200米液壓鉆機變速箱的設(shè)計含5張CAD圖

200米液壓鉆機變速箱的設(shè)計含5張CAD圖,液壓,鉆機,變速箱,設(shè)計,cad 附錄 1 外文文獻(xiàn)翻譯 某型鉆機經(jīng)濟(jì)使用壽命期: 關(guān)于采礦業(yè)的一項個案研究 Hussan Al-Chalabi* Division of Operation, Maintenance and Acoustics, Lule? University of Technology, SE-971 87 Lulea, Sweden and Mechanical engineering Department, College of Engineering, University of Mosul, 41002 Mosul, Iraq Email: hussan.hamodi@ltu.se *Corresponding author Jan Lundberg Division of Operation, Maintenance and Acoustics, Lule? University of Technology, SE-971 87 Lulea, Sweden Email: Jan.Lundberg@ltu.se Adam Jonsson Division of Mathematic Science, Lule? University of Technology, SE-971 87 Lulea, Sweden Email: adam.jonsson@ltu.se 摘要： 第 13 頁 在鉆井，充填，爆破，裝載，結(jié)垢，錨桿栓接等地下礦山流動性開采過程中，需要使用許多不同種類的機械設(shè)備。鉆機在礦物開采過程中起著至關(guān)重要的作用，因此在經(jīng)濟(jì)層面上也扮演著非常重要的角色。然而，伴隨著機器的老化，其效率和效用性下降， 對生產(chǎn)力和盈利能力產(chǎn)生負(fù)面影響，并增加總成本支出。因此，機器的經(jīng)濟(jì)更迭壽命周期關(guān)鍵取決于性能指標(biāo)。本文介紹了一種為鉆機提供最佳的使用壽命的優(yōu)化模型。并在瑞典地下礦山已經(jīng)進(jìn)行了一項案例研究，以確定鉆機的經(jīng)濟(jì)更迭周期。其考慮因素分別之于購買價格，維護(hù)和操作成本以及機器的二手價值。調(diào)查結(jié)果顯示，一臺鉆機在完成在該礦井 96 個月服役后更換較為適宜。所提出的模型可以用于其他地下采礦機械。 關(guān)鍵詞： 鉆機，經(jīng)濟(jì)更迭期，優(yōu)化模型，資產(chǎn)管理 參考： 此文章應(yīng)該做如下引述：Al-Chalabi, H.,Lundberg, J. and Jonsson, A. (2015) 《某型鉆機經(jīng)濟(jì)使用壽命期：關(guān)于采礦業(yè)的一項個案研究》，國際性期刊，《戰(zhàn)略性工程資產(chǎn)管 理》，第 2 卷 ，第 2 期， 177-189 頁。 作者簡介： Hussan Al-Chalabi 于 1994 年在伊拉克摩蘇爾大學(xué)機械工程系獲學(xué)士學(xué)位，并于 2008 年獲得伊拉克摩蘇爾大學(xué)的熱力學(xué)機械工程碩士學(xué)位同時擔(dān)任摩蘇爾大學(xué)機械工程系講師。自 2011 年起，他加入了 LTU 的操作，維護(hù)和聲學(xué)部門，擔(dān)任博士研究生。 Jan Lundberg，是律勒歐大學(xué)技術(shù)學(xué)院的機械元件教授，同時也是運營和維護(hù)方面的教授，專注于產(chǎn)品開發(fā)。在 1983 - 2000 年期間，他的研究主要涉及工業(yè)環(huán)境中機械元件領(lǐng) 域的工程設(shè)計。在 2000 - 2006 年期間，他的研究主要涉及工業(yè)設(shè)計，人類工程學(xué)和 相關(guān)問題，如文化方面的設(shè)計和工業(yè)環(huán)境中有效工業(yè)設(shè)計的現(xiàn)代工具。從 2006 年開始， 他的研究就完全集中在維修問題上，如測量故障源的方法，如何設(shè)計維護(hù)以及如何設(shè)計以便于維護(hù)。 