1363-減速器200米液壓鉆機(jī)變速箱的設(shè)計(jì)

1363-減速器200米液壓鉆機(jī)變速箱的設(shè)計(jì),減速器,液壓,鉆機(jī),變速箱,設(shè)計(jì) 黑龍江科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)姓名： 任務(wù)下達(dá)日期： 年月日設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)始日期： 年 月 日設(shè)計(jì)（論文）完成日期： 年 月 日一、設(shè)計(jì)（論文）題目： 200 米液壓鉆機(jī)變速箱的設(shè)計(jì) 二、專題題目： 軸工藝規(guī)程編制 三、設(shè)計(jì)的目的和意義： 鉆機(jī)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(duì)鉆機(jī)設(shè)計(jì)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(xiàng)目的研究目的，是要在對(duì)鉆機(jī)功能結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上從最經(jīng)濟(jì)的角度對(duì)鉆機(jī)變速箱的結(jié) 構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化并重新進(jìn)行設(shè)計(jì)改進(jìn)，以節(jié)省生產(chǎn)成本，提高有鉆機(jī)的使用壽命。同時(shí)，希望通過(guò)本次設(shè)計(jì)，復(fù)習(xí)和鞏固大學(xué)四年來(lái)所學(xué)到的專業(yè)知識(shí)，掌握機(jī)械行業(yè)工作要求的基本知識(shí)和技能，為走上工作崗位奠定一個(gè)良好的基礎(chǔ)。 四、設(shè)計(jì)（論文）主要內(nèi)容：200 米鉆機(jī)變速箱整體設(shè)計(jì)，變速箱中重要傳動(dòng)軸的加工工藝規(guī)程的編制，鉆機(jī)絞車的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)要設(shè)計(jì)，回轉(zhuǎn)器的工作原理簡(jiǎn)單了解。繪制變速箱、絞車，鉆機(jī)整體裝配圖和變速箱、傳動(dòng)軸零件圖。 五、設(shè)計(jì)目標(biāo)：通過(guò)畢業(yè)實(shí)習(xí)了解液壓鉆機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理，重點(diǎn)對(duì) 200米鉆機(jī)的變速箱進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，使之理論上滿足 200米深度的鉆探要求。對(duì)傳動(dòng)軸的加工工藝規(guī)程進(jìn)行規(guī)劃，使之滿足設(shè)計(jì)的要求。通過(guò)設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)單了解絞車和回轉(zhuǎn)器的結(jié)構(gòu)，掌握絞車和回轉(zhuǎn)器的工作原理。通過(guò)繪制裝配圖和零件圖，熟練掌握 CAD軟件的用法。 六、進(jìn)度計(jì)劃：1.第 3、4、5 周，進(jìn)行畢業(yè)實(shí)習(xí)，通過(guò)深入工廠實(shí)地了解、看書(shū)查資料、上網(wǎng)等各種途徑對(duì)設(shè)計(jì)題目進(jìn)行比較詳細(xì)的了解。 2.第 6周進(jìn)行鉆機(jī)的整體傳動(dòng)計(jì)算，包括各軸的輸入輸出功率計(jì)算。 3.第 7、8 周進(jìn)行變速箱的傳動(dòng)計(jì)算，包括齒輪傳動(dòng)、幾何參數(shù)和軸的轉(zhuǎn)速傳動(dòng)計(jì)算。 4.第 9至第 14周，繪制鉆機(jī)、變速箱和絞車裝配圖，繪制箱體、花鍵軸零件圖。 5.第 15周，軸的加工工藝規(guī)程編制。 6.第 16周，翻譯外文資料。第 17周，打印說(shuō)明書(shū)、CAD 出圖、準(zhǔn)備答辯。 七、參考文獻(xiàn)資料：1王秉晉.XU300—2 型油壓鉆機(jī)知識(shí).北京：地質(zhì)出版社，1978：80 2 賴海輝.鉆孔工程問(wèn)答.北京：冶金工業(yè)出版社，1985：23 3 Е.И.沃茲德維任斯基.巖心鉆探學(xué).北京：地質(zhì)出版社，1985：75—77 4 陜西省地質(zhì)局.巖心鉆探手冊(cè).北京：地質(zhì)出版社，1977：56—57 5 濮良貴，紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì).北京：高等教育出版社，2001 6 甘永寧.幾何量公差與檢測(cè).上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，2001 7 李文雙，于信偉，蘇發(fā).機(jī)械制造工程學(xué).哈爾濱：黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社，2004：326 8 龔桂義.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)（第 2版）.北京：高等教育出版社，19909 孫明主.機(jī)械工程基礎(chǔ)（上）.哈爾濱：黑龍江人民出版社，2000：142—17210 孫德音.機(jī)械加工工藝基礎(chǔ).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001 11 章日晉等編.機(jī)械零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1987 12 孫桓，陳作模.機(jī)械原理（第六版）.北京：高等教育出版社，2000：32713 李喜橋.加工工藝學(xué).北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2003 14 陳隆德.互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ).大連：大連理工大學(xué)出版社，1988 15 徐溥滋，陳鐵鳴，韓永春.