【毕业设计】回转式钻孔机毕业设计说明书

近几年来，我国直在重点建设陕北西南新疆等地的油气输送管道，仅新疆库车郡善输油管道处就有公里管线需穿越江河公路铁路。

另外，我国的电信燃气供热电力有线电视等部每年都有大量的管线需要铺设。

所有这切，均为非开挖技术提供了广阔的用武空间，作为非开挖领域最具活力的定向钻进铺管技术，其前景更为可观。

受施工设备和技术的限制，国内定向钻进铺管主要用于粘土亚粘粉沙土回填土等松软地层或含有少量卵砾的地层。

由于施工设备远远不能满足现场需要，制开发以及相应的工艺。

每年都有不少施工单位因此而放弃施工任务，仅中国地质科学院勘探技术研究所就岩石定向钻进非开挖铺管项年就放弃工程量约万元，尽管国外有可完成相应地层施工的设备，但价格奇高，单套设备万元，般施工单位根本无力承受。

因此，开发符合中国国情的定向钻进铺管设备和工艺就成为中国钻掘工程技术人员的项使命。

科学技术部科研院所技术开发专项资金项目西部地区复杂地层非开挖新工艺及新器具研究在此背景下孕育而出。

作为该课题的子项目岩层定向钻进非开挖技术，重点研究岩层中新钻具的研制开发以及相应的工艺。

打孔机得特点及设计要求打孔机与其他机械育些共同之处，但钻机具有独特的生产对象和使用条件因而形成自身的些特点。

其王耍特点反映在以下几方面打孔方法扣钻进工艺的多样性钻机生产采用的钻近方法扣钻近工艺昼多种多样的就钻近方法而言，按破碎岩石的方式可分为冲击回转振动复合式几种采集用的破岩材料分为钻粒钻进硬合金钻进金刚石钻进。

超硬材料钻进按是否取芯又分为取芯钻进和全面钻进，就钻进工艺而言按照冲洗液循环方式可分为正循环钻进，局部反循环钻进及全孔反循环钻进，全孔反循环钻进工艺又分为水力反循环，气举反循环按照取芯方法可分为常规提钻取芯连续取芯绳索取芯。

而且随着钻探生产的发展，抖技的进步，会出现更多的钻探方法和钻进工艺。

对于种具体的钻机，不可能实现所有的钻进方法和钻近工艺。

这就产生了能实现不同钻进方法和钻进工艺的各种类型的钻进。

使用条件的复杂性钻进工作的区域广泛，从平原到山区，从陆地到海洋，从地面到地下，从热带到寒带，几乎地球上的每个地方都可能是钻进工作的地方。

不同地区有不同的环境气候条件，这就带来了钻进使用条件的复杂性。

加之钻进属露天作业机械，作业对象为岩石，般使用易产生污染的泥浆作冲洗液，这进步造成钻进工作条件的恶化。

为适应这些条件，钻进必须满足些特殊的要求。

类型与结构的多样性由于咱国家需要完成不同类型不同目的的钻孔，加之钻进方法和钻进工艺的多样性，使用条件的复杂性，要求钻机有多种类型和不同的结构形式。

根据不完全统计，目前世界上各种类型的钻机达上千之多，而且有很多类型差异很大。

生产小批量性打孔机相对交通运输建筑轻工业等机械生产的批量小，特别是些特殊用途的打孔机生产数量更少，本毕业设计所设计的钻孔机属于回转式钻孔机，主要可应用于短距离路面下方以及建筑物下方的非开挖管道铺设施工。

整个设计由总体方案设计机械传动系统布置动力部件及连接件选型钻管支架布置设计钻管及钻头设计以及钻进土壤的排出装置设计组成，着重进行了传动系统中减速装置设计及较核计算。

二总体设计方案确定及动力元件选择总体设计的要求打孔机是直接用于钻孔的机械，设计打孔机时，首先应以保证设计的打孔机能高效地质安全低耗完成钻孔为前提，使设计的打孔机技术先进经济合理，具有良好的经济技术指标。