Adam Jonsson 是瑞典呂勒奧理工大學(xué)工程科學(xué)與數(shù)學(xué)系的高級講師。他于 2008 年獲得了統(tǒng)計博士學(xué)位。他的研究是應(yīng)用概率和社會經(jīng)濟(jì)。 本文是其出席 2013 年 9 月 12 - 13 日，芬蘭拉彭蘭塔召開的 MPMM 2013 時發(fā)表 的題為《某型鉆機經(jīng)濟(jì)使用壽命期：關(guān)于采礦業(yè)的一項個案研究》的修訂和擴(kuò)展版本。 1.介紹 礦山是能源和礦物的來源。因此，礦業(yè)在工業(yè)化國家的經(jīng)濟(jì)增長中起著關(guān)鍵的作用。許多不同的機器在礦物開采過程中是必不可少的。其中一例便是鉆機，經(jīng)濟(jì)競爭和客戶需求推動公司通過更大的機械化和自動化來實現(xiàn)更高的生產(chǎn)率。 （Duffuua et al。1998） 地下采礦中設(shè)備越來越大，價格越來越昂貴的趨勢越來越成為成本效益的問題提出了替代的問題。公司何時應(yīng)該更換現(xiàn)有的設(shè)備以降低成本？由于鉆機是生產(chǎn)的關(guān)鍵部件，它們在經(jīng)濟(jì)上是非常重要的，一個重要的成本問題是機器的維護(hù)成本。在長期的盈利能力上，維護(hù)對于企業(yè)來說可以起到關(guān)鍵的作用，因為它可以對成本產(chǎn)生重大影響（Baglee 和 Knowles，2010）。維護(hù)成本占據(jù)了高達(dá) 40％的重工業(yè)的產(chǎn)值（ Lee 和 Wang，1999 年）瑞典采礦業(yè)的一項研究表明，高度機械化礦山的維護(hù)成本可能是運營成本的 40-60％ （Danielson，1987）。因此，為衡量他們的表現(xiàn)需要以這些成本背后的重要因素，比如測量由維護(hù)創(chuàng)造的價值，證明投資和修改資源分配（Patida and Kumar，2006）。而這些事實與采礦設(shè)備的成本及其經(jīng)濟(jì)壽命息息相關(guān)。 2.文獻(xiàn)調(diào)查 面臨生產(chǎn)機器的經(jīng)濟(jì)替代的基本問題是研究人員，經(jīng)濟(jì)工程師和管理工程師。關(guān)注成本優(yōu)化的研究人員則對生產(chǎn)成本優(yōu)化的最佳更換時間特別感興趣。 近幾十年來，對資本設(shè)備經(jīng)濟(jì)壽命建模的興趣日益增長，因為第一個最優(yōu)資產(chǎn)置換 模型是由 Bellman 在 1955 年開發(fā)的（Hritonenko 和 Yatsenko，2008）Elton 和 Grube（r 1976） 證明了在技術(shù)無限變革下的等壽命原則是最優(yōu)的。相應(yīng)地，許多后來的替代模型都假定資產(chǎn)的最佳壽命是不變的。許多研究人員已經(jīng)研究了用新設(shè)備代替舊設(shè)備的最佳程序。 （Bellman，1955; Bethuyne，1998; Elton and Gruber，1976; Hartman 和 Yatsenko，2008; Mardin 和 Arai，2012），有人使用了動態(tài)規(guī)劃理論。另一項使用積分模型（Yatsenko 和 Hritonenko，2005）優(yōu)化了資本設(shè)備的使用壽命;本研究設(shè)計了一個最佳的 Scarf 和 Bouamra（1999）的綜合調(diào)查框架，在有限的時間范圍內(nèi)使用打折成本標(biāo)準(zhǔn)來解決資本置換問題。他們提出了一個強有力的方法來解決車隊更換問題，車隊的規(guī)模允許在更換時發(fā)生變化。 Hritonenko 和 Yatsenko（2007）研究了沒有矛盾情境下的最佳設(shè)備更換規(guī)律。使用積分模型計算設(shè)備的經(jīng)濟(jì)壽命，并考慮技術(shù)更迭（TC），表明 TC 愈發(fā)激烈之時，設(shè)備使用的經(jīng)濟(jì)適用周期越短。 