XY-4岩心钻机升降机的设计开题报告 (130)

开题报告

(XY-4岩心钻机升降机的设计)

岩心钻机的功用：

钻机是向地下钻孔的机器，是完成钻进施工的主机，它带动钻具和钻头向地层深处钻进，并通过升降机完成起下钻具和套管，提取岩心，更换钻头等辅助工作。泵的作用是向孔内输送冲洗液以冲洗孔底，冷却钻头和润滑钻具。它广泛应用于国明经济的许多部门，它是从事各种钻探施工必不可少的主体设备。

升降机的功用：

钻机的升降机有主升降机和副升降机之分：主升降机用于升降钻具和套管；副升降机可用于起吊其它管材或重物，打捞绳索取心钻具内管，升降捞砂简、取土器等。

升降机的设计要求：

由于钻机的升降机在在钻探的过程中，工作时间长，其性能的好坏，直接关系到钻进的效率钻孔的质量和生产的安全，因此升降机要满足以下要求：

①在满足升降机工艺要求的前提下，应能最大限度地降低升降工序的机动时间和充分提高功率利用系数。

②要求升降机的结构与强度具有一定的超载能力。

③操作方便、动作灵敏、平稳、劳动强度小、工作安全可靠，现代钻机应考虑操作远离钻机本体，实现远距离手柄或按扭操作。

④结构简单。

设计目的：

①通过设计知道钻机的工作性能以及升降机的结构；

②分析升降机的转矩特性和转速特性；

③分析计算升降机的特性参数；

③应用一些软件对升降机进行仿真分析，从而，进一步了解升降机的性能。

技术方案的确定：

本次设计是在原有的XY-4岩心钻机的基础上，利用所给的设计参数：

①输入轴转速（r/min）：约450、约310、约217、约117；

②卷筒转速（r/min）：约160、约110、约78、约42；

③最大提升能力：29.4KN；

④卷筒直径：285mm；

⑤钢绳直径：16mm；

⑥卷筒容绳量：52mm；

⑦提升速度：0.82、1.51、2.16、3.13。

进行计算，分别进行工作参数的选择：

①升降机的最大起重量Pq；

②提升速度分为：最高缠绳速度Vmax、最低缠绳速度Vmin；

③调速范围R；

④速度档数及中间速度。

抱闸的受力分析：

①下降制动力矩；

②提升制动力矩；

③手柄上的作用力；

抱闸的发热验算：

抱闸在制动过程中，将钻具和提升系统的动能全部转化为热能，这些热能会使抱闸和制圈的温度升高。这样会使摩擦系数降低，制动力矩减小，而且会使热应力增加，加剧摩擦材料的磨损，因此要对其进行发热验算，看是否能够男组要求。

通过上述计算就可以知道升降机的最大起重量、提升速度、制动力矩等等，我们就利用这些参数来选择升降机的主轴、行星轮系齿轮、支架、中心齿轮、行星轮轴等所有的零件型号和尺寸，进而绘制出总装配图。在经过一些软件来分析升降机的性能。

表1 升降机类型的比较

因此，通过上述分析，我们选择行星轮式升降级。

行星轮式升降机的原理分析

行星轮式升降机分为①行星轮轴支撑在提升在制圈上，内齿圈与卷筒装在一起；

②行星轮轴装在卷筒上，而内齿圈和提升制圈联在一起。

表2 两种行星轮式升降机的比较

根据岩心钻机的工作场地以及工作状态等条件和上述工作原理，我们选择第一类。

升降机结构的确定：

通过查阅资料，从而确定XY-4岩心钻机升降机的结构形式（如图1.1）；升降机由卷筒、行星传动机构、水冷装置及抱闸组成。升降机轴19右端的花键部插入分动箱的轴齿轮的花键中；升降机轴19的左端通过水套轴8、单列向心球轴承11、支架13等支承在支架上；轴左端头是四方轴头，作为人力传动升降机轴用；卷筒用两盘313型轴承16、36支承在升降机轴19上。行星传动机构由中心齿轮24、游星齿轮32、内齿圈20等组成。中心齿轮以花键连接装在轴19的右侧。行星齿轮用两盘207型轴承30装在行星轮轴29上，行星齿轮共三组，均布安装在左右支架27上；行星轮轴的左右支架分别用一盘313型轴承36和两盘111型轴承26支承在升降机轴上；右支架27外侧用平键28与提升制动盘34联结，并用螺钉将端盖23固紧在支架右侧，防止提升制动盘外串，两个支架用3个均布的螺栓连接成一体。水冷装置由水套轴8、引水环9、压盖10、水管3及制动盘水套等组成。

图1-1 XY-4型升降机

1-制动抱闸；2-水管接头；3-水管；4-接头式压注油杯；5-骨架橡胶油封；6-档板；7-堵丝；8-水套轴；9-引水环；10-压盖；11-单列向心球轴承；12-水管接头；13-支架；14-内螺纹圆柱锁；15-骨架式橡胶油封；16-单列向心球轴承；17-孔用弹性挡圈；18-卷筒；19-升降机轴；20-内齿圈；21-密封盖；22-直通式压注油杯；23-端盖；24-中心齿轮；25-毡封油圈；26-单列向心球轴承；27-游星轮支架；28-平键；29-游星轮轴；30-单列向心球轴承；31-孔用弹性挡圈；32-游星齿轮；33-骑缝螺丝；34-提升制圈；35-提升抱闸；36-单列向心球轴承

升降机的参数的分析计算：

①升降机的最大起重量Pq：

升降机的最大起重量Pg指的是用单绳一速提升时，升降机的最大提升负荷，它取决于大钩载荷及滑车系统的结构。而大钩载荷又依据额定孔深下的最大钻具重量确定。

大钩载荷可用下式计算：

Qｄ=ＫQ。=ＫαｑＬ（1-γ。/γ）

式中Q。——额定孔深时的钻具总重；

Ｋ——卡塞系数。它又反映了升降机的超载能力，又可称为超载系数。一般K＝1．5—4。浅孔及大口径钻机取值较小，中深孔及小口径钻机取值较大，深孔钻机取

值最大；

α——钻扦重量修正系数。接头连接α＝1．05，接箍连接α＝1．1；

ｑ——每米钻杆重量；

Ｌ——额定孔深的钻具总长；；

γ。——冲洗液比重；

γ——钻杆材料比重。闰土机械外文翻译成品某宝dian

②提升速度分为：最高缠绳速度Vmax、最低缠绳速度Vmin；

最高缠绳速度Vmax是根据提引器的最高上升速度确定的。