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MG100型锚杆钻机设计【石油】【12张图/18800字】【优秀机械毕业设计论文】

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A0-动力头剖视图.dwg

A0-整机装配图.dwg

A0-锚杆钻机实体图.dwg

A1-齿轮.dwg

A2-三角架.dwg

A2-伸缩臂护套.dwg

A2-动力头滑板.dwg

A2-回转支承内环.dwg

A2-回转支承外环.dwg

A2-夹紧机构1.dwg

A2-夹紧机构2.dwg

A3-马达传动轴.dwg

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关键词：: mg100 型锚杆钻机设计石油优秀优良机械毕业设计论文

资源描述：

文档包括:
说明书一份,39页,18800字左右.
PPT答辩稿.ppt
任务书.doc
学生自查表.doc
开题报告表.doc
摘要.doc
申请答辩表、指导教师评审表.doc
翻译一份。

图纸共12张,如下所示
A0-动力头剖视图.dwg
A0-整机装配图.dwg
A0-锚杆钻机实体图.dwg
A1-齿轮.dwg
A2-三角架.dwg
A2-伸缩臂护套.dwg
A2-动力头滑板.dwg
A2-回转支承内环.dwg
A2-回转支承外环.dwg
A2-夹紧机构1.dwg
A2-夹紧机构2.dwg
A3-马达传动轴.dwg

任务书

题目 MG100型锚杆钻机设计
专业机自03－4 学号030401140409 姓名霍占伟
主要内容、技术参数、基本要求、主要参考资料等：
1、主要内容
锚杆钻机的总体方案设计；
钻桅及其调整机构的设计分析；
动力装置的设计分析；
装卸锚杆机构的设计；
整机稳定性验算。
2、技术参数
钻孔直径 100～200 mm；
钻头转速 0～80r/min；
钻头扭矩 900Nm；
钻头行程 10000～10500 mm ；
推力 50～60 kN；
冲击频率 2000～2200次/min ；
系统压力 25MPa；
发动机 100kW；
行走方式履带式；
重量 12000～14000 kg
3、基本要求
设计机器总体、钻桅与调整机构图、动力装置图、主要零件图、机器立体图等，折合0号图纸5张；
设计计算书40页；
外文资料翻译5000字。
4、主要参考资料
相关三维设计与仿真软件及参考书籍；
相关机械设计手册、液压手册、网上期刊文献、相关样本等。

课题名称 MG100型锚杆钻机设计

一、课题简介
随着我国经济的腾飞，公路、铁路建设的普遍开展，开山辟岭、挖沟平丘
的石方工程以及各种建筑行业也遍地开花。因此，需要护坡和锚固的凿岩凿孔作业越来越多。
锚杆钻机是实现锚杆支护的重要机械设备。工程施工现场中，锚固工程主要集中在工程前期，要求多台钻机在短期内同时完成作业，设备的需求量比较多。锚杆钻机不仅适用于铁路、隧道、矿山、水利枢纽、边坡、堤坝、桥基、江海湖河边、高层建筑基础及建筑物加固等工程；更适用于地基下沉、塌孔、裂缝、坍塌、滑坡等地质灾害的治理。尤其是在狭窄的环境内施工更是极为方便。
在调研中，建筑工程用户普遍反映各种锚杆钻机的闲置时间长；利用率低，在技术和节能上有着较大的提高空间，为克服现有锚杆钻机的种种弊端，为了适应市场的需要，我决定设计一台建筑工程中常用的新型锚杆钻机。
课题设计主要内容有以下五部分：
锚杆钻机的总体方案设计；
钻桅及其调整机构的设计分析；
动力装置的设计分析；
装卸锚杆机构的设计；
整机稳定性验算。
二、设计参数
钻孔直径 100～200 mm；
钻头转速 0～80r/min；
钻头扭矩 6000～8000Nm；
钻头行程 2000～2500 mm ；
推力 50～60 kN；
冲击频率 2000～2200次/min ；
系统压力 25MPa；
发动机 100kW；
行走方式履带式；
重量 12000～14000kg

三、设计要求
设计机器总体、钻桅与调整机构图、动力装置图、主要零件图、机器立体图等，折合0号图纸5张；
设计计算说明书40页；
外文资料翻译5000字。
四、设计思路：
首先，通过查阅资料（去图书馆借的和导师师给的），了解当前国内国外锚杆钻机已应用的各种的情况，在借鉴的同时构思自己的方案。
然后，进行细化，将总体方案分成若干个部分，逐一对其进行参数分析，在三维软件上进行建模，先画出零件，然后将其装配成整体。
装配体建成之后，接下来就要对其进行有限元分析和运动分析。这两项分析是十分重要的，它是对前面所设计的东西进行检验的一个关键步骤。此时如果发现有不满足要求的地方，就要改变尺寸或者改变结构，甚至会改变原有方案，然后再进行建模、分析、更改，如此循环，直至达到预定要求为止。
接着，将符合要求的三维立体图转成二维平面图，标注尺寸、公差、配合、加工要求等。
最后，输出图纸，交图，答辩。
五、主要参考资料
相关三维设计与仿真软件及参考书籍；
相关机械设计手册、液压手册、网上期刊文献、相关样本等。