帶傳動(dòng).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1980 16 胡家秀.簡(jiǎn)明機(jī)械零件設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004 17 李益民.機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1993：223—227指 導(dǎo) 教 師： 院（系）主管領(lǐng)導(dǎo)： 年 月 日I摘要隨著我國(guó)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(duì)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(duì)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(chǎng)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(guò)比較分析，重點(diǎn)對(duì)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(duì)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 IIAbstractWith 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第 1 章 緒 論21.1 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(guó)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(duì)各種鉆探設(shè)備尤其是鉆機(jī)提出了更多的要求?，F(xiàn)在市場(chǎng)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(guò)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(chǎng)對(duì)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(chǎng)前景更加樂(lè)觀。變速箱是鉆機(jī)中最重要的部分之一，通過(guò)對(duì)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(duì)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(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，意義十分重大。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(kāi)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(duì)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(jiǎn)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(lái)說(shuō)，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(duì)鉆機(jī)具體要求如下：1.通過(guò)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(guò)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3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(duì)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(guó)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(duì)識(shí)別、評(píng)價(jià)和選擇鉆機(jī)是很有意義的。1.分類⑴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） ；⑵按鉆機(jī)標(biāo)準(zhǔn)鉆進(jìn)孔深分類4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(jiàn)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)ⅠⅡ10—30010—300300—800300—800800—12001000—2000按四類分類見(jiàn)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⑶按原來(lái)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)；⑷按裝載方式分類可以分為滑橇式、卡車式、拖車式；⑸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；⑹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；⑺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(zhǎng)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(lái)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(guó)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(yǔ)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。5尾部為變型代號(hào)，可用漢語(yǔ)拼音字母中的一個(gè)字母或數(shù)字為代號(hào)。