，轉(zhuǎn)動(dòng)23分鐘后將電機(jī)關(guān)閉，這時(shí)即可將手把2調(diào)到低速I(mǎi)的位置，再進(jìn)行開(kāi)車(chē)并空轉(zhuǎn)10分鐘。3）空運(yùn)轉(zhuǎn)完畢后，關(guān)閉電機(jī)，將手把2調(diào)到需要的轉(zhuǎn)數(shù)后再開(kāi)動(dòng)電機(jī)。4）上述各傳動(dòng)操作完畢后就可以調(diào)整液壓部分，液壓部分的調(diào)整是在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)

45、程中進(jìn)行的，同時(shí)裝入鉆桿。所以手把位置調(diào)的正確與否對(duì)機(jī)器的安全使用非常重要。5）手輪5向右旋死（擰不動(dòng)為止），手把4搬到第4個(gè)位置，手把7搬到卡緊位置后再松開(kāi)使其自然回到中間位置，然后慢慢的向右擰動(dòng)手輪3，當(dāng)壓力表中的指針逐漸上升到0510Mpa時(shí)停止擰動(dòng)手輪3而將手輪5向左慢慢擰動(dòng)，當(dāng)立軸開(kāi)始移動(dòng)應(yīng)繼續(xù)擰動(dòng)手輪5使鉆具下至井底，最后將節(jié)流閥調(diào)到最慢位置，并根據(jù)井下巖石的軟硬程度向右調(diào)整手輪3使立軸壓力達(dá)到需要的數(shù)值。6）當(dāng)立軸的一個(gè)行程走完后將手把4搬到位置3上并關(guān)閉電機(jī)，然后將手把2搬到空檔。再啟動(dòng)電機(jī)，將手把7搬到松開(kāi)位置，同時(shí)抬起快速增壓手把9，待卡盤(pán)松開(kāi)后，再將手把7扳到中間位置后才

46、可松開(kāi)快速增壓手把9，并將手輪5調(diào)到最大的速度，這時(shí)將手把4搬到位置2使立軸快速上升（或后退），上升到終點(diǎn)后，將手把7搬到卡緊位置，操作者這時(shí)要把手輪5向右旋死，當(dāng)電動(dòng)機(jī)開(kāi)動(dòng)后再調(diào)手把5得到需要的給進(jìn)速度，在立軸上升（或后退時(shí)）都應(yīng)關(guān)閉電機(jī)后，手把2放到空檔位置后進(jìn)行。7）當(dāng)一個(gè)班工作完畢后將手把1置于斷開(kāi)位置，手把2置于空轉(zhuǎn)位置，手把3向左扭到零位，手把4上下搬動(dòng)幾次使表針回到零位后將其置于位置3，手輪5向右擰到全關(guān)閉位置。8）在每次提升使用絞車(chē)時(shí)應(yīng)首先關(guān)閉電機(jī)，將手把1置于連接位置，手把2置于需要的位置上，手把3、4及5完全按第（7）條規(guī)定調(diào)到零位。9）使用絞車(chē)時(shí)手把10與11絕對(duì)禁止同時(shí)

47、制動(dòng)。提升時(shí)應(yīng)使手把10抱緊閘筒，手把11松開(kāi)，當(dāng)需要停止提升時(shí)非常迅速的先松開(kāi)手把10，然后迅速的用手把11剎住卷筒。再提升時(shí)應(yīng)先將手把11松開(kāi)，然后使手把10抱緊閘筒進(jìn)行提升。8每次打開(kāi)回轉(zhuǎn)器后，在需要重新合上進(jìn)行工作時(shí)，都應(yīng)檢查回轉(zhuǎn)器內(nèi)是否掉進(jìn)污物或其它碎屑（如巖石、鐵屑等），防止損壞齒輪?；剞D(zhuǎn)器合上后一定要把合箱螺母鎖緊不許松動(dòng)，在給進(jìn)過(guò)程中也應(yīng)經(jīng)常檢查。9鉆進(jìn)角度的調(diào)整是用轉(zhuǎn)動(dòng)回轉(zhuǎn)器來(lái)完成的，在未轉(zhuǎn)動(dòng)以前應(yīng)先松開(kāi)四個(gè)螺母后，扳動(dòng)回轉(zhuǎn)器使T型螺栓2在變速箱體前部的T形槽內(nèi)移動(dòng)，給進(jìn)角度按需要調(diào)整好以后，要重新將螺母1鎖緊。9.4 機(jī)器的保養(yǎng)與維護(hù)正確的使用和保養(yǎng)機(jī)器是順利完成鉆孔任務(wù)的

