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編號(hào)
無錫太湖學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
題目：履帶式錨固鉆機(jī)總體設(shè)計(jì)、液壓系統(tǒng)（泵站、操作臺(tái)、管路附件）設(shè)計(jì)
信機(jī) 系 機(jī)械工程及自動(dòng)化 專業(yè)
學(xué) 號(hào)： 0923027
學(xué)生姓名： 喬 剛
指導(dǎo)教師： 屠德剛 （職稱：高工 ）
（職稱： ）
2013年5月25日
I
無錫太湖學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)
誠(chéng) 信 承 諾 書
本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì) 履帶式錨固鉆機(jī)總體設(shè)計(jì)、液壓系統(tǒng)（泵站、操作臺(tái)、管路附件）設(shè)計(jì) 是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的成果，其內(nèi)容除了在畢業(yè)設(shè)計(jì)中特別加以標(biāo)注引用，表示致謝的內(nèi)容外，本畢業(yè)設(shè)計(jì)不包含任何其他個(gè)人、集體已發(fā)表或撰寫的成果作品。
班 級(jí)： 機(jī)械91
學(xué) 號(hào)： 0923027
作者姓名：
2013 年 5 月 25 日
無錫太湖學(xué)院
信 機(jī) 系 機(jī)械工程及自動(dòng)化 專業(yè)
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)論 文 任 務(wù) 書
一、題目及專題：
1、題目 履帶式深基坑錨固鉆機(jī)
2、專題 鉆機(jī)總體、液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)
二、課題來源及選題依據(jù)
課題來源：江蘇省無錫探礦機(jī)械總廠有限公司
選題依據(jù)：目前國(guó)內(nèi)地鐵、高層建筑、機(jī)場(chǎng)及其它需要深基坑進(jìn)行錨固、旋噴、降水的鉆機(jī)大多采用國(guó)外進(jìn)口，我國(guó)在這個(gè)領(lǐng)域尚屬空白，為了填補(bǔ)這項(xiàng)國(guó)內(nèi)空白，我們準(zhǔn)備在國(guó)內(nèi)已有相似鉆機(jī)(尚不具備深基坑錨固旋噴工藝)的基礎(chǔ)上重新設(shè)計(jì)動(dòng)力輸出裝置，重新匹配動(dòng)力，由于液壓傳動(dòng)系統(tǒng)執(zhí)行效率高，采用液壓傳動(dòng)和機(jī)械傳動(dòng)相結(jié)合的方式，因?yàn)樯罨渝^固旋噴鉆機(jī)主要用于城市建設(shè)，考慮用履帶機(jī)構(gòu)增加鉆機(jī)的機(jī)動(dòng)性。
三、本設(shè)計(jì)應(yīng)達(dá)到的要求：
一、鉆機(jī)總體設(shè)計(jì)要求：
了解熟悉鉆機(jī)的工作原理以及各部件組成、如何工作及連接關(guān)系，要求各部件的連接、布局合理美觀、安裝使用方便，主要部件工作參數(shù)如下：
1、回轉(zhuǎn)器最大輸出扭矩達(dá)到：4500 N.m 。
2、回轉(zhuǎn)器轉(zhuǎn)速達(dá)到（r/min）：
Ⅰ檔(低速檔) 6 20 36 60
Ⅱ檔(高速檔) 12 40 72 120
3、推進(jìn)架油缸 提升力：60KN，推進(jìn)力：30KN
4、回轉(zhuǎn)器在推進(jìn)架上的移動(dòng)行程達(dá)到：2500mm
5、履帶速度達(dá)到：10m/min，爬坡能力≮25°，接地比壓≯0.065MPa
二、液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)
1、根據(jù)各執(zhí)行元件要求的輸出性能參數(shù)及工作速度，計(jì)算所需流量、壓力、消耗功率等液壓參數(shù)，并據(jù)此合理設(shè)計(jì)出整體的液壓系統(tǒng)方案。
2、對(duì)液壓系統(tǒng)的發(fā)熱有計(jì)算，并提出解決辦法。
四、接受任務(wù)學(xué)生：
機(jī)械91 班 姓名 喬 剛
五、開始及完成日期：
自2012年11月12日 至2013年5月25日
六、設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)（或顧問）：
指導(dǎo)教師 簽名
簽名
簽名
教研室主任
〔學(xué)科組組長(zhǎng)研究所所長(zhǎng)〕 簽名
系主任 簽名
2012年11月12日
摘 要
履帶式錨固鉆機(jī)組要是由回轉(zhuǎn)器、 推進(jìn)架、鉆機(jī)步履機(jī)構(gòu)、鉆機(jī)機(jī)架、鉆機(jī)操縱臺(tái)管路等相應(yīng)的部件組成。履帶式錨固鉆機(jī)組要用于目前地鐵、高層建筑、機(jī)場(chǎng)及其他需要深基坑進(jìn)行錨固、旋噴、降水等相應(yīng)的作業(yè)。在此次的論文課題中，我在屠德剛老師的指導(dǎo)下，對(duì)鉆機(jī)的結(jié)構(gòu)布局、其動(dòng)力回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)、液壓系統(tǒng)的運(yùn)作等方面有了很大的認(rèn)識(shí)，通過CAD等制圖軟解的輔助，更加形象的刻畫了履帶式錨固鉆機(jī)的總體以及液壓系統(tǒng)，通過資料的查詢，對(duì)其動(dòng)力系數(shù)和相應(yīng)的各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)了解有著本質(zhì)的提升。在分析運(yùn)動(dòng)及設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)時(shí)，要把產(chǎn)品的外型也要考慮在鉆機(jī)設(shè)計(jì)中。通過這幾個(gè)月的學(xué)習(xí)、查詢本人熟悉了解履帶式錨固鉆機(jī)的工作原理以及各部件，了解其組成、如何工作及連接關(guān)系，對(duì)各部件的材質(zhì)有了相應(yīng)的了解。做到了鉆機(jī)布局合理美觀、安裝使用方便。
關(guān)鍵詞： 履帶式錨固鉆機(jī) 鉆機(jī)步履機(jī)構(gòu) 液壓系統(tǒng)
Abstract
Rawler type anchor drill unit if the gyrator, propulsion, drill steps institutions, drill rack, drill control console of corresponding parts such as pipeline. Crawler type anchor drill unit to be used for the subway, high building, airport and other need to anchor deep foundation pits, jet grouting, precipitation, etc. The corresponding operations. In the thesis topic, I under the guidance of the teacher Tu, structure layout, the power of drilling rig rotary structure, hydraulic system's understanding of the operational aspects had the very big through CAD and other drawing soft solution of the auxiliary, more image depicts the crawler anchorage overall as well as the hydraulic system of drilling rig, through the data query, the power coefficient and corresponding parameter indicators to know has the nature of ascension. On the analysis of the movement and structure design, to product appearance also want to consider in the rig design. Through this a few months of learning, inquiry I understanding of crawler anchor drilling machine working principle and parts, understand its composition, how to work and connection relationship, have the corresponding knowledge of parts material. Did it drill rational layout and beautiful, easy installation and use.