無(wú)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(jiàn)表 1—1表 1—1鉆探深度 200m立軸轉(zhuǎn)速 120、240、350、600r/min開(kāi)孔直徑 89mm終孔直徑 60mm鉆機(jī)角度 0—360o6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(chǎng)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(guó)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(méi)有電源的場(chǎng)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(guò)市場(chǎng)調(diào)研了解到，目前鉆探工程對(duì)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(jiǎn)單，維修方便；5. 適用于 Φ42、Φ50mm 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)。72.2.2 總體設(shè)計(jì)方案的確定經(jīng)過(guò)調(diào)研和幾次方案論證，考慮到現(xiàn)場(chǎng)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(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。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(guó)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 Φ42 或 Φ50 鉆桿) 200m 2.鉆孔直徑 ⑴ 開(kāi)孔直徑 89m ⑵ 終孔直徑 ≥60mm3.鉆孔傾斜角度 0～360°4.立軸轉(zhuǎn)速 120、240、350、600r/mm5.立軸行程 500mm6.最大液壓給進(jìn)壓力 4 MPa7.卡盤最大工作壓力（彈簧常閉式液壓卡盤） 6 MPa8.立軸內(nèi)孔直徑 52mm9.油缸最大起拔力 28.5KN810.油缸最大給進(jìn)力 20KN11.絞車提升速度 0.26、0.61、0.70m/s12.絞車轉(zhuǎn)速 33、79、91r/min13.絞車提升負(fù)荷⑴0.70m/s 3.35KN⑵0.61m/s 6.00KN⑶0.26m/s 12KN14.卷筒⑴ 直徑 140mm⑵ 寬度 100m⑶ 鋼絲繩直徑 8.8mm⑷ 容繩長(zhǎng)度 32.8m15.配備動(dòng)力 ⑴電動(dòng)機(jī) ①型號(hào) YB160L－4② 電壓 380/660V③ 功率 15KW④ 轉(zhuǎn)速 1460r/min9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(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 0N（3—1）01.jN?式中： —鉆機(jī)所需功率(KW)j hyj??式中: —回轉(zhuǎn)鉆及破壞巖石、土層所需功率(KW) hN— 效率 =0.9?—油泵所需功率(KW)y3.2 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：= （3—2）hN123?式中: —井底破碎巖石、土層所需功率(KW)1N=1406Amn??式中: m—鉆頭切削刃數(shù) 取 m=6n—立軸轉(zhuǎn)速（r/min） r/minh—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/minδ—巖石抗壓強(qiáng)度,其值見(jiàn)表 3-1—井底環(huán)狀面積，取鉆頭直徑 D=7.7cm,內(nèi)孔直徑 d=5.9cmAcm222()(7.5)19.344Dd?????10—鉆頭與孔底摩擦所需功率(KW)2N（3—3）2()19480fenNRr????式中: δ—孔底壓力或巖石抗壓強(qiáng)度；—鉆具與巖石直接的摩擦系數(shù) f=0.5fe—側(cè)摩擦系數(shù) e=1.1—立軸轉(zhuǎn)速(r/min)nR—鉆頭外圓半徑(cm) R=3.85cmr—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(jiàn)表 3—1?！剞D(zhuǎn)鉆桿所需功率(KW)3N當(dāng) 200r/min 時(shí)121.33.9Nr??式中： —孔深(mm) ， 硬質(zhì)合金鉆進(jìn)時(shí)，取 ＝200000mmLL金剛石鉆進(jìn)時(shí)，取 ＝75000mm—鉆桿直徑(mm) 取 =50mmd d—立軸轉(zhuǎn)速(r/min)n—沖洗液比重, =1.15r r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。11123.3 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)⑴給進(jìn)油缸的數(shù)量 ＝2n⑵油缸直徑 ＝55mmD⑶活塞桿直徑 ＝30mmd⑷活塞桿有效行程 ＝500mmL⑸油缸面積 ＝23.75cm 21A⑹活塞桿面積 ＝7cm 22⑺有效面積 ＝16.76cm 2??3.3.2 油缸工作壓力的計(jì)算⑴鉆機(jī)大水平孔時(shí)，油缸的最大推力為： mWCF??式中： —油缸最大推力(N)W—孔底最大壓力(N) C＝13345NC—鉆桿與孔壁間的摩擦力(N)mFmFqLf??式中： —鉆桿單位長(zhǎng)度重量(N/m) ＝55.46N/mq q—鉆桿長(zhǎng)度(m) ＝200mL L—摩擦系數(shù) ＝0.35f fN5.4620.3582.mF???故 N13817W?⑵油泵的工作壓力 P13MPa172.0.86WPA??3.3.3 油泵最大工作流量計(jì)算⑴油缸回程時(shí)的最大容油量:L123.7501.87VL???⑵油缸送進(jìn)時(shí)的最大容油量:L26..3A⑶當(dāng)選用立軸的鉆進(jìn)速度 =0.05m/min=0.5dm/min 時(shí),立軸送進(jìn)時(shí)每分鐘v所需的油量為:L/min0.17.5016Q???⑷令活塞回程時(shí)間為 0.3min,則回程所需油量為:L/min1.82.933.3.4 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：KW1027.860.286gyPQN????