转盘钻机 SPC-300H

钻机设有三种 升降机， 即主升降机 、抽筒升降 机和工具升降 机。在装Fra Baidu bibliotek置上三种升降 机各自独 立操作而互不 干扰，在 结构上基本相 同。这里 仅介绍主升降机。
涨闸离合器结构原理 涨闸离合器 结构原理
拉簧Ⅰ 拉簧Ⅰ 支臂 涨闸带 拉簧Ⅱ 拉簧Ⅱ 调整螺母
涨闸接头结构
5 冲击机构
冲 击机 构动力传动路线
（二）钻机的组成
钻机的外貌如图所示。该钻机由 钻机主体、泥浆泵和桅杆三大部 分组成。
钻机的整体布局
钻机主体由传动箱14、变速箱11、转盘3、主升降机 9、副升降机7、冲击机构6、导向加压机构8及液压 系统等部件构成。
（ 三 ） 钻机的机械传动系统
机械传动系统
泥 浆 泵
减 速 箱 工具升降机
冲击 机构 油 泵 转 盘
转盘工 作原理
转台2由上、下两盘球轴承支承于壳体上，并用螺母9锁紧。为了 防止螺母9松动，采用螺钉固定于转台2上。当转盘使用后，出现轴承间 隙增大时，可先拧掉固定螺钉，在拧动螺母9，以调节轴承间隙。 在转盘底座11上装有2个油缸10，用于控制2块井口板的开合。井 口板的作用是支承钻具。底座11上还安装有支承转盘的千斤顶12，以增 加转盘工作的稳定性。 转台的外圆铣有棘齿，通过油缸活塞上的棘爪推动，用于拧卸钻 杆接头时搓扣。 来。 转盘体与汽车后架用轴销8连接，便于在搬运时，将转盘悬挂起
第二节 转盘式钻机
转盘式钻机的结构特点
转盘式钻机与立轴式钻机及动力头式钻机的最本质区别在于回转器。 转盘式钻机利用转盘带动钻具回转，主动钻杆通常为方形。与立轴 式回转器及动力头式回转器相比，转盘式回转器有以下特点： 可直接装在机座或钻机基础设施上，重心低，比较稳定，适用于大 扭矩、低转速回转钻进。 转盘结构尺寸不受安装方式的限制，可获得较大的通孔直径，一般 不需移开转盘就可通过通过粗径钻具， 转盘还可兼作拧管机。 但转盘的导向和定向性能不如立轴回转器好。适合于打垂直孔而不 适于打斜孔。 转盘密封性能差。
钻机的整体布局
转盘的结构简图
拨柱 拨杠（ 拨杠（回转梁） 大锥齿轮 转台 小锥齿轮
壳体 动力输入轴
调整螺母
4
升 机
降
升降机动力传动路线
泥 浆 泵
减 速 箱 工具升降机
冲击 机构 油 泵 转 盘
传 动 箱
变 速 箱
主 升降机 主升 降机
抽筒升降机
汽车发动机的动力经离合器、变速箱的第二轴输入传动 箱。经传动箱的滑动双联齿轮，将动力输入钻机变速箱。经过 变速及锥齿轮传动，动力输入减速箱，驱动升降机主轴转动， 在通过离合器及链轮传动，将动力传给副卷扬。
该钻机的转盘为壳体定心式，如图，动力经万向轴输入横轴7，横轴端 部为花键，安装小锥齿轮6，转盘的大锥齿轮5用平键和螺钉固定连接 于转台2上，并与小锥齿轮啮合。在转台上也用平键和螺钉固定安装2 个拨柱4，以带动拨杠3回转。拨杠3的中心部分为方形孔，相应的方形 断面的主动钻杆插于其中，从而驱动钻具回转。
8 桅 杆
桅杆是由钢板焊接而成的箱式结构， 桅杆是由钢板焊接而成的箱式结构 ， 它 包 括桅杆座、支座、桅杆体、工作台、 括桅杆座、支座、桅杆体、工作台、冲击缓 冲胶圈、天车和起塔油缸等组件。 冲胶圈、天车和起塔油缸等组件。
转盘的结构形式
关于转盘式钻机
由于转盘通孔直 径大，影响了转盘转速 的提高，因此，转盘式 钻机主要用于石油钻井、 水井、地热井及大口径 工程施工等低转速钻进。
转盘式钻机应用范围
转盘式钻机
考虑到我们的专业特点，今后与水文 水井和工程施工接触可能较多，就以在 我国水文水井和工程施工中得到广泛应 用的SPC-300H钻机为例对转盘钻机作一 简单介绍。
主升降机为涨闸式升降机，即采用液 压操纵的涨闸离合器控制动力。卷筒7两端 用球轴承安装于主轴11上，卷筒的左端为 闸圈，外圆部安装有闸瓦式制带6，而闸圈 内圆部位安装有涨闸装置。涨闸架体9用键 安装于主轴11上，涨闸架体的外圆为涨闸 带，涨闸带工作时与卷筒闸圈内圆接触， 靠摩擦力传递动力，驱动卷筒旋转。