48、保障，每個(gè)操作者都應(yīng)予以高度重視，對(duì)75米鉆機(jī)應(yīng)按如下規(guī)定進(jìn)行保養(yǎng)與維護(hù)。1、應(yīng)在每班開(kāi)始工作前，對(duì)機(jī)器各轉(zhuǎn)動(dòng)部分予以檢查?？锤鬟\(yùn)動(dòng)部件是否靈活可靠。2、對(duì)外露的轉(zhuǎn)動(dòng)及滑動(dòng)表面，應(yīng)在每班開(kāi)車(chē)前擦拭干凈，并于其表面涂上一層20號(hào)機(jī)械油。3、每一個(gè)操作過(guò)程中都應(yīng)校核各部操作手把的位置的相互配合是否正確，不正確時(shí)應(yīng)立即糾正。4、潤(rùn)滑及液壓用油等應(yīng)按表1規(guī)定按期進(jìn)行更換。除表1規(guī)定外，其它轉(zhuǎn)動(dòng)或滑動(dòng)部分應(yīng)根據(jù)使用情況予以潤(rùn)滑。5、在每次拆裝卡盤(pán)時(shí)，都應(yīng)在裝配前將螺紋部分擦拭干凈并涂一層機(jī)械油或黃干油。6、油泵用油（油箱內(nèi)的油）需要保證清潔無(wú)雜質(zhì)，應(yīng)使用50時(shí)運(yùn)動(dòng)粘度為177、當(dāng)油箱內(nèi)的油溫超過(guò)708、

49、有關(guān)油泵的使用與保養(yǎng)應(yīng)按YBC12/80型齒輪泵說(shuō)明書(shū)規(guī)定進(jìn)行。9、當(dāng)立軸下降與上升時(shí)油缸內(nèi)的活塞不應(yīng)進(jìn)入死點(diǎn)，應(yīng)在進(jìn)入死點(diǎn)前510mm處停車(chē)。表1需潤(rùn)滑或者更換機(jī)油部分需潤(rùn)滑或更換機(jī)油的時(shí)間用油種類(lèi)方 法立軸每小班1次20號(hào)機(jī)械油油壺園弧傘齒輪每周1次黃干油抹入導(dǎo)向桿每小班1小20號(hào)機(jī)械油抹入變速箱內(nèi)的潤(rùn)滑連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)500小時(shí)更換1次20號(hào)機(jī)械油更換油箱連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)500小時(shí)更換1次20號(hào)機(jī)械油更換所有滾動(dòng)軸承每三個(gè)月更換一次黃干油抹入卡盤(pán)每周1次20號(hào)機(jī)械油抹入第十章 經(jīng)濟(jì)效益分析巖心鉆機(jī)是一種適合建筑基礎(chǔ)工程中成孔作業(yè)的施工機(jī)械。它廣泛用于市政建設(shè)、公路橋梁、高層建筑等地基礎(chǔ)施工工程，配合不同

50、鉆具，適應(yīng)于干式(短螺旋)或濕式(回轉(zhuǎn)斗)及巖層(巖心鉆)的成孔作業(yè)。巖心鉆機(jī)具有裝機(jī)功率大、輸出扭矩大、軸向壓力大、機(jī)動(dòng)靈活、施工效率高及多功能特點(diǎn)。巖心鉆機(jī)適應(yīng)我國(guó)大部分地區(qū)的土壤地質(zhì)條件，使用范圍廣，基本可滿(mǎn)足橋梁建設(shè)、高層建筑地基礎(chǔ)等工程的使用。目前，巖心鉆機(jī)已被廣泛推廣于各種鉆孔灌注樁工程。 10.1 巖心鉆機(jī)的市場(chǎng)目前，國(guó)內(nèi)擁有各種型號(hào)巖心鉆機(jī)市場(chǎng)總量（到2003年）約為600臺(tái)，其中國(guó)產(chǎn)巖心鉆機(jī)占15左右，個(gè)體大量購(gòu)進(jìn)國(guó)外（如日本等國(guó)家生產(chǎn)的）二手巖心鉆機(jī), 已經(jīng)占有很大比例,大約為20。故國(guó)內(nèi)巖心鉆機(jī)的競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈,價(jià)格有逐漸下降趨勢(shì)，巖心鉆機(jī)不再是大公司、國(guó)有大企業(yè)壟斷的專(zhuān)利

