200米鉆機設計【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 目錄 摘 要 錯誤 !未定義書簽。 2 第 1 章 緒 論 3 選題的意義 3 設計內(nèi)容 3 設計方法 4 預期目標 4 第 2 章 鉆機概述 5 鉆機的功用 5 對鉆機的要求 5 鉆機的組成 5 鉆機的分類和名稱 6 類 6 稱 7 第 3 章 鉆機的總體設計 8 本設計鉆機的應用場合 8 計 方案的確定 8 本設計鉆機的特點 8 總體設計方案的確定 8 鉆機的技術特性和要求 9 第 4 章 動力機的確定 錯誤 !未定義書簽。 輸出功率計算 錯誤 !未定義書簽。 回轉鉆進及破碎巖石、土層所需功率 11 給進油缸所需功率的計算 13 給進油缸的基本參數(shù) 13 油缸工作壓力的計算 13 油泵最大工作流量計算 14 給進油缸功率計算 14 動 力機功率的確定 14 第 5 章 機械傳動系統(tǒng)設計 15 主要參數(shù)的選擇 17 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 變速箱 17 絞車 17 回轉器 17 機械傳動系統(tǒng)初步計算 17 變速箱各檔傳動 18 絞車的纏繩速度 18 立軸的轉速 19 第 6 章 變速箱的設計與計算 21 變速箱的結構特點及設計要求 21 結構特點 21 設計要求 21 齒輪副的強度計算與校核 22 變速箱內(nèi)各齒輪主要參數(shù)確定 22 主要齒輪副的強度設計計算與校核 22 軸的強度計算與校核 28 軸的強度計算 29 軸的強度驗算校核 32 第 7 章 絞車 34 絞車的結構特點 34 主要參數(shù)的選擇 34 絞車性能參數(shù) 34 絞車卷筒轉速和提升速度計算 36 絞車所需功率 37 絞車齒輪副強度簡單校核 38 第 8 章 回轉器的設計 39 回轉器的結構特點 41 回轉器的弧齒錐齒輪副設計 41 弧齒錐齒輪參數(shù)設計 41 零部件的強度與壽命計算 41 軸徑的估算 42 輪受力分析 47 第 9 章 液壓系統(tǒng)的 設計 與計算 39 液壓卡盤的設計與計算 41 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 卡瓦對鉆桿的夾緊力 41 蝶型彈簧的軸向推力 41 蝶型彈簧的 設計計算 41 蝶型彈簧的 變形量計算 41 所需油壓的計算 41 卡瓦徑向伸縮量計算 41 缸體的強度計算 41 給進油缸的設計 42 夾持器 42 第 10 章 可行性及經(jīng)濟成本分析 47 行性分析 52 設計可行性分析 53 市場可行性分析 53 經(jīng)濟性分析 53 第 11 章 使用說明 47 概述 52 鉆機分組情況 52 工作原理 52 鉆機的工作原理 53 立軸的給進運動 53 立軸的快速移 動 53 操作程序 52 機器的保養(yǎng)與維護 52 故障原因及排除方法 52 鉆機的安全注意事項 52 結論 55 致謝 56 參考文獻 57 專題 58 附錄 1 70 附錄 2 77 附錄 3 86 附錄 4 94 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 摘 要 200米液壓鉆機主要用于鉆探各種深度為 200米左右的各種角度的各類用途的孔，可在不同硬度的巖石中鉆孔，而在煤層、軟巖石中鉆孔以及在農(nóng)田打井時效率最高。鉆機組成主要分為回轉器、絞車、變速箱、機架、操作儀。在本次的設計中主要對回轉器部分進 行了分析創(chuàng)新設計，通過了結構合理性分析及各強度的較核驗算。對鉆機整體進行了設計，通過最后設計結果，滿足了初定的設計要求。該項目的成功設計，有效滿足了由于 150 米鉆機不能完成的鉆探探測任務，為新型的探測作出了有力準備，填補了目前的空白。在設計中加入和優(yōu)化設計理論和綠色設計理論，使得操作者減輕了勞動強度，考慮了油的各種泄露問題，對環(huán)境減輕了甚至免去了污染，符合新型設計理論。 