Keywords: Caterpillar anchoring drill rig Drill steps institutions The hydraulic system
目 錄
摘 要 V
Abstract VI
目 錄 VII
1 緒論 1
1.1 鉆機(jī)主要用途 2
1.2、主要技術(shù)參數(shù) 3
13、主機(jī)垂直狀態(tài)：3200×2200×5000 4
2 鉆機(jī)的總體傳動(dòng)設(shè)計(jì) 5
2.1、總體傳動(dòng)設(shè)計(jì) 5
3 動(dòng)力頭（回轉(zhuǎn)器）設(shè)計(jì) 8
3.1. 動(dòng)力頭介紹 8
3.2. 設(shè)計(jì)要求 8
3.3 設(shè)計(jì)步驟 8
3.4 設(shè)計(jì)方案的分析與確定 8
3.5 主要零部件的結(jié)構(gòu)及其選用 9
3.5.1. 各軸在動(dòng)力頭中的位置 9
3.5.2. 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 9
3.5.4. 軸的支承方式及軸承的選用 9
3.6 設(shè)計(jì)及校核 10
3.6.1 功率及轉(zhuǎn)速計(jì)算 10
3.6.2 齒輪校核 10
3.7 典型工藝編制 13
3.7.2 箱體（MDL80D-2-33） 16
4 液壓設(shè)計(jì)計(jì)算及說明 18
4.1 液壓原理的設(shè)計(jì) 18
4.1.1 加壓提升油路設(shè)計(jì)思路 18
4.1.2 起塔油路的設(shè)計(jì)思路 18
4.1.3 支腿油路的設(shè)計(jì)思路 18
4.1.4 主油路的設(shè)計(jì)思路 18
4.2 液壓系統(tǒng)的計(jì)算 19
4.2.1 實(shí)際參數(shù)的計(jì)算 19
4.2.2 液壓系統(tǒng)中主油路的校驗(yàn) 26
4.3 熱平衡計(jì)算 29
4.3.2 雙聯(lián)泵 CBTL-F410/F410-AFP 30
4.3.3 小泵 CBW-F203-AFP 31
5 泵站的設(shè)計(jì) 32
5.1 泵站的介紹及作用 32
5.2 泵站的組成 32
5.2.1 油泵及電動(dòng)機(jī) 34
5.2.2 散熱器 34
5.2.3 油箱 34
5.2.4 空氣濾清器 36
5.2.5 過濾器 36
6 操縱臺(tái)的設(shè)計(jì) 37
6.1 操縱臺(tái)的介紹及作用 37
6.2 設(shè)計(jì)要求及步驟 37
7 管路附件 42
7.1 油管的種類及選擇 42
7.1.1 油管的種類 42
7.1.2 油管的選擇 42
8 推進(jìn)架中油缸的設(shè)計(jì) 46
8.1油缸設(shè)計(jì)要點(diǎn) 46
8.2設(shè)計(jì)要求： 46
8.3加壓提升油缸主要尺寸的確定： 47
9 結(jié)論與展望 50
9.1 結(jié)論 50
9.2 展望 50
致謝 51
參考文獻(xiàn) 52
III
履帶式錨固鉆機(jī)總體設(shè)計(jì)、液壓系統(tǒng)（泵站、操作臺(tái)、管路附件）設(shè)計(jì)
1 緒論
圖1.1 型鉆機(jī)總圖
1. 固定架 2. 夾持卸扣裝置 3. 孔口導(dǎo)向裝置 4. 80回轉(zhuǎn)器 5. 液壓馬達(dá) 6. 73防松器 7. 單重分流器(50通徑) 8. 推進(jìn)架 9. 滑架 10. 變角機(jī)構(gòu) 11. 機(jī)架 12. 轉(zhuǎn)盤組件 13. 步履機(jī)構(gòu) 14. 支撐組件
圖1.2
1.1 鉆機(jī)主要用途
該機(jī)主要部件均采用了最新的成組技術(shù)，再設(shè)計(jì)全新的液壓系統(tǒng)，使其成為一體，關(guān)鍵元件選用國(guó)內(nèi)名牌產(chǎn)品，全液壓控制，儀表顯示，操作方便靈活，大大提高了工作效率，滿足了客戶需要。
該機(jī)屬于全液壓回轉(zhuǎn)器式錨固工程鉆機(jī)，整機(jī)重量小于6000公斤。該鉆機(jī)適用城市中基坑支護(hù)和控制建筑物位移的錨固工程。鉆機(jī)是整體式，并且配有履帶行走底盤和夾持卸扣器。履帶底盤移動(dòng)迅速，對(duì)中孔位置方便。夾持卸扣器可以自動(dòng)拆卸鉆桿和套管，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高拆卸的效率。
MDL-80D型履帶錨固鉆機(jī)性能穩(wěn)定，工作效率高，具有多用性，具備鉆進(jìn)復(fù)雜的地層和處理事故能力。它配套普通合金鉆頭等鉆具可進(jìn)行回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)；在硬巖層采用常規(guī)球齒鉆頭，進(jìn)行沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，高速成孔；與空氣壓縮機(jī)及氣動(dòng)潛孔錘配套，在卵礫石等不穩(wěn)定地層，采用跟管鉆進(jìn)鉆具可進(jìn)行跟套管鉆進(jìn)成孔，并增加了旋噴功能。
這臺(tái)鉆機(jī)主要有如下幾大特點(diǎn):
1、全液壓控制、操作方便靈活、移位方便、機(jī)動(dòng)性好、省時(shí)、省力。
2、鉆機(jī)回轉(zhuǎn)器采用雙液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，輸出扭矩大，回轉(zhuǎn)中心較同類的產(chǎn)品低，大大提高了鉆機(jī)鉆孔的平穩(wěn)性。
3、新型的變角機(jī)構(gòu)使對(duì)孔更加的方便，調(diào)節(jié)范圍變大，可以降低對(duì)工作面的要求。
4、針對(duì)客戶當(dāng)?shù)氐奶厥夤r，對(duì)散熱系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化，確保液壓系統(tǒng)在室外溫度為40°C時(shí)，最高溫度不超過75°C。
5、配有專用跟管鉆進(jìn)鉆具（鉆桿、套管、偏心鉆頭等），在不穩(wěn)定地層用套管護(hù)壁開孔，常規(guī)球齒鉆頭終孔。鉆進(jìn)效率高，成孔的質(zhì)量好。
6、鉆機(jī)主要適合于深基坑錨固支護(hù)，還可通過旋噴模塊的更換，使鉆機(jī)可以進(jìn)行旋噴施工。
1.2、主要技術(shù)參數(shù)
圖1.3
主要鉆進(jìn)方法：潛孔錘常規(guī)鉆進(jìn)、合金鉆進(jìn)、螺旋鉆進(jìn)。
1、鉆孔直徑（mm）：φ100～φ210
2、鉆孔深度（m）：60～100
3、鉆孔角度（°）：0～90
4、額定輸出扭矩(Nm)：4500
5、額定轉(zhuǎn)速（r/min，正反轉(zhuǎn)）：Ⅰ檔(低速檔) 6 20 36 60 (輸出扭矩 4610 N.M)
Ⅱ檔(高速檔) 12 40 72 120 (輸出扭矩 1767 N.M)