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：(3—4)1260yPQN???式中: —額定壓力(N/cm 2) =800N/cm2P P—額定流量(L/min) =12L/minQ Q—機(jī)械效率 =0.91? 1?—容積效率 =0.712 214將上述參數(shù)代入式（3—4）中可以得到：8012.456.97yNKW???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(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(kāi)時(shí)，必須停止鉆進(jìn)。所以參考表3—1，本機(jī)選用 15 電機(jī)或柴油機(jī)，基本能滿足表 3—1 中粗線以上各種工KW作狀態(tài)。表 3—1 各種類型巖層的抗壓強(qiáng)度 （N/cm 2）巖 石 名 稱 抗 壓 強(qiáng) 度 ?粘土、頁(yè)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(yè)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 δ(N/cm2)120 240 350 6002000 0.21768 0.25887 0.11532 0.131954000 0.43537 0.51775 0.23064 0.263918000 0.87075 1.03550 0.46128 0.5278210000 1.08844 1.29438 0.57660 0.6597812000 1.30613 1.55326 0.69192 0.79173N114000 1.52382 1.81214 0.80724 0.923692000 0.46153 0.92307 1.34615 2.30769154000 0.92307 1.84615 2.69230 4.615388000 1.84615 3.69230 5.38461 9.2307610000 2.30769 4.61538 6.73076 11.538412000 2.76923 5.53846 8.07692 13.8461N214000 3.23076 6.46153 9.42307 16.1538N3 2.67 7.75 4.8 9.832000 3.34922 8.93195 6.26147 12.26964000 4.02845 10.1139 7.72295 14.70938000 5.38691 12.4778 10.6459 19.588510000 6.06613 13.6597 12.1073 22.028212000 6.745364 14.84172 13.56885 24.46789N 回轉(zhuǎn)器(N1+N2+N3)14000 7.424592 16.02368 15.03033 26.90754N 油泵 0.028 0.028 0.028 0.0282000 3.377227 8.959954 6.289475 12.297654000 4.056455 10.14191 7.75095 14.73738000 5.41491 12.50582 10.6739 19.6165910000 6.094137 13.68777 12.13538 22.0562412000 6.773364 14.86972 13.59685 24.49589N(N 油+N 回）14000 7.452592 16.05168 15.05833 26.93554=N/0.9j 8.280658 11.26879 13.4838 13.6640=1.10Nj 9.108724 12.39567 14.8321 15.030416第 4 章 機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1 主要參數(shù)的選擇4.1.1 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n＝90～400r/min 比較適宜；采用金剛石鉆頭鉆進(jìn)時(shí)，立軸轉(zhuǎn)速取n＝400～1000r/min 比較適宜。本機(jī)選用 120～600r/min，即適合合金鉆頭鉆進(jìn)，由適合金剛石鉆頭鉆進(jìn)。4.1.2 絞車為了減輕鉆機(jī)重量，不使動(dòng)力機(jī)過(guò)大，絞車的纏繩速度不宜過(guò)高，基本上采用低速，本機(jī)升降機(jī)速度為 0.26～0.70m/s。卷筒纏繩速度為三種，見(jiàn)表 4—1 表 4—1 絞車卷筒纏繩速度4.1.3 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)采用了不規(guī)則排列的中間轉(zhuǎn)速系列。立軸有四種轉(zhuǎn)速，120、240、350r/min 轉(zhuǎn)速適合合金鉆頭鉆進(jìn)，600r/min轉(zhuǎn)速適合金剛石鉆頭鉆進(jìn)。4.2 機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)初步計(jì)算4.2.1 立軸的轉(zhuǎn)速根據(jù)機(jī)械傳動(dòng)路線，立軸的轉(zhuǎn)速計(jì)算如下： 310124ZDn????Ⅰ檔 Ⅱ檔 Ⅲ檔 Ⅳ檔立軸轉(zhuǎn)速 r/min 120 240 350 600纏繩速度 m/s 0.26 0.61 0.70 —17式中: —立軸的第一檔轉(zhuǎn)速(r/min) n?—電機(jī)轉(zhuǎn)速(r/min) n=1460r/min—主動(dòng)皮帶輪直徑(mm) D1=160mm1D—大皮帶輪直徑(mm) D2=355mm2Z1—Z11 傳動(dòng)鏈中各齒輪的齒數(shù),Z 1=25,Z2=31,Z3=19,Z4=40Z10=20,Z11=39故 r/min60590145.61034n??????第二檔、第三檔和第四檔轉(zhuǎn)速分別計(jì)算如下：第二檔： Ⅱ = 510126ZD式中:Z 5=28,Z6=31故 Ⅱ = r/minn60814245.035139????第三檔： Ⅲ = 1024ZD內(nèi)式中: Z 4 內(nèi) =24故 Ⅲ = =351.5≈350r/minn1605439?第四檔： Ⅳ = 7810126ZD?