許多研究者通過經(jīng)濟(jì)理論研究了資本設(shè)備的最優(yōu)壽命，用數(shù)學(xué)方法用具有未知積分 未知極限的非線性 Volterra 積分方程來表示（Boucekkine et al.，1997; Cooley et al.，1997; Hritonenko and Yatsenko， 2003; Hritonenko，2005）Hartman 和 Murphy（2006）提出了一種動態(tài)規(guī)劃方法來解決固定成本的有限時域設(shè)備替換問題。他們的模型被引入研究無界的解決方案（在經(jīng)濟(jì)壽命末期不斷取代設(shè)備）和有限時域解決方案之間的關(guān)系。 K?rri （2007）研究了舊機器的最優(yōu)更換時間（ORT），他使用了一個使機器成本最小化的優(yōu)化模型，該模型用于擴(kuò)展和替換情況，舊機器的成本用簡單的線性函數(shù)他在研究中使用的所有成本都是沒有通貨膨脹的實際成本，他還使用了另一個最大化利潤的優(yōu)化模型 Hritonenko 和 Yatsenko（2009）構(gòu)造了一個計算算法來求解一個非線性積分方程。解決方案對于在技術(shù)進(jìn)步中找到最佳的設(shè)備更換策略是很重要的。其他研究人員（如 Galar 等人，2012）使用不同的成本模型來定義在有限的時間范圍內(nèi)工業(yè)裝置的運行效率。他們制定了計算工業(yè)設(shè)施運營成本的方法。 設(shè)備的最佳更換年齡定義為總成本達(dá)到其最低值的時間（Jardine and Tsang，2006）。在本文中，鉆機的經(jīng)濟(jì)壽命被定義為使調(diào)整成本總值最小化的最佳年限。“總調(diào)整成本” 一詞定義為機器購買價格，運行成本，維護(hù)成本和機器二手價值的總和，機器二手價值是機器在公司銷售在本研究中，考慮了鉆機經(jīng)濟(jì)壽命中影響最大的因素，并收集了四年的成本數(shù)據(jù)。 文獻(xiàn)顯示，有許多研究者專注于估計的最佳生命周期的設(shè)備考慮技術(shù)的變化通過使用積分模型，理論動態(tài)編程，復(fù)古資本模型和算法解決一個非線性積分方程。除去可用的信息，它可以是困難的用戶能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜的模型來計算的 ORT 的設(shè)備。此外，這些模型有時需要特定類型的數(shù)據(jù)，因為在我們的情況下研究中，是不可獲得的。這些則包括數(shù)據(jù)產(chǎn)量， labour/output 技術(shù)性系數(shù)，收入，利潤等。因此，這項研究是旨在目前一個實際的優(yōu)化模型更輕松地估計鉆機的經(jīng)濟(jì)壽命，使用提供的數(shù)據(jù)的挖掘公司的目標(biāo)我們的優(yōu)化模型是為了最大限度地減少總鉆孔機調(diào)整成本值。 其余的研究如下所示。第 3 節(jié)描述了鉆床，而第 4 節(jié)討論數(shù)據(jù)收集。方法和模型開 發(fā)是提出了在第 5 節(jié);結(jié)果和討論出現(xiàn)在第 6 部分;第 7 部分提供結(jié)束語和第 8 部分提供了未來工作。 3 鉆機 所有采礦鉆機都由相似的操作設(shè)計單元組成：機艙，動臂，鑿巖機，給料機，服務(wù)平臺，前千斤頂，液壓泵，后千斤頂，電控箱，卷管機組，電纜卷取機組，柴油機，液壓油箱，操作面板和水箱。圖 1 顯示了一臺典型的鉆機（阿特拉斯·科普柯鑿巖機 AB， 2010）。 由不同公司制造的鉆機具有不同的技術(shù)特性，例如容量和功率。根據(jù)合作礦山的操作手冊，現(xiàn)場觀測和維護(hù)報告，本研究將鉆機視為一個系統(tǒng)，將其劃分為幾個主要的子系統(tǒng)，以串聯(lián)的形式連接起來。如果任何子系統(tǒng)發(fā)生故障，操作員將停止機器進(jìn)行維護(hù)。因此，所有機器子系統(tǒng)同時工作以實現(xiàn)所需的功能。圖 2 是鉆機子系統(tǒng)的框圖。 