六、时间安排：
4月9日～4月21日（2周）钻机总体设计；
4月22日～5月12日（3周）钻桅及其调整机构设计与结构分析；
5月13日～6月2日（3周）动力减速器设计与动力特性分析；
6月3日～6月16日（2周）钻杆、钻具设计与参数匹配；
6月17日～6月30日（2周）论文写作与整理，准备答辩。
七、条件情况
整体来说，此次毕业设计的外部条件是很充分的。首先，导师为我们准备了部分相关图纸资料和样本；再次毕业设计实验室具有相关三维设计与仿真软件；最为重要的是导师对该领域非常熟悉而且导师经常给与指导和监督，这些都为毕业设计的质量提供了强有力的保证。
总共十三周的毕业设计时间，理论上是充足的,给我们如期完成设计提供了时间保障。

摘要
在详细查阅资料,总结国内外现有的锚杆钻机技术基础上，针对锚固工程施工条件恶劣，移动性大,施工时间短而集中和现有锚杆钻机存在的价格昂贵、环境适应能力差、操作繁琐、配件不通用而导致维修困难等特点，制定出新型冲击回转式液压锚杆钻机的方案。
新型锚杆钻机是在现有的回转式凿岩钻机结构基础上，为适应锚杆施工的要求,增加冲击和双回转动力机构。在正常松软土质条件下，采用螺旋钻具,以旋转方式钻锚孔；当遇到局部坚硬岩石时，以冲击钻孔为主，充分发挥冲击钻进破岩的特性；当遇到强节理岩石时，采用双钻杆旋转切削，并辅以冲击，从而有效地解决不同硬度的岩层条件下的锚杆支护施工问题，充分发挥了钻机的特性。
在新型液压锚杆钻机设计过程中，主要对总体方案、三输出动力装置、钻桅及其调整机构、更换钻杆装置进行了具体设计，并对整机稳定性进行了校核计算。

关键词:锚杆钻机；三输出动力装置；钻桅调整机构；更换钻杆装置

Abstract
Consulting data in detailly,at the basis of summarizing being anchor drill technical in both abroad and home, aims at the defect of anchor engineering which has the features that include the scurviness execution conditions ,large movability ,construction hour and Short whereas focus and anchor drill available expend high, poor adaptive capacity , difficulty to manipulate ,accessory discrepancy universal standard whereas result in difficulty to maintenance . This article draw up the scheme of research impact-rotary type anchor drill.
It was at the foundation of structure of existence rotary type anchor drill add one percussion arrangement out that new type hydraulic pressure anchor drill .For conform to bolt executive requirement, increase impact and two gyration power mechanism, under normal conditions of spongy soil nature， take screw drill tool, take rotate mode drill anchor hole； as encounter part hard rock ，give priority to take percussive drilling ，give full play to percussive drilling broken rock characteristic；while encounter strong cleavage rock , taken double drill pipe rotate cutting, combine complement impact thereby effectively solve suspension roof support problem under differ rigidity rock formation condition. Give full play to drill characteristic.
In course of new style hydraulic pressure anchor drill design ，mostly versus general planning, three export power plant, drill mast and it's adjust mechanism , replace drill pipe device proceess detailed design， evaluate the complete machine stability .

Key words: anchordrill;threeexportpowerdevice;drill mast adjust mechanism;replace drill pipe device

第1章锚杆钻机总体设计方案概述 ………………………………………1
1.1岩土工程锚固技术的发展及现状…………………………………1
1.2 国外锚杆钻机技术发展状况………………………………………3
1.3国内锚杆钻机技术发展状况 ………………………………………3
1.4 锚杆钻机设计的发展趋势 …………………………………………5
1.5 锚杆钻机课题研制背景及项目来源 ………………………………6
1.6 本章小结 ………………………………………………………8
第2章锚杆钻机设计方案的确定 ……………………………………………9
2.1 底盘设计选择分析 ……………………………………………11
2.2锚杆钻具设计选择分析…………………………………………11
2.3 装卸锚杆机构的设计 ……………………………………………13
2.4 动力装置的设计选择分析 ………………………………………13
2.5 动力头机构设计 …………………………………………………14
2.6 连接件选择 ………………………………………………………15
2.7 钻桅及其调整机构的设计分析…………………………………15
2.8 本章小结 …………………………………………………………16
第3章装卸锚杆机构设计………………………………………………………17
3.1 装钻杆装置 ………………………………………………………17
3.2 卸钻杆装置 ………………………………………………………17
3.3 本章小结 …………………………………………………………18
第4章动力头机构设计 ………………………………………………………19
4.1 动力头进给机构…………………………………………………19
4.2动力头回转冲击机构………………………………………………19
4.3 本章小结……………………………………………………………28

第 5 章钻桅及其调整机构的设计分析 ………………………………………29
5.1 三角架设计…………………………………………………………30
5.2 回转支承选择 ……………………………………………………32
5.3 本章小结……………………………………………………………33
第 6章整机稳定性验算…………………………………………………………34
6.1用稳定比来评价锚杆钻机的稳定性 ………………………34
6.2 本章小结……………………………………………………………36
结论 …………………………………………………………………………………37
参考文献 ………………………………………………………………………38
致谢………………………………………………………………………………39