6、額定提升力（kN）：60
7、額定給進(jìn)力（kN）：30
8、給進(jìn)行程（mm）：2800
9、滑移行程(mm)：900
10、動(dòng)力：電動(dòng)機(jī)，30kW+11kW+1.5kW
11、重量（kg）：6000
12、爬破角度：25°
13、主機(jī)垂直狀態(tài)：3200×2200×5000
14、主機(jī)水平狀態(tài)：4800×2200×1900 (不裝固定架)
2 鉆機(jī)的總體傳動(dòng)設(shè)計(jì)
2.1、總體傳動(dòng)設(shè)計(jì)
傳動(dòng)的類型有按工作原理分有機(jī)械式，電力式，流體式，磁力式；按運(yùn)動(dòng)方式分有定傳動(dòng)比、變傳動(dòng)比，變傳動(dòng)比又分為有級(jí)和無級(jí)以及周期性規(guī)律變化等。但傳動(dòng)方案選擇必須遵循以下的幾個(gè)原則[1]：
1、綜合利用各類傳動(dòng)方式：
電氣傳動(dòng)用動(dòng)力機(jī)驅(qū)動(dòng)和控制系統(tǒng)；機(jī)械傳動(dòng)是傳動(dòng)裝置中支撐性的部件用于傳動(dòng)比確定和精度要求較高的場(chǎng)合（本鉆機(jī)動(dòng)力頭的設(shè)計(jì)就屬于這種情況）；液壓傳動(dòng)不僅擔(dān)負(fù)了傳動(dòng)功能同時(shí)也用于實(shí)現(xiàn)工作機(jī)部分的執(zhí)行機(jī)構(gòu)（本鉆機(jī)使用液壓系統(tǒng)一方面使桅桿豎立，動(dòng)力頭上下滑動(dòng)，另一方面?zhèn)鲃?dòng)給液壓馬達(dá)，提供動(dòng)力頭的動(dòng)力輸入和履帶的動(dòng)作）；氣動(dòng)多用于輔助性傳動(dòng)場(chǎng)合。
2、功率是方案選擇的重要因素：
小功率滿足工作性能的前提下應(yīng)選用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，費(fèi)用低廉；大功率為節(jié)能和降低成本，則需要考慮傳動(dòng)效率。
3、變速要求：能實(shí)現(xiàn)不同轉(zhuǎn)速下的鉆進(jìn)。
4、標(biāo)準(zhǔn)化：各零件盡量標(biāo)準(zhǔn)化。
5、固定傳動(dòng)比
對(duì)于固定傳動(dòng)比的傳動(dòng)優(yōu)先采用機(jī)械式傳動(dòng)裝置：
（1）合理安排傳動(dòng)機(jī)構(gòu)順序。連桿機(jī)構(gòu)，凸輪機(jī)構(gòu)等通常設(shè)置在靠近工作機(jī)低速一級(jí)的一端；摩擦傳動(dòng)，圓錐副等安排在高速端。
綜上，選用液壓傳動(dòng)為主，由泵站產(chǎn)生高壓油，進(jìn)入操縱臺(tái)的五路控制閥。高壓油通過控制閥的工作油路一路負(fù)責(zé)鉆機(jī)的快速鉆進(jìn)，一路負(fù)責(zé)鉆機(jī)一邊行走馬達(dá)行走、支腿油缸的工作以及動(dòng)力頭的調(diào)速，另一路負(fù)責(zé)鉆機(jī)的另一邊行走馬達(dá)行走、支腿油缸的工作以及鉆機(jī)的慢速鉆進(jìn)和快速提升，還有一路負(fù)責(zé)鉆機(jī)旋噴施工時(shí)的起塔動(dòng)作、慢速和調(diào)速提升，最后一路負(fù)責(zé)鉆機(jī)自動(dòng)拆卸鉆桿和套管。
MDL-80D型鉆機(jī)主要有如下幾個(gè)部件組成：
1、動(dòng)力組件
動(dòng)力組件由三臺(tái)電機(jī)分別帶動(dòng)三組泵：其中一組是大雙聯(lián)泵，大泵是負(fù)責(zé)回轉(zhuǎn)器的快速回轉(zhuǎn)和快速提升。還有一組是小雙聯(lián)泵，是負(fù)責(zé)鉆機(jī)的回轉(zhuǎn)、行走、分配、回轉(zhuǎn)器的加壓提升給進(jìn)。最后一組是小泵，是負(fù)責(zé)鉆機(jī)的起塔、滑架移動(dòng)、調(diào)速給進(jìn)、支撐。鉆機(jī)開機(jī)時(shí)要注意三個(gè)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向，其轉(zhuǎn)向要與電機(jī)后殼上或泵上的黃箭頭標(biāo)向一致，否則鉆機(jī)不能正常工作。
2、回轉(zhuǎn)器部分
回轉(zhuǎn)器由雙液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，經(jīng)齒輪傳動(dòng)變速，帶動(dòng)主軸和前端鉆桿接頭正反轉(zhuǎn)，以此驅(qū)動(dòng)下面的鉆桿旋轉(zhuǎn)。后面接有一個(gè)分流器，方便接氣、漿等介質(zhì) (見附圖回轉(zhuǎn)器示意圖)。
回轉(zhuǎn)器箱體內(nèi)貯存有齒輪潤(rùn)滑油，使用時(shí)應(yīng)經(jīng)常檢查油量是否足夠。
回轉(zhuǎn)器的上下移動(dòng)是通過鏈條作用下實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)鉆機(jī)工作一段時(shí)間后，回轉(zhuǎn)器會(huì)因零件磨損而出現(xiàn)晃動(dòng)情況，這時(shí)應(yīng)及時(shí)地松開鎖緊螺母，旋動(dòng)回轉(zhuǎn)器與推進(jìn)架連接處的緊定螺釘調(diào)整側(cè)面和底部的滑動(dòng)間隙，然后重新固定螺母。但應(yīng)注意耐磨板間隙不可過緊。
3、推進(jìn)架部分
推進(jìn)架是支承孔口裝置、回轉(zhuǎn)器組件、加壓提升組件的部件。它通過鏈條帶動(dòng)回轉(zhuǎn)器進(jìn)行上下進(jìn)給，連接的雙頭螺栓可能會(huì)因?yàn)檎饎?dòng)等原因而松動(dòng)，所以施工人員要注意檢查鏈條的松緊。(見附圖推進(jìn)架示意圖、底部滑輪示意圖、滑動(dòng)導(dǎo)輪組件示意圖、頂部滑輪示意圖)
4、變角機(jī)構(gòu)組件
變角機(jī)構(gòu)組件是支承推進(jìn)架的部件，在鉆機(jī)工作時(shí)，將撐桿將底架與推進(jìn)架和滑架連接起來，這樣鉆機(jī)在鉆孔時(shí)，推進(jìn)架就不會(huì)產(chǎn)生晃動(dòng)
5、卸扣裝置組件
卸扣裝置組件是用來上卸套管和鉆桿的，共有六個(gè)油缸為執(zhí)行元件。具體工作方法是，將所要拆卸的絲扣放在兩對(duì)卡瓦之間，將提升給進(jìn)手柄放處于浮動(dòng)狀態(tài)，將分配閥處于正位，將卸扣手柄復(fù)位后再置于中位，夾緊前后兩對(duì)卡瓦，動(dòng)力頭慢速反轉(zhuǎn)，松開主動(dòng)鉆桿后，卸扣手柄上板到卸扣檔，重復(fù)幾次，拆卸完成。（見附圖選配件卸扣裝置示意圖）
6、履帶底盤
