首字母,表示给进机构类型属于油压式。
中部为主要性能参数代号,用钻机标准钻进深度数字表示。如标准钻进深度为200米的钻机,中部代号为200。
尾部为变型代号,可用汉语拼音字母中的一个字母或数字为代号。无尾部的是指首次产品。如是第二次修改后的产品,尾部代号为2。
1.3 本设计主要内容
1.设计题目:200米液压钻机变速箱的设计 主要技术参数:见表1—1
表1—1 钻探深度 200m 立轴转速 120、240、350、600r/min 开孔直径 89mm 终孔直径 60mm 钻机角度 0—360o
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第2章 钻机的总体设计
2.1 本设计钻机的应用场合
200米型钻机主要用于钻探深度为200米的各种角度的放水孔、地质构造孔、灭火孔、抽放瓦斯孔及铁路、公路、桥梁、隧道、国防建设、工业民用建设、农田打井及地质勘探、工程爆破以及其它用途的各种工程孔。 该机可用于不同硬度的岩石中钻探任何角度的钻孔,而在煤层、软岩层、硬岩层中钻孔和农田打井时效率为最高。整个机组由两部分组成,即200米钻机、TBW—150/3.0泥浆泵。钻机冲洗液为泥浆或清水。在地面钻探不需要使用钻塔,只要有一定高度的三角架可供提升使用就可以。 本200米钻机配备动力为电动或柴油机,适用于井上、井下或野外没有电源的场地作业。
2.2 设计方案的确定
2.2.1 本设计钻机的特点
通过市场调研了解到,目前钻探工程对钻孔深度200米左右的钻机需求量日趋增加,而当前的200米钻机,存在着劳动强度大、适应性差等缺点。鉴于以上原因,我们决定改进200米钻机。经几次方案讨论决定,钻机应具有以下特点:
1. 经济耐用可靠、质优价廉; 2. 便于解体搬运; 3. 体积小,重量轻;
4. 操作简单,维修方便;
5. 适用于Φ42、Φ50mm两种钻杆; 6. 适用于合金钻头或金刚石钻头钻进; 7. 钻进速度快,效率高; 8. 动力为电机或柴油机。
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2.2.2 总体设计方案的确定
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600r/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.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。
2.3 钻机的技术特性和要求
考虑到钻机的实际工作情况,根据我国当前生产技术和工艺水平,本TXU—200型钻机的技术特性为:
1.钻进深度(使用Φ42或Φ50钻杆) 200m 2.钻孔直径
?开孔直径 89m ?终孔直径 ≥60mm 3.钻孔倾斜角度 0~360° 4.立轴转速 120、240、350、600r/mm 5.立轴行程 500mm 6.最大液压给进压力 4 MPa 7.卡盘最大工作压力(弹簧常闭式液压卡盘) 6 MPa 8.立轴内孔直径 52mm 9.油缸最大起拔力 28.5KN
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10.油缸最大给进力 20KN 11.绞车提升速度 0.26、0.61、0.70m/s 12.绞车转速 33、79、91r/min 13.绞车提升负荷
?0.70m/s 3.35KN ?0.61m/s 6.00KN ?0.26m/s 12KN 14.卷筒
?直径 ?宽度 100m ?钢丝绳直径 8.8mm ?容绳长度 32.8m 15.配备动力 ?电动机
①型号 YB160L②电压 380/660V ③功率 15KW ④转速 1460r/min
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140mm -4 第3章 动力机的确定
3.1 输出功率计算
根据现场需要,动力机的选择偏大些,加大储备系数,这样可以提高钻进效率。
输出功率为N0
N0?1.1Nj (3—1)
式中: Nj—钻机所需功率(KW)
Nj?Nh?Ny?
式中: Nh—回转钻及破坏岩石、土层所需功率(KW)
?— 效率 ?=0.9
Ny—油泵所需功率(KW)
3.2 回转钻进及破碎岩石、土层所需功率
回转钻进及破碎岩石、土层所需功率计算公式如下:
Nh=N1?N2?N3 (3—2)
式中: N1—井底破碎岩石、土层所需功率(KW)
?AN1 =4mnh3?
3060000式中: m—钻头切削刃数 取m=6
n—立轴转速(r/min) r/min h—钻进速度(cm/min)
当转速130r/min、250r/min时,h=5cm/min
当转速350r/min、600r/min时,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=7.7cm,内孔直径 d=5.9cm
?(D2?d2)?(7.72?5.92)A???19.3cm2
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