MG100型锚杆钻机设计

内容简介：: 大庆石油学院本科生毕业设计 (论文 ) 1 一种新颖的在火星上冲击钻探过程中从洞中取出碎屑的方法从火星表面获取样本面临着许多挑战，科学的发展随着获取样本的深度增加而发展 ,但相应的获取样本风险也在增加。所以，开发一台完全自动的钻探平台才能满足钻探的深度要求并重新找到科学分析的核心样本。最有可能胜任钻探的方法是传统的取芯钻进装置，无论是回转式还是冲击式都有一套机械系统用来从洞中收集碎屑并取出岩芯。在回转系统中，螺丝钻是最好的选择，代替以往的用难于实现的并有可能污染样本的液体喷发系统来收集碎屑。但是在冲击钻进系统却没有确定的相应的收集碎屑方案。为了解决这一问题，一种新颖的用来在冲击钻进过程中从洞中输送出碎屑的方法已经被发明，并在本文中提出。火星表面的极端条件和它与地球之间遥远的距离是钻探任务的两个最大的障碍。火星表面的大气压力只有地球的百分之一，这导致了严重的结果，因为许多钻探过程都需要用压缩空气或液体来冲洗钻探之后的微粒，或者碎屑。在火星上，压缩空气需要的动力超过了合理的供给范围。另外，在火星上液体将凝固或挥发还有可能污染样本，所以也不能使用。火星到地球的遥远距离，要求登陆器械必须是接近完全自动的。当火星与地球进行联系时，一次单程的通信须要二十分钟，这使得试图实时控制登陆器械的想法不可能实现。一个简单的、完全自动的、可以完全解决钻进难题的计划将在下面的文章中描述。强调的重点是给出一个清除碎屑的新颖的想法，它是特意为火星这样的无法使用流体和气体的环境而设计的。首先，我们来回顾一下一般情况下的挖掘岩石的方法。岩石的挖掘过程由同时进行或分别进行的两个阶段组成。第一个阶段是破碎岩石，第二个阶段是从洞中取出碎屑。如果不能及时的取出岩石将会导致碎屑被研磨成粉末，而不能进一步钻进，使钻探效率低下。同样的，钻进的阶段也应该被设计得可以产生大小适合的便于清除的碎屑。这是因为，在一般情况下，最快速的钻进将产生最粗糙的颗粒。最有可能胜任的钻进装置是传统的回转或冲击岩芯钻机配备有金刚石或硬质合金钻头，既用来从洞中清除碎屑和取出岩芯的机械装置。转钻探用回转钻探方式取出碎屑的好处是碎屑的清除可以由一个螺丝钻来完成。然而这种方法也存在着不可避免的其缺陷。首先，回转钻探不仅需要较大的压力对着岩石表面进给还需要扭矩来完成周向进给。对于不同的质地的岩石，进大庆石油学院本科生毕业设计 (论文 ) 2 给压力和钻头的转速都需要进行仔细的设定。在火星上，重力加速度只有地球的一半，这时，足够的进给压力就变成更严重的问题。在北极进行的钻探试验不能保证为在极端的环境中钻进时提供更精确的缺陷，在北极进行的钻进试验提供的表面数据显示：在冰冻的岩石和土壤中回转钻进是怎样进行的，特别是当温度下降时，岩石有变硬的趋势。然而，没有试验是在近乎真空，低温 ,大气充满二氧化碳的环境中进行的 ,这些因素都是很重要的 ,因为 ,金刚石常常被用来做钻头的材料 ,而金刚石在充满二氧化碳的环境中 ,当温度高于 870 开氏温度时很容易与二氧化碳中的碳元素反应。在干燥的切削环境中如果钻头的转速和进给压力过大，很容易产生这样的温度。除此之外，虽然回转钻进中采用的螺丝钻已经被使用了几个世纪，但是，在钻进的过程中不同的因素对钻进的影响却都是未知的。陆地上进行的关于螺丝钻的实验表明司钻精确的实时控制对钻进的成功来说是必不可少的。因此，在自动或者遥控的条件下，螺丝钻在火星上的工作状况是不确定的。击钻探在冲击钻进的过程中，钻头往复的进行上下振动。而旋转则不在是破碎岩石的必须条件。由钻头对岩石表面的冲击来完成钻进。相对回转钻进的局限性，冲击钻进的许多优势有可能使它成为在火星上应用的钻进装置的更好选择，冲击钻进不需要旋转和在钻头上施加压力，因为它采用高频的冲击来破碎岩石。除此之外，钻头也不需要十分的锋利，无论低温还是高温都可以用来工作，既可以用来探测沙地一样松散的地表，也可以探测像玄武岩一样坚硬的岩石地貌，指出，冲进形式的钻进因为它的低能耗将会成为在火星上最成功的钻进方式。然而冲击钻进最大的缺陷就是不能用来将碎屑从深洞下面传送到地表，除非具备相应的旋转装置。成功的从洞中取出岩石同破碎岩石本身同样重要。如果不能及时取出刚破碎的岩石将导致它们被研成更小的颗粒。这将导致钻进效率非常低，在地球上，液体和气体是清除碎屑的常用方法。在举升碎屑的同时，钻井液或气体可以冷却和润滑钻头。如果没有足够的润滑，将导致钻头和岩石的摩擦加剧进而产生足以损害钻头的大量的热量。然而，火星上的碎屑切除面临着几个特殊的问题，火星上的温度很低（最低可达零下 150 摄氏度）而且大气压力较低。过低的温度排除了使用液体从深洞中取出碎屑的可能，因为液体在低温时有可能凝固。实际上，即使钻井液被制作的具有非常低的凝固点，考虑到钻井液的巨大用量和钻井液造成的样本污染，钻井液的应用也将被排除。