關鍵字 地質 勘探 鉆機 回轉器 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 00 is to to 00 of of It a in of of a in in is in to a a an on an in by an to to on a an a of of to t 50 of in to in to up in to of a to to a a 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 第 1 章 緒 論 選題的意義 題目的選擇， 是 通過畢業(yè)實習上的調查 了解 ，以及目前能源行業(yè)的火暴形式， 大家都知道 社會的發(fā)展離不了能源的供應，針對在課前的調查中了解到目前在能源 開采的緊張，需要一些專門化的設備，來解決實際問題 。 選擇200 米液壓鉆機的設計，主要是考慮到目前的 75 米， 100 米， 150 米以及當前的 200 米鉆機存在著各種問題，他們不能滿足現(xiàn)在實際要求 ，對新型 200米鉆機的設計能解決目前存在的問題，對他的成功設計，將有效改進目前的鉆探工藝，取得較大的經(jīng)濟效益。 設計內(nèi)容 1. 200 米液壓鉆機回轉器的設計 2 主要技術參數(shù)： （ 1） 使用 42 或 50 鉆桿 ) 200m （ 2） 開孔直徑 89m 終孔直徑 60（ 3） . 立軸行程 500 4） 最大液壓給進壓力 4 5） 卡盤最大工作壓力（彈簧常閉式液壓卡盤） 6 6） 立軸內(nèi)孔直徑 52（ 7） 油缸最大起拔力 8） 油缸最大給進力 20設計方法 確定了設計題目，就得需要相應的設計方法，有了明確的設計方法理念才能完成預期的設計目標。有針對性的設計才能取得良好的效果，根據(jù)自己的調研情況，我設計采用的方法是改進型創(chuàng)新設計， 主要理論知識來源于鉆機的結構原理，鉆機的鉆進工藝，及巖心巖石的理論研究知識。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 預期目標 每一項設計都有一個預期計劃目的，本次設計的預期目標為，設計結果應滿足設計要求，設計的鉆機應較前期鉆機有突出的設計優(yōu)勢 。設計最終應滿足鉆進 200 米的各項功能要求，對環(huán)境無污染或少污染，得到綠色設計要求，能有效減輕勞動者的勞動強度，及提高操作者的安全保證，得到優(yōu)化設計的要求。 并且能夠取得較高的經(jīng)濟效益和社會效益。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 第 2 章 鉆機概述 鉆機的功用 鉆探是地質勘探工作的重要手段之一。鉆機是實現(xiàn)該手段的主要設備。其基本功用是 以機械動力帶動鉆頭向地殼鉆孔并采取巖礦心。鉆機同時還是進行石油、天然氣勘探及開采、水文水井鉆探、工程地質鉆探等工程的重要設備。 對鉆機的要求 鉆機的技術性能要保證在施工中能滿足合理的工藝要求，以最優(yōu)規(guī)程，達到預計的質量要求；維護 保養(yǎng)簡單容易；安裝拆卸搬遷方便；利于快速鉆進；鉆進輔助時間短；鉆孔施工周期短；體力勞動強度低等。概括起來說，是鉆機要為多、快、好、省地完成鉆探生產(chǎn)任務創(chuàng)造有利條件。 根據(jù)鉆機的基本功用，對鉆機具體要求如下： 鉆頭具有適合鉆進規(guī)程需要的轉速及調節(jié)范圍，以便有效地破碎巖石； 有相當?shù)恼{整范圍，使鉆頭有效地切入或壓碎巖石； 證連續(xù)鉆進； 作，并能隨著鉆具重量的變化而改變提升速度，以充分利用動力機的功率和縮短輔助時間； 標舊響應深度的直徑的鉆孔，以滿足鉆孔設計的要求和提高鉆進效率。 鉆機的組成 目前常用的鉆機由如下各部分組成： 將輸入的動力變速并分配到回轉 機構 、升降機構。 對 于 液壓鉆機還要有驅動油泵，使液壓系統(tǒng)工作的裝置。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 利用油泵輸出的壓力油驅動馬達、油缸等液動機，以使立軸回轉和控制給進機構、移動鉆機、松緊卡盤 、 夾持器 等； 回轉鉆具，以帶動鉆頭破碎孔底巖石。 調整破碎巖石所需要的軸心壓力和控制給進速度。在出現(xiàn)孔內(nèi)事故時，可以進行強力 起撥 。 用于升降鉆具（提取巖心和更換鉆頭）和進行起下套管等作業(yè)。 支承上述各機構及系統(tǒng)，使之組裝成一個整體，成為完整的機器。 鉆機的分類和名稱 隨著鉆探工程在國民經(jīng)濟各部門中的廣泛應用，鉆機類別和型號也在增多。為此將鉆機實行科學分類和確定名稱，對識別、評價 和選擇鉆機是很有意義的。 類 按用途分類 按用途不同，可將現(xiàn)行廣泛使用的鉆機分為三大類，即地質勘探用巖心鉆機；石油鉆探用鉆機；專用鉆機（水文水井鉆機、物探鉆機、工程鉆機等）； 按鉆機標準鉆進孔深分類 根據(jù)不同孔深范圍，將各種不同鉆進孔深的鉆機分成三類或四類。 