圖 1 鉆機 資源: Atlas Copco Rock Drills AB（阿特拉斯·科普柯鑿巖機 AB） 圖 1 鉆機 圖 2 鉆機子系統(tǒng)框表 圖 2 鉆機子系統(tǒng)框表 4 數(shù)據(jù)收集 本研究中使用的成本數(shù)據(jù)是四年來在 Maximo 計算機化維護(hù)管理系統(tǒng)（CMMS）中收集的。成本數(shù)據(jù)包含糾正和預(yù)防性維護(hù)成本以及修復(fù)時間。糾正和預(yù)防性維修費用包含零部件和人工（維修人員）費用。在 CMMS 中，成本數(shù)據(jù)是根據(jù)日歷時間記錄的。由于鉆井不是一個連續(xù)的過程，運營成本是通過考慮機器的利用率來估算的。本研究中使用的所有成本數(shù)據(jù)都是沒有通貨膨脹的實際成本。 5 方法和模型的發(fā)展 在這項研究中，維護(hù)和運營成本的表示法以及優(yōu)化問題中使用的其他數(shù)量的機器購買價格在表 1 中給出。 表 1 模型變量定義 表 1 模型變量定義 每個營業(yè)月的維護(hù)成本（糾正和預(yù)防）計算如下： 確定鉆機的利用率是基于估算運營成本，因為鉆井不連續(xù)在合作礦井中的過程公司計劃使用該機器十年因此，已經(jīng)為維護(hù)和運營成本數(shù)據(jù)進(jìn)行了外推。圖 3 和圖 4 說明了預(yù)期的維護(hù)和運行成本數(shù)據(jù)外推。 圖 3 預(yù)期維護(hù)成本 圖 3 預(yù)期維護(hù)成本 圖 4 預(yù)期操作成本 圖 4 預(yù)期操作成本 在圖 3 和圖 4 中，點表示維護(hù)和運行成本的實際數(shù)據(jù)。通過使用表格曲線 2D 軟件來完成曲線擬合，以顯示在收集數(shù)據(jù)之前和之后機器在這些成本方面的行為。請注意， 如果更多的數(shù)據(jù)可用于四年以上的時間，那么擬合會更好。該軟件使用最小二乘法找到 非線性擬合的魯棒（最大似然）優(yōu)化。數(shù)字顯示，維護(hù)和運營成本隨著時間的推移而增加。存在可能地，故障的數(shù)量隨時間增加和/或機器由于機器退化而消耗更多的能量。值得一提的是本案例中的鉆機沒有多層次的預(yù)防性維護(hù)程序。另外，在利用開始時是新的。這是前幾個月維護(hù)成本相當(dāng)?shù)偷闹饕?。歷史表明，當(dāng)維護(hù)成本開始增長時，用戶公司開始跟蹤成本數(shù)據(jù)。 使用下降的余額折舊模型來模擬機器每個月運行后的二手價值。機器的二手價值從以下公式估算（Luderer 等，2010; Eschenbach，2010）： 其中（t）代表以（月）為單位計算的時間，t=1,2,3…120. 在機器計劃壽命結(jié)束時允許完全折舊的折舊率通過以下公式進(jìn)行建模（Luderer et al.，2010） （L）表示機器的計劃使用壽命（在這種情況下）（1）其中（L）表示機器的計劃壽命 （在這種情況下 120 個月）。機器的二手價值是用下面的公式來模擬的： 其中 a 代表機器在使用第一天的價值貶值。假定在使用的第一天機器的總損失值將是 10％。因此，運行第一天結(jié)束時機器的二手價值為（pp-a）0.9 x pp。 我們選擇了下降的余額折舊模型，因為它適合于表示這種情況下的折舊。下降的余額折舊模型假定在設(shè)備計劃壽命開始時發(fā)生更多的折舊，最后減少。新設(shè)備的生產(chǎn)效率更高，由于設(shè)備劣化，生產(chǎn)率不斷下降。因此，在其計劃壽命的最初幾年，它會比后來創(chuàng)造更多的收入。在會計中，折舊是指同一概念的兩個方面。首先是設(shè)備價值的下降。第二個是將設(shè)備的成本分配到使用期間。廢品價值是設(shè)備處置價值的估算值，假設(shè)廢品價值為 50 立方厘米。由于公司的保密政策，所有的成本數(shù)據(jù)都被編碼和表示為貨幣單位 cu。圖 5 顯示了使用余額遞減折舊模型的鉆機的二手價值。 圖 5 預(yù)期二手殘值 圖 5 預(yù)期二手殘值 圖 5 顯示，機器的二手價值隨著時間的推移而下降，直到它在計劃壽期結(jié)束時達(dá)到廢品價值。計算中的下一步是使用以下公式計算運行期 i 的總調(diào)整成本 TAC： 其中 i = 1, 2, 3, …, n. n 代表營業(yè)月數(shù)。