1、示意图动力头液压油缸链条.动力设备部分全液压钻机的动力设备，包括动力机油泵油箱过滤器冷却器等。动力机驱动油泵的动力机，般采用电动机或柴油机。在坑道钻探中，也有采用风马达的。动力机的转数，般为转分，国外钻机有增高动力机转数的趋势，高达转分。这样可以大大提高油泵排油量，或缩小油泵尺寸和重量，使动力机和油泵小型化。动力机的功率是设计钻机的依据。钻机的功用主要是用来完成钻进工序。回转钻进所需的功率包括破碎孔底岩石和回转钻具等所需功率，前者基本上不受孔深的影响后者当转数不高时随孔深的变化也不大，当转数较高时随孔深增加而增大。本设计采用柴油机作为动力机。油泵油泵是将动力机的机械能转换成液压能的种装置，它是液压传动中的动力源。目前，每台全液压钻机的油泵站通常有两个油泵，个为主油泵，它向回转马达供油另个为辅助油泵，它向给进机构供油。但有的钻机如泰美克。

2、行研究。经过调研，我觉得水平定向钻机是种小型液压钻机，应有以下特点.经济耐用可靠质优价廉.结构简单，易于加工制造.操作简单，维修方便.适用于两种钻杆.钻进速度快，效率高.施工周期短综合施工成本低社会效益显著。.随着水平定向钻探技术的发展，这种钻机应具有良好的发展空间。第章钻机总体方案的确定.具体方案的确定经过陈老师的细心指导和长时间的搜集和查阅资料，我对钻机的整体结构和工作原理都有所了解。钻机的结构与其所采用的钻进工艺相关联。目前国内外都正在研制和应用全液压钻机。全液压钻机同传统钻机样，都是用来完成钻进和升降钻具等基本工序，以实现采取岩心，达到探矿的目的。从结构上看，全液压钻机可以分为立轴式全液压钻机和动力头式全液压钻机。二者相比较，动力头式全液压钻机具有结构简单重量轻操作简便可以实现无级调速加压给进等优点，工作效率大大改善。并且动力。

3、头给进速度能与机械钻速相适应。给进行程应尽可能的长。结构简单工作可靠操作灵活安全。并应配备有仪表来观测钻头压力进尺和钻速等。目前，全液压动力头式钻机的给进机构有油缸液压给进机构和油马达链条给进机构两种。大多数钻机采用油缸给进机构。油缸给进机构又分为般油缸给进机构和油缸链条倍速给进机构两种。般油缸给进机构是油缸的液压力或运动直接作用于动力头和钻具油缸的行程和动力头的给进行程相等，故又称为非倍数油缸给进机构。油缸链条倍速给进机构是动力头的给进行程等于活塞行程的两倍。本设计选用单油缸链条给进机构。单油缸链条给进机构工作原理图给进油缸缸体固定在机架上，活塞杆的前端与带有链轮的连接轴相连接。拖板向后移动。每根链条的端都是绕过链轮之后固定在给进机架上，而另端绕过链轮之后分别与拖板相连接，组成为个封闭的倍增传动链，拖板行程比活塞行程增大倍。图给进机。

4、施工工艺。随着非开挖技术的不断成熟，人们又针对不同的管网情况，年发明了“胀管法”爆管法，此技术逐步推行开来，特别是自来水行业运用较多。国内现状非开挖铺设更换管道技术以其独特的优越性，已被人们逐步接受，特别是在大中城市，商业繁华地区普遍采用此项技术，我国香港特别行政区已运用很久。但内地还处在起步阶段.设计特点所谓定向钻探，就是在钻探和钻井施工中，利用土层造斜规律，采用人工造斜手段，或者两种同时并用，使井孔按照设计的轨迹钻达预定目标的钻进方法。在钻探施工中，根据地质条件，合理采用定向钻进方法，不但能够提高工程量，节约施工费用，而且能够缩短施工时间，获得较好的技术经济效果。而对钻孔深度米左右的水平定向钻机需求量比较大，以往的米水平定向钻机，存在着机械式笨重使用不方便等缺点。鉴于以上原因，此次毕业设计，我的导师陈少云老师让我对米水平定向钻机进。

