N2—钻头与孔底摩擦所需功率(KW)
1944800式中: δ—孔底压力或岩石抗压强度；
N2???f?e?n(R?r) （3—3）
f—钻具与岩石直接的摩擦系数 f=0.5
e—侧摩擦系数 e=1.1 n—立轴转速(r/min)
R—钻头外圆半径(cm) R=3.85cm r—钻头内孔半径(cm) r=2.95cm
将立轴不同转速和不同孔底压力代入式（3—3）中,所得相应数值见 表3—1。
N3—回转钻杆所需功率(KW)
当n<200r/min时
N3?7.8?10?11?L?d?n1.7
当n>200r/min时
N3?0.92?10?11?d2?r?L?n1.33
式中：L—孔深(mm) ， 硬质合金钻进时，取L＝200000mm 金刚石钻进时，取L＝75000mm d—钻杆直径(mm) 取d=50mm n —立轴转速(r/min)
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。
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3.3 给进油缸所需功率的计算
3.3.1 给进油缸的基本参数
1. 给进油缸的基本参数
?给进油缸的数量 ?油缸直径
?活塞杆直径 ?活塞杆有效行程
n＝2
D＝55mm d＝30mm L＝500mm
?油缸面积 A1＝23.75cm2 ?活塞杆面积 A2＝7cm2
?有效面积 A?A1?A2＝16.76cm2
3.3.2 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(N)
C—孔底最大压力(N) C＝13345N Fm—钻杆与孔壁间的摩擦力(N)
Fm?q?L?f
式中：q—钻杆单位长度重量(N/m) q＝55.46N/m L—钻杆长度(m) L＝200m f—摩擦系数 f＝0.35
Fm?55.46?200?0.35?3882.2N
故 W?13345?3882.2?17227.2N
?油泵的工作压力P
10
P?W17227.2??10.28MPa A16.763.3.3 油泵最大工作流量计算
?油缸回程时的最大容油量:
V1?A1?L?23.75?50?1.187L
?油缸送进时的最大容油量:
V2?A?L?16.76?50?0.838L
?当选用立轴的钻进速度v=0.05m/min=0.5dm/min时,立轴送进时每分钟
所需的油量为:
Q?2Av?2?0.1676?0.5?0.166L/min
?令活塞回程时间为0.3min,则回程所需油量为:
1.187?2Q1??7.913L/min
0.33.3.4 给进油缸功率计算
根据以上的计算，可以得到给进油缸的功率：
PQ1027.88?0.166Ngy???0.028KW
60?10260?102 3.3.5 油泵满负荷工作时所需要的功率
根据上面的计算,选用YBC—12/80型齿轮油泵(排油量12L/min,额定压力
8MPa,最大压力12MPa)。油泵满负荷时所需功率是：
Ny?PQ (3—4)
60?102??1??2式中: P—额定压力(N/cm2) P=800N/cm2
Q—额定流量(L/min) Q =12L/min ?1—机械效率 ?1=0.9 ?2—容积效率 ?2=0.71
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将上述参数代入式（3—4）中可以得到： Ny?800?12?2.45KW
60?102?0.9?0.71上式油泵排量在额定转速1460r/min时是12L,在995r/min时是8L。
3.4 动力机功率的确定
通过上述的计算说明，立轴钻进时给进所需功率很小，而且油泵满负荷工作时一般是立轴停止转动状态，液压卡盘松开时，必须停止钻进。所以参考表3—1，本机选用15KW电机或柴油机，基本能满足表3—1中粗线以上各种工作状态。
表3—1 各种类型岩层的抗压强度 （N/cm2）
岩 石 名 称 抗 压 强 度? 4000 粘土、页岩、片状砂岩 8000 石灰岩、砂岩 10000 大理石、石灰岩 12000 坚硬的石灰岩、页岩 14000 黄铁况、磁铁矿 2000 煤 表3—2 电机功率选择计算 转速r/min 功率N（KW） N1
抗压强度δ 2(N/cm) 120 0.21768 0.43537 0.87075 1.08844 1.30613 1.52382 0.46153 0.92307 12
240 0.25887 0.51775 1.03550 1.29438 1.55326 1.81214 0.92307 1.84615 350 0.11532 0.23064 0.46128 0.57660 0.69192 0.80724 1.34615 2.69230 600 0.13195 0.26391 0.52782 0.65978 0.79173 0.92369 2.30769 4.61538 2000 4000 8000 10000 12000 14000 2000 4000 N2 N3 N回转器 (N1+N2+N3) N油泵 8000 10000 12000 14000 2000 4000 8000 10000 12000 14000 2000 4000 8000 10000 12000 14000 1.84615 2.30769 2.76923 3.23076 2.67 3.34922 4.02845 5.38691 6.06613 6.745364 7.424592 0.028 3.377227 3.69230 4.61538 5.53846 6.46153 7.75 8.93195 10.1139 12.4778 13.6597 14.84172 16.02368 0.028 8.959954 5.38461 6.73076 8.07692 9.42307 4.8 6.26147 7.72295 10.6459 12.1073 13.56885 15.03033 0.028 6.289475 9.23076 11.5384 13.8461 16.1538 9.83 12.2696 14.7093 19.5885 22.0282 24.46789 26.90754 0.028 12.29765 4.056455 10.14191 7.75095 14.7373 5.41491 12.50582 10.6739 19.61659 6.094137 13.68777 12.13538 22.05624 6.773364 14.86972 13.59685 24.49589 7.452592 16.05168 15.05833 26.93554 8.280658 11.26879 13.4838 13.6640 N (N油+N回） Nj=N/0.9 N0=1.1 Nj 9.108724 12.39567 14.8321 15.0304
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