內(nèi)式中: Z 7=46,Z8=21,Z6 內(nèi) =21故 Ⅳ =n05421409.1/min313r???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、240、350、600r/min。4.2.2 絞車的纏繩速度第一檔速度:18m/s3913112424( )60ZDn?????式中: mm048..Dd?式中: =140mm 為卷筒直徑 , =8.8mm 為鋼絲繩直徑。d故 =0.281.160258318(4)60354??????/ms同樣方法可以得到:m/s m/s (計(jì)算從略)2.83.7??考慮到皮帶、軸承、齒輪等的效率，確定絞車提升速度分別為：＝0.26ms =0.61m/s =0.70m/s。1U23U19第 5 章 變速箱的設(shè)計(jì)與計(jì)算5.1 變速箱的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及設(shè)計(jì)要求5.1.1 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)變速箱的結(jié)構(gòu)有變速部分、分動(dòng)部分、操縱部分和箱體組成。本設(shè)計(jì)中變速部分和分動(dòng)部分合為一整體，縮小了箱體的結(jié)構(gòu)尺寸。其具體特點(diǎn)是：1.采用了回歸式的傳動(dòng)形式，箱體呈扁平狀，有利于降低鉆機(jī)的高度，齒輪 Z4即使移動(dòng)齒輪又是結(jié)合子，因此結(jié)構(gòu)緊湊；2.變速、分動(dòng)相結(jié)合，減少了零件的數(shù)目，有效利用變速箱內(nèi)的空間；3.操縱機(jī)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，這種互鎖裝置安全可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；4.增加了卸荷裝置，減少了齒輪的受力。5.1.2 設(shè)計(jì)要求1.在校核零件強(qiáng)度時(shí)，假設(shè)電機(jī)的功率全部輸入變速箱，然后再輸入絞車和回轉(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。每種速度的工作時(shí)間分配情況見(jiàn)表 6—1。表 5—1 變速箱四種速度工作時(shí)間分配情況轉(zhuǎn)速（r/min） 占總工作時(shí)間百分率 工作時(shí)間(h)120 30% 3000240 30% 3000350 20% 2000600 20% 20003.本設(shè)計(jì)零件的強(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)》 （化學(xué)工業(yè)出版社）計(jì)算的。205.2 齒輪副的強(qiáng)度計(jì)算與校核5.2.1 變速箱內(nèi)各齒輪主要參數(shù)確定根據(jù)立軸轉(zhuǎn)速的要求，前面已經(jīng)初步選擇各齒輪的齒數(shù)，由鉆機(jī)的實(shí)際情況，變速箱內(nèi)各齒輪的主要設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)表 6—2。表 5—2 變速箱內(nèi)齒輪的主要設(shè)計(jì)參數(shù)齒輪編號(hào) 齒數(shù) Z 模數(shù) m 齒寬 b變 位系數(shù)Xn材料 硬度 RC 應(yīng)力角 備注Z1 25 4 40 1.0 40Cr 40—50 20oZ2 31 4 30 0.76 40Cr 40—50 20oZ3 19 4 30 0 20CrMnTi 57—62 20oZ4 40 4 30 0 40Cr 40—50 20oZ5 28 4 25 0 40Cr 40—50 20oZ6 31 4 25 0 40Cr 40—50 20oZ7 47 3.5 25 -1.03 40Cr 40—50 20oZ8 21 3.5 35 0.04 40Cr 40—50 20o5.2.2..主要齒輪副的強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算與校核現(xiàn)選擇變速箱中重要傳動(dòng)軸Ⅲ軸上的 Z3、Z 4齒輪副為例進(jìn)行齒輪副的強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算和校核。1.按照齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算⑴初步計(jì)算①計(jì)算轉(zhuǎn)矩 3TN?mm663313.989.5109.50256.7Pn?????21②齒寬系數(shù) 查閱相關(guān)手冊(cè)，取 =0.4d?③接觸疲勞極限 查閱相關(guān)手冊(cè)，Z 3、Z 4兩齒輪的接觸疲勞極限分別為： =1080MPa =970MPalim3H?limH?④初步計(jì)算的許用接觸應(yīng)力[ ]≈ MPali30.90.91872??[ ]≈ =873MPa4Hlim4..H⑤ 值 查閱相關(guān)資料，取 =88dAdA⑥初步計(jì)算小齒輪直徑 3mm33322(1)785.4(1)7.56[]09.dHTu?????????取 =73mm3⑦初步齒寬 mm 取 =30mmb30.4763.d???b⑵參數(shù)選取計(jì)算①圓周速度 vm/s3.15.2.036060n??②使用系數(shù) 查閱相關(guān)資料，取 =1.25AKAK③動(dòng)載系數(shù) 查閱相關(guān)資料，取 =1.15v v④齒間載荷分配系數(shù) H?由相關(guān)資料，先求小齒輪切向力 tF22N325169.84.7tTFd???然后有 N/mm...50AtKb:>100N/mm同時(shí) 34()()Zz?????查閱相關(guān)資料得 ， 30.8??40.17?故 =19×0.038+40×0.017=1.40?從而可以得到重合度系數(shù) z?41.40.933Z?????由此可得 22.60.HK??⑤齒向載荷分布系數(shù) ?查閱相關(guān)資料得到：233[10.6()]10HbKABCbd? ????:23.7[.()].607??=1.81⑥載荷系數(shù) K23AvHK???:=1.25×1.15×1.16×1.81=3.02⑦載荷系數(shù) 查閱相關(guān)資料，取 MPa1/2EZ189.EZ?