例如，TACI 表示營業(yè)第一個月后的總調(diào)整費用， TAC2 表示營業(yè)后兩個月的調(diào)整費用總額。優(yōu)化模型假定替換機具有與舊機器相同的性能和成本。優(yōu)化時間范圍內(nèi)的替換次數(shù)由以下公式確定： 圖 6 所示的是是設(shè)備全計劃使用周期的預(yù)期調(diào)整成本。 第 19 頁 圖 6 預(yù)期調(diào)整成本 圖 6 預(yù)期調(diào)整成本 圖 6 顯示總調(diào)整成本隨著時間的推移而增加，原因有二：首先，維護(hù)和運營成本隨著時間的推移而增加;其次，機器的二手價值隨著時間而下降。 為了顯示最佳更換時間之后的優(yōu)化曲線的行為，我們假設(shè)機器將在 360 個月的有限時間范圍內(nèi)存活;見圖 7.通過使用總調(diào)整成本函數(shù)計算優(yōu)化時間范圍的每個運行月份的總調(diào)整成本。這個函數(shù)是在計劃壽命（120 個月）內(nèi)計算的總調(diào)整成本的合適值。使用表格曲線 2D 軟件來查找可用于任何時間范圍的總調(diào)整成本函數(shù)。公式（9）表示這里使用的總調(diào)整成本函數(shù)： 其 中 a = 814.0, b = 13834.3, c = –56718.9, d = 95747.0, e = –86169.8, f = 45829.6, g = –14863.2, h = 2890.3, i = –309.9, and j = 14.1 。 而最小化了總調(diào)整成本價值的最優(yōu)更迭時點(rT)則可通過下列公式計算： 6 結(jié)果與討論 使用微軟 Excel?軟件來實現(xiàn)公式（10）的 rT 變化（360 個月的時段），以確定最小值 TACvalue rT.的鉆機最佳更迭壽命，圖 7 顯示 TACvalue rT.值與不同更換時間 rT，顯然，可以通過每 96 個月（8 年）更換設(shè)備來實現(xiàn)盡可能低的 TACvalue rT.，但必須注意的是，rT 96 個月產(chǎn)生的絕對最低成本如圖 7 所示在這個范圍內(nèi)（如 90-102 個月），實際上仍然可以達(dá)到最小 TAC 值，本研究稱之為經(jīng)濟(jì)替代區(qū)間，找到經(jīng)濟(jì)替代區(qū)間是我們的一個重要結(jié)果因為它可以幫助用戶進(jìn)行規(guī)劃，在這個經(jīng)濟(jì)的替代范圍之前或之后更換機器的決定會給用戶公司造成更大的成本支出。 圖 7 設(shè)備經(jīng)濟(jì)更迭期 圖 7 設(shè)備經(jīng)濟(jì)更迭期 由于較高的投資成本，使用較低的經(jīng)濟(jì)替代年齡（即 90 個月以上）會導(dǎo)致較高的成本。 同時，如果機器的使用壽命超過這個范圍的上限（即超過 102 個月），損失將會增加， 原因有兩個： 1 由于機器老化造成的操作時間增加，維護(hù)和運行成本增加。 2 機器二手價值將會下降，直到在計劃壽命結(jié)束時達(dá)到廢品價值 120 個月。 7 結(jié)束語 本研究提出了一種全面實用的方法，可以提供地下采礦鉆機的經(jīng)濟(jì)更迭時間。因此，我們從本研究得出以下結(jié)論： 1 本研究為確定鉆機的經(jīng)濟(jì)壽命提供了一個基本的方法，便于投資決策的管理。因此， 決定在其經(jīng)濟(jì)壽命之前或之后更換舊機器將導(dǎo)致更高的成本開支。 2 當(dāng)使用購買價格，運行和維護(hù)成本以及二手價值時，設(shè)備的經(jīng)濟(jì)壽命是相關(guān)聯(lián)的最小總和總調(diào)整成本值。 3 根據(jù)優(yōu)化曲線得出的結(jié)果，案例研究礦井鉆機的絕對經(jīng)濟(jì)壽命為 96 個月（8 年）。然 而，經(jīng)濟(jì)壽命的范圍為 90 至 102 個月，在此期間總的調(diào)整成本價值幾乎保持不變。這意 味著公司可以靈活地在最佳的更換年齡范圍內(nèi)，即 12 個月內(nèi)進(jìn)行更換。因此，沒有固定的日期或年齡 TAC 值是最小的。