鉆機(jī)加裝了液壓履帶底盤，通過手動(dòng)控制閥，輕松實(shí)現(xiàn)鉆機(jī)前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)彎及鉆機(jī)調(diào)平，從而使其具有移位方便、機(jī)動(dòng)性好，省時(shí)、省力的特點(diǎn)。
7、液壓系統(tǒng)(見附圖液壓原理圖)
8、電氣系統(tǒng)
由于鉆機(jī)自身不帶有動(dòng)力源，故需從外部將三相交流電源接入控制電柜中。電機(jī)采用星三角啟動(dòng)，以降低啟動(dòng)電流，電柜總輸入功率為42.5kW。電氣柜中有漏電開關(guān)作為安全保護(hù)、又為液壓系統(tǒng)提供過壓保護(hù)及各種報(bào)警，使用戶隨時(shí)了解鉆機(jī)的狀態(tài)。開機(jī)前要注意電氣柜接地線是否牢固可靠。
孔口導(dǎo)向裝置（根據(jù)實(shí)際情況選配）
下夾持
上夾持
圖1.4 孔口裝置
軌道滾輪組件
回轉(zhuǎn)器接頭體
（根據(jù)實(shí)際情況選配）
球閥
回轉(zhuǎn)器
圖1.5 動(dòng)力頭組件
驅(qū)動(dòng)輪
托輪
支重輪
張緊輪
圖
圖1.5步履機(jī)構(gòu)
3 動(dòng)力頭（回轉(zhuǎn)器）設(shè)計(jì)
3.1. 動(dòng)力頭介紹
MDL-80D型鉆機(jī)動(dòng)力頭（回轉(zhuǎn)器）由雙液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，經(jīng)齒輪傳動(dòng)變速，帶動(dòng)主軸和前端鉆桿接頭正反轉(zhuǎn)，以此驅(qū)動(dòng)下面的鉆具旋轉(zhuǎn)。
動(dòng)力頭箱體內(nèi)貯存有齒輪潤(rùn)滑油，使用時(shí)應(yīng)經(jīng)常檢查油量是否足夠。在箱體側(cè)面設(shè)有油位螺栓口，將桅桿升至垂直狀態(tài)，松動(dòng)動(dòng)力頭上的油位螺栓就可作檢查。
動(dòng)力頭的上下移動(dòng)是在鏈條作用下通過其下的滾輪組件實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)鉆機(jī)工作一段時(shí)間后，滾輪組件會(huì)因零件磨損而出現(xiàn)晃動(dòng)情況，這時(shí)應(yīng)及時(shí)地松開鎖緊螺母，旋動(dòng)滾輪組件的緊定螺釘調(diào)整側(cè)面和底部的滑動(dòng)間隙，然后重新固定螺母。但應(yīng)注意耐磨板間隙不可過緊。
3.2. 設(shè)計(jì)要求
1. 輸出調(diào)速范圍及各檔的轉(zhuǎn)速要能滿足各工作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)速度的要求；
2. 要求能按各工作機(jī)構(gòu)需要合理分配動(dòng)力；
3. 要求根據(jù)需要改變工作機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方向（反檔）；
4. 具有足夠的強(qiáng)度、剛度和耐磨性，保證工作可靠、運(yùn)轉(zhuǎn)平衡、傳動(dòng)效率高、發(fā)熱量小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維修方便、布局美觀、使用壽命長(zhǎng)等[2]；
3.3 設(shè)計(jì)步驟
1. 根據(jù)傳動(dòng)系統(tǒng)中所給的檔數(shù)，傳動(dòng)比與調(diào)速范圍，草擬傳動(dòng)方案；
（1）. 調(diào)研，收集資料，分析比較；
（2）. 確定動(dòng)力頭的形式和布局；
（3）. 確定工作總時(shí)數(shù)（根據(jù)制造緩和使用的具體情況，一般連續(xù)工作兩年）；各檔時(shí)間使用率（根據(jù)鉆進(jìn)工藝和鉆速級(jí)數(shù)，用統(tǒng)計(jì)方法得出）；
（4）. 繪出動(dòng)力頭傳動(dòng)草圖
2. 確定動(dòng)力頭的主要參數(shù)，尤其是齒輪的主要參數(shù)：
包括：齒數(shù)Z，中心距A，齒輪模數(shù)m，齒寬b。
3. 根據(jù)傳動(dòng)比的選配齒輪，確定齒輪齒數(shù)；
4. 進(jìn)行齒輪、軸、軸承等零件的強(qiáng)度、剛度和壽命的計(jì)算；
5. 進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，繪制裝配圖（應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)的先進(jìn)性、合理性、工藝性、裝配性及系列化、通用化、標(biāo)準(zhǔn)化等問題，還應(yīng)注意與總體設(shè)計(jì)相協(xié)調(diào)）。
3.4 設(shè)計(jì)方案的分析與確定
動(dòng)力頭中只有一檔機(jī)械變速，即只可輸出一檔轉(zhuǎn)速。但動(dòng)力頭轉(zhuǎn)速可通過控制操作臺(tái)上的比例閥的工作流量來控制液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速，從而獲得所需要的轉(zhuǎn)速。
基于設(shè)計(jì)要求，動(dòng)力頭的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，只需要一組齒輪嚙合即可實(shí)現(xiàn)，根據(jù)輸入與輸出轉(zhuǎn)速的關(guān)系可以計(jì)算出齒輪的齒數(shù)。
根據(jù)設(shè)計(jì)的要求，液壓馬達(dá)的輸入轉(zhuǎn)矩是1680N.m,主軸傳遞的扭矩為8000N.m。為此，我們采用雙馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，輸入轉(zhuǎn)矩通過齒輪軸與主軸齒輪的嚙合通過主軸輸出。兩個(gè)齒輪軸齒數(shù)相同，轉(zhuǎn)速相同，因此雙馬達(dá)對(duì)傳動(dòng)比沒有影響，受到影響的只是主動(dòng)軸齒輪的受力，即扭矩。
3.5 主要零部件的結(jié)構(gòu)及其選用
3.5.1. 各軸在動(dòng)力頭中的位置
在動(dòng)力頭中，布置軸的位置時(shí)要考慮整機(jī)布置要求以及與前后部件連接的位置關(guān)系，并力求使各軸的位置有利于降低鉆機(jī)重心，有利于操縱裝置布置，有利于撥叉接近換檔齒輪，有利于齒輪在各軸上的布置。
3.5.2. 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
本次在設(shè)計(jì)軸時(shí)，需要解決的另一個(gè)問題是軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，即根據(jù)軸類零件的裝配和加工，軸上零件的定位固定等要求，合理確定出軸的幾何形狀及結(jié)構(gòu)的尺寸。
對(duì)于載荷較大而且無很大沖擊的重要軸，一般采用的材料為40Cr。