由大链轮4 定向超越离合器6 曲轴3 由大链轮 4 、 定向超越离合器 6 、 曲轴 3 、 绳 轮 2 等组成。 冲击机构是靠钢丝绳悬挂钻具 ， 等组成 。 冲击机构是靠钢丝绳悬挂钻具， 使之上下运动对孔底进行冲击钻进的。 使之上下运动对孔底进行冲击钻进的。
冲击钻进示意图
冲击绳轮 曲轴 钢丝绳 主升降机卷筒 导绳轮
传 动 箱
变 速 箱
主 升降机 主升 降机
抽筒升降机
汽车发动机的动力经汽车离合器、汽车变速箱的第 二轴输入传动箱。经传动箱的滑动双联齿轮，可将动力分别 输入汽车后桥驱动轴和钻机变速箱。
传 动 箱
传动箱是一个汽车动力 分动箱。汽车动力经过传动 箱可分别传至汽车驱动桥、 钻机各工作机构、泥浆泵和 液压泵。传动箱的结构如图， 箱体4用螺栓固定安装于汽车 变速器上，并与汽车底盘采 用弹性连接。花键套6安装在 汽车变速器的第二轴上，通 过滑动的双联齿轮5，将动力 传递给花键轴3，作为驱动汽 车的动力输出，或经中间齿 轮7和齿轮1作为钻机的动力 输出，动力还可以通过中间 轴2的浮动联轴器，用于驱动 油泵。
6
加压机构
钻机的加压机构 由导向加压机构和加 压拉手组成。
导向加压机构
3
钻机的导向加压机构如图。该机构由加压架4、加压 拉手1、加压油缸2、导向滑轮8和钢丝绳等组成。结 构分导向和加压两部分。导向部分是依靠加压架4的 滚轮，沿着桅杆7的上导向架上、下运动，对加压部 件起着扶正作用。在桅杆和导向架的两侧设有2根专 用的加压钢丝绳5、6。钢丝绳绕过导轮，其两侧分 别连接于加压架4的上、下钩环上。加压架4是钢板 焊件用螺钉连接而成，安装时卡夹于提水接头3上端 的卡梁上。加压架上端连接游动滑车。加压拉手1的 上部与加压油缸2的活塞杆相连接。加压拉手的两侧 安装有液压夹绳器。加压油缸固定在桅杆架上。
冲击机构工作原理
冲击绳轮 曲轴 钢丝绳 主升降机 导向轮 从上述可知，冲击机构的工作原理 是，动力从大链轮输入，带动套筒旋转， 使滚柱楔紧于套筒与爪轮之间，靠摩擦力 矩驱动曲轴转动。由于曲轴的转动压绳轮 迫使钢丝绳将钻具提离孔底，当大链轮带 动曲轴转动使钻具提引达最大高度之后， 在钻具自重作用下开始下落，而且下落的 速度越来越大，致使曲轴——爪轮的瞬时 转速超过大链轮的转速，从而使爪轮迅速 脱摆大链轮的控制（即 离合 器呈分离状 态），使钻具近似自由落体的速度下落， 以较大的加速的向孔底冲击，获得大的冲 击功，以破碎岩石。冲击钻进就是依此反 复工作的。
加 压 拉 手
加压拉手是一种液压控制的连 杆－夹板的四边形夹绳机构， 由拉手架体4、立柱7、辅助油 缸10、杠杆3、夹板2等组成。 其工作原理是，当压力油进入 辅助油缸10后，活塞推动拉手 5向上运动，由于杠杆3和夹板 2所组成的四边形机构为矩形， 夹板松开钢丝绳。这是弹簧6 为伸张状态，当油缸卸荷后， 弹簧6收缩，使杠杆和夹板组 成的四边形呈菱形状，夹板夹 紧钢丝绳。显然，此种机构为 常闭式夹持器。
钢丝绳缠绕悬挂系统如图。在冲击器与主升降机之间安装一导绳轮， 钢丝绳可以从其上部或下部绕过，从而可得到大、小两种冲程。钢丝 绳从导绳轮的上部绕过时为大冲程，从下部绕过时为小冲程。
超越离合器
超越离合器由爪轮1、套筒2、滚柱 3及弹簧顶销4所组成。超越离合器 的工作原理是：当套筒2（即链轮） 作逆时针方向旋转时，滚柱3在弹 簧顶销4的推动及与套筒接触面的 摩擦力作用下，卡紧于套筒与爪轮 1间的斜槽楔角内，从而靠摩擦力 矩带动爪轮及主轴（即曲轴）旋转。 当主轴旋转的角度大于套筒的角速 度时，爪轮借摩擦力将滚柱推向斜 槽宽处空间，顶销弹簧压缩，爪轮 即行摆脱套筒的约速力。
机械传动路线图
汽车后桥 离合器 万向轴 链 轮 减速箱 主升降机 泥浆泵 油泵 转盘
汽车动力 传动 箱
变速箱
冲击机构
链 轮
副升降机
（四）主要部件结构
1
传动箱
2变速箱
变速箱是由 8根轴20个齿轮 组成的2个互不 干扰的变速组， 分别实现转盘、 升降机和冲击 机构不同转速 的动力传递。
湿式摩擦离合器示意图
转盘的结构形式