51、產(chǎn)品。 10.1.1 國(guó)內(nèi)工程建設(shè)投資繼續(xù)加大 巖心鉆機(jī)的的市場(chǎng)發(fā)展空間可以從以下幾方面看出： （1）鐵路建設(shè)。目前青藏鐵路的二期工程已經(jīng)開(kāi)工，滇藏鐵路、川藏鐵路、青新鐵路也已完成預(yù)可性行研究，2010年前將相繼啟動(dòng)。青藏鐵路（格拉段）全程1100km，80%的路段地處海拔都在4500m以上，最高達(dá)到5100m，預(yù)計(jì)投資150億。青新鐵路：從格爾木到新疆庫(kù)爾勒，全程共計(jì)1200km，70%的路段地處海拔3000m以上，預(yù)計(jì)投資140億。 （2）水電資源開(kāi)發(fā)。青藏高原的南水北調(diào)工程是我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略中的重要規(guī)劃之一。該工程2010年前啟動(dòng)，預(yù)計(jì)投資580億。黃河上游計(jì)劃興建8座電站，總裝機(jī)容

52、量為1100萬(wàn)kw，年發(fā)電量360億度。這些電站的地理位置均海拔3000m以上。 （3）石油天然氣資源的開(kāi)發(fā)和西氣東輸工程?！拔鳉鈻|輸”工程從塔里木到上海，跨越8個(gè)省、市、自治區(qū)，全程4200km，正在施工當(dāng)中。塔里木、柴達(dá)木、陜甘寧和川渝4個(gè)國(guó)家級(jí)天然氣田儲(chǔ)量在1萬(wàn)億m3。一期工程投資1200億，實(shí)現(xiàn)年輸氣量120億m3。 （4）礦產(chǎn)資源的開(kāi)發(fā)。西昌的白馬特大型露天鐵礦，年產(chǎn)2000萬(wàn)t以上，西藏的魯布山鉻礦、青海錫鐵山礦均年產(chǎn)500萬(wàn)t以上。青海察爾汗鹽湖氯化鉀儲(chǔ)量4.4億t，占全國(guó)部?jī)?chǔ)量的97%以上。 （5）公路建設(shè)。 青藏、青新高原地區(qū)，公路密度小、等級(jí)低，公路的建設(shè)與改造任務(wù)非常大。

53、初步調(diào)查，青、藏、云、貴、甘、新六省市每年公路維修費(fèi)用達(dá)50億元以上。6年內(nèi)新建公路將投資30億以上。 從以上可見(jiàn)，無(wú)論從資源開(kāi)發(fā)還是交通建設(shè)而言，工程施工任務(wù)相當(dāng)繁重，投資額也十分可觀，迫切需要大量的施工設(shè)備，高原工程機(jī)械大有用武之地。 10.1.2 今后國(guó)內(nèi)市場(chǎng)對(duì)巖心鉆機(jī)設(shè)備的需求 （1）鐵路建設(shè)的施工設(shè)備的需求。根據(jù)鐵道部“十五”計(jì)劃，今后五年大中型基建總規(guī)模達(dá)2550億元人民幣，建設(shè)新線6000km，既有在建復(fù)線3000km,電氣化鐵路5000km，建地方鐵路1000km左右，預(yù)計(jì)到2005年全國(guó)鐵路營(yíng)運(yùn)里程將達(dá)7.5萬(wàn)km，其中復(fù)線鐵路約2.5萬(wàn)km，電氣化鐵路2萬(wàn)km。根據(jù)規(guī)劃，東

