毕业设计（论文）-一体化液压潜孔钻机--动力头回转机构设计（全套图纸） .doc

邵阳学院毕业设计（论文）11前言当今的世界处于高速发展的时代，人的劳力活动逐渐有机械代替，尤其在基础建设、资源开发、的过程中，将逐步由各种钻孔机械、土方开挖机械、路面机械、筑路机械承担，随着人们生活水平的提高，欧洲工程机械市场的两极分化，矿山用的大型钻孔机械、土方机械的普及化，已在全球形成了时常需要的定局，因此工程机械将成为基础产业的又一支生力军。随着全球经济的高速发展，基本建设范围的持续拓宽，以人为本和保护环境的理念及至相关法津法规实施的不断强化，使钻基础特别是矿山钻孔基础几乎取代了其他基础，得到了广泛的应用空间。潜孔钻机因其效率高、污染少、功能多的特点，适应上述综合发展的需求，在国内外的矿山钻孔施工中得到了广泛应用。到90年代末，我国潜孔钻机的拥有量仅为100台左右，2002年，我国进口各种潜孔钻机近百台，截止2003年底，我国潜孔钻机的保有量为350-400台，截止2004年底，我国潜孔钻机的保有量为450-500台。目前生产厂家有瑞典阿特拉斯、美国英格索兰、日本古河、芬兰山特维克；从本世纪开始，我国对潜孔钻机的开发速度加快，目前国内主要的生产厂家有湖南山河智能、宣化恒泰、江西鑫通、泰安新龙等。1.1工程机械的发展概况在十八世纪以后，英国、美国相继完成工业革命。随着城市及城市工业的发展，需要大量的劳动力，因此，农村大批劳动力向城市转移，这就促进了拖拉机、播种机、收割机等农业机械、城市施工机械的大发展1-6。综观工程机械的发展过程，从其结构、控制系统以及性能来看：经历了动力技术革命、传统技术革命、钢结构技术革命、控制技术革命几个阶段，也所谓经历了几次飞跃和更新换代。首先是动力技术革命:随着体积小、重量轻、强有力的内燃机技术的出现，解决邵阳学院毕业设计（论文）2了工程机械移动的动力源，促使工程机械的诞生和发展。其次是传动技术革命:移动性动力源的问题解决之后，主要矛盾转移到如何有效地传递动力、完成作业的焦点上。20世纪50年代出现了液体传动（液压和液力），由于液压传动具有功率密度高、结构紧凑、容易实现各种运动形式的转换以满足复杂的作业要求，速度刚性大、便于冷却散热，配置灵活、组装方便、可靠耐用等独到特点，以最小的空间、最灵便的途径、传递最大的动力，而且动力特性好，具有许多优良的传动性能，传动平稳、自动防止过载，容易实现无极变速，操纵简单轻便、控制性能好。因此，液压技术作为机械传动的一中有力的补充，以成功地用语一切需要中等以上功率输出，以及需要对运动工程进行灵活控制和调节的地方，在工程机械中得到广泛的应用。随着控制技术革命及液压机械向高压、高速、集成化方面的发展，因而液压机械的应用范围在逐渐扩大到各个方面。由于工程机械找到了理想的传动装置，推进了工程机械的飞速发展，应来了工程机械的多样化时代，出现了形形色色完成各种施工作业的工程机械。随着欧美发达地区基础建设的完善及保养阶段的到来，工程机械得益于液压传动技术的推广应用，丰富多彩的多用途装置辅助功能促使工程机械的快速发展。1.2潜孔钻机的发展概况潜孔钻机是工程机械新兴发展具代表性的品种，潜孔钻机在国际上已经发展了几十年了，世界上潜孔钻机产销量最大的是英格索兰和阿特拉斯两大知名产业，随着液压技术的进一步发展，利用液压技术的进步，通过回转马达推动工作装置实现回转作业，在机构回转至极端位置停车出现瞬间的惯性冲击，回转运动到中间位置时换向阀快速换向或关闭冲击等危害上独具专有技术，推出真正意义上的一体化液压潜孔钻机。促进了潜孔钻机的真正发展。新型潜孔钻机的换代产品，添加了独有的全新精准控制系统、智能化液压系统，使操作达到最轻便、最舒适的程度，能量最合理化分配，最大限度的节能将耗。带有防回转功能，吸收回转装置突然停止运动因惯性作用而产生的左右摆振能量，消除回转过量和不足现象，一改善工作循环时间和工作装置的定位关系，在消除回转工况因突然停止造成的冲击等方面下了很大的工夫7-10。相比之下，我国的工程机械行业创建与60年代初，起步较晚，经历了模仿、引进到自主创新三十多年的发展历程。在国内产品的关键技术研究与国外先进水平相差非常大。液压技术的发展有限元设计方法和三维造型技术的诞生并得到推广应用，极大的邵阳学院毕业设计（论文）3推动可我国工程机械的自主开发技术创新，由于这些技术进步发展的较早，技术程度较高，所以在中国工程机械一模拟创新和技术引进创新为主的技术进步过程中，中国工程机械行业在这些领域的技术水平与国际先进水平相差较小。随着信息技术进步的发展，通过畅通的渠道也很容易实现工程机械动力、传动、主要液压泵阀的国际化采购，新一代的工程机械主要功能部件的配置情况和技术水平与国际先进水平已经很小，整机主要参数与国际先进技术水平相当。