火星上的低压使采用气流取出碎屑的方案不太可能实大庆石油学院本科生毕业设计 (论文 ) 3 现。因为，压缩足够数量的火星大气用来从洞中吹出碎屑所需要的能量是不具备的。必须建立一个密封的循环系统来回收利用气体，但前提得保证气体不会渗透到火星的岩石中。这只有假设钻进的岩石具备不渗透性时才能办到，但并没有这种假设的可能。一种存在的可能就是利用机械装置的方式来举升碎屑。对于几种可以进行考虑的方式中，及其他两人指出：螺丝钻是回转钻进的唯一可能方案，然而对于冲击钻进来说，却没有显而易见的解决方案。最有效的将碎屑从洞中举升出来的方式是循环液体和气体。然而，无论如何液体和气体是不能采用的，如果在钻进运动中，做旋转运动的螺丝钻也可以完成这项功能。在冲击钻进中，钻进运动是上下往复运动，也没有机械装置将碎屑举升出深洞。基于这个原因我们开发出一种新颖的方法来传送岩石或土状材料的钻进碎屑。以拥有两片相反的由特定角度的毛状物覆盖着的表面为特征。两组毛状物指向它传送碎屑需要的方向，通常指向上方。两组毛状物安装成足够的接近重叠或刚刚接触，根据被传送的微粒的直径选取尺寸。这一过程如图 1 所示。图 1 从洞中举升碎屑的新方法在清除钻孔的同时，这种新的方式也能完成护孔，从而钻孔机可以在移动采样之后，再放回洞中。这一系统因为其只需要最小限度的监控，在火星上取得了巨大成功。发明的原理依赖于联系在一起的装有特定角度的毛状物两块板的摆动运动，如图 2 所示。大庆石油学院本科生毕业设计 (论文 ) 4 图 2 带毛状物的金属板之间传递碎屑的原理其中一块板可以固定不动（但不是必需的）另一块以较低的振幅和较高的频率上下运动。如果有一块颗粒被截留在一块板中，另一块板上的毛状物会将它挑出并把它转移到自己上面。这个过程将切屑举升到钻孔的外面。虽然我们的设计的核心部分是将碎屑传送到钻孔外面的新颖方式，但我们还是决定设计一台完善的钻进仪器。这台设备包括破碎岩石用的钻心和在清除碎屑的过程中起保护作用和固孔的护套，毛状物安装在护套的里面和钻管的外面，如图 3 所示。钻管的顶部是敞开的，允许碎屑落到里面，积累到钻管的顶端。一旦钻管被拔出钻孔外，碎屑就会在重力作用下自动滑落到容器表面。本文描述了一种用来在冲击钻进的过程中传送钻进碎屑 , 以拥有两片相反的由特定角度的毛状物覆盖着的表面为特征的新颖的方法。两组毛状物指向它传送碎屑需要的方向 . 在清除钻孔的同时，这种新的方式也能完成护孔，从而钻孔机可以在移动采样之后，再放回洞中。这种清除碎屑的想法是特意为火星这样的排除使用流体和气体清除碎屑的环境条件而设计的。这篇文章还描述了一台完善的可以在火星上完成采集样本任务冲击式钻机。大庆石油学院本科生毕业设计 (论文 ) 1 L) 2002. A N so it is to a be of of to be a or a of be to in an is no To a of of is in 1 he to a is s or to of or to to a is it is to on be it or to be is in is to a by a In a a to is is to of a or we of 2 he of or is is of to in in be to be is in 大庆石油学院本科生毕业设计 (论文 ) 2 3 he to be a or or a he of is be an to to on of to be is as s, of on a of in in to as no in be on to at 70 in to in if or on an be is by is to it is an or up if it is to of of it to be or on it to In be to at be to as as a et PL an a of be is be to is to as as 4 is as as to or in or is of In to or 庆石油学院本科生毕业设计 (论文 ) 3 in 150 of to as if a a of it be by of it be to a to a of to of is A be to it be be if no be A is to to Of be et be is no 5 to he to of a of or if or be an do is In is up is no to of we a of a or by by or of in in it is to of to or on of is . As as so a be to a in a be as it : of of a of in of to as in . 