54、部將以完善路網(wǎng)和線路提速為重點(diǎn)，修建列車(chē)運(yùn)行速度達(dá)到和超過(guò)200km/h的客運(yùn)專(zhuān)線或高速鐵路。西部要加快新干線的建設(shè)，如重慶至懷化鐵路，青藏鐵路等。為滿(mǎn)足上述鐵路建設(shè)任務(wù)，除繼續(xù)加大傳統(tǒng)施工設(shè)備投入外，與之相適應(yīng)的新設(shè)備需求有：a.滿(mǎn)足客運(yùn)專(zhuān)線和高速鐵路建設(shè)的機(jī)械設(shè)備，如：能夠用于處理軟土路基的設(shè)備和技術(shù)；能夠滿(mǎn)足路基高密實(shí)度要求的路基壓實(shí)設(shè)備（包括用于路橋過(guò)渡段的壓實(shí)設(shè)備）；能夠滿(mǎn)足大直徑、深孔基礎(chǔ)的橋梁基礎(chǔ)巖心鉆機(jī)或樁機(jī)；能夠用于架設(shè)大于600t重量的預(yù)制砼梁的架橋機(jī)；用于焊接300m以上長(zhǎng)鋼軌的焊接、矯直、打磨設(shè)備和相應(yīng)的機(jī)具；用于一次性鋪設(shè)跨區(qū)間無(wú)縫線路的鋪軌機(jī)等。b.滿(mǎn)足青藏線高原、

55、高寒、永凍土地帶施工的巖心鉆機(jī)設(shè)備。c.用于渝懷線（重慶-懷化線）等山嶺鐵路軟弱圍巖隧道施工的機(jī)械設(shè)備。d.能在山嶺鐵路修建中發(fā)揮重要作用的設(shè)備，如：能滿(mǎn)足隧道開(kāi)挖支護(hù)的管棚鉆機(jī)；能用于非爆破開(kāi)挖的懸臂掘進(jìn)機(jī)；能用于隧道初期支護(hù)的砼噴漿注漿設(shè)備。 （2）市政建設(shè)和城市軌道交通施工領(lǐng)域機(jī)械設(shè)備需求。隨著城市建設(shè)的不斷加快，城市建筑向高空和地下發(fā)展。為更多地參與這個(gè)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)，國(guó)內(nèi)的施工企業(yè)必需彌補(bǔ)在這方面的設(shè)備不足，立足于高起點(diǎn)，采用最先進(jìn)的施工設(shè)備如大噸米的塔吊、高泵送的砼泵或泵車(chē)、巖心鉆機(jī)、地下連續(xù)墻施工設(shè)備。此外，城市軌道交通的建設(shè)方興未艾，鐵路施工企業(yè)要發(fā)揮傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)，在已有設(shè)備的基礎(chǔ)上，

56、應(yīng)積極采用新設(shè)備。如用于城市地鐵和地下管線建設(shè)的盾構(gòu)機(jī)、用于城市高架輕軌建設(shè)的架橋機(jī)等。 10.2 巖心鉆機(jī)的市場(chǎng)需求量分析目前來(lái)說(shuō),我國(guó)正在進(jìn)行的大規(guī)模城市化建設(shè)為巖心鉆機(jī)提供市場(chǎng)需求。國(guó)家統(tǒng)計(jì)局1996年的統(tǒng)計(jì)資料顯示，我國(guó)目前共有城市666個(gè)，其中人口在100萬(wàn)以上的大城市有35個(gè)。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市化進(jìn)程還在加快。到2005年，城市數(shù)量將達(dá)800個(gè)，城鎮(zhèn)人口將超過(guò)4億，老城市改造和新城市建設(shè)中新增的樁基礎(chǔ)工程將大幅度增加。按城市建設(shè)和國(guó)家長(zhǎng)期規(guī)劃中投入巨資進(jìn)行項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)，短期內(nèi)即將投資的工程項(xiàng)目便有數(shù)千億人民幣，對(duì)巖心鉆機(jī)的的市場(chǎng)需求量分析來(lái)看，巖心鉆機(jī)2004年的市場(chǎng)需求量預(yù)計(jì)

57、為1800臺(tái)。 但是仍然要看到，巖心鉆機(jī)的應(yīng)用推廣中存在著一些制約因素。 巖心鉆進(jìn)技術(shù)雖然具有以上諸多優(yōu)勢(shì)，也是以后鉆孔灌注樁成孔技術(shù)的發(fā)展方向之一，但是，在這一先進(jìn)技術(shù)的推廣應(yīng)用過(guò)程中，也存在一些制約因素，只有認(rèn)真分析這些不利因素，并采取有效措施加以克服，才能更好地發(fā)揮巖心鉆進(jìn)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。 10.2.1 設(shè)備價(jià)格昂貴 通常情況下，鉆孔樁的樁徑一般為1.21.5m，在購(gòu)置設(shè)備時(shí)，一般要考慮有安全儲(chǔ)備系數(shù)，所購(gòu)置的巖心鉆機(jī)的施工能力要稍大一些，因此目前應(yīng)用最多的巖心鉆機(jī)的施工口徑在1.52m之間。這樣一臺(tái)巖心鉆機(jī)的價(jià)格都在400萬(wàn)元以上，如果施工口徑再大一些，一臺(tái)鉆機(jī)加上配件的價(jià)格就要上千萬(wàn)元。