⑧節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) 查閱相關(guān)資料，取 =2.5H H⑨接觸最小安全系數(shù) 查閱相關(guān)資料，取 =1.05limSlimS⑩總工作時(shí)間 按照要求 =10000hht ht應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 查閱相關(guān)資料，估計(jì) 10716MPa 時(shí) PP＝P n×125%Pn—工作壓力（Pa）D—油缸內(nèi)徑(m) D＝0.17(m) —缸體材料許用拉壓力p?bPS??47式中： ——為材料抗拉強(qiáng)度p?S——安全系數(shù) S=3.5～5，取 S=4故Pn=600×104(Pa)PP=600×104×150%=900×104（Pa）660170Pa3.5bpS????4901.5m2t取 t=8mm,所以強(qiáng)度足夠。8.2 給進(jìn)油缸的設(shè)計(jì)給進(jìn)油缸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)，配合絞車起拔在鉆桿。8.2.1 鉆桿摩擦力的計(jì)算TXU－ 200 型鉆機(jī)，打水平孔時(shí)，需克服 200m 鉆桿的自重和孔壁的摩擦力，其力為： 69.20.354872FqLf N????摩式中：q —長(zhǎng)度重量(N m); q=69.6N/mL—鉆桿長(zhǎng)度 (m) L=200m; —摩擦系數(shù) =0.33f f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+C,即 4872+10000=14872N,活塞桿有效面積 16.76cm2 油泵工作壓力為：F摩 148726.045N/cm.P???8.2.2 油缸直徑的計(jì)算48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。 24350.8cm.146PD????式中：D—油缸計(jì)算直徑(cm) D＝5.8cmP—油壓系統(tǒng)的調(diào)整壓力(N/cm 2) P=600N/cm2；P2—油缸最大起拔力(N) P2=32500N。 第 9 章 使用說(shuō)明9.1 概述本 200 米鉆機(jī)主要用于礦井內(nèi)部，供鉆探深度為 200 米的各種角度的放水孔、地質(zhì)構(gòu)造孔、滅火孔、抽放瓦斯孔及其他用途的各種工程孔，也可以在地面鉆探深度為 200 米的地質(zhì)勘探孔及其他用途的各種淺孔。本鉆機(jī)可在各種不同硬度的巖層中鉆探任意角度的孔，尤其在煤層、軟巖石及中硬巖石中鉆孔效率為最高。整個(gè)機(jī)組由 200 米鉆機(jī)及泥漿泵兩部分組成。在礦井內(nèi)部鉆探時(shí)不需要井架。鉆孔沖洗液為泥漿、清水或煤水。在地面鉆探時(shí)也不需要使用鉆塔,只要有一定高度的三角架可供提升使用就可以。9.2 鉆機(jī)分組情況本 200 米鉆機(jī)共分六組，整機(jī)外觀總裝圖附錄 3。1．回轉(zhuǎn)器（JW—01）：是鉆機(jī)立軸產(chǎn)生回轉(zhuǎn)及往復(fù)運(yùn)動(dòng)部分。2．變速箱（JW—02）：是鉆機(jī)立軸、絞車產(chǎn)生各種不同轉(zhuǎn)數(shù)的傳動(dòng)與變速部分。3．絞車（JW—03）：是升降鉆具的部分。4．抱閘（JW—04）：是用來(lái)提升與停止鉆具在任何位置的部分。5．機(jī)架（JW—05）：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49場(chǎng)基臺(tái)木上。6．操縱儀（JW—06）：是控制鉆機(jī)液壓系統(tǒng)的總樞鈕。9.3 結(jié)構(gòu)特征與工作原理本鉆機(jī)型式為：機(jī)械傳動(dòng)、液壓給進(jìn)、彈簧夾緊、立軸式鉆機(jī)。9.3.1 鉆機(jī)結(jié)構(gòu)1.回轉(zhuǎn)器（JW01—05）回轉(zhuǎn)器部分主要由液壓卡盤、立軸、本體、立軸導(dǎo)管、大弧齒錐齒輪、兩根油缸和兩根導(dǎo)向桿組成。（1）液壓卡盤主要由下列構(gòu)件組成：五片碟形彈簧和位于其上的帶外環(huán)、內(nèi)錐的移動(dòng)套；位于外環(huán)上的活塞；插入碟形彈簧和移動(dòng)套內(nèi)孔中的主軸；主軸中的三片卡瓦外錐與移動(dòng)套內(nèi)錐相配合，卡瓦置于主軸上部的三個(gè)等分的槽中。下部由兩軸承支持?？ūP的外殼，即缸體和壓頭座，由螺栓聯(lián)接在一起?？ūP的主要?jiǎng)幼魇歉邏河蛷纳喜窟M(jìn)入缸體推動(dòng)活塞下移壓移動(dòng)套，移動(dòng)套壓碟形彈簧，由于移動(dòng)套下移，三片卡瓦在主軸槽內(nèi)呈自由狀態(tài)，被主軸內(nèi)的漲環(huán)外推，松開(kāi)鉆桿。當(dāng)釋放油壓時(shí)，在碟形彈簧的彈力推動(dòng)下，移動(dòng)套上移，迫使卡瓦向中心移動(dòng)，在壓縮漲環(huán)的同時(shí)夾緊了鉆桿。組裝時(shí)碟形彈簧的預(yù)緊力為 32KN。更換卡瓦時(shí)，先將上端螺釘取出，再取下壓蓋，防塵蓋,墊及卡環(huán)，然后取出漲環(huán)，卡瓦，即更換新的卡瓦和漲環(huán)。（2）給進(jìn)油缸主要有活塞桿、油缸上蓋、下蓋，用鎖緊鋼絲連接在一起。在更換弧齒錐齒輪時(shí)，為保證成對(duì)弧齒錐齒輪錐頂重合，需加墊調(diào)整間隙保證嚙合。每次安裝液壓卡盤時(shí)立軸螺紋端部不許接觸卡盤螺紋內(nèi)端面，卡盤與立軸用圓螺母防止松動(dòng)。2.變速箱（JW01—09）如附錄 4。變速箱主要由四對(duì)直齒園柱齒輪及兩根平行的花鍵軸構(gòu)成。動(dòng)力由電動(dòng)機(jī)首先傳到裝在變速箱體的帶有卸荷裝置的大皮帶輪上，然后經(jīng)過(guò)不同的傳動(dòng)鏈，將動(dòng)力傳給小園弧錐齒輪 Z10。50主動(dòng)齒輪 52 為軸齒輪，通過(guò)滾動(dòng)軸承架于箱體內(nèi)，軸齒輪 44 端面加工有不通孔，內(nèi)裝一對(duì)滾動(dòng)軸承 51 構(gòu)成支點(diǎn)，支撐花鍵軸 50?；ㄦI軸 50 是通過(guò)滾動(dòng)軸承 12 架于變速箱體內(nèi)?；ㄦI軸 50 上裝有齒輪 6、49、46。