在进行具体设计时，应以满足下述的要求为依据。

打孔机的性能及其参数应具有广泛的适应性，能根据不同地层，不同钻进方法及不同的钻头类型和结构实现合理的钻进规程参数。

要配备必要的检测及指示仪表，以便及时掌控和控制打孔机的运转和孔内钻进情况打孔机应能传递足够的动力，保证各工作机构正常工作的性能应具有较强的孔处理孔内事故的能力和完成特种功能的性能。

运转平稳，震动小，打孔时对钻杆的导向性好。

自动化机械化程度要高钻进过程中最理想的是打孔机能根据孔内情况自动调节和控制打孔参数及时选择调整和保持最优钻进工程。

为提高打孔机生产可靠性，应设备必要的过载保护装置和互锁机构重要机构要配备重复装置。

打孔机还应满足机械设备的般要求具有足够的强度刚度和耐久性传动效率高能耗少对使用环境条件使用性好，能在恶劣的环境下正常工作结构简单制造容易便于维修拆装方便搬迁容易便于维修标准化通用化系列化程度高操作简便劳动强度小造型美观对环境污染小。

为文明生产创造条件，机型与传动形式得选择机型得选择打孔机是属于工程用的。

工程钻探包括工程侦查和工程施工钻探，但不管是工程斟查还是工程施工，其打开深度都不大，多数打孔机都在数十米以内。

钻孔的施工周期很短，搬迁频繁，工程斟查打孔直径多在以内。

工程钻探多遇地层基本为第四纪地层人工填造地层及风化半风化基岩层，般较松软破碎。

工程施工中文译文齿轮机构齿轮机构用来传递运动和动力，通过连续啮合轮齿的正确接触，从根轴传动到另根轴。

大约公元前年，中国人就能够使用系列战车而闻名复杂的齿轮机构而构成的。

公元前世纪，亚里士多德写的齿轮好象推动的是平凡的。

在公元世纪，设计了能与许多种类的齿轮枢结合的大量装置。

与皮带和链传动相比较，齿轮传动装置更加紧凑，能高速运行，也能够被运用在要求准确定时的场合。

齿轮传动的传动效率高达。

另方面，齿轮传动机构成本高，而且要求注意润滑清洁度轴的对中等等，经常用在提供准确箱体润滑的闭式情况下。

齿轮机构能被分为平面齿轮机构和空间齿轮机构。

平面齿轮机构被用于传递运动和动力，而平行轴间的运动和动力空间齿轮机构用于传递不平行轴间的运动和动力。

齿轮的分类直齿轮直齿轮有节轮表面和平行于轮的轴线的直齿轮，如图所示。

它们用于传递两平行轴间的运动和动力。

两配合的直接齿面啮合在条平行于其轴线的直线上，这意味着整个齿宽在同时刻啮合脱开，这样在齿面上导致加载或卸载，当齿轮啮合或脱开时，结果推动和噪声就产生了。

斜齿轮这种齿轮的轮齿有位角度或与其轴线旋转定角度在平面齿轮机构中相互啮合，斜齿轮齿面相啮合于条倾斜于轴承的直线上，啮合线的长度从逐渐变化到最大再从最大变化到，轮齿的加载和卸载变得平稳均匀的运动和动力。

人字齿轮相当于右旋齿轮和左旋齿轮并在起，因为轮齿存在定角度，斜齿轮产生相当大的轴间推力，人字齿轮通过相互抵消纠正了这推力，允许其使用以推力轴承代替大推力轴承，或不同推力轴承，为了加工方便经常沿着齿轮加工个中心槽。