通常，一個月的范圍提供了最小的 TAC 值。 4 這個模型可以幫助工程師和決策者決定何時以最經(jīng)濟(jì)的方式替換舊的機器。因此，它可以擴(kuò)展到采礦業(yè)的更普遍的應(yīng)用。 8 深入研究方向 未來工作需要進(jìn)一步的研究，通過進(jìn)行敏感性分析來擴(kuò)展開發(fā)模型，以確定采購價格， 運營和維護(hù)成本對鉆機對采礦業(yè)的經(jīng)濟(jì)更換時間的影響。應(yīng)該注意的是，在本文中，我們提出了一個簡單和基本的礦山機械更換經(jīng)濟(jì)時間的模型。因此，在今后的工作和研究中將增加凈現(xiàn)值，貼現(xiàn)率等更重要的經(jīng)濟(jì)因素，實現(xiàn)礦山設(shè)備更新?lián)Q代時間的綜合模型?？煽啃院涂删S護(hù)性方面也可以考慮。 鳴謝 作者感謝審稿人和客座編輯的有用評論。作者要感謝阿特拉斯·科普柯的財務(wù)支持。博利登公司在這項研究中的幫助也感激不盡。作者還要感謝 Alireza Ahmadi 和 Behzad Ghodrati 的幫助。 參考文獻(xiàn) [1] Atlas Copco Rock Drills AB (2010) Atlas Copco Boomer L1C, L2C Mk 7B Operator’s Instructions, Manual Edition, Atlas Copco Rock Drills AB, Sweden. 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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。 本 200 米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(yè)。 4.目前研究的概況和發(fā)展趨勢 鉆機是進(jìn)行大陸科學(xué)鉆探地質(zhì)勘探研究的重要設(shè)備和工具，對鉆機設(shè)計制造技術(shù)的研究關(guān)系到鉆探工程的發(fā)展，意義重大。本項目的研究目的，是要在對鉆機功能結(jié)構(gòu)認(rèn)識的基礎(chǔ)上從最經(jīng)濟(jì)的角度對鉆機變速箱的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化并重新進(jìn)行設(shè)計改進(jìn)， 以節(jié)省生產(chǎn)成本，提高有鉆機的使用壽命。 （1）國內(nèi)外鉆機發(fā)展現(xiàn)狀對比 在人工勘探中，鉆機起著重要的作用特別是山高水缺的丘陵山地的地震勘探經(jīng)濟(jì)效益往往取決于鉆機的性能近 20 年來，國外有關(guān)公司相繼開發(fā)研制了各種泥漿或泡沫洗井的全液壓輕便地震鉆機。我國曾先后引進(jìn)了加拿大坎特納公司的 CT 系列鉆機法國地球勘探公司（AM G）的 TD-150s 鉆機，日本石油鑿井機制作株式會社的 JP 系列鉆機等就屬于這種類型。十幾來，我國有關(guān)廠礦也開發(fā)研制這類產(chǎn)品，但在開發(fā)設(shè)計中碰到不少難點，也導(dǎo)致國產(chǎn)全液壓鉆機在性能上不如進(jìn)口的江蘇石油勘探局為適應(yīng)長江下游水網(wǎng)和丘陵地區(qū)的勘探需求，并針對江蘇油田機械鉆機 DY-15 型存在著鉆機重量重，搬遷不便，提升加壓均需人力勞動強度大等問題及對蘇南風(fēng)化層礫石及中硬地層區(qū)不適用的缺點提出了開發(fā)設(shè)計 DY 25 型全液壓輕便地震鉆機，現(xiàn)就有關(guān)國內(nèi)外液壓輕便鉆機的發(fā)展水平和我國開發(fā)設(shè)計的難點所在做一闡述。 a 國內(nèi)外液壓鉆機的發(fā)展水平國外發(fā)展水平 國外生產(chǎn)液壓輕便鉆機廠家較多，下面以 TD- 150s 型鉆機為例就國外液壓鉆機的發(fā)展水平作-介紹 TD-150s 全液壓鉆機，是法國 AM G 公司根據(jù)現(xiàn)場實踐設(shè)計的，并反復(fù)改進(jìn)的典型鉆機在法國。美國，墨西哥和中國的西部，。