第4章 钻眼机械4.
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机械制造装备设计PPT课件-第四章_组合机床设计(5)
第三节 通用多轴箱设计
对攻丝主轴系统的要求 为保证丝锥稳定可靠地攻入工件，不干扰丝锥的自行引进量， 要求攻丝主轴系统向前进给与丝锥的自行引进完全同步。 即：vf = S丝，
vf —— 主轴系统的进给量（mm/min）。 因此组合机床上，在丝 锥和主轴系统之间大多不 采用刚性连接，而是在二 者之间设有进给补偿环节。 补偿越灵活，加工出的螺 纹精度越高。
第三节 通用多轴箱设计
（2）常用攻丝组合机床的结构方案 组合机床与通用机床一样：加工螺纹时，主运动和进给运动之
间保持严格的传动比关系，即内联系传动。 根据实现内联系传动系统所选用的机构不同，攻丝组合机床可
分为两大类：攻丝动力头型、攻丝靠模型
1）攻丝动力头型攻丝组合机床 当被加工零件的孔数量较多， 深度不大，且全部为攻丝工序时，可采用此类攻丝组合机床。
（1）加工基准坐标架的选择及确定各主轴坐标
基准坐标系通常采用直 角坐标系，用XOY表示。
坐标系的原点选在定位 销上，横轴（X轴）、纵轴 （Y轴）均通过定位销孔。
第三节 通用多轴箱设计
（2）选择小坐标系计算中间传动轴坐标 ① 与2轴定距的传动轴坐标计算 ② 与2轴定距的传动轴坐标计算 ③ 与3轴定距的传动轴坐标计算
多轴箱传动系统设计内容 通过一定的传动链把动力箱输出轴传 进来的动力和转速按要求分配到各主轴，实现所需的转向和转速。
传动系统的设计原则 以获得所需的主轴转速和旋向为原则。
（1）传动系统的基本要求
在保证主轴强度、刚度、转数和转向的前提下，力求使主轴、 传动轴、齿轮等的规格少，数量少，体积小。
1）尽量用一根中间传动轴带动多根主轴。当齿轮啮合中心距 不符合标准时，可用变位齿轮或略变传动比的方法解决。
应用：多轴箱借助动力箱、 动力滑台完成钻孔、扩孔、铰孔、 镗孔、攻丝等加工工序。
采掘机械第四篇1章-凿岩机详解
第一节
4、转角的影响 两次相邻冲击 之间钎头所转动 的角度过大或过 小，都会影响凿 岩速度，转角存 在最优值，一般 介于22－30 °之 间。
概述
第一节
凿岩机的原理
主要动作： 1 前后冲击 2 转钎 3 除粉（冷却钎头）
概述
第一节
概述
类型：凿岩机根据动力的不同，可分为风 动、液压、电动、内燃凿岩机。 地下矿山的开采中，使用最多的是风动 凿岩机。与其它三种凿岩机相比，风动凿 岩机有以下优点： • 结构简单 • 安全可靠 • 坚固耐用 • 修理简便
第一节
概述
• 1868年，查理土· 布莱建立了世界上第一个凿岩机的制造 公司。 • 1890年C· H· 绍星等人发展了锤式凿岩机，并在同年由登 维尔凿岩机制造公司生产了第一批活塞与钎杆分开的锤式 凿岩机。 • 具有现代凿岩机特色的锤式冲击设备出现在1896年。由美 国人乔治· 莱纳制造的凿岩机，其冲击频率已经达到30Hz， 并具有棘轮棘爪螺旋棒转钎机构和湿式排扮装置。 • 1938年德国人制成了气腿和碳化钨钎头。 • 在20世纪60年代初期，发展了回转与冲击机构分开的独立 回转式凿岩机。
第一节
概述
• 20世纪20年代，英国多尔曼制成一台液压凿岩机， 由于当时工业水平还不高，液压技术也不够完善， 故未能用于生产。 • 1970年法国蒙塔贝特公司首先制成第一代可用于 生产的液压凿岩机。 • 1977 年日本古河矿业公司推出重型液压凿岩机 , 把液压凿岩机安装在 9 个钻臂的大型液压钻车上 。 • 1980年由长沙矿冶研究院、 株洲东方工具厂等单 位研制成功我国第一台用于生产的液压凿岩机。
第二节 气动凿岩机