伞状齿轮伞状齿轮是依据平截头圆锥体分配的。

圆柱齿轮的节圆柱成为分圆锥，齿轮的齿的横剖面的尺寸是不同的。

为了方便起见，锥齿轮的大头端部的参数和尺寸作为标准值。

习惯上锥齿轮相互作用的轴彼此不是平行的，通常两轴线彼此成为度，有时会比度或多或少。

两个相互啮合的齿轮仅仅为了变向或许有样的齿数，又或者为了改变速度和方向而齿数不同。

锥齿轮可能是直齿的也可能是螺旋形齿轮，以便我们有简单的和螺旋形的齿轮。

准双曲面来自于双曲面和齿面的放置的表面。

准双曲面的齿轮属于锥齿轮，但是两轴不能横断，因为轴的材料，它的齿是曲线的，轴承可以位于各齿轮的各个侧面。

这种齿轮主要用在汽车后方末端是为了降低传动轴并且用在汽车踏板处。

蜗轮蜗杆齿轮蜗轮传动惯于传递动力和功率，它的轴既不相交也不平行，通常都是垂直的，尤其是要求获得高的齿轮减速在定的极限运算范围内。

蜗杆是螺旋的，通常为了方便起见都是顺时针方向的，如果需要的话也可是左旋方向的。

按照类型，可以是单螺旋的也可以是双螺旋的，螺杆通常用来降低速度的，即使不自动锁住，螺杆也能够被驱动，所以称作回力驱动机构，为了提高速度。

下面是蜗轮蜗杆传动装置的两个特点有很高的传动速度后者意思指和其它种类的齿轮相比中心有高的发热性和电力传输效率。

齿轮轮齿形状轮齿几何形状的基本要求提供个准确不变的角速度，当然制造端差和轮齿变形将会在速度比上产生微小的偏差，然而可接受的齿形依据基于满足这判剧的理论曲线得出的。

满足这要求的对配合齿轮的运动被称为共轭齿轮传动。

如图所示，共轭齿轮传动的基本定律论述为当齿轮转动时，接触点表面的公法线总是与中心线交于点，这点叫节点。

共轭齿轮传动原则能被各种齿形适应，目前最重要的种是渐开线齿轮更精确地说个圆的渐开线与它相近的重要的竞争者是摆线齿轮，它被用在福特汽车厂模式中是条曲线，当从个基圆满开时，张紧线上每点所形成的，两条渐近线轮齿右外形相对应，相应地，通过逆时针方向展开预先在右基圆上的线所产生的渐开线会形成轮齿左边的外形，该点在每点上，渐开线始终垂直于这条张紧线，因为渐开线理条半径不断增加的圆弧，值得注意的是渐开线能够在基圆外部产生并绘制，而不能在基圆里面。

用以下三个步骤研究对相配合的齿轮摩擦传动，带传动和渐开线齿轮传动。

如图所示两个节圆，假设他们是两个压在起的圆柱，如果不发生打滑，个圆柱的旋转会引起另个圆柱以定角速度旋转，且这个速比反比于他们的直径比，任何对相啮合的齿轮，两个中较小的叫小齿轮，较大的叫大齿轮，用下标和分别指明。

为了使传动的扭矩比摩擦传动产生的扭矩大，要附加个带有基圆的皮带办的皮带驱动装置。

如图所示，如图，小齿轮逆时针旋转个小角度，皮带将带动大齿轮以相应的速比旋转，在齿轮传动中，角度为压力角，人相似三角形得，把基圆具有相同速度的点称为节点。

如图中皮带在点被切断，两端分别形成了大齿轮和大齿轮上的渐开线齿形和，现在应该清楚了为什么称为压力角，忽略滑动摩擦，个齿轮作用于另个齿轮的力总是形成个与压力角相同的角度。

图和的比较表明了渐开线齿轮强调满足共轭齿轮传动的基本原则，附带的渐开线齿轮只是几何形状满足当齿轮旋转时压力角多产生这原则，特别注意共轭渐开线齿轮传动只能发生在两基圆外面，从而摩擦传动和皮带传动所提供的速度三角开相同。

直齿轮的专用术语直齿轮的术语大部分可用于其它种类的齿轮。

两个相配合的齿轮的每个最初的圆柱直径被称为中径，并且圆柱体的横截面外形被称为节圆，两个节圆相切于节点。

产生渐开线的圆称为基圆。

位于齿的顶部的圆称为齿顶圆，同样的，位于齿的根部的圆称为齿根圆，在齿顶圆和齿根圆之间的重要的圆称为分度圆，分度圆的参数是标准化了的。

用在齿轮分度圆的模数作为基本参数齿和齿轮