大庆石油学院本科生毕业设计 (论文 ) 4 : of of ne be it t to up a If a is in of of it it to of : up 大庆石油学院本科生毕业设计 (论文 ) 5 6of is of of we to a up a a in on of of or as . of is to on of is of by 7 by by or is of in in it is to As as so a be to a in of of or a a up be in 1 A. . 1993. 2 J. D. . on of 00m of 742, 2000. 3 4 Y. et s 8001. 432755. 5 R. . of on of (714):189196, 1967. 6 . 1998. 7 of a in 8, 960. 8 R. . in (700):4956, 1967. 9 P. . 6986. 大庆石油学院 2007届毕业设计设计者 : 霍占伟指导教师 :赵伟民教授锚杆钻机总体方案设计锚固工程所面临的工作对象是复杂的地质体。这些复杂的地质体在一定的时间内和一定的条件下，可能处于稳定的平衡状态。但如果外部条件发生改变，原来的平衡状态就可能遭到破坏，从而使岩土体发生变形，进而产生塌坍、滑坡、地面沉降等地质灾害。为预防和治理这些地质灾害，工程中将一种受拉杆件埋入岩土体，用以提高岩土的自身强度和自稳能力，这种受拉杆件工程上称之为锚杆。 (1)地下工程支护，例如，地铁、地下停车场的建造； (2)边坡稳固工程，例如，边坡加固、滑坡防治； (3)现有结构物加强与加固，主要是指利用锚杆对己产生裂缝、变形和滑移等破坏的现有结构物进行加固治理； (4)井巷及隧道工程支护，主要是用来防止隧道(井巷 )坍塌； (5)道桥基础加固，如防止桥墩基础滑动、悬臂桥锚固、吊桥桥墩锚固等；相关数据：国内仅各类岩石锚杆就多达 600余种，每年使用的锚杆数量达在北京建筑机械化研究院的市场调研中，据建筑工程用户反映，现有锚杆钻机普遍存在的弊端主要有：价格昂贵；对环境适应能力较差；操作繁琐；因各种配件不符合通用标准而导致维修困难等。受北京建筑机械化研究院委托 ,为解决现有锚杆钻机的种种弊端进而适应市场的需要，本方案决定设计杆钻机。。锚杆钻机的创新之处工条件恶劣，移动性大 ,施工时间短而集中等特点，在原有锚杆钻机的基础上改进后，研制出的一种功能齐全、适合冲击回转钻进钻进工艺的钻孔锚固设备。目前，锚杆钻机底座主要有轮胎式，履带式，固定式等方案。底盘选择主要以下几方面考虑 : 从施工效率角度考虑。通常情况下，在施工过程中，由于孔距相对密集、锚孔的深度浅，因此要求钻机能够快速便捷地移动。轮式拖车及履带式自行钻机都可以实现快速移动定位。从施工环境角度考虑。大多数情况下，由于施工现场地形复杂、施工作业面积狭窄，施工环境较为恶劣，多在泥泞的地方施工，这时履带底盘更能适应恶劣的施工环境。从施工安全角度考虑。在施工过程中，锚杆钻机要承受较大的倾翻力矩，因此对整机的稳定性有严格的要求，勿庸置疑履带式底盘更能满足整机稳定性要求。综合考虑以上各方面因素，本方案决定采用履带式底盘。由于对不同工程和不同地理条件的锚固角度要求不同，所以锚杆的钻凿方位也不固定，所以锚杆钻机应能满足多方位作业，可实现多方向不同角度的钻进。本设计方案中，所有钻凿方向的调节均为液压控制，如回转、升降、移孔位、调整锚杆钻进所需角度、钻臂升降、钻臂摆动、支架俯仰、支架摆动等。具体调节范围如图所示：（ 1）如图 5 1所示，在与伸缩臂垂直方向的角度调节中，由三角架和回转支承以及一个连接在三角架和支架上的变幅油缸来完成变角功能。（ 2）如右图所示 : 在与伸缩臂平行的平面内的角度调节中，由连接在车体和伸缩臂外筒之间的起升油缸和连接在伸缩臂内筒和三角架之间的变幅油缸来完成变角功能。由上可知，三角架在变幅机构中起到了关键的作用。它与支架有两处间接连接，一是通过回转支承与支架连接，二是通过变幅油缸与支架连接。另外，三角架与伸缩臂内筒有一处通过变幅油缸间接连接和一处直接的绞接。三角架的调节范围和工作的安全强度决定了锚杆钻机的变幅调节能力。因此有必要对三角架进行受力分析和强度校核 ,如上图所示 ,经有限元分析 ,三角架所受最大应力小于零件许用应力度校核满足要求 ,安全系数为 4。动力头机构设计动力头进给机构设计功能要求钻头行程为 10m，进给机构如下图所示，此机构为倍速机构，其特点是：油缸滑轮增倍机构中油缸和动力头通过钢丝绳、滑轮组传动，传动比 i= 2，可使油缸行程减少一半，加大给进行程。该结构采用液压缸驱动，可以根据不同硬度地层条件及钻进情况，实现施工进给速度的无级调节，最大限度地提高钻进效率。同时，在处理孔内事故过程中，可以实现钻具回转与提升或进给同步，提高了事故处理能力。最大给进力为 50最大提升力为 60 动力头回转冲击机构设计动力头回转冲击部分设计是本次设计的重点。