5、铁制成，故有良好的工艺性。动力头按照回转油马达的安装位置不同，可分为装有油马达的动力头型和不装油马达的动力头型两类。型动力头与型动力头相比，具有结构简单紧凑工作可靠重量轻和搬运方便等优点。目前，国内外全液压动力头式钻机的大多数均采用型动力头。本设计也采用型动力头。型动力头的工作原理图油马达经齿轮传动箱带动输出轴回转，从而使钻具回转。图钻机动力头原理示意图底座马达联轴器减速器法兰盘钻头给进机构给进机构是钻机的工作机构之，它对钻机的技术性能工作效率以及其应用范围有着极大的影响。全液压动力头式钻机给进机构的功用有二是用来保证钻头具有所需压力，是实现进给二是用来“倒杆”。个完善的给进机构应满足下列要求能调节钻头压力，浅孔时加压深孔时减压，故要求给进机构具有加压和减压等机能，压力调定后就应保持恒定不便。给进速度是可以调节的，并应能无级调速，使钻。

6、型钻机只有个油泵，它向油马达及各油缸供油。油泵类型的选择应能满足钻机工作的特点和要求。由于钻机的回转速度有高有低，般主油泵选用变量油泵，并且都用轴向柱塞式变量油泵，它能使液动机实现无级容积调速辅助油泵多用齿轮油泵，也有选用轴向柱塞式变量油泵的。这时因为轴向柱塞式变量油泵具有体积小重量轻调速方便转速高压力大等特点，它较适用于钻机的工作需要。但定量油泵价格比较便宜。本设计采用双油泵，主油泵采用变量泵，辅助油泵采用定量油泵。油箱油箱是用来储油散热分离油中杂质和空气的装置。它的形状和尺寸要根据钻机的总体布置及散热的需要来决定。按般机械要求，油箱的有效容积为油泵的每分钟流量的三倍以上。但是，考虑野外工作条件的需要，钻机的油箱容积不能太大。而且多数钻机在油箱里装有冷却器，因此油液的发热大为改善。本钻机也采用这种结构。.操纵台部分“集中手柄操纵”这。

7、头式全液压钻机也是钻机的发展方向之。综合各方因素，我选择设计水平定向动力头式全液压钻机。具体方案如下.考虑到此钻机常用于户外作业，动力可选柴油机。.钻机应用螺纹连接钻头精简结构，节约时间，提高有效钻进速度。.动力头采用单极齿轮减速器，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。.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。.技术特性.最大钻进深度.导向孔直径.钻杆直径.动力头转速第章钻机结构方案的确定台全液压钻机主要包括主机动力设备和操纵台三个部分。.主机部分水平定向全液压钻机的主机包括回转机构给进机构等基本部件。回转机构全液压动力头式钻机的回转机构，就是移动式回转器，亦称为动力头。动力头是钻机的重要组成部分，主要由回转马达减速器水接头组成。它的功能有二是传递扭矩，以带动钻。

8、低速大扭矩马达。其主要根据转矩来选择。辅助因素包括排量额定压力转速范围等最终确定。可选用型摆线马达，其技术参数如下表。表马达技术参数排量最高转速最大输出转矩最高工作压力重量．液压泵的选择液压泵的选择主要根据供油压力和最大供油量两个因素决定。其中马达的进油压力马达的输入功率马达的实际输入流量其中马达排量马达的转速容积效率将所求的值列于表。表马达及泵的流量即其中考虑系统泄露修正系数，般。这里取根据经验，对简单的系统，对于复杂系统。这里取。将所求的数值分别列于表。表马达的进油压力及排量压力由表中的数值，查液压元件手册可选柱塞泵,其技术参数如下表。表柱塞泵的技术参数理论排量最高压力额定转速驱动功率容积效率重量油泵油缸给进机构.给进油缸的基本参数油缸数量个油缸直径活塞杆直径活塞有效行程油缸面积活塞杆面积有效面积.油泵工作压力的计算钻机打水平孔时。