结构 • 凿岩机 • 气腿 • 风管 • 注油器 • 水管 • 钎子
第二章 钻眼爆破
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 思考题
第二章 钻 眼 爆 破 钻眼机具 炸药和爆炸概论 工业炸药 起爆器材 电雷管起爆法 破岩原理和爆破技术
29.06.2020
1
• 一、钻眼第机一械节分类及钻选用眼机具
–1. 按动力分
3.按安设与推进方式分
• 风(气)动钻机
手持式钻机
• 电动钻机
气腿式钻机
冲击式钻机
电动钻机 液压钻机
气腿式 钻架式
手持式 气腿式 向上式 导轨式
钻机
内燃钻机
旋转式钻机
电动钻机 风动钻机
液压钻机
旋转冲击式钻机 潜孔钻机
煤电钻 岩石电钻
29.06.2020
滚压式钻机
牙轮钻机
3
第一节 钻眼机具
• 二、冲击式风动凿岩机
–1.冲击式凿岩机破岩原理
•利用压气推动机体内的活塞前后移动打 击钎子完成钻眼工作:
29.06.2020
18
第一节 钻眼机具
29.06.2020
19
第一节 钻眼机具
• 润滑系统 自动注油器
– 悬挂式：悬挂在风管弯头处，容油量较小； – 落地式：放在离凿岩机不远的进风管中部，容油量较大。
FY200B，FY500型注油器
29.06.2020
BLG 30 lubricator
20
第一节 钻眼机具
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BLG 30 lubricator
21
第一节 钻眼机具
• 三、冲击式液压凿岩机
29.06.2020
22
第一节 钻眼机具
–1. 冲击机构：
• 油压作为动力（与风动凿岩机区别）
50 48 80 62
第二章 钻 眼 爆 破 钻眼机具 炸药和爆炸概论 工业炸药 起爆器材 电雷管起爆法 破岩原理和爆破技术
29.06.2020
1
• 一、钻眼第机一械节分类及钻选用眼机具
–1. 按动力分
3.按安设与推进方式分
• 风(气)动钻机
手持式钻机
• 电动钻机
气腿式钻机
冲击式钻机
电动钻机 液压钻机
气腿式 钻架式
手持式 气腿式 向上式 导轨式
钻机
内燃钻机
旋转式钻机
电动钻机 风动钻机
液压钻机
旋转冲击式钻机 潜孔钻机
煤电钻 岩石电钻
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滚压式钻机
牙轮钻机
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第一节 钻眼机具
• 二、冲击式风动凿岩机
–1.冲击式凿岩机破岩原理
•利用压气推动机体内的活塞前后移动打 击钎子完成钻眼工作:
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第一节 钻眼机具
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第一节 钻眼机具
• 润滑系统 自动注油器
– 悬挂式：悬挂在风管弯头处，容油量较小； – 落地式：放在离凿岩机不远的进风管中部，容油量较大。
FY200B，FY500型注油器
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BLG 30 lubricator
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第一节 钻眼机具
29.06.2020
BLG 30 lubricator
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第一节 钻眼机具