包括：动力头回转机构设计、动力头高频加压振动器设计、高频加压振动器防反弹冲击缓冲装置的设计。动力头回转机构设计锚杆钻机在钻进过程中，钻杆回转速度为 0 80r/采用伊顿盘配流 4000系列液压马达通过一级齿轮减速传动驱动钻杆回转的方式，这样可缩短传动链，节省能源，提高作业效率并实现无级变速。设计功能要求，该机构应提供 2000 2200次分的高频振动进行冲击破岩。本方案中，通过换向转阀达到配油换向，通过改变马达转速达到调节冲击频率的目的。高频加压振动器防反弹冲击缓冲装置的设计锚杆钻机工作时是利用活塞杆冲击钻杆，通过钻杆将活塞的动能传递给岩石而完成破岩作业的由于岩石和钻杆都具有一定的弹性，因此在破岩过程中必然存在钻杆的反弹特别是当岩石没有被破碎即岩石没有吸收大部分冲击能时，根据能量守恒原理，反弹的能量就更大一般锚杆钻机的冲击能都比较大，如果让钻杆反弹直接冲击液压锚杆钻机机体和钻机大臂，则将对高频加压振动器、伸缩臂、底盘等产生很大的破坏作用，如使高频加压振动器松动、保护罩开裂、伸缩臂弯曲、开裂、底盘振动、产生噪音等，对操作人员健康也极为不利，影响工作效率。新型的防反弹冲击缓冲装置，在液压冲击器上部设置一个蓄能器，内部充满一定压力的氮气。利用蓄能器吸收反弹冲击能量，液压能在液压碎石冲击器冲程时再释放出来，既达到减震的目的由节约了能量。通过这套缓冲装置，有效的降低了反弹冲击对高频加压振动器本身的不利影响，这些都是积极的防震、吸震措施，并提高了系统的能源利用效率，其使用寿命较长，可以定期更换，拆卸安装容易，使用方便。装卸锚杆机构的设计在锚杆钻机施工中，装卸钻杆是一道劳动强度较大，工时较长的工序，如果在这道工序能够缩短辅助时间，将可以大幅度提高工作效率。因此 ,本方案在此设计了一套自动换钻杆装置。在这套机构中，动力头卡盘采用液压、机械联动，实现自动装卸钻杆。更换钻套可分别装卸不同尺寸的钻杆，具有通用性，以满足不同施工要求。如左图所示，钻杆装在弹夹式换钻装置中，换钻装置在换钻油缸和换钻活塞的驱动下，可以转至相应的位置，动力头可以直接拧紧钻。此时，换钻装置在换钻油缸和换钻活塞的驱动下，可以转至原来的的位置，动力头可以顺利完成进给运动。在换钻装置中，有两个换钻的齿轮，它们在换钻马达的带动下转动，从而带动钻杆转动，补给到被动力头取走的钻杆的位置，从而可以多次重复上一过程，直至钻杆用尽为止。该换钻机构结构简单，动作准确，易于控制，消耗能源少，很好的完成了自动换装钻杆的功能，在提高劳动效率的同时，较大的降低了劳动强度。整机稳定性验算锚杆钻机的稳定性是指锚杆钻机机在行驶过程和钻进过程的各种工况中，不发生倾翻和侧滑的能力。通常用稳定比来评价锚杆钻机的稳定性。作用在锚杆钻机上的外力，对锚杆钻机可能产生两种力矩：一种是使锚杆钻机产生倾翻趋势的力矩，称为倾翻力矩另一种是使锚杆钻机趋于稳定的力矩，称为稳定力矩稳定力矩和倾翻力矩之比，称为稳定比，即 K K时，锚杆钻机稳定；当时，锚杆钻机倾翻；当时，锚杆钻机处于将要倾翻而又未倾翻的临界状态。在一般情况下，取 K 结本毕业设计方案在总结国内外现有的锚杆钻机技术基础上，针对现有锚杆钻机存在的价格昂贵、环境的适应能力差、操作繁琐、配件不符合通用标准而导致维修困难等问题进行思考，对现有的锚杆钻机结构原理和特点作了论述 ,在对冲击回转钻孔破岩机理进行分析的基础上，制定出研制设计方案主要由以下几部分组成 : 工条件恶劣，移动性大 ,施工时间短而集中等特点，在原有锚杆钻机的基础上改进后，研制出的一种功能齐全、适合冲击回转钻进钻进工艺的钻孔锚固设备。业效率高、移动性能优越、便于操作、能耗低，钻机设计力求结构简单，减小整体结构尺寸，减轻质量，简化液压系统，降低成本，使得本钻机在同类产品中具备性能和价格上的优势，拥有强大的市场竞争力，而且可在此钻机基础上逐步增加功能，形成系列产品。欢迎各位评委提出宝贵的意见！谢谢 ! 大庆石油学院毕业设计（论文）任务书题目锚杆钻机设计专业机自 03 4 学号 030401140409 姓名霍占伟主要内容、技术参数、基本要求、主要参考资料等： 1、主要内容锚杆钻机的总体方案设计；钻桅及其调整机构的设计分析；动力装置的设计分析；装卸锚杆机构的设计；整机稳定性验算。 2、技术参数钻孔直径 100 200 钻头转速 0 80r/ 钻头扭矩 900 钻头行程 10000 10500 推力 50 60 冲击频率 2000 2200 次 / 系统压力 25 发动机 100 行走方式履带式；重量 12000 14000 3、基本要求设计机器总体、钻桅与调整机构图、动力装置图、主要零件图、机器立体图等，折合 0号图纸 5 张；设计计算书 40 页；外文资料翻译 5000 字。 4、主要参考资料相关三维设计与仿真软件及参考书籍；相关机械设计手册、液压手册、网上期刊文献、相关样本等。