山东济南山东协和学院 肖寅杰 宋开功 250107
200米左右液压小孔钻机主要用途是专门生产用于工业挖掘各种钻孔深度大约固定为200米左右的各种钻孔角度的不同钻孔用途的液压小孔,可在不同坚硬度的软粘土质地和岩石中可以进行液压钻孔,而在属于煤层、软质粘土质地的岩石中可以进行液压钻孔以及在在农田里进行开采煤和打井的那种时候其钻孔效率最好。钻机的机械组成主要部件包括钻机回转器、绞车、变速箱、机架、运动仪等。在本次的项目设计中主要就是针对风力回转器这一核心部分结构进行了深入研究并以创新进行设计,通过对回转结构的力学合理性强度进行了测量分析和各结构强度相互间比较性的核实进行计算。对整个钻头的内部整体结构进行了分析设计,通过最终的钻头设计试验结果,满足了公司初定钻头设计图的条件。该钻探工程的成功研制设计,有效地完全满足了150米万吨级大型钻机无法同时完成的大中小规模有机钻探技术检测试验任务,为新型有机钻探设备技术研发作出有力的技术准备,填补了目前的钻探技术研究空白。在产品设计操作过程中我们不断添加和创新改善了环境设计工程理论与新型绿色环境设计工程理论,使得设计工程师和专业操作技术人员大大减少了劳动强度,考虑到化石燃料和使用石油的各种污染排放与废气泄露等环境问题,对室内环境也大大减轻了甚至完全避免了严重的环境污染,符合了新型绿色设计工程理论。
关键字： 地质勘探 钻机 回转器
中图分类号：P634.3+1 文献标识码：【A】
题目的选定,是通过自己在毕业生实习上的调查来了解,以及目前我国能源产品行业的一种火暴形式,大家都明白了社会的变迁和发展都离不开自己能源供给,针对自己在课前的调查中已经了解到目前在我国能源产品开采的紧张,需要一些更加专门化的技术和设备,来帮助解决实际的问题。选择200米液压钻机的产品进行设计,主要原因就是由于充分考虑到目前的75米,100米,150米以及当前200米液压钻机中所存在的各种问题,他们已经不能完全满足现在实际的要求,对新型200米钻机的产品进行设计后仍然能够彻底解决目前所存在的各种问题,对他的成功设计,将有效地改进目前的钻探技术,取得更加巨大的市场经济效益。每一项钻机设计都必须具有一个符合预期的计划目标,本次钻机设计的预期目标认定为,设计结果相应满足所规定的设计要求,所设计好的钻机比前期的钻机具有突出设计优点。设计最后应该能够满足钻入200米范围内的各种功能性要求,对于环境没有任何污染或少受到污染,得到的绿色设计要求,能有效地减轻劳动者的疲惫和强度,及提升操作人员的安全性保证,得到了优化设计。而且还能取得更高的经济效益。
一钻机的功能
钻探矿产活动发掘是我国地质资源调查和矿产勘察勘测工作过程中的重要科学方法和技术手段。钻机就是目前实施这种技术手段的一个首选机械装置。它的一个基本功能就是以一种机械动力驱动的人体力量直接带动岩石钻头在砂岩地壳上转动进行岩石钻孔和岩矿采取并以岩矿作为中心。钻机也认为是对我国石油、天然气的地质勘探和资源开采,水文学和海底地质钻探,工程化学地质勘探等各个方面的重要钻探装置。
二钻机的组成
1.机械传动系统
把输入动力改为高速变量,再分配给回转器、升降机。对于一般的液压钻机也需要配备一台驱动式油泵,使其能够正常工作。
2.液压传动系统
利用从驱动油泵立轴送入的额定压力驱动油轮机来控制驱动马达、油缸等各种液压发动机,以便于自动使油泵立轴高速进行回转及自动控制诸如给油推进加油机构、移动式加油钻机、松紧传动卡盘、夹持器等；
3.回转机构
回转钻具,以带动钻头破碎孔底岩石。
4.给进机构
调节破碎的岩石需要转动的轴心压力及对给进速度的控制。当汽车发动机出现气缸孔内碰撞事故时,可以采用强力引擎进行振动。
5.升降机构
适合于直接使用下管升降岩心钻具(使用如快速提取升降岩心及及时更换升降钻头)以及下管进行直接吊起下管或套管的升降作业。
6.机架
适合于直接使用下管升降岩心钻具(使用如快速提取升降岩心及及时更换升降钻头)以及下管进行直接吊起下管或套管的升降作业。
三总体方案
1.鉴于涉及井下、井上等野外工程的情况,动力较大时可以择优地选用风力发电机或柴油机；
2.鉴于考虑到对土壤中有软、硬质岩石等矿物的钻入,除了正常的钻入速度外,增加了一个高速?600r?/?min；
3.钻机除了装配机动式的绞车外,增加了一个液压式的卡盘,可以减轻疲劳和较大的工作强度,节约了时间,提高有效的钻进率和速度；
4.考虑到高转速时,绞车的速度也不能过快,所以在设计上增加了一个互锁的装置,安全可靠；
5.由于本型电机的曲轴动力比较大,动力由采用v型双轴带式传动齿轮曲轴传动至家用自行车和自动变速箱齿轮传动时在轴上容易滑动致使两个传动轴同时发生弯曲,因此在结构设计上特别增加了动力卸载传动装置；
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。
四各种功率计算
根据现场的实际需要,动力机在储备油量上可以选择得更偏大些,加大了它的储备动力系数,这样就已经可以做到有最小限度地大大提高液压油泵的自动钻进钻出速度。
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变速箱
我们曾经大量参考国内外钻机市场上各种现有的小型卧式钻机转速自动控制传统系列,本型钻机均设计采用不规则式自动排列中间转速自动控制传统系列。
立机转轴分别同时具备四种不同转速,120、240、350r/min的立轴转速为特别适合于各种金刚石大型钻头的高速开挖,600r/min的立轴转速为特别适合于各种金刚石大型钻头的高速开挖。
绞车
为了有效地尽量减轻本型钻机的运动重量,不使钻机驱动力大的电机过大,绞车的自动纠缠旋转速度也一般不宜太高,基本上都会还是选择采用低速,本型钻机的绞车升降器进行旋转时的速度一般控制为0.26~0/s。
卷筒缠绳速度为三种，见表5—1
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六参考文献
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