• 三、冲击式液压凿岩机
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第一节 钻眼机具
–1. 冲击机构：
• 油压作为动力（与风动凿岩机区别）
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采掘机械第四篇1章-凿岩机详解
第一节
概述
凿岩机械发展趋势 • 凿岩机械趋向全自动化（凿岩机器人） 自动开孔、防卡钎、自动停机、自动退钎、台车 和钻臂自动移位、定位以及遥控操作系统等。 • 凿岩机械趋向环保化（一般选用液压凿岩机） • 凿岩机械趋向多样化 — 标准化和系列化 — 定型和非定型 — 大型化和小型化
第一节
冲击式凿岩理论 1、冲击式凿岩的过程： （1）呈跃进式破坏 （2）产生承压核 （3）形成破碎漏斗
第二节 气动凿岩机
凿岩机具 1、钎头 • 钎头形状：一字 形、十字形和柱 齿合金钎头 • 钎头构造：刃角、 隙角、曲率半径、 初始直径、排粉 槽和吹洗孔 • 钎头材料：合金 钢
第二节 气动凿岩机
2、钎杆 • 中空六角形 • 非镍铬低碳合 金钢和其他新 材料 • 平均寿命150 －250m • 破坏形式：钎 杆折断、钎尾 堆顶和钎肩磨 损
第三节
液压凿岩机
• 活塞返回(b)：此时压力油经滑阀H腔、e孔进入活塞右端 M腔，活塞左端A腔经a孔、滑阀N腔回油箱，活塞被推动 左移。当活塞移动到打开d孔时，M腔部分压力油经孔d作 用在阀芯右端，推动阀芯左移，油流换向，回程结束并开 始下一个循环的冲程。在活塞左移的过程中，当活塞左移 关闭f孔后，D腔内油液被压缩，使回程蓄能器3储存能量， 同时还可对活塞起缓冲作用。当冲程开始时，该蓄能器就 释放能量，以加快活塞向前运动的速度，提高冲击力。 • 主油路蓄能器5，其作用是积蓄和补偿液流，减少油泵供 应量，从而提高效率，并减少液压冲击。
第二节 气动凿岩机
润滑与润滑机构 • 作用：减少摩擦、防止生锈、 保持间隙的密封。 • 润滑剂应具有的性质： ① 粘度适宜 ② 形成乳剂 ③ 较高的化学稳定性、无毒和 无腐蚀性 • 润滑机构
第五章__牙轮钻机
牙轮钻机
一章 1.岩石有哪些物理机械性质 2.坚固性系数的物理意义 3.机械破碎岩石的方法 4.流体压力对破碎漏斗形成机理的影响
二章 1.凿岩机的成孔原理 2.凿岩机的类型（按安装方式分） 3.风动凿岩机的主要组成，主要区别有那些 4.进入YT-23凿岩机的气路有几条，各支路压力的流动路线 5.定压（压差）配气和定程配气 6.活阀、碗装阀和无阀配气，那个能量利用率高且耗气量小 7.内外转钎机构的特点 8.风动凿岩机有那些主要性能参数，分析这些参数时作了那些假定。 9.影响凿岩机冲击效率的关键因素 10.液压凿岩机的特点
P ----轴压力；
n ----钻头转速；
T
K ----表征岩石特征的常数。
四、钻孔速度 估算钻进速度的经验公式 P nT V 0.375 Df V----钻进速度； P ----轴压力； 式中 nT----钻具转速； D ----钻头直径； f ----普氏硬度系数。
第六节
牙轮钻机的发展趋势
二、三牙轮钻头的类型 矿用三牙轮钻头，按照钻头上凿岩刃具----牙轮上牙齿 的不同，可分为：铣齿钻头和柱齿钻头；按排碴时吹风方式 的不同，分为：中心吹风排碴式和旁测吹风排碴式钻头。
牙轮的类型：
单锥牙轮 复锥牙轮
3.轴承组
作用： 保证牙轮灵活地转 动，并把钻机施加给 钻头上的轴压力和扭 矩传给牙轮。 组成： 滚柱 滚珠 滑动衬套
一、牙轮的运动分析及其转速的计算 1、不超顶不移轴布置
nL
式中
R nT r
sin
n
T
为牙轮锥半顶角， r 为牙轮大端半径，