在設(shè)計(jì)的過程中，我的設(shè)計(jì)思路是：首先根據(jù)所需要傳遞的扭矩計(jì)算得出安裝齒輪的軸段直徑。這個(gè)尺寸也是軸的主要尺寸之一。然后，綜合受力的情況、額定載荷、極限轉(zhuǎn)速安裝尺寸等情況選擇合適形式和尺寸的軸承，并以此確定軸承所在軸段的尺寸。需要注意的是，軸承選擇時(shí)一定要保證軸便于安裝。
1. 軸上零件的軸向定位和固定
主軸上需要布置的零件主要為齒輪，軸承。軸承需要兩端的定位，采用軸肩或者隔圈定位。齒輪的定位方式也與軸承的類似。
2. 軸上零件的周向固定
軸上的零件除了需要進(jìn)行軸向固定外，還要周向固定，以滿足機(jī)器傳遞轉(zhuǎn)矩的功能要求。對(duì)齒輪的周向固定，我采用花鍵連接。
3. 軸的加工和裝配工藝性
4. 合理布置軸上零件。
3.5.3. 齒輪在傳動(dòng)軸上的布置
各檔齒輪在傳動(dòng)軸上的布置方式將會(huì)影響軸的撓度，軸承的受力和壽命，影響換檔操縱的方便性，以及動(dòng)力頭的尺寸。因此在進(jìn)行齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和安排齒輪在軸上的位置的時(shí)候必須要考慮以下的幾點(diǎn)：
1. 在允許的情況下，要盡可能的減少齒輪的齒數(shù)；
2. 齒輪結(jié)構(gòu)的形狀要求盡量簡(jiǎn)單；
3. 齒輪在傳動(dòng)軸上的布置要盡量縮短軸向尺寸，充分利用可借用的空間，以利于減少動(dòng)力頭箱體的尺寸；
4. 受力大的齒輪盡可能安排在靠近軸的支承部位，以改善軸的受力情況；
3.5.4. 軸的支承方式及軸承的選用
機(jī)器中軸系大多采用滾動(dòng)軸承來進(jìn)行支承。滾動(dòng)軸承類型的選擇、軸承的布置和支承結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等對(duì)軸系的受力、固定、運(yùn)轉(zhuǎn)速度、軸承壽命等等都起著重要的作用。
傳動(dòng)軸的支承方式取決于軸的受力狀況和動(dòng)力頭的結(jié)構(gòu)形式。
對(duì)于簡(jiǎn)支方式支承的軸而言，當(dāng)軸只承受扭矩及徑向力影響時(shí)，可以選用徑向球軸承。如果軸上受有軸向力，一般采用圓錐滾子軸承[3]。
對(duì)于受徑向尺寸的限制，不容易采用球軸承支承的軸，多數(shù)采用滾針軸承。這種軸承不能夠承受軸向力，不允許有角度的偏斜，極限轉(zhuǎn)速也比較低。
根據(jù)軸上各部位受力的大小，結(jié)構(gòu)方式和受力性質(zhì)的情況，同一根軸可以采用不同類型和規(guī)格的軸承支承，但要考慮各種類型軸承的特性，恰當(dāng)?shù)倪x擇。另外應(yīng)當(dāng)注意有些軸承只能成對(duì)的使用，比如圓錐滾子軸承、向心推力球軸承等等。
軸承的選用與軸的支承結(jié)構(gòu)形式要考慮到拆裝方便。
軸的軸向定位，通常采用把一端軸承內(nèi)、外圈分別固定在軸和箱體上，而另一端軸承內(nèi)圈固定在軸上，外圈可以滑動(dòng)配合裝在箱體孔內(nèi)部，以便在軸受熱后能夠自由伸長(zhǎng)，同時(shí)，可以消除零件制造精度帶來的安裝誤差，以及簡(jiǎn)化拆裝工藝。
當(dāng)軸兩端采用圓錐滾子軸承支承時(shí)，為了便于調(diào)整軸承間隙，在軸承壓蓋與箱體之間應(yīng)裝有調(diào)整墊片，或其它調(diào)整裝置。
激濺潤(rùn)滑是利用存儲(chǔ)在動(dòng)力頭箱體內(nèi)一定量潤(rùn)滑油的油面高度，通過沉浸在油液中傳動(dòng)零件的轉(zhuǎn)動(dòng)，激濺油液潤(rùn)滑其它需要潤(rùn)滑的零件。此種潤(rùn)滑方式不要復(fù)雜的潤(rùn)滑裝置，但要求有一定的油面高度，為保證潤(rùn)滑可靠還可以采取一定的措施。
動(dòng)力頭箱體密封要牢靠，不然會(huì)造成潤(rùn)滑油的漏失，或臟物進(jìn)入變速箱。因此，在變速箱上的所有裝合面要增加加密封件，比如：軸承蓋與箱體裝合面要加紙墊或者橡膠密封圈，擋蓋與箱體涂抹密封膠。另外還可以采取其它措施增加密封性能，例如：箱體采用不鉆透螺孔，放油螺絲采用錐形細(xì)牙螺紋結(jié)構(gòu)，為防止動(dòng)力頭箱體溫度升高時(shí)箱內(nèi)空氣膨脹，迫使油液泄漏，箱蓋上應(yīng)設(shè)有通孔等。
3.6 設(shè)計(jì)及校核
3.6.1 功率及轉(zhuǎn)速計(jì)算
1.在計(jì)算中其傳動(dòng)零件的強(qiáng)度大部分根據(jù)低速大扭矩進(jìn)行強(qiáng)度校核。齒輪，傳動(dòng)軸，軸承等零件的強(qiáng)度校核主要參考《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》（化學(xué)工業(yè)出版社），及相關(guān)技術(shù)書籍。
2.為確保與簡(jiǎn)化計(jì)算，在計(jì)算機(jī)械傳動(dòng)部分時(shí)，空載液壓功率損耗與油泵傳動(dòng)裝置的功率損耗效率為0.875。
3.計(jì)算鉆機(jī)壽命是按生產(chǎn)的實(shí)際需要，既不更換齒輪10000小時(shí)，加上鉆機(jī)維護(hù)保養(yǎng)及搬遷輔助時(shí)間等，可使鉆機(jī)連續(xù)工作5年。
查看《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》表1-14
鉆機(jī)機(jī)械傳動(dòng)效率包括機(jī)械傳動(dòng)部分效率與液壓損耗功率的效率。
在校核計(jì)算動(dòng)力頭部分零件強(qiáng)度時(shí)，只粗略地引入其平均機(jī)械效率進(jìn)行算。所取效率為η=0.95。
升速傳動(dòng)中最大傳動(dòng)比不宜過大，傳動(dòng)比過大，則容易引起震動(dòng)和噪聲。
降速傳動(dòng)中最大傳動(dòng)比不宜過小，傳動(dòng)比過小，則使主動(dòng)齒輪與被動(dòng)齒輪直徑差太大。
3.6.2 齒輪校核
此回轉(zhuǎn)器為本公司通用部件，主軸最大傳遞的扭矩按照8000N.m計(jì)算，常用的配套液壓馬達(dá)為J6K系列液壓馬達(dá)，馬達(dá)最大輸出扭矩為1690N.m
齒輪的轉(zhuǎn)速屬于中、低速轉(zhuǎn)動(dòng)，選擇齒輪材料為20CrMnTi，滲碳淬火處理后齒面硬度HRC56～62，心部硬度HRC30～40，而且對(duì)傳動(dòng)精度要求不高，因此采用圓柱直齒輪傳動(dòng)。采用7級(jí)精度。
輸出扭矩為8000Nm， 轉(zhuǎn)數(shù)為50
輸入動(dòng)力源為J6K系列液壓馬達(dá)，輸出扭矩為575～1685 N.m，為雙液壓馬達(dá)輸入
傳動(dòng)比按照最大輸出扭矩計(jì)算
=2.38
