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摘 要
随着钻探方法和钻进工艺的不断发展，钻探设备也在不断的更新换代，目前对钻孔深度在150米左右的钻机的需要量很大，而市场上的150米钻机，有的为手动进给，劳动强度大，有适用性差，没有适合金刚石钻头的高转速而钻不了硬岩石，本产品广泛应用了液压技术，装有常闭式液压卡盘、液压夹持器，而且配备的动力不仅可用电机，还可用柴油机，适用于井下井上或野外没有电源的场地作业，该型钻机主要由回转器、给进机构、变速箱、减速器、钻机操纵机构把手等组成，配有控制测量仪表和其他一些辅助装置。设计中着重考虑电机的选择、变速箱的设计，由于本钻机结构简单，功能较单一，所以采用全机械系统。改进变速箱结构从而减小体积，以便运输。改进后，该型钻机提高了转速，提高了操作机械化程度，因而减轻了操作者的劳动强度，更提高了劳动效率，弥补了现有钻机的一些不足，给社会带来了更大的效益，具有广阔的市场空间和市场竞争力。
关键词: 钻机 回转器 机械传动系统 液压系统
目 录
摘要···· I
Abstract IIhttp://www.16sheji8.cn/
第一章 绪论···· 1
1.1 研究意义··· 1
1.2 钻机的国内外发展状况··· 1
1.3 用途及功用··· 1
第二章 总体设计···· 2
2.1钻机技术特性参数··· 2
2.1.1 钻机能力参数 ·· 2
2.1.2 回转器参数··· 2
2.1.3 给进系统参数··· 3
2.1.4 升降系统主要参数··· 3
2.1.5 钻机的重量与动力机功率··· 4
2.2 总体布局设计··· 4
2.2.1 回转器··· 4
2.2.2 变速箱··· 5
2.2.3 绞车··· 5
2.2.4 制动闸··· 5
2.2.5 机架··· 5
2.2.6 操纵仪··· 5
第三章 动力机的确定···· 6
3.1 回转钻进及破碎岩石、土层所需功率··· 7
3.1.1井底破碎岩石、土层所需功率··· 7
3.1.2 钻头与孔底摩擦所需功率··· 8
3.1.3 回转钻杆所需功率··· 9
3.2给进油缸所需功率的计算··· 10http://www.16sheji8.cn/
3.2.1 给进油缸的基本参数··· 10
3.2.2 油缸工作压力的确定··· 11
3.2.3 油泵所需最大工作流量的计算··· 11
3.2.4 给进油缸所需功率计算··· 11
第四章 机械传动系统设计···· 13
4.1 主要运动参数的确定··· 13
4.1.1 回转器··· 13
4.1.2 升降机··· 14
4.2 机械传动系统计算··· 14
4.2.1立轴的转速··· 14
4.2.2绞车的缠绕速度··· 15
第五章 变速箱的设计与计算···· 17
5.1 、 齿轮副的强度校核··· 18
5.1.1齿数、模数、精度··· 18
5.1.2材料选择··· 18
5.1.3按齿面接触强度设计··· 18
5.1.4按齿根弯曲疲劳强度计算··· 20
5.1.5接触疲劳强度校核··· 21
5.1.6具体参数的确定··· 22
5.2 和 的校核··· 23
5.2.1齿数、模数、精度··· 23
5.2.2按齿面接触强度设计··· 23
5.2.3按齿根弯曲疲劳强度计算··· 25
5.2.4接触疲劳强度校核··· 26
5.3轴系零部件的设计与校核··· 28
5.3.1 传动轴的初步设计··· 28
5.3.2 Ⅰ轴的强度校核··· 29
5.3.3 Ⅰ轴的驱动校核··· 29
5.4滚动轴承的寿命计算··· 34
5.5 V带的选择··· 37
5.5.1 V带型号的选择··· 37
5.5.2带轮基准直径··· 37http://www.16sheji8.cn/
5.5.3带速··· 37
5.5.4中心距及带长··· 37
5.5.5包角 ···· 38
5.5.6带的根数··· 38
5.5.7预紧力··· 39
第六章 回转器···· 40
6.1箱壳与变角装置··· 40
6.2横轴··· 40
6.3锥齿轮副··· 40
6.3.1按齿面接触疲劳强度计算··· 41
6.3.2 弯曲疲劳强度极限应力··· 43
6.4主轴导管和主轴··· 44
6.5卡盘··· 45
第七章 绞车···· 47
7.1主要参数的选择··· 48
7.1.1确定钢丝绳的直径d· 48
7.1.2钢丝绳的强度校核··· 49
7.1.3卷筒参数的确定··· 49
7.1.4 绞车所需功率··· 51
7.2 零部件的强度及寿命计算··· 51
7.2.1齿轮强度校核··· 51
7.2.2接触疲劳强度校核··· 53
7.2.3短期过载强度校核··· 54
7.3 绞车轴强度校核··· 55
7.3.1按转矩初步估算轴径和选择联轴器··· 55
7.3.2轴上受力分析··· 56
7.4 抱闸··· 60
7.4.1制动力矩的计算··· 61
7.4.2操纵手把作用力计算··· 63http://www.16sheji8.cn/
7.4.3偏心凸轮自锁能力验算··· 63
7.5 离合器··· 64
7.5.1最大转矩计算··· 64
7.5.2摩擦力矩的计算··· 64
7.5.3压缩弹簧的压力计算··· 65
7.5.4弹簧圈数的计算··· 66
第八章 液压系统的设计与计算···· 68
8.1液压卡盘的设计与计算··· 68
8.1.1卡瓦对钻杆的夹紧力N·· 68
8.1.2 碟型弹簧的轴向推力··· 68
8.1.3卡盘松开时所需油压的计算··· 69
8.1.4. 碟型弹簧总变形量的计算··· 70
8.1.5卡瓦径向伸缩量的计算··· 70
8.1.6. 刚体强度的计算··· 71
8.2给进油缸设计··· 71
第九章 150米钻机的使用与维护···· 73
9.1操作注意事项··· 73
9.2机器的保养与维护··· 73
9.3故障原因及排除方法··· 75
9.4钻机的安全注意事项··· 76
第十章 150米钻机的经济性分析···· 77
10.1 对现有钻机的成本分析··· 77
10.2 该型钻机的改进之处··· 77
10.3 该型钻机特点及具有的竞争力··· 78http://www.16sheji8.cn/
结论···· 79
参考文献···· 81
专题部分···· 82
附录1 英语原文···· 89
附录2 中文部分···· 97
致 谢···· 112http://www.16sheji8.cn/