R 为钻孔半径。
2、移轴布置
nL
3、超顶布置
sin
采掘机械与液压传动 第4篇1章
当活塞移动到打开d孔时，M腔部分压力油经孔d作用 在阀芯右端，推动阀芯左移，油流换向，回程结束并 开始下一个循环的冲程。在活塞左移的过程中，当活 塞左移关闭f孔后，D腔内油液被压缩，使回程蓄能器3 储存能量，同时还可对活塞起缓冲作用。当冲程开始 时，该蓄能器就释放能量，以加快活塞向前运动的速 度，提高冲击力。 在YYG-80型液压凿岩机上还装有一个主油路蓄能 器5，其作用是积蓄和补偿液流，减少油泵供应量，从 而提高效率，并减少液压冲击。 YYG-80型液压凿岩机的冲击机构采用独立的液压 系统，由一台齿轮泵供油，而转钎机构则与配套的液 压钻车的液压系统合并使用。
YT23型气腿凿岩机外形如图4-1-2。该机主机由柄体气缸
3及机头7组成，用两根螺 栓8将它们与手柄1连成一 体。钎子6插在机头的钎 尾套内，并借钎卡5支持。 自动注油器10连在进气 管上，使润滑油混和在压 缩空气中呈雾状，带入 凿岩机内润滑各运动副。 冲洗炮眼用的压力水由水 管从凿岩机尾部送入，经 插在机器内的水针直至钎 子的中心孔。气腿11支承 凿岩机并给以推进力。
钎尾后，在返回行程中带动钎子转过一定的角度，转 角的大小取决于螺旋杆的导程与活塞行程，一般为 10～15°。这种内回转转钎机构的特点是合理的利用 了活塞返回行程的能量来转动钎子，具有零件少，结 构紧凑，工作可靠的优点，应用最为普遍。其不足之 处是转钎扭矩受到一定限制，棘爪等零件易于磨损。
YTP26无螺旋杆的外棘轮转钎机构（如图4-1-8）。 YTP26型凿岩机采用一种无螺旋杆的外棘轮转钎机构。 外棘轮4装在机头中，其内装有螺母与冲击活塞2上的 螺旋槽3相配合。棘爪5装在机头内，并借助弹簧将它顶 在外棘轮齿槽内。活塞上还有直花键6，与转动套7相配 合，在活塞返回行程时，即可带动钎子旋转。这种转钎 机构的优点是没有单 独的螺旋杆，零件少。 它的缺点是螺旋槽与 花键槽均开在活塞杆 上，削弱了活塞杆的 强度。
第四章 钻井工艺(2 喷射钻井)
Q减小，Nb增大，故Q应尽可能小,但在额 定泵功率状态下，排量不可能比Qr更小， 故Qopt=Qr
地面管汇压耗：Pg=KgQ1.8 钻杆内外压耗：Pp=KpQ1.8 钻铤内外压耗：Pc=KcQ1.8 循环压耗：Pl=Pg+Pp+Pc=(Kg+Kp+Kc)Q1.8
=Kl Q1.8
压耗系数的变化
可将压耗系数分成两部分：与井深有关的 部分和与井深无关的部分，即：
Kp=mLp=m(L-Lc) n’=Kg+Kc Kl=mL-mLc+n’ 令n=Kg+Kc-mLc 则：Kl=mL+n
水功率传递的基本关系式 Ps=Pl+Pb=Pg+Pst+Pan+Pb Ns=Nl+Nb=Ng+Nst+Nan+Nb
循环压耗计算
范宁-达西公式 L
P1
P2
V
d
h P1 P2 V 2
2g
Pl
V2
2g
V
2
2
f L
rw
Pl
f
L rw
V2
2g
f
L rw
V
2
2
降低泥浆密度 降低泥浆粘度 适当增大泥浆过流面积
Pl B 0.2 0.8 LQ 1.8
d 4.8
(管内）
P
l
5.7053（D
0.2 0.8 LQ
Dp)3(D
1.8
Dp)
1.8
(环空）
提高水力参数的途径
增大钻头压耗系数Kb
增大，增大井底压力和循环压耗，不可取。
地面管汇压耗：Pg=KgQ1.8 钻杆内外压耗：Pp=KpQ1.8 钻铤内外压耗：Pc=KcQ1.8 循环压耗：Pl=Pg+Pp+Pc=(Kg+Kp+Kc)Q1.8
=Kl Q1.8
压耗系数的变化
可将压耗系数分成两部分：与井深有关的 部分和与井深无关的部分，即：