內(nèi)蒙古等地多年使用反應(yīng)良好。對難以涉足的山地和丘陵地區(qū)有較強的適應(yīng)性 L 性能特點 TD-150s 輕便鉆機主要適應(yīng)于山地，丘陵山高水缺地區(qū)的中硬以上的地層，具有山鉆機的特點全液 11 壓無級調(diào)速和調(diào)壓，空氣洗井。泥漿洗井，鉆井方式可以采用多種形式可選用牙輪鉆頭麻花鉆頭潛孔錘等工具因而根據(jù)不同的巖地層選擇最佳方式，轉(zhuǎn)速和鉆壓。該鉆機采用空氣壓縮系統(tǒng)和潛孔錘及其組合快速裝卸方式，以便中硬，硬巖層及缺水地區(qū)的鉆井具有獨特性和較強的適應(yīng)性 2 結(jié)構(gòu)特點 TD-150S 液壓輕便鉆機為單體掛式組合及快速接頭連接。 國內(nèi)發(fā)展水平 80 年代末，四川石油管理局在引進(jìn)加拿大液壓山地鉆機 CT-155 型的基礎(chǔ)上，測繪研制了 DY-30 型山地全液壓鉆機，90 年代初成功地投入了山地地震勘探 DY-30 型鉆機具備了全液壓無級調(diào)速和調(diào)壓空氣洗井“空氣/泡沫洗井，泥漿洗井，回轉(zhuǎn)切削， 沖方式或兩者復(fù)合方式鉆進(jìn)的特點，可以根據(jù)不同巖層選擇最佳轉(zhuǎn)速鉆壓和方式鉆進(jìn)且采用掛式組及快速穿銷連接，拆裝快速簡便整機重 839 kg 可分解為 10-12 個獨立的單元部件每個部件可由兩名搬運工搬遷于山地之間，使地震勘探能深入到以前難以涉足的禁區(qū) DY-30 型鉆機的性能已達(dá)到國外 80 年代的先進(jìn)水平。功能齊全尚屬國內(nèi)首創(chuàng);除 DY 30 型鉆機外還有總公司物探局徐水機械廠生產(chǎn)山地液壓地震鉆機北京探礦機械廠近期推出專利產(chǎn)品橡膠履帶車式 XY1-1 型鉆，衡陽探金礦機械廠的 XJ100-1 型，長沙探礦機械廠的 QPY。30 型鉆機等，均屬液壓給進(jìn)，機械卷揚提升鉆機在機動性強拆裝簡便操作方便，易維修等方面與國外鉆機相比差距較大。 b.限制因素與優(yōu)化方向 限制鉆機效率的問題難點不少，關(guān)鍵性的有： 汽油機和液壓泵設(shè)計中采用高效的閉式液壓回路需要小流量的流量壓力補償?shù)妮S向柱塞泵并與汽油機速度匹配，而功率在 10，-15kw 的汽油機國內(nèi)無產(chǎn)品;小流量的軸向柱塞泵國內(nèi)也很少生產(chǎn)，為此，只好采用重慶蒲益斯單缸風(fēng)冷式四沖程汽油機 F190 型（其實際功率 85kW，3380 r / m in）和邵液試制的美國威格士泵 PVB 10 恒功率變量泵，增加中間變速機構(gòu)，使之匹配。 汽油機和水泵總成試制中選用的水泵總成為汽油機 175F（5 kW 3 600 r / min） 和單螺桿泵（130 L / min，壓力為 MPa）組成。經(jīng)現(xiàn)場使用效果不理想，壽命短，流量小，泥漿攜砂不力等問題不如日本 JP-30 型地震機所配的高速離心泵作為泥漿的效果好但國產(chǎn)尚未見成熟的產(chǎn)品 3 液壓回路的熱平衡受鉆機和汽油機功率的限制，設(shè)計中 液壓回路的熱平衡受鉆機質(zhì)量和汽油機功率的限制，設(shè)計中不可能采用齒輪馬達(dá)驅(qū)動的風(fēng)扇冷卻，油箱容量不可能采用最大流量（40L / min）的 2-3 倍的常規(guī)設(shè)計， 而且油路中的油溫的升高會增加泄漏和效率的下降。因此，采用鋁合金油箱嵌散熱片以增加自然散熱面積，有效地控制油箱容量和重量。同時，由于鉆井中的間歇停機搬遷的自然冷卻，使油溫保持在 80℃以下。 液壓回路中的控制在閉式回路中設(shè)置兩個換向閥一個用于控制鉆具的升降;另一個用于控制鉆具正反向的旋轉(zhuǎn)，閥的中位為停止。旋轉(zhuǎn)可變節(jié)流閥對鉆具無級調(diào)速減壓閥控制鉆進(jìn)給進(jìn)壓力，實現(xiàn)無級調(diào)壓：平衡閥起背壓平衡使鉆具提升在任意位置也不會向下沉液壓。人力搬遷限制鉆機重量丘陵地區(qū)鉆井采取人力搬遷原則（每個部件兩個人搬遷，因此應(yīng)最大程度降低鉆機部件重量。 c.