转盘的结构型式随其用途、 转盘的结构型式随其用途 、 传动方案的不同有多 种形式。 种形式 。 但各种转盘有共同的基本组成部分：即动力 输入轴、 角传动副、 箱体和转台。 输入轴 、 角传动副 、 箱体和转台 。 转盘主要有下列几 种结构形式： 按照转速的高低可分为高转速（又称小转盘）和低转 速（大转盘）。高速转盘多用于岩芯钻机，低速转盘 用于水文水井钻机、工程钻机及石油钻机。 按照转盘传动级数可分为一级和二级传动两种。 按照转盘驱动钻杆的方式分为：补心式和回转梁式。
主动盘
花键套、 被动摩擦片、 花键套 、 被动摩擦片 、 定位盘和压盘， 定位盘和压盘 ， 构成离 合器的被动组件。 合器的被动组件。 主动摩擦片、 主动盘、 主动摩擦片 、 主动盘 、 轴承组成离合器的主动 件 。 操纵机构由操纵手柄、 操纵机构由操纵手柄 、 传动杠杆， 传动杠杆，拨叉 、滑块 及压爪等组成。 及压爪等组成。
汽车发动机的动力经离合器、变速箱的第二轴输入传动箱。 汽车发动机的动力经离合器、变速箱的第二轴输入传动箱。经传动箱的 滑动双联齿轮，将动力输入钻机变速箱。经过变速及锥齿轮传动， 滑动双联齿轮，将动力输入钻机变速箱。经过变速及锥齿轮传动，动力 输入减速箱，结合滑移齿轮，动力经链轮传动传给冲击机构。 输入减速箱，结合滑移齿轮，动力经链轮传动传给冲击机构。
定位盘
压盘
离合器的离合间隙由调 整螺母来调节和控制。 整螺母来调节和控制。
3 盘
转
回转器动力传动路线
泥 浆 泵
减 速 箱 工具升降机
冲击 机构 油 泵 转 盘
传 动 箱
变 速 箱
主 升降机 主升 降机
抽筒升降机
汽车发动机的动力经离合器、变速箱的第二轴输入传动箱。 经传动箱的滑动双联齿轮，将动力输入钻机变速箱，通过变 速箱变速，将动力由万向轴传入回转器 。
转盘的结构形式
按照转盘动力 输入方式可分为侧 面输入式和中间输 入式。侧面输入式 一般采用皮带或链 条传动。中间输入 式均采用万向轴传 动
转盘的结构形式
按照转台的定位方式可分为壳体定位（内转式） 和芯管定位（外转式）两种。 壳体定位是支承转台的轴承装在转盘壳体上。 在与芯管定位的转盘转台尺寸相同的情况下，轴承尺寸 较大，承载能力大；转盘通孔不受芯管尺寸限制。但在 拧卸钻具时，因没有芯管支撑垫叉，需要另设支撑装置。 此种方式适用于低速大口径转盘。 芯管定位式转盘的转台与传动锥齿轮连接，并 通过轴承支承在芯管上，操作方便。此种类型适用于较 小口径的高速转盘式岩芯钻机及小口径工程钻机。
二、SPC-300H型钻机
SPC － 300H 型 钻机为多功能 （回转、冲击） 复合式车装钻机， 专用于水井施工， 也可用于桩基工 程施工等。
结
构
特
点
1. 钻机的所有部件均安装于黄河牌载重汽车上，以汽车发动机 作动力；钻机的主传动为机械传动，其操纵机构中一部分为 液压操纵，另一部分为机械操纵。 2. 钻机除转盘回转钻进为主要方式外，还附有冲击钻进机构， 适应性较强，可在粘土、砂层、卵砾石层及基岩等多种地层 中钻进。回转钻进时采用泥浆泵作为冲洗液.钻机配备有1个 主升降机和2个副升降机。主升降机用于升降钻具、下井管、 减压钻进及冲击钻进。一个副升降机用于带动冲击取土器或 捞砂筒，以提取土样或井内捞砂，另一副升降机则用于升、 降活动工具及其它工具。以减轻体力劳动，满足钻进工作需 要。 3. 在转盘上配备有卸管油缸，在提升井内钻具时，用于拧卸钻 杆接头的搓扣（即将接头螺纹拧松）。 4. 设备为车装，整体性强，运输搬迁机动性好。
（ 一 ） 主 要 参 数 钻进能力
回转钻进 300m 冲击钻进 钻孔直径 回转钻进 冲击钻进 转盘通孔直径 转盘转速 正转 123r/min 反转 40r/min 52、76、 500mm 700mm 505mm 80m 200升降机最大起重量 主升降机 30KN 抽筒升降机 20KN 工具升降机 20KN 冲击机构 冲击行程 650、500mm 冲击次数 25、50、72r/min 加压机构 最大加压力 20KN 加压行程 1000mm 动力机功率 118KW 桅杆高度 11m 桅杆最大负荷 150KN