Kp=mLp=m(L-Lc) n’=Kg+Kc Kl=mL-mLc+n’ 令n=Kg+Kc-mLc 则：Kl=mL+n
水功率传递的基本关系式 Ps=Pl+Pb=Pg+Pst+Pan+Pb Ns=Nl+Nb=Ng+Nst+Nan+Nb
循环压耗计算
范宁-达西公式 L
P1
P2
V
d
h P1 P2 V 2
2g
Pl
V2
2g
V
2
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f L
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Pl
f
L rw
V2
2g
f
L rw
V
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降低泥浆密度 降低泥浆粘度 适当增大泥浆过流面积
Pl B 0.2 0.8 LQ 1.8
d 4.8
(管内）
P
l
5.7053（D
0.2 0.8 LQ
Dp)3(D
1.8
Dp)
1.8
(环空）
提高水力参数的途径
增大钻头压耗系数Kb
增大，增大井底压力和循环压耗，不可取。
石油矿场机械4
⒉ 工作中的检查
• 启动转盘要平稳操作，启动后要检查转台是否跳动，声音 是否正常。每班应至少检查一次转盘的固定情况。在钻进和起 下钻过程中，应避免猛蹩、猛顿，严禁使用转盘崩扣。
新转盘使用一个月应更换机油，以后每使用三个月换油一 次。防跳轴承和锁紧装置上的销轴每月应至少注入一次润滑脂
16
⒊ 润滑的检查
三、转盘的结构组成
13
ZP7—520
14
ZP7—520
1. 底座 壳体是结构比较复杂而紧固的铸钢件，内腔形成两个油池；外形 上便于安装固定和运输，便于工人进行井口操作。 2. 转台总成： 主要有转台迷宫圈、转台、固定在转台上的大锥齿轮、主轴承、 辅轴承、下座圈、大方瓦和方补心等组成。主轴承起承载和承转 作用；辅轴承起径向扶正和轴向防跳的作用。 3. 快速轴（水平轴总成）： 主要由动力输入链轮（链轮驱动）或连接法兰（万向轴驱动—— 传递负荷，改变运动方式）、水平轴、小锥齿轮、轴承套和底座 上的小油池组成。 水平轴头部装有小锥齿轮，尾部装联接法兰(万向轴传动时)或链 轮(链传动时)。轴通过一付双列调心轴承和套筒座在壳体中，套 筒的作用是使水平轴能进行整体式装配。轴中部有制动棘轮，通 过壳体上的棘爪可实现转台的制动。水平轴下方壳体构成一独立 油池，使水平轴轴承得到良好的润滑。
3
钻具系
钻具系指方钻杆、钻杆、钻杆接头、接箍、钻铤和钻头等主要钻井工
具。 钻具有关安装顺序：游车大钩—水龙头（上部与鹅颈管、水龙带相连， 随大钩上提下放）—方钻杆—钻杆—钻铤—钻头。 几个概念： 水龙头——是钻机的旋转系统设备，起着循环钻井液的作用。 方钻杆——位于钻柱最上端，上接水龙头，穿过转盘，承受全部入井钻 具重量，传递扭具、输送泥浆。 钻铤——高级合金钢的厚壁无缝钢管，其作用给钻头加压，输送泥浆， 连接钻杆与钻头。 钻头——用来旋转破碎岩石，主要有刮刀钻头（两翼、三翼、四翼）、 牙轮钻头（钻头体上装几个能灵活转动的牙轮，分单、双、三、多牙 轮）、金刚石钻头（PDC、TSP）和特殊用途的钻头。
第2章 凿岩钻孔机械与凿岩方法
二、凿岩（孔）方法
1）冲击式钻孔法 2）旋转式钻孔法 3）旋转冲击式钻孔法 4）滚压式钻孔法
2014/5/8
中国矿业大学力建学院
3
三、几种常用凿岩方法的工作原理
1）冲击式钻孔法
钻眼过程：冲击→转动→排粉 冲击力PD 适用于硬岩的钻孔过程 凿岩机是冲击式钻孔法的代表机具
冲击式凿岩过程
2014/5/8 中国矿业大学力建学院 4
水下钻孔