在花鍵軸 50上安裝的齒輪 49 為移動(dòng)齒輪，變速箱所產(chǎn)生的不同轉(zhuǎn)速，就是改變移動(dòng)齒輪49 的位置來(lái)實(shí)現(xiàn)的。安裝在花鍵軸 50 上的齒輪 6 也是移動(dòng)齒輪，該齒輪將三種不同速度傳給絞車。變速箱前部的 T 型槽是與回轉(zhuǎn)器部分的連接盤連用的，連接盤上的 T 型螺釘可在 T 型槽內(nèi)固定于任何位置，鉆機(jī)給進(jìn)角度的調(diào)整就是用 T 型槽來(lái)實(shí)現(xiàn)的。3．絞車(JW01 —07)見(jiàn)附錄 5絞車為行星齒輪機(jī)構(gòu)，絞車軸 19 固定在軸承座 21 及變速箱體的滾動(dòng)軸承上，絞車軸的左端用鍵與傳動(dòng)齒輪 8 相連接。絞車軸中部帶有齒輪。當(dāng)變速箱中的齒輪 6（附錄 4）將動(dòng)力傳給齒輪 8 時(shí)，絞車軸 19 就會(huì)同傳動(dòng)齒輪 8 一同旋轉(zhuǎn)。當(dāng)提升時(shí)，應(yīng)將用閘帶剎住，使固定在閘筒 12 上的兩個(gè)行星齒輪 16 只能在行星齒輪軸 30 上自轉(zhuǎn)而無(wú)公轉(zhuǎn)。因而帶動(dòng)內(nèi)齒圈 15 使卷筒 17 產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)鉆具提升到一定高度，需要使卷筒停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，應(yīng)很快的松開(kāi)剎住閘筒 12的抱閘，同時(shí)又很快的用另一抱閘將卷筒右側(cè)的制動(dòng)部分抱緊，使卷筒 17 與內(nèi)齒圈 15 停止轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)由絞車軸 19 傳來(lái)的動(dòng)力，傳給行星齒輪 16 后，行星齒輪除了自身的轉(zhuǎn)動(dòng)外又通過(guò)行星齒輪軸 30 帶動(dòng)閘筒 12 一起轉(zhuǎn)動(dòng)。下降鉆具時(shí)左右閘帶全松開(kāi)，卷筒因鉆具自重下落而回轉(zhuǎn)。依此循環(huán)往返便可完成鉆具的升降工作。為了牢固的將鋼絲繩固定在絞車上，在卷筒右側(cè)開(kāi)有小孔將繩頭穿過(guò)孔后，通過(guò)繩卡將鋼絲繩固定。在更換拆裝內(nèi)齒圈 15 時(shí)應(yīng)先將內(nèi)齒圈 15 與卷筒相固定用的螺釘取下，然后，在卷筒容繩側(cè)用螺釘將內(nèi)齒圈頂出。1.4．制動(dòng)閘(JW01 —14)鉆機(jī)所選用的制動(dòng)閘，左右是一致的，整個(gè)閘帶與閘筒（或卷筒）之間的間隙是用調(diào)整連桿下部螺釘來(lái)實(shí)現(xiàn)的。1.5．機(jī)架（JW01—01）見(jiàn)附錄 351機(jī)架 1 是連接鉆機(jī)各組的總框架，電機(jī)也裝在機(jī)架上，皮帶松緊是通過(guò)調(diào)整壓帶輪來(lái)實(shí)現(xiàn)的。1.6．操縱儀（JW01—15）見(jiàn)附錄 3操縱儀 28 由油路控制閥 27 和壓力表 23、手輪 24（調(diào)速）和手輪 26（調(diào)壓）等組成。其功能主要是控制液壓卡盤和進(jìn)給油缸的。壓力控制閥 26 是調(diào)整油路壓力，改變立軸壓力的控制機(jī)構(gòu)；手輪 25 是控制進(jìn)給速度的；控制閥27 控制油缸上升與下降；另一控制閥控制液壓卡盤松卡鉆桿。9.3.2 鉆機(jī)的工作原理鉆機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)如圖 2 所示，電機(jī)動(dòng)力通過(guò)以下各傳動(dòng)鏈傳到固定在立軸上的大弧齒錐齒輪上，從而使立軸帶動(dòng)鉆具一起產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；齒輪油泵輸送出一定的壓力，一方面用于打開(kāi)液壓卡盤，另一方面通過(guò)油路控制閥使給進(jìn)油缸產(chǎn)生往復(fù)運(yùn)動(dòng)，給進(jìn)油缸帶動(dòng)鉆具往復(fù)運(yùn)動(dòng)。至此，鉆具即可旋轉(zhuǎn)，又可給進(jìn)，從而完成鉆進(jìn)任務(wù)。鉆屑的排泄是通過(guò)與鉆機(jī)配套的泥漿泵來(lái)完成。各傳動(dòng)鏈如下：1.立軸的Ⅰ速回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 120r/minD1→D 2→Z 1→Z 2→Z 3→Z 4→Z 10→Z 112.立軸的Ⅱ速回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 240r/minD1→D 2→Z 1→Z 2→Z 5→Z 6→Z 10→Z 113.立軸的Ⅲ速回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 350r/minD1→D 2→Z 1→Z 4（內(nèi)齒）→Z 10→Z 114.立軸的Ⅳ速回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 600r/minD1→D 2→Z 1→Z 2→Z 7→Z 8→Z 6（內(nèi)齒）→Z 10→Z 115.絞車的低速回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)D1→D 2→Z 1→Z 2→Z 3→Z 4→Z 9→Z 12→Z 13→Z 14→Z 156.絞車的中速回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)D1→D 2→Z 1→Z 2→Z 5→Z 6→Z 9→Z 12→Z 13→Z 14→Z 157.絞車的高速回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)D1→D 2→Z 1→Z 4（內(nèi)齒）→Z 9→Z 12→Z 13→Z 141→Z 158.立軸的給進(jìn)運(yùn)動(dòng)52D3→D 4 經(jīng)低壓油管將油箱中的 20 號(hào)機(jī)油吸入油泵，使其產(chǎn)生需用的壓力，再經(jīng)高壓油管、調(diào)壓閥、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。 （當(dāng)需要減壓鉆進(jìn)時(shí)，也按此操作控制活塞的下部壓力）然后流經(jīng)油管及操縱閥、低壓油管回到油箱。9.立軸的快速移動(dòng)D3→D 4 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、操縱閥及低壓油管回到油箱，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)。完成一個(gè) 500mm 進(jìn)尺后，將卡盤控制閥打開(kāi)，經(jīng)油管松開(kāi)液壓卡盤，將操縱閥手柄位置板到上升位置，操縱調(diào)速閥將立軸快速上升，然后板動(dòng)卡盤控制閥手柄，卡瓦自動(dòng)卡緊鉆桿。9.4 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。并應(yīng)用手搬動(dòng)外部可轉(zhuǎn)動(dòng)部分看是否靈活。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如下：（1）開(kāi)車前首先將手把放在 0（斷開(kāi)）位置，手輪向左旋至 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) 2—3 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 的位置，再進(jìn)行開(kāi)車并空轉(zhuǎn)5310 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)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 0．5—1．0Mpa 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，待卡盤松開(kāi)后，再將手把 7 扳到中間位置后才可松開(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）使用絞車時(shí)手把 10 與 11 絕對(duì)禁止同時(shí)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。回轉(zhuǎn)器合上后54一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，要重新將螺母鎖緊。9.5 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)的保障，每個(gè)操作者都應(yīng)予以高度重視，本 200 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。看各運(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 9—1 規(guī)定按期進(jìn)行更換。除表 9—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 17—23 的油質(zhì)，如 20 號(hào)機(jī)械油或 10 號(hào)高速柴油等。7.當(dāng)油箱內(nèi)的油溫超過(guò) 70℃時(shí)應(yīng)適當(dāng)停車?yán)鋮s，待油溫下降后再繼續(xù)工作。8.有關(guān)油泵的使用與保養(yǎng)應(yīng)按 YBC—12/80 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5~10mm 處停車。表 9—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 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55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 更換絞車油咀 每班使用前一次 20 號(hào)機(jī)械油 油槍或油壺油箱 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 每周 1 次 20 號(hào)機(jī)械油 抹入9.6 故障原因及排除方法故障現(xiàn)象 故障原因 排除方法突然停車1、齒輪打齒2、鉆進(jìn)壓力過(guò)大更換齒輪減小鉆進(jìn)壓力變速箱發(fā)熱1、潤(rùn)滑不良2、潤(rùn)滑油不符合要求3、過(guò)載時(shí)間長(zhǎng)定期換油按規(guī)定更換機(jī)油禁止長(zhǎng)時(shí)間超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)回 轉(zhuǎn) 器本體發(fā)熱1、園弧錐齒輪嚙合不好2、齒輪及各軸承潤(rùn)滑不良3、本體與連接盤的聯(lián)接螺釘松動(dòng)。調(diào)整軸承襯套與本體之間墊片厚度。定期更換潤(rùn)滑油擰緊螺釘回轉(zhuǎn)及變速有異常音1、齒輪打齒2、箱體內(nèi)有異物3、軸承損壞更換齒輪清洗箱體更換潤(rùn)滑油更換軸承卡盤卡不緊鉆桿1、三個(gè)卡瓦嚴(yán)重摩損3、蝶形彈簧損壞更換卡瓦更換碟形彈簧液壓盤卡緊桿后松開(kāi)1、漲環(huán)損壞2、液壓系統(tǒng)壓力不足更換漲環(huán)順時(shí)針?lè)较蛐齽?dòng)調(diào)壓閥手輪，使壓力表讀數(shù)至所需壓力，或使用快速增壓56壓頭座及卡盤油缸發(fā) 熱1、軸承間隙不合適2、軸承損環(huán)3、軸承無(wú)潤(rùn)滑調(diào)整軸承蓋與軸承之間的間隙。更換軸承清洗軸承、換油液壓系統(tǒng)工作不正常1、油泵反轉(zhuǎn)2、進(jìn)出油口接反3、液壓油粘度高4、油箱內(nèi)油量不足5、濾油器堵塞6、油溫過(guò)高檢查電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向，使之與箭頭方向一至檢查并更正更換符合規(guī)定的液壓油油箱加油清洗濾油器更換新油1.降低油溫，2.不要長(zhǎng)時(shí)間超載運(yùn)行。壓力不穩(wěn)1、調(diào)壓彈簧老化2、調(diào)壓錐閥與閥座接觸不好3、油液不清潔更換彈簧修研或更換閥座清洗滑閥并換油調(diào)壓失靈1、調(diào)壓彈簧斷裂或漏