洛阳理工学院毕业设计（论文）
第1章 总体设计
经过调研和几次方案论证，考虑到现场特点，从实用角度出发，确定方案如下：
（1）考虑到井下、井上和野外作业，动力可选电机或柴油机。 （2）考虑到有软岩石、硬岩石的钻进，除了正常的钻进速度外，增加高速340r/min。
（3）钻机除配机动绞车外，增加了液压卡盘减轻劳动强度，节约时间，提高有效钻进速度。
（4）考虑到高转速时，绞车速度不能太快，所以增加了互锁装置，安全可靠。
（5）由于本机动力较大，动力由V型带传动到变速箱的传动轴上易使传动轴弯曲，所以增加了卸荷装置。
(6)采用二级回归式变速箱，减少变速箱体积，根据不同的地质条件，选用不同的钻进速度。
(7)设置压带轮，皮带调整安全可靠。
(8)在满足上述要求的同时，尽量结构简单，操作方便，适于整体或解体搬运。尽量做到标准化, 通用化，系列化。
表1-1 钻机技术特性
钻进深度 钻孔直径 终孔直径 钻孔倾斜角度 立轴转速 立轴行程 最大液压给进力 卡盘最大工作力 立轴内孔直径 油缸最大起拔力 2
开孔直径 100m 89mm 60mm 0~360° 110、190、340r/min 400mm 4Mpa 6Mpa 52mm 28.5KN 洛阳理工学院毕业设计（论文）
油缸最大给进力 绞车提升速度 绞车转速 0.75m/s 20KN 0.25、0.57、0.65m/s 28、50、78r/min 3.35KN 6.00KN 12KN 140mm 100m 8.8mm 32.8m YB160M-4 380/660V 5.5KW 1440r/min S1100 5.5KW 1550r/min 1370*685*1200mm 750Kg 绞车提升负荷 0.44m/s 0.22m/s 直径 宽度 卷筒 钢丝绳直径 容绳长度 型号 电压 电动机 功率 转速 型号 柴油机 功率 转速 外形尺寸（L*h*b） 重量（不含柴油机）
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第2章 动力机的确定
2.1 回转钻进及破碎岩石、土层所需功率 KW
本机组的驱动装置采用交流感应电动机，因为这种动力机重量轻、结构简单、使用维护方便易实现防爆。
为了便于搬运和机场的布置，钻机和水泵各用一台电机单独驱动，而回转器与油泵共用一台电机联合驱动。
输出功率为N。 N。＝1.2Nj
式中：Nj—钻机所需功率 KW Nj＝（Nh＋Ny）/η
式中: Nh—回转钻进所需功率 KW η—效率 η=0.85 Ny—油泵所需功率 KW Nh=N1+N2+N3
式中: N1—井底破碎岩石、土层所需功率 KW N2—钻头与孔底摩擦所需功率 KW N3—回转钻杆所需功率 KW
Nh=N1+N2+N3
1. N1=4mnh3??A3060000
式中: m—钻头切削刃数 取m=6 n—立轴转速 r/min h—钻进速度 h=1.5cm/min. δ—岩石抗压强度,其值见表3-1
A— 井底环状面积，取钻头直径D=7.3cm,内孔直径 d=5.8cm,
A=π(D2–d2)/4=π(7.32–5.82)/4=15.43cm2 N2=δ×f×e×n(R+r)/1944800 式中: δ—孔底压力或岩石抗压强度.
f—钻具与岩石直接的摩擦系数 f=0.3
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e—侧摩擦系数 e=1.1 n—立轴转速
R—钻头外圆半径 R=3.65cm r—钻头内孔半径 r=2.91cm
将立轴不同转速和不同空底压力代入式3-2中,所得相应数值见表2-2
N3=7.8×10－11×L×d×n1。7 (当n<200r/min时)
N3=0.92×10－11×d2×r×L×n1。33 (当 n>200r/min 时)
式中：L—孔深，硬质合金钻进时，取L＝150000mm 金刚石钻进时，取L＝75000mm d—钻杆直径，取d=42mm计算 n—立轴转速， r—冲洗液比重 r=1.15
将上述参数及立轴不同转速代入上式，所得值列表3－2中。
2.2 给进油缸所需功率的计算
2.2.1 给进油缸的基本参数
1）给进油缸的数量 n＝2 2）油缸直径 D＝55mm 3）活塞杆直径 d＝30mm 4）活塞杆有效行程 L＝400mm 5）油缸面积 A1＝23.76cm2 6）活塞杆面积 A2＝7cm2
7）有效面积 A＝A1－A2＝16.76cm2
2.2.2 油缸工作压力的计算
钻机大水平孔时，油缸的最大推力为： W＝C＋Fm 式中：W—油缸最大推力
C—孔底最大压力 C＝10000N
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Fm—钻杆与孔壁间的摩擦力 Fm＝q×L×f
式中：q—钻杆单位长度重量 q＝45.6N/m L—钻杆长度 L＝1050m f—摩擦系数 f＝0.35 Fm＝45.6×1050×0.35=1675.8N W=10000+1675.8=11675.8N 油泵的工作压力P
P=W/A=11675.8/16.76=696.6N/cm2
2.2.3 油泵最大工作流量计算
油缸回程时的最大容油量:
V1=A1×L=23.76×40=950.4mL=0.9504L 油缸送进时的最大容油量:
V2=A×L=16.76×40=0.6704L
当选用立轴的钻进速度V=0.06m/min=0.6dm/min时,立轴送进时每分钟所需的油量为:
Q=2AV=2×0.1676×0.6=0.2
令活塞回程时间为0.3min,则回程所需油量为: Q1=0,9504×2/0.3=6.336
2.2.4 给进油缸功率Ny
Ny=PQ/60×102=696.6×0.2/60×102=0.023
2.2.5 根据上面的计算,
选用YBC—10/80型齿轮油泵(排油量10L/min,压力800N/cm2 )油泵满负荷时所需功率是: Ny=PQ/60×102×η1×η2
式中:P—额定压力 P=800N/cm2 Q—额定流量 Q=10L/min
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