按三類分見表 2 1。 表 2 1 (m） 類別 淺孔鉆機 中深孔鉆機 深孔鉆機 10 300 10 300 300 800 300 800 800 1200 1000 2000 按四類分類見表 1 2。 表 1 2 （ m） 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 淺孔鉆機 次深孔鉆機 中深孔鉆機 深空鉆機 10 150 200 400 500 800 900 以上 按原來地質總局設備管理分類 鉆機可分為六類，即淺孔鉆機、巖心鉆機、石油鉆機、水文水井鉆機、汽車鉆機和砂礦鉆機 ； 按裝載方式分類 可以分為滑橇式、卡車式、拖車式； 按破碎巖石方式分類 可分為回轉式、沖擊式和沖擊回轉式； 按回轉機構型式分類 可分為立軸式、轉盤式、動力頭式； 按進給機構分類 可以分為手輪（把）式、油壓式、螺旋差動式、長油缸 式、油馬達 鏈輪式。 稱 鉆機的名稱是按照鉆機綜合特征及主要性能，以漢字拼音字母及數(shù)字編排成的代號來表示的。通常把這種代號稱為型號，并以銘牌指示在鉆機上。 國產(chǎn)鉆機名稱一般有三部分組成： 首部為用途 類別和結構特征代號，用漢語拼音中的一個字母表示。如“ X”是漢字“心”的拼音首 字母，表示鉆機用于巖心鉆進。 “ U”是漢字“油”的首字母，表示給進機構類型屬于油壓式。 中部為主要性能參 數(shù)代號，用鉆機標準鉆 進深度數(shù)字表示。如標準鉆進深度為 200 米的鉆機，中部代號為 200。 尾部為變型代號，可用漢語拼音字母中的一個字母或數(shù)字為代號。無尾部的是指首次產(chǎn)品。 如是第二次修改后的產(chǎn)品，尾部代號為 2。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 第 3 章 鉆機的總體設計 本設計鉆機的應用場合 200 米 型 液壓 鉆機主要用于鉆探深度為 200 米的各種角度的放水孔、地質構造孔、滅火孔、抽放瓦斯孔及鐵路、公路、橋梁、隧道、國防建設、工業(yè)民用建設、農(nóng)田打井及地質勘探、工程爆破以及其它用途的各種工程孔。 該機可用于不同硬度的巖石 中鉆探任何角度的鉆孔，而在煤層、軟巖層、硬巖層中鉆孔和農(nóng)田打井時效率為最高。整個機組由兩部分組成，即 200 米型鉆機、 150/漿泵。鉆機沖洗液為泥漿或清水。在地面鉆探不需要使用鉆塔，只要有一定高度的三角架可供提升使用就可以。 200 米 型 液壓 鉆機配備動力為電動或柴油機，適用于井上、井下或野外沒有電源的場地作業(yè)。 計方案的確定 本設計鉆機的特點 通過市場調研了解到，目前鉆探工程對鉆孔深度 200 米左右的鉆機需求量日趨增加，而當前的 200 米鉆機，存在著勞動強度大、適應性差等缺點。鑒于以 上原因，我們決定改進 200 米鉆機。經(jīng)幾次方案討論決定，鉆機應具有以下特點： 1. 經(jīng)濟耐用可靠、質優(yōu)價廉； 2. 便于解體搬運； 3. 體積小，重量輕； 4. 操作簡單，維修方便； 5. 適用于 42、 50種鉆桿； 6. 適用于合金鉆頭或金剛石鉆頭鉆進； 7. 鉆進速度快，效率高； 8. 動力為電機或柴油機。 總體設計方案的確定 經(jīng)過調研和幾次方案論證，考慮到現(xiàn)場特點，從實用角度出發(fā)，確定方案如下： 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 1. 考慮到井下、井上和野外作業(yè)，動力可選電機或柴油機 ； 2. 考慮到有軟巖石、硬巖石的鉆進，除了正常的鉆進速度外，增加高速 600r/ 3. 鉆 機除配機動絞車外，增加了液壓卡盤減輕勞動強度，節(jié)約時間，提高有效鉆進速度 ； 4. 考慮到高轉速時，絞車速度不能太快，所以增加了互鎖裝置，安 全可靠； 5. 由于本機動力較大，動力由 V 型帶傳動到變速箱的傳動軸上易使傳動軸彎曲，所以增加了卸荷裝置； 6. 采用二級回歸式 變速箱，減少變速箱體積，根據(jù)不同的地質條件，選用不同的鉆進速度； 7. 在滿足上述要求的同時，盡量結構簡單，操作方便，適于整體或解體搬運。盡量做到標準化 , 通用化，系列化。 鉆機的技術特性和要求 考慮到鉆機的實際工作情況，根據(jù)我國當前生產(chǎn)技術和 工藝水平，本200 型鉆機的技術特性為： 使用 42 或 50 鉆桿 ) 200m 開孔直徑 89m 終孔直徑 603. 鉆孔傾斜角度 0 360 4. 