凿岩机 牙轮钻机 潜孔钻机 凿岩钻车 风动凿岩机 液压凿岩机 内燃凿岩机 电动凿岩机 固定支架水上作业平台 漂浮式钻孔爆破作业平台 支腿升降式水上钻孔作业平台
10
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中国矿业大学力建学院
2.常用凿岩钻机及其配件
爆破工程实践中常用的凿岩钻机包括： 1）气动凿岩机 2）液压凿岩机 3）凿岩钻（台）车：露天、地下 4）潜孔钻机 5）牙轮钻机 6）水下钻孔设备
孔，深孔；可提供最优的轴推力；凿岩效率高。 件。 3)凿岩机与钻臂配套使用可实现凿岩机械化和自动化。 缺点：是设备投入较大，维修保养操作要求较高。 2)可远离工作面一人操纵多台凿岩机，明显改善工作条
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中国矿业大学力建学院
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适用范围：
掘进钻车主要用于：矿山巷道、硐室掘进；铁路、
适宜打向上60 ～ 90度炮孔。
钻孔深度5 ～ 8m，孔径40 ～ 80m为宜。
导轨式凿岩机(主视图)
2014/5/8
中国矿业大学力建学院
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浅孔和中深孔凿岩工具
主要包括：钎头、钎杆
钎头
种类和特点 ：按硬质合金形状 分为：刃片、球齿式。 • 刃片：单刃片：一字形；多刃 片：三刃形、十字形、X字形。 • 柱齿式钎头，按柱齿数区分。
四工位专用钻孔机床设计(全套CAD图纸)
四工位专用钻孔机床设计（全套CAD图纸）全套CAD图纸,联系 695132052 第1章绪论1.1 机床的发展与现状金属切削机床是人类在改造自然的长期生产实践中,不断改进生产工具的基础上产生和发展起来的。
最原始的机床是依靠双手的往复运动,在工件上钻孔。
随着加工对象材料的变化和社会的进步,机床的种类也随着增加,功能也越来越多。
近年来,由于新技术的发展并在机床领域得到应用,使机床的发展更加迅猛。
多样化、精密化、高效化、自动化是这一时代机床发展的基本特征。
也就是说,机床的发展紧密迎合社会生产的多种多样和越来越高的要求。
我国的机床工业是在新中国成立后建立起来的。
50多年来,我国的机床工业获得了高速发展。
目前我国已经形成了布局比较合理、比较完善的机床工业体系。
机床的性能也在逐渐提高,有些机床的性能已经接近世界先进水平。
但与世界水平相比,还是有较大的差距。
因此,要想缩短与先进国家的差距,我们必须开发设计出我国自己的高性能机床。
现代金属切削机床的主要发展趋势是:提高机床的加工效率,提高机床的自动化程度以及进一步提高机床的加工精度和减小表面粗糙度值。
1.2 机床的用途及分类钻床是孔加工用机床,主要用来加工外形较复杂,没有对称回转轴线的工件上的孔。
在钻床上加工时,工件不动,刀具作回转主运动,同时沿轴向移动,完成进给运动。
钻床可完成钻孔、扩孔、铰孔等工作。
钻床可分为:立式钻床、卧式钻床、台式钻床、摇臂钻床,深孔钻床及其它钻床等。
本次设计的四工位专用钻孔机床是卧式钻床,四工位专用机床是在四个工位上分别完成相应的装卸工件、钻孔、扩孔、铰孔工作,如图1.1所示。
它的执行机构有两个:一是装有四工位工件的回转工作台,二是装有专用电动机的带动的三把刀具的主轴箱。
主轴箱每向左移动送进一次,在四个工位上分别完成相应的装卸工件、钻孔、扩孔、铰孔工作。
当主轴箱右移退回到刀具离开工件后,工作台回转90度,然后主轴箱再次左移。
很明显 ,对某一个工件来图1.1 四工位专用机床执行动作图说,要在四次工作循环后完成装、钻、扩、铰、卸等工序。