總結(jié)與展望 總之，目前我國液壓鉆機技術(shù)還處在發(fā)展階段，在液壓、功能、空氣清洗、效率強度環(huán)境友好程度等方面均有差距。設(shè)計全液鉆機，受國產(chǎn)材質(zhì)及工業(yè)水平的影響?？陀^上要遇到一些關(guān)鍵性的問題和難點，雖然在設(shè)計中可以想辦法加以克服。但終究在鉆機的質(zhì)量，鉆機的能力和性能上受到限制。與國外液壓地震鉆機有一定的差距。所以就以優(yōu)化鉆機功能結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)上從最經(jīng)濟(jì)的角度對鉆機變速箱的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化 并重新進(jìn)行設(shè)計改進(jìn)，以節(jié)省生產(chǎn)成本，提高有鉆機的使用壽命?？傊谥袊乱淮圃烊说膴^斗中，在國家大力支持并發(fā)展制造業(yè)的政策扶持下，中國的制造業(yè)水平會呈飛躍態(tài)勢實現(xiàn)對國外先進(jìn)技術(shù)的趕超，中國的社會主義制造強國的偉大夢想一定得以實現(xiàn)。 二、論文（設(shè)計）研究的內(nèi)容 1.重點解決的問題 (1)200 米鉆機變速箱整體設(shè)計。 (2)變速箱中重要傳動軸的加工工藝規(guī)程的編制。 (3)動力機構(gòu)的參數(shù)計算與選擇，及其設(shè)計。 (4)鉆機絞車的結(jié)構(gòu)簡要設(shè)計。 (5)回轉(zhuǎn)器的工作原理簡單了解。 (6)繪制變速箱、絞車，鉆機整體裝配圖和變速箱、傳動軸零件圖。 (7)液壓系統(tǒng)的設(shè)計與計算。 (8)經(jīng)濟(jì)性可行性分析。 2.擬開展研究的幾個主要方面（論文寫作大綱或設(shè)計思路） (1)鉆機整體設(shè)計。 (2)動力系統(tǒng)的確定。 (3)傳動系統(tǒng)的設(shè)計。 (4)變速系統(tǒng)的設(shè)計。 (5)回轉(zhuǎn)器、絞車、變速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計以及參數(shù)計算。 (6)液壓系統(tǒng)的設(shè)計與計算。 (7)可行性分析。 3.本論文（設(shè)計）預(yù)期取得的成果 (1)獲得 200 米液壓鉆機的裝配圖以及零件圖。 (2)完成 200 米液壓鉆機的動力系統(tǒng)選擇。 (3)完成 200 米液壓鉆機的傳動機構(gòu)設(shè)計。 (4)完成鉆機回轉(zhuǎn)器、絞車、變速箱結(jié)構(gòu)設(shè)計。 (5)完成 200 米液壓鉆機的液壓系統(tǒng)設(shè)計。 (6)對結(jié)構(gòu)的性能參數(shù)完成分析。 (7)形成完整的產(chǎn)品說明書。 三、論文（設(shè)計）工作安排 1.擬采用的主要研究方法（技術(shù)路線或設(shè)計參數(shù)）； 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 鉆機角度 0—360o 2.論文（設(shè)計）進(jìn)度計劃 第 1 周：分析題目，收集資料。 第 2 周：分析研究資料，確定課題設(shè)計思路。撰寫開題報告。第 3 周：完成相關(guān)外文論文翻譯。 第 4 周：修改開題報告。進(jìn)行開題答辯。第 5 周：進(jìn)行鉆機的整體傳動計算。 第 6 周：進(jìn)行變速箱的傳動計算。 （中期檢查） 第 7 周：繪制鉆機裝配圖。 第 8 周：繪制變速箱裝配圖。第 9 周：繪制絞車裝配圖。第 10 周：繪制箱體零件圖。 第 11 周：繪制花鍵軸零件圖。第 12 周：撰寫論文（說明書）。 第 13 周：修改論文（說明書），并完成終稿，自查重。第 14 周：提交論文，制作 PPT，準(zhǔn)備畢業(yè)答辯。 四、需要閱讀的參考文獻(xiàn) [1]王秉晉.XU300—2 型油壓鉆機知識[M].北京：地質(zhì)出版社，1978. 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