齒輪的轉(zhuǎn)速屬于中、低速轉(zhuǎn)動(dòng)，選擇齒輪材料為20CrMnTi，滲碳淬火處理后齒面硬度HRC60，心部硬度HRC35，而且對(duì)傳動(dòng)精度要求不高，因此采用圓柱直齒輪傳動(dòng)。采用7級(jí)精度。
再考慮到齒輪傳動(dòng)的效率問題，初步估算兩齒輪傳動(dòng)比為0.41～0.45。
2. 用彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)
（1） 選載荷系數(shù)K
K=1.3
（2）轉(zhuǎn)矩=8000Nm
（3）確定齒寬系數(shù)
齒輪為對(duì)稱分布，兩個(gè)齒輪為硬齒，查表得=0.55
（4）初定小齒輪，即主動(dòng)輪齒數(shù)為18，傳動(dòng)比為2.38，得大齒輪齒數(shù)為43
（5）計(jì)算齒輪的許用彎曲應(yīng)力
載荷穩(wěn)定時(shí)，當(dāng)量循環(huán)次數(shù)為N=60
----------齒輪轉(zhuǎn)速，m/min
----------齒輪每轉(zhuǎn)一周同側(cè)齒面嚙合的次數(shù)
----------齒輪的工作小時(shí)數(shù)，h
=60=60×50×1×10000=3×
====1.28×
查圖得 =0.97 =0.99 則
查圖得460 460
-----彎曲疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)
取1.3
==343.22
==350.33
（6）確定齒形系數(shù)
由圖可查，得 = 2.91 =2.43
（7）確定齒根應(yīng)力集中系數(shù)
由圖可查，得 = 1.54 =1.66
（8）確定重合度系數(shù)
取=18 =43，
=1.88-3.2×=1.88-3.2×=1.63，
==0.71
由確定模數(shù)
=
=5.91
（9）確定齒輪其他參數(shù)
選標(biāo)準(zhǔn)值，取=6
=18 =43 確定傳動(dòng)比為2.39
=18×6=108
=0.55×64.8=59.4
修正 取60
（為補(bǔ)償安裝誤差）
3驗(yàn)算齒輪接觸疲勞強(qiáng)度
（1）確定載荷系數(shù) K=KKKK
其中，K----使用系數(shù)，查表，取K=1.00。
K----動(dòng)載系數(shù)，查表，對(duì)于直齒圓柱齒輪，K=1.05～1.4，與精度及速度有關(guān)，齒輪的工作情況均勻平穩(wěn)v= ==0.68，所以本設(shè)計(jì)中按照7級(jí)精度計(jì)算，取K=1.06。
K----齒向載荷分布系數(shù)。當(dāng)兩者之一為軟齒面的直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，K=1～1.2，本設(shè)計(jì)取為K=1.1。
K----齒間載荷分布系數(shù)，直齒圓柱齒輪傳動(dòng)K=1～1.2，取K=1.1。
綜上，K=KKKK=11.061.11.1=1.28
（2）確定重合度系數(shù)
取=18 =43
=1.88-3.2×=1.88-3.2×=1.63，
=0.63
（3）確定材料彈性系數(shù)
查表得，
（4）確定節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)
（標(biāo)準(zhǔn)直齒）
（5）計(jì)算齒面的接觸強(qiáng)度
=874.25MPa
=515.91MPa
（6）計(jì)算齒輪許用接觸強(qiáng)度
查圖得 =1500Mpa
1.08 1.13
=1.0～1.10，取=1.1。
==1472.74MPa
==1540.93MPa
綜上，， 安全。
3.7 典型工藝編制
3.7.1 大齒輪（MDL80D-2-10）
工序號(hào)
工序名稱
工序內(nèi)容
車間
設(shè)備
工藝裝備
準(zhǔn)終工時(shí)
單件工時(shí)
5
熱
毛坯正火處理
熱處理
10
車
三爪反夾外圓，端面車出，粗鏜內(nèi)孔 φ122.5(+0.34/0)為φ119，倒角。
金工
CY6140
30
50
20
車
調(diào)頭三爪撐內(nèi)孔，車端面保證尺寸60為63，粗車外圓φ270（-0.05/-0.15）為φ274，倒角。
金工
CY6140
30
40
30
熱
齒坯正火。
熱處理
40
車
三爪反夾外圓，端面車出，精鏜內(nèi)孔 φ122.5(+0.34/0)為φ122（+0.1/0），倒角，端面作記號(hào)。
金工
CY6140
30
30
表3-2大齒輪工藝
工序號(hào)
工序名稱
工序內(nèi)容
車間
設(shè)備
工藝裝備
準(zhǔn)終工時(shí)
單件工時(shí)
50
車
調(diào)頭三爪撐內(nèi)孔，車端面保證尺寸60為60（+0.2/+0.1），車對(duì)外圓φ270（-0.05/-0.15）,倒角。
金工
CY6140
30
20
60
平磨
以有記號(hào)面為基準(zhǔn)，磨另一面至圖要求。
金工
M7120
30
15
70
滾
滾齒至尺寸m=6, Z=43, a=20°,Wk=83.321(-0.11/-0.19)。
金工
Y3180
120
210
80
鉗
去毛刺,銳棱倒鈍。
裝配
10
90
熱
滲碳t＝0.8-1.2mm。
熱處理
100
車
三爪夾外圓，粗挖兩側(cè)端面槽為φ200×φ170×3深，倒角。
金工
CY6140
30
60
110
熱
淬火齒面硬度 HRC56-62，心部硬度HRC30-40。
熱處理
120
車
三爪夾外圓，精挖兩側(cè)端面槽為2- φ222×φ152×24深，倒角。
金工
CY6140
30
40
130
內(nèi)磨
三爪外夾，校正三針及平面，磨內(nèi)孔至φ122.5（+0.1/0）。
金工
M2110A
30
8
140
珩
上芯軸，珩齒至尺寸。
金工
Y4132A
芯軸自理
60
60
150
線切割
線切割內(nèi)花鍵10-φ135（+0.03/0）×φ122.5（+0.34/0）×16（+0.105/+0.045）
外協(xié)
續(xù)表3-2
3.7.2 箱體（MDL80D-2-33）
圖3.1
工序號(hào)
工序名稱
工序內(nèi)容
車間
設(shè)備
工藝裝備
準(zhǔn)終工時(shí)
單件工時(shí)
5
熱
毛坯回火處理。
熱處理
10
劃
劃2-φ130H7、φ180H7及φ210H7、2-M24、4-φ30孔位線，劃滑軌底面及頂面加工線,劃尺寸536兩端面加工線，打洋沖。
金工
90
120
20
龍刨
校正劃線刨頂面。
金工
B215
90
100
30
龍刨
以頂面為基準(zhǔn)，刨對(duì)底面高度331.5、滑軌面高度及各內(nèi)開擋至圖尺寸。
金工
B215
120
300
40
雙銑
銑導(dǎo)軌面兩側(cè)面至尺寸536。
金工
雙面端銑
140
60
50
臥鏜
以滑軌面為基準(zhǔn)校正壓緊，開坐標(biāo)粗鏜2-φ130H7為2-φ128、2-φ125H7為2-φ123、φ180H7為φ178、φ202至尺寸，刮孔端面尺寸留1mm余量.