完成期限： 4 月 9 日 6 月 26 日指导教师签名：专业负责人签名： 2007 年 4 月 3 日大庆石油学院毕业设计（论文）学生自查表（中期教学检查用）学生姓名霍占伟专业机械设计制造及其自动化班级机自 03 指导教师姓名赵伟民职称教授课题名称锚杆钻机设计个人作息时间上午自 8： 30 时至 11： 30 时下午自 1： 30 时至 4： 30 时晚间自 6： 30 时至 9： 30 时个人精力实际投入日平均工作时间 8 小时周平均工作时间 48 小时迄今缺席天数 4 天出勤率 % 90 指导教师每周指导次数 7 每周指导时间（小时） 14 小时备注毕业设计（论文）工作进度（完成）内容及比重已完成主要内容 % 待完成主要内容 % 国内外锚杆钻机设计方案现状分析；钻机总体方案设计；整机图绘制的底盘绘制；钻桅及其调整机构的设计分析（不完全）；动力头回转机构及液压冲击机构的设计及液压马达的选取，动力头实体图的绘制。 55 整机工作机构部分实体图的绘制；钻桅及其调整机构的设计分析的进一步完善；钻桅与调整机构图的绘制；装卸锚杆机构的设计；整机稳定性验算。 45 存在问题首先，我在软件应用方面还存在着许多的不足，对应用软件的一些高级的功能和应用，我还没有掌握或达到熟练的程度。其次，在钻机设计中，我对现有的各种锚杆钻机的优缺点缺乏详细了解和认识，对以往的钻机设计的经典结构没有深刻的挖掘，更谈不上借鉴和利用，因此，在设计过程中常有闭门造车的感觉，犯一些现有钻机已有的错误，不能克服现有钻机的缺陷，没有达到导师要求的去粗取精的高度。最后，对现有的已形成标准和系列零部件的应用场合缺乏了解和认识，在选取的过程中捉襟见肘。指导教师签名：年月日大庆石油学院学生开题报告表课题名称锚杆钻机设计课题来源北京建筑机械化研究院课题类型 A 导师赵伟民学生姓名霍占伟学号 030401140409 专业机自一、课题简介随着我国经济的腾飞，公路、铁路建设的普遍开展，开山辟岭、挖沟平丘的石方工程以及各种建筑行业也遍地开花。因此，需要护坡和锚固的凿岩凿孔作业越来越多。锚杆钻机是实现锚杆支护的重要机械设备。工程施工现场中，锚固工程主要集中在工程前期，要求多台钻机在短期内同时完成作业，设备的需求量比较多。锚杆钻机不仅适用于铁路、隧道、矿山、水利枢纽、边坡、堤坝、桥基、江海湖河边、高层建筑基础及建筑物加固等工程；更适用于地基下沉、塌孔、裂缝、坍塌、滑坡等地质灾害的治理。尤其是在狭窄的环境内施工更是极为方便。在调研中，建筑工程用户普遍反映各种锚杆钻机的闲置时间长；利用率低，在技术和节能上有着较大的提高空间，为克服现有锚杆钻机的种种弊端，为了适应市场的需要，我决定设计一台建筑工程中常用的新型锚杆钻机。课题设计主要内容有以下五部分：锚杆钻机的总体方案设计；钻桅及其调整机构的设计分析；动力装置的设计分析；装卸锚杆机构的设计；整机稳定性验算。二、设计参数钻孔直径 100 200 钻头转速 0 80r/ 钻头扭矩 6000 8000 钻头行程 2000 2500 推力 50 60 冲击频率 2000 2200 次 / 系统压力 25 发动机 100 行走方式履带式；重量 12000 14000、设计要求设计机器总体、钻桅与调整机构图、动力装置图、主要零件图、机器立体图等，折合 0 号图纸 5 张；设计计算说明书 40 页；外文资料翻译 5000 字。四、设计思路：首先，通过查阅资料（去图书馆借的和导师师给的），了解当前国内国外锚杆钻机已应用的各种的情况，在借鉴的同时构思自己的方案。然后，进行细化，将总体方案分成若干个部分，逐一对其进行参数分析，在三维软件上进行建模，先画出零件，然后将其装配成整体。装配体建成之后，接下来就要对其进行有限元分析和运动分析。这两项分析是十分重要的，它是对前面所设计的东西进行检验的一个关键步骤。此时如果发现有不满足要求的地方，就要改变尺寸或者改变结构，甚至会改变原有方案，然后再进行建模、分析、更改，如此循环，直至达到预定要求为止。接着，将符合要求的三维立体图转成二维平面图，标注尺寸、公差、配合、加工要求等。最后，输出图纸，交图，答辩。五、主要参考资料相关三维设计与仿真软件及参考书籍；相关机械设计手册、液压手册、网上期刊文献、相关样本等。六、时间安排： 4 月 9 日 4 月 21 日（ 2 周）钻机总体设计； 4 月 22 日 5 月 12 日（ 3 周）钻桅及其调整机构设计与结构分析； 5 月 13 日 6 月 2 日（ 3 周）动力减速器设计与动力特性分析； 6 月 3 日 6 月 16 日（ 2 周）钻杆、钻具设计与参数匹配； 6 月 17 日 6 月 30 日（ 2 周）论文写作与整理，准备答辩。七、条件情况整体来说，此次毕业设计的外部条件是很充分的。