但由于国内在工程机械领域投入的精力、经验及研究的深度的局限性，对系统的特性研究涉足很浅，掌握个供参考的理论和经验甚少，国内对该部分的分析研究远远未达到国际先进水平，在工程机械液压回转系统动态特性、回转动力特性对回转特性的影响研究方面，与国际相差很大，缓冲装置设计的合理性，引起的液压冲击、回转惯量对运动平稳性的影响，甚至损坏机器等技术难点，成为制约国内工程机械发展的瓶颈。在我国最具影响的是湖南山河智能股份有限公司生产的一体化液压潜孔钻机。由中南大学机电工程学院智能机械研究所和湖南山河智能机械股份有限公司共同开发研制的一体化液压潜孔钻机是目前我国设计最先进、配置最高端的高效低耗液压钻机。是替代价格昂贵的国外液压钻机的理想机型，具有国外钻机无可比拟的优越的性价比（其价格只有进口钻机的1/2左右）。一体化液压潜孔钻机设计中采用全新的设计理念，运用人性化模块化设计和机电液一体化设计、人机与自然相融合的原则，将产品的性能与可靠性、灵便性、舒适性、安全性、保障维护性等人机工程有机结合起来，设计与生产一流的产品。计算机优化设计以及功率匹配与负载适应系统的开发应用，实现了动力系统从动力-泵-负载全局功率匹配，有效降低了整机能耗，确保了整机最佳性能与高可靠性。一体化液压潜孔钻机技术处于国内领先、国际先进水平，特点如下：(1)钻机、空压机，内燃发动机（或变压器）三位一体，具有良好的机动性。(2)钻机所有的操纵、姿态调整、孔位选定都由液压先导操纵手柄集中控制，司机室带冷暖空调，空气净化装置，大大改善了劳动条件，钻机所有的指示灯、报警灯都安装于同一板面，司机对作业情况一目了然。(3)设有高灵敏的自动防卡钻机构（专利技术），带有孔深仪表显示及声音提醒装置。(4)设有冲击器、钻杆自动拆卸装置，减轻劳动强度，提高工作效率。(5)回转机构设有液压加弹簧减震装置，能有效吸收、化解冲击负荷，保证回转机邵阳学院毕业设计（论文）4的工作平稳性及提高、延长使用寿命。(6)空压机选用世界品牌-寿力牌中风压螺杆空压机，从根本上保证了钻机的高效率。(7)底盘采用山推的四轮一带，并设有液压调平装置，回转、推进、行走马达均采用原装进口件，钻杆采用9米/根或超长钻杆，减少接卸钻杆等辅助作业时间，极大地提高了穿孔速度，提高了工作效率。1.3本设计研究的主要内容本文主要研究小型工程机械一体化潜孔钻机装置在液压回转动力头系统动态特性上的应用问题。对国内外小型工程机械的技术发展、液压回转系统研究结果与国内产状进行研究分析，选择以中南大学机电工程学院智能机械研究所和湖南山河智能机械股份有限公司共同开发研制的系列一体化液压潜孔钻机进行研究，系列一体化液压潜孔钻机是目前我国设计最先进、配置最高端的高效低耗液压钻机。山河智能公司的一体化液压潜孔钻机设计中采用全新的设计理念，运用人性化模块化设计和机电液一体化设计、人机与自然相融合的原则，将产品的性能与可靠性、灵便性、舒适性、安全性、保障维护性等人机工程有机结合起来，设计与生产一流的产品。计算机优化设计以及功率匹配与负载适应系统的开发应用，实现了动力系统从动力-泵-负载全局功率匹配，有效降低了整机能耗，确保了整机最佳性能与高可靠性。对一体化液压潜孔钻机总体结构的了解，并具体对回转动力头机构液压原理技术参数的计算和回转动力头机构液压原理设计。邵阳学院毕业设计（论文）52结构系统分析2.1一体化液压潜孔钻机总体结构分析一体化液压潜孔钻机为冲击回转式凿岩钻孔机械外观主视图2.1、外观主视俯图2.2所示，由推进系统、回转装置、钻杆库、钻架、补偿油缸、滑架、举升油缸、卸杆器、吸尘罩、除尘装置、行走架、机架、支腿、后支架、空压机及压气系统、柴油机泵组、油箱、液压系统及多路阀组、司机室、护栏、钻架支座、等二十四部分组成。邵阳学院毕业设计（论文）6图2.1一体化液压潜孔钻机外观主视图邵阳学院毕业设计（论文）7图2.2一体化液压潜孔钻机外观俯视图一体化液压潜孔钻机总的结构部分有：（1）钻架钻架是潜孔钻机的主要部件，是回转装置滑行、钻具推进和提升的导轨，是由工字型组合梁及角钢焊成箱形截面的衍架结构。钻杆支座固定在钻架的下端，以支撑钻杆及钻具。钻架通过补偿油缸及滑动导槽与滑架连接,由补偿油缸的作用钻架可相对滑架上下滑动,钻架起落时,补偿油缸将钻架提起,钻孔作业时,补偿油缸将钻架推出使钻架下支点支撑在作业面上。（2）滑架滑架是由工字钢焊接的平面结构件，用以连接支撑钻架。滑架由销轴与机架支座铰接，工作时由举升液压缸支撑，钻架滑架总成的起落及变更钻孔方向通过举升液压缸实现。（3）回转机构该机构由液压马达，减速齿轮，接头、滑板及中心供