金工
T68
90
260
60
臥鏜
以滑軌面為基準(zhǔn)校正壓緊，開坐標(biāo)鏜對(duì)2-φ130H7（+0.04/0）、φ180H7（+0.04/0）、刮對(duì)端面及反刮180內(nèi)平面，保證尺寸102（+0.5/0），切對(duì)內(nèi)槽φ185（+0.72/0）×6.2（+0.14/0），保證尺寸87.8（+0.2/+0.4），孔口倒角。鉆2-M24螺紋底孔為2-φ20.9深33，倒角。
金工
T68
110
210
70
臥鏜
反向以滑軌面為基準(zhǔn)校正壓緊，開坐標(biāo)鏜對(duì)2-φ215H7（+0.04/0）、φ210H7（+0.046/0）×72（+0.5/0）至尺寸、刮對(duì)孔端面尺寸φ285±0.2，反刮φ210內(nèi)平面，保證尺寸78（+0.5/0），孔口倒角，鉆2-M24螺紋底孔為2-φ20.9深33，倒角。
金工
T68
110
215
80
鉆
照線鉆對(duì)4-φ30、上鉆模鉆8-φ17刮平φ30、11-M8螺紋底孔11-φ6.7、15-M8螺紋底孔15-φ6.7至尺寸、M18×1.5螺紋底孔φ16.5刮平φ30。
金工
Z3035
40
90
90
鉗
配作及攻各螺孔至圖要求，去毛刺。
120
表3-3箱體工藝
4 液壓設(shè)計(jì)計(jì)算及說明
4.1 液壓原理的設(shè)計(jì)
圖4.1 MDL-80D液壓原理設(shè)想
4.1.1 加壓提升油路設(shè)計(jì)思路
在該油路中在無桿腔設(shè)計(jì)了一個(gè)調(diào)速閥主要是為滿足鉆機(jī)在施工過程中對(duì)動(dòng)力頭的提升速度進(jìn)行無級(jí)調(diào)速，該調(diào)速閥的功能在于不管動(dòng)力頭的提升負(fù)荷有何變化，均能使動(dòng)力頭勻速上升，以滿足施工過程中的實(shí)際需求。在有桿腔設(shè)計(jì)了一個(gè)可調(diào)的節(jié)流閥，該閥的作用使動(dòng)力頭上升時(shí)產(chǎn)生一定的背壓，使動(dòng)力頭在瞬間就能勻速上升時(shí)[4]。
4.1.2 起塔油路的設(shè)計(jì)思路
在該起塔油缸的進(jìn)出油口設(shè)置了兩個(gè)可調(diào)節(jié)流閥，使起塔時(shí)在兩個(gè)臨界點(diǎn)，能有效的使桅桿均速動(dòng)作。因?yàn)樵谖U在豎直時(shí)、桅桿放平時(shí)桅桿會(huì)從被動(dòng)變成主動(dòng)對(duì)起塔油缸施加壓主動(dòng)作用，故利用可調(diào)節(jié)流閥控制其速度。
4.1.3 支腿油路的設(shè)計(jì)思路
在支腿油缸的進(jìn)出油口設(shè)置了兩個(gè)液控單向閥（又稱雙向液壓鎖）的鎖緊回路。其作用是使液壓缸能在任意位置上停留，且停留后不會(huì)因外力作用而移動(dòng)位置。到了需要停留的位置，只要使換向閥處于中位，因兩個(gè)液控單向閥均關(guān)閉，使油缸雙向鎖緊。該回路中由于液控單向閥的密封性好，泄露極少，鎖緊的精度主要取決于液壓缸的泄露。
4.1.4 主油路的設(shè)計(jì)思路
在操縱臺(tái)內(nèi)有單聯(lián)操縱閥兩組，六聯(lián)操縱閥和七聯(lián)操縱閥各一組，四聯(lián)操縱閥一組。一個(gè)六聯(lián)操縱閥的一片閥與動(dòng)力頭油馬達(dá)﹑齒輪泵相連組成油路。另一個(gè)七聯(lián)操縱閥的一片閥與動(dòng)力頭油馬達(dá)﹑齒輪泵組成油路。單聯(lián)操縱閥與動(dòng)力頭油馬達(dá)﹑齒輪泵組成油路。六聯(lián)操縱閥和七聯(lián)操縱閥中各有一片閥與行走馬達(dá)﹑齒輪泵組成油路。四聯(lián)操縱閥上的兩片閥和一個(gè)六聯(lián)操縱閥的一片閥與齒輪泵﹑加壓提升油缸組成油路，其中一片閥上裝有調(diào)速閥，實(shí)行進(jìn)油調(diào)速，當(dāng)加壓提升油缸有桿腔進(jìn)油，動(dòng)力頭下降。四聯(lián)操縱閥上的另兩片閥分別與滑移油缸﹑變角油缸﹑齒輪泵組成油路。通過操縱液壓閥手把或手輪，來實(shí)現(xiàn)鉆機(jī)的各種動(dòng)作及鉆進(jìn)參數(shù)的選擇。六聯(lián)操縱閥的一片閥與七聯(lián)操縱閥的兩片閥與夾持卸扣器及液壓鎖組成油路。
4.2 液壓系統(tǒng)的計(jì)算
4.2.1 實(shí)際參數(shù)的計(jì)算
因?yàn)閯?dòng)力頭為雙液壓馬達(dá)，所以連接方式有串并連兩種
并聯(lián)時(shí)：
表4-1 用戶所需的轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩
動(dòng)力頭輸出參數(shù)
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
Ⅵ
Ⅶ
Ⅷ
實(shí)際轉(zhuǎn)速r/min
6.26
12.53
20.19
26.45
32.72
40.37
46.64
52.9
實(shí)際扭矩N·m
4398
4541
4613
4637
4589
4589
4517
3489
串聯(lián)時(shí)：
動(dòng)力頭輸出參數(shù)
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
Ⅵ
Ⅶ
Ⅷ
實(shí)際轉(zhuǎn)速r/min
12.53
25.06
40.37
52.9
65.43
80.74
93.28
105.8
實(shí)際扭矩N·m
2199
2271
2306
2318
2294
2294
2259
1745
根據(jù)動(dòng)力頭的參數(shù)，可知兩對(duì)傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)比分別為：，。
經(jīng)過篩選，選取額定鉆速（r/min，正反轉(zhuǎn)）：6.26 12.53 12.53 25.06 20.19 40.37 26.45 52.9 32.72 65.43 40.37 80.74 46.64 93.28 52.9 105.8
1) 動(dòng)力頭轉(zhuǎn)速為6.26 r/min :
動(dòng)力頭輸出轉(zhuǎn)矩
動(dòng)力頭所需功率
因?yàn)椴⒙?lián)，所以動(dòng)力頭所需功率實(shí)際為
油馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)速
油馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)矩
2) 動(dòng)力頭轉(zhuǎn)速為12.53r/min:
動(dòng)力頭輸出轉(zhuǎn)矩
動(dòng)力頭所需功率
油馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)速
油馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)矩
3) 動(dòng)力頭轉(zhuǎn)速為12.53r/min:
動(dòng)力頭輸出轉(zhuǎn)矩
動(dòng)力頭所需功率
因?yàn)椴⒙?lián)，所以動(dòng)力頭所需功率實(shí)際為
油馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)速
油馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)矩
4) 動(dòng)力頭轉(zhuǎn)速為25.06r/min:
動(dòng)力頭輸出轉(zhuǎn)矩
動(dòng)力頭所需功率
油馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)速
油馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)矩
5) 動(dòng)力頭轉(zhuǎn)速為20.19r/min:
動(dòng)力頭輸出轉(zhuǎn)矩
動(dòng)力頭所需功率
因?yàn)椴⒙?lián)，所以動(dòng)力頭所需功率實(shí)際為
油馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)速
油馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)矩
6) 動(dòng)力頭轉(zhuǎn)速為40.37r/min:
動(dòng)力頭輸出轉(zhuǎn)矩
動(dòng)力頭所需功率
油馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)速
油馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)矩
7) 動(dòng)力頭轉(zhuǎn)速為26.45r/min:
動(dòng)力頭輸出轉(zhuǎn)矩
動(dòng)力頭所需功率
因?yàn)椴⒙?lián)，所以動(dòng)力頭所需功率實(shí)際為
油馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)速
油馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)矩
8) 動(dòng)力頭轉(zhuǎn)速為52.9r/min:
動(dòng)力頭輸出轉(zhuǎn)矩
動(dòng)力頭所需功率
油馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)速
油馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)矩
9)動(dòng)力頭轉(zhuǎn)速為32.72r/min:
動(dòng)力頭輸出轉(zhuǎn)矩
動(dòng)力頭所需功率
因?yàn)椴⒙?lián)，所以動(dòng)力頭所需功率實(shí)際為
油馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)速
油馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)矩
10) 動(dòng)力頭轉(zhuǎn)速為65.43r/min:
動(dòng)力頭輸出轉(zhuǎn)矩
動(dòng)力頭所需功率
油馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)速
油馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)矩
11) 動(dòng)力頭轉(zhuǎn)速為40.37r/min:
動(dòng)力頭輸出轉(zhuǎn)矩
動(dòng)力頭所需功率
因?yàn)椴⒙?lián)，所以動(dòng)力頭所需功率實(shí)際為
油馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)速
油馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)矩
12) 動(dòng)力頭轉(zhuǎn)速為80.74r/min:
動(dòng)力頭輸出轉(zhuǎn)矩
動(dòng)力頭所需功率
油馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)速
油馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)矩
13) 動(dòng)力頭轉(zhuǎn)速為46.64r/min:
動(dòng)力頭輸出轉(zhuǎn)矩
動(dòng)力頭所需功率
因?yàn)椴⒙?lián)，所以動(dòng)力頭所需功率實(shí)際為
油馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)速
油馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)矩
14) 動(dòng)力頭轉(zhuǎn)速為93.28r/min:
動(dòng)力頭輸出轉(zhuǎn)矩
動(dòng)力頭所需功率
油馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)速
油馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)矩
15) 動(dòng)力頭轉(zhuǎn)速為52.9r/min:
動(dòng)力頭輸出轉(zhuǎn)矩
動(dòng)力頭所需功率
因?yàn)椴⒙?lián)，所以動(dòng)力頭所需功率實(shí)際為
油馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)速
油馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)矩
16) 動(dòng)力頭轉(zhuǎn)速為105.8r/min:
動(dòng)力頭輸出轉(zhuǎn)矩
動(dòng)力頭所需功率
油馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)速
油馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)矩
數(shù)據(jù)經(jīng)過整理后，如下表所示：
表4-2 動(dòng)力頭及油馬達(dá)實(shí)際輸出參數(shù)
動(dòng)力頭輸出參數(shù)（實(shí)際）
油馬達(dá)輸出參數(shù)（實(shí)際）
轉(zhuǎn)矩(N·m)
轉(zhuǎn)速(r/min)
功率
(kW)
轉(zhuǎn)矩
(N·m)
轉(zhuǎn)速(r/min)
功率
(kW)
并聯(lián)
4397.6
6.26
1.44
919.86
14.95
1.44
4541
12.53
2.98
950.85
29.93
2.98
4612.8
20.19
4.875
965.29
48.23
4.875
4636.6
26.45
6.42
970.27
63.19
6.42
4588.8
32.72
7.86
960.38
78.16
7.86
4588.8
40.37
9.7
960.55
96.44
9.7
4517.2
46.64
11.03
945.4
111.42
11.03
3489.4
52.9
9.67
730.8
126.37
9.67
串聯(lián)
2198.8
12.53
2.88
918.9
29.93
2.88
2270.5
25.06
5.96
950.7
59.87
5.96
2306.4
40.37
9.75
965.49
96.44
9.75
2318.3
52.9
12.84
970.34
126.37
12.84
2294.4
65.43
15.72
960.5
156.3
15.72
2294.4
80.74
19.4
960.4
192.9
19.4
2258.6
93.28
22.06
945.6
222.8
22.06
1744.7
105.8
19.33
730.5
252.7
19.33
根據(jù)此表初選馬達(dá)：J6K-390
其參數(shù)為：排量0.39L/r, 額定轉(zhuǎn)矩1155N·m, 額定轉(zhuǎn)速387r/min,
額定流量150L/min, 總效率>80。
1) 油馬達(dá)轉(zhuǎn)速為14.95r/min時(shí)：
油馬達(dá)輸入流量
輸入功率
2) 油馬達(dá)轉(zhuǎn)速為29.93r/min時(shí)：
油馬達(dá)輸入流量
輸入功率
3) 油馬達(dá)轉(zhuǎn)速為29.93r/min時(shí)：
油馬達(dá)輸入流量
輸入功率
4) 油馬達(dá)轉(zhuǎn)速為59.87r/min時(shí)：
油馬達(dá)輸入流量
輸入功率
5) 油馬達(dá)轉(zhuǎn)速為48.23r/min時(shí)：
油馬達(dá)輸入流量
輸入功率
6) 油馬達(dá)轉(zhuǎn)速為96.44r/min時(shí)：
油馬達(dá)輸入流量
輸入功率
7) 油馬達(dá)轉(zhuǎn)速為63.19r/min時(shí)：
油馬達(dá)輸入流量
輸入功率
8) 油馬達(dá)轉(zhuǎn)速為126.37r/min時(shí)：
油馬達(dá)輸入流量
輸入功率
9) 油馬達(dá)轉(zhuǎn)速為78.16r/min時(shí)：
油馬達(dá)輸入流量
輸入功率
10) 油馬達(dá)轉(zhuǎn)速為156.3r/min時(shí)：
油馬達(dá)輸入流量
輸入功率
11) 油馬達(dá)轉(zhuǎn)速為96.44r/min時(shí)：
油馬達(dá)輸入流量
輸入功率
12) 油馬達(dá)轉(zhuǎn)速為192.9r/min時(shí)：
油馬達(dá)輸入流量
輸入功率
13) 油馬達(dá)轉(zhuǎn)速為111.42r/min時(shí)：
油馬達(dá)輸入流量
輸入功率
14) 油馬達(dá)轉(zhuǎn)速為222.8r/min時(shí)：
油馬達(dá)輸入流量
輸入功率
15) 油馬達(dá)轉(zhuǎn)速為126.37r/min時(shí)：
油馬達(dá)輸入流量
輸入功率
16) 油馬達(dá)轉(zhuǎn)速為252.7r/min時(shí)：
油馬達(dá)輸入流量
輸入功率
表4-3 油馬達(dá)的參數(shù)
轉(zhuǎn)矩
(N·m)
轉(zhuǎn)速(r/min)
功率
(kW)
流量
（L/min）
進(jìn)油口壓力
（MPa）
919.86
14.95
1.44
5.83
14.82
918.9
29.93
2.88
11.67
14.80
950.85
29.93
2.98
11.67
15.32
950.7
59.87
5.96
23.35
15.31
965.29
48.23
4.875
18.81
15.55
965.49
96.44
9.75
37.61
15.55
970.27
63.19
6.42
24.64
15.63
970.34
126.37
12.84
49.28
15.63
960.38
78.16
7.86
30.48
15.47
960.5
156.3
15.72
60.96
15.47
960.55
96.44
9.7
37.61
15.47
960.4
192.9
19.4
75.23
15.47
945.4
111.42
11.03
43.45
15.23