9、旋转钻进或拧卸钻杆二是动力头由给进机构带动，以传递向上或向下的轴向力及其运动，用来实现加减压给进。本全液压钻机通常采用导向钻杆，其钻进工艺对动力头的基本要求有下列几点动力头的钻数和扭矩应是可调的，最好的方案是无级调速，以适应钻进工艺的需要。转数调节范围应满足钻进工艺的需要。具有正反转的能力。回转平稳振动少和噪音不大等。动力头转速调节范围，取决于地质条件钻头直径以及钻进方式。由于是全液压钻机可以实现无级调速，马达的调速范围在之间完全满足钻机的要求。采用导向钻杆钻进时，要求高转速。国外的最高转速以达国内大致在，而从处理事故和拧紧钻杆的要求，则需要低速档，般为。本设计动力头的转速范围为。本设计的动力头主要特点如下.油马达上装有安全阀，可自动进行过载安全保护。.无液压卡盘，采用螺纹连接结构，使整体结构简单化。.结构紧凑，节省原材料。.壳体由铸。

10、的功率机械效率取液压马达效率取井底破碎岩石所需功率其中动力头转速钻头切削刃数取钻进速度岩石抗压强度见表表岩石抗压强度岩石名称抗压强度硬土其中井底环状切削面积钻头外径取钻头内径取将动力头各种转数以及岩石的不同抗压强度分别代入上式中所得的相应值见表中。钻头与孔底摩擦所需功率其中岩石抗压强度钻具和岩石间摩擦系数取侧摩擦系数取动力头转速钻头外半径钻头内半径将动力头的不同转数和不同孔底压力代入上式中，的相应值见表。回转钻杆所需功率其中孔深取钻杆直径动力头转速冲洗液的比重取将上述各参数及动力头的不同转速代入上式中所得值列表中。表功率计算表功率回托回托钻进马达的选择马达转矩的确定其中马达的转矩马达的输出功率，根据表取得马达输出轴的平均角速度式中马达转速动力头转速按转最大功率计算，将所求的值列于表。表马达转矩.根据设计要求，用两个马达分担功率，需选用。

11、，油缸最大推力为式中油缸最大推力按设计要求因此，油泵的工作压力为.油泵最大工作流量计算油缸回程时的最大容积油量油缸送进时的最大容积油量当选用动力头的速度时，动力头送进时每分钟所需油量为令活塞回程时间为.，则回程所需油量为.给进油缸所需的功率．根据上面的计算，查液压元件手册选用型柱塞泵，其技术参数如下表。表型柱塞泵的技术参数排油量额定压力额定转速驱动功率容积效率重量泥浆泵考虑钻进润滑的需要,引进型泥浆泵，功率.。.柴油机的选择柴油机的功率由此，可查的此设计选用型柴油机，其技术参数如下表。表电机技术参数额定功率满载转速效率.第章机械传动系统设计.变速箱的设计强度计算的依据在校核零件的强度时，假设两液压马达全部功率输入动力头，然后再输入动力。动力头在连续工作情况下，可连续工作小时，纯机动时间每班小时，可连续工作个月。齿轮强度的计算选定齿轮的。

12、是全液压钻机的特点之。钻机的所有控制阀各种仪表等都集中装在操纵台的控制面板上。从油泵输出的压力油经高压橡胶管到各控制阀，操纵控制阀手把的各种不同位置，使压力油经阀板下的软管分配给各个液动机，根据钻探工艺的需要来驱动油马达给进油缸等，从而完成钻探各工序的动作。因此，操作台是钻机的操纵驱纽。本钻机也采用“集中手柄操纵”。第章动力机的确定.电动机功率的确定本钻机的驱动装置采用柴油机，因为钻机多在野外作业，柴油机无需外接能源。本设计的液压系统由两个独立的支路组成，油泵马达回路系统和油泵油缸给进系统，且两油泵共用台电动机联合驱动，因此钻机的电动机的总功率为其中钻机的电动机总功率回转钻杆及破碎岩石所需功率给进油缸所需功率油泵马达回转机构．基本参数的确定机械效率液压传动效率钻头外径钻头内径其中孔底破碎岩石所需的功率钻头与孔底摩擦所消耗功率回转钻杆所。

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