58、對(duì)于一般的施工單位而言，尤其是對(duì)于絕大多數(shù)從事樁基施工的地質(zhì)隊(duì)，一次性投資幾百甚至上千萬(wàn)元購(gòu)置設(shè)備是有一定困難的：一是本身就很難有這么大一筆設(shè)備購(gòu)置資金，二是從現(xiàn)行的管理體制來(lái)看，即使有能力購(gòu)置這一先進(jìn)的施工設(shè)備，單位的領(lǐng)導(dǎo)也會(huì)考慮多方面因素而不會(huì)輕易購(gòu)置。 10.2.2 運(yùn)行成本較高 設(shè)備價(jià)格昂貴，其運(yùn)行成本自然就會(huì)較高。根據(jù)鉆機(jī)制造商介紹以及用戶(hù)的實(shí)際使用情況來(lái)看，巖心鉆機(jī)的全負(fù)荷正常工作壽命為6300h，超過(guò)這一壽命后，一些部件就需要更換修理，尤其是卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)主泵、動(dòng)力頭以及鉆桿等，這些部件都比較貴，損壞后更換時(shí)間也較長(zhǎng)。這就使得巖心鉆機(jī)在實(shí)際使用中的運(yùn)行成本大大增加，相應(yīng)提高了

59、樁基的施工成本。而目前由于樁基市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，加之市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)不太規(guī)范，許多樁基工程都是經(jīng)過(guò)層層轉(zhuǎn)包后才到了施工企業(yè)手中，工程價(jià)格都比較低，已沒(méi)有太大的利潤(rùn)空間，如使用巖心鉆機(jī)施工，雖然施工效率較高，工程質(zhì)量也較好，但利潤(rùn)卻很低甚至虧損。這也是許多施工企業(yè)將巖心鉆機(jī)閑置不用，而仍采用傳統(tǒng)的相對(duì)比較落后的工法施工的主要原因。 10.2.3 受工程量的制約 巖心鉆機(jī)價(jià)格昂貴，運(yùn)行成本較高，這就對(duì)采用巖心鉆機(jī)施工的工程提出了一定的要求，并不像傳統(tǒng)的樁基施工工藝，只要工程的地質(zhì)情況適合即可施工，而對(duì)工程本身沒(méi)有要求。 首先，巖心鉆機(jī)施工的工程量要大，場(chǎng)地要開(kāi)闊、平整。巖心鉆機(jī)設(shè)備較重，一套設(shè)備一般要達(dá)到幾十

60、噸甚至上百?lài)?，如果單?xiàng)工程量較小，搬遷費(fèi)用就很高，而且占用時(shí)間長(zhǎng)，時(shí)間利用率低，這些都不利于巖心鉆機(jī)發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)。所以，只有在單項(xiàng)工程量較大、巖心鉆機(jī)能夠較長(zhǎng)時(shí)間在同一工地施工的情況下，才能減少搬遷費(fèi)用，提高時(shí)間利用率，較好地發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)。除了單項(xiàng)工程量要大外，維持一臺(tái)巖心鉆機(jī)正常運(yùn)行的總的工程量也有一定的要求，按目前的情況，一般要達(dá)到每年鉆進(jìn)工作量在20000延米以上，工程造價(jià)在500萬(wàn)元以上，才能夠發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，由于設(shè)備較重、較大，要求施工場(chǎng)地比較開(kāi)闊、平整，且有一定硬度，以免鉆機(jī)沉陷。不能在地表松散、泥濘、沒(méi)有夯實(shí)的場(chǎng)地施工。其次，巖心鉆機(jī)施工的工程，利潤(rùn)要高。由于巖心鉆進(jìn)設(shè)備價(jià)格昂貴，