立軸轉速 120、 240、 350、 600r/. 立軸行程 500最大液壓給進壓力 4 卡盤最大工作壓力（彈簧常閉式液壓卡盤） 6 立軸內(nèi)孔直徑 529油缸最大起拔力 0油缸最大給進力 201. 絞車提升速度 s 12. 絞車轉速 33、 79、 91r/3絞車提升負荷 s 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 . s . s 124. 卷筒 直徑 140 寬度 100m 鋼絲繩直徑 容繩長度 5配備動力 電動機 型號 4 電壓 380/660V 功率 15 轉速 1460r/ 柴油機 型號 功率 15 轉速 2200r/L h b） 137068512007重量（不含柴油機） 750文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 第 4 章 動力機的確定 輸出功率計算 根據(jù)現(xiàn)場需要，動力機的選擇偏大些，加大儲備系數(shù)，這樣可以提高鉆進效率。 輸出功率為0.1 4 1） 式中： 鉆機所需功率 ( 式中 ： 回轉鉆 及破壞巖石、土層 所需功率 ( 效率 =0.9 油泵所需功率 (回轉鉆進及破碎巖石、土層所需功率 回轉鉆進 及破碎巖石、土層所需功率計算公式如下： 2 3N N N（ 4 2） 式中 ： 1N 井底破碎巖石、土層所需功率 (1N= 343060000Am n h 式中 ： m 鉆頭切削刃數(shù) 取 m=6 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 n 立軸轉速 r/h 鉆進速度 當轉速 130r/250r/ ,h=5cm/轉速 350r/600r/ ,h= 巖石抗壓強度 ,其值見表 3 井底環(huán)狀面積，取鉆頭直徑 D=孔直徑 d= 2 2 2( ) ( 7 . 7 5 . 9 ) 1 9 . 344 N 鉆頭與孔底摩擦所需功率 (2 ()1944800f e r （ 4 3） 式中 ： 孔底壓力或巖石抗壓強度 f 鉆具與巖石直接的摩擦系數(shù) f=0.5 e 側摩擦系數(shù) e=1.1 n 立軸轉速 R 鉆頭外圓半徑 R=r 鉆頭內(nèi)孔半徑 r=立軸不同轉速和不同孔底壓力代入式 （ 4 3） 中 ,所得相應數(shù)值見 表 3 1。 3N 回轉鉆桿所需功率 (當 n 200r/ 1 1 2 1 . 3 33 0 . 9 2 1 0N d r L n 式中： L 孔深 ， 硬質合金鉆進時，取 L 200000剛石鉆進時，取 L 75000mm d 鉆桿直徑 取 d =50mm n 立軸轉速 ; 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 r 沖洗液比重 , r =上述參數(shù)及立軸不同轉速代入上式，所得值列表 4 2 中。 給進油缸所需功率的計算 給進油缸的基本參數(shù) 1. 給進油缸的基本參數(shù) 給進油缸的數(shù)量 n 2 油缸直徑 D 60活塞桿直徑 d 30活塞桿有效行程 L 500油缸面積 1A 2826活塞桿面積 2A 有效面積 12A A A 油缸工作壓力的計算 鉆機 鉆打 水平孔時，油缸的最大推力為： F式中： W 油缸最大推力 C 孔底最大壓力 C 13345N 鉆桿與孔壁間的摩擦力 mF q L f 式中： q 鉆桿單位長度重量 q m L 鉆桿長度 L 200m f 摩擦系數(shù) f 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 5 5 . 4 6 2 0 0 0 . 3 5 3 8 8 2 . 2 N 故 1 3 3 4 5 3 8 8 2 . 2 1 7 2 2 7 . 2W N 油泵的工作壓力 P 21 7 2 2 7 . 2 8 . 1 32 1 1 9 . 5 PA m m 油泵最大工作流量計算 油缸回程時的最大容油量 : 11 2 8 2 6 5 0 1 . 4 1 3V A L L 油缸送進時的最大容油量 : 2 2 1 1 9 . 5 5 0 1 . 0 6V A L L 當選用立軸的鉆進速度 v = ,立軸送進時每分鐘所需的油量為 : 2 2 0 . 2 1 1 9 0 . 5 0 . 2 1 1 9Q A v L/令活塞回程時間為 回程所需油量為 : 1 1 . 4 1 3 2 9 . 4 20 . 3Q L/ 給進油缸功率計算 根據(jù)以上的計算，可以得到給進油缸的功