首先，导师为我们准备了部分相关图纸资料和样本；再次毕业设计实验室具有相关三维设计与仿真软件；最为重要的是导师对该领域非常熟悉而且导师经常给与指导和监督，这些都为毕业设计的质量提供了强有力的保证。总共十三周的毕业设计时间，理论上是充足的 ,给我们如期完成设计提供了时间保障。指导教师签名：日期： 1、课题来源：课题来源分为真实课题和自拟课题两种，真实课题要填写确切基金项目、企事业单位项目，不能写横向、纵向课题等。 2、课题类型： A 工程设计； B 技术开发； C 软件工程； D 理论研究。大庆石油学院本科生毕业设计 (论文 ) 摘要在详细查阅资料 ,总结国内外现有的锚杆钻机技术基础上，针对锚固工程施工条件恶劣，移动性大 ,施工时间短而集中和现有锚杆钻机存在的价格昂贵、环境适应能力差、操作繁琐、配件不通用而导致维修困难等特点，制定出新型冲击回转式液压锚杆钻机的方案。新型锚杆钻机是在现有的回转式凿岩钻机结构基础上，为适应锚杆施工的要求 ,增加冲击和双回转动力机构。在正常松软土质条件下，采用螺旋钻具 ,以旋转方式钻锚孔；当遇到局部坚硬岩石时，以冲击钻孔为主，充分发挥冲击钻进破岩的特性；当遇到强节理岩石时，采用双钻杆旋转切削，并辅以冲击，从而有效地解决不同硬度的岩层条件下的锚杆支护施工问题，充分发挥了钻机的特性。在新型液压锚杆钻机设计过程中，主要对总体方案、三输出动力装置、钻桅及其调整机构、更换钻杆装置进行了具体设计，并对整机稳定性进行了校核计算。关键词 :锚杆钻机；三输出动力装置；钻桅调整机构；更换钻杆装置大庆石油学院本科生毕业设计 (论文 ) in at of in at of to to up of It at of of to as to to to In of its 大庆石油学院毕业设计（论文）学生申请答辩表课题名称锚杆钻机结构设计申请理由已完成毕业设计任务书要求，申请答辩。学生签名霍占伟日期庆石油学院毕业设计（论文）指导教师评审表评审项目评分标准满分得分 A C 工作量工作态度（ 20 分）按期圆满完成规定的任务，难易程度和工作量符合教学要求；工作努力，遵守纪律；工作作风严谨务实；善于与他人合作。基本上完成了任务书规定的任务，工作较努力，能遵守纪律。 20 解决问题能力（ 30 分）文献检索达到专业要求篇数以上，译文翻译准确且内容贴近课题，译文字数 3000 字以上。文献检索达到专业要求篇数；译文基本准确，字数 2000 字以上。 10 设计、实验方案论证、收集资料、综合总结、计算机应用、社会调查及经济分析等解决实际问题能力强。有一定的设计、实验，计算机应用、经济分析、社会调查等能力。 20 设计（论文）质量（ 40 分）内容符合撰写要求、规范，图纸标准整洁。内容 70以上符合撰写要求。 10 理论与分析正确、论述条理清晰、文理通顺、数据详实，结论严谨。理论与分析基本正确、论述基本清晰、通顺。 20 理工类字，文管类字，外语类 8000 词，摘要 300 字左右；摘要、结论能确切地体现主要内容及成果。理工类字，文管类 1 万字，外语类 6000 词，摘要 300 字左右；摘要、结论基本上体现主要工作内容及成果。 10 创新（ 10 分）有重大改进或有独立见解或有实用价值。某方面有见解或总结。 10 是否同意参加答辩 : 总分评语：指导教师签字：日期：注：评分等级系数分别为： ABCD 0 大庆石油学院本科生毕业设计 (论文 ) I 目录第 1 章锚杆钻机总体设计方案概述 1 土工程锚固技术的发展及现状 1 外锚杆钻机技术发展状况 3 内锚杆钻机技术发展状况 3 杆钻机设计的发展趋势 5 杆钻机课题研制背景及项目来源 6 章小结 8 第 2 章锚杆钻机设计方案的确定 9 盘设计选择分析 11 杆钻具设计选择分析 11 卸锚杆机构的设计 13 力装置的设计选择分析 13 力头机构设计 14 接件选择 15 桅及其调整机构的设计分析 15 章小结 16 第 3 章装卸锚杆机构设计 17 钻杆装置 17 钻杆装置 17 章小结 18 第 4 章动力头机构设计 19 力头进给机构 19 力头回转冲击机构 19 章小结 28 大庆石油学院本科生毕业设计 (论文 ) 5 章钻桅及其调整机构的设计分析 29 角架设计 30 转支承选择 32 章小结 33 第 6 章整机稳定性验算 34 稳定比来评价锚杆钻机的稳定性 34 章小结 36 结论 37 参考文献 38 致谢 39 大庆石油学院本科生毕业设计 (论文 ) 1 第 1 章锚杆钻机的总体方案设计概述土工程锚固技术的发展及现状固工程概述岩土工程所面临的对象是复杂的地质体。这些复杂的地质体在漫长的年代里，由于经历了地质构造运动、自然风化和人类活动的作用，而产大量诸如层理、节理、断层、软弱夹层、溶沟、溶槽等各种地质缺陷。它在一定的时间内和一定的条件下，可能处于稳定的平衡状态。但如果外部条件发生改变，原来的平衡状态就可能遭到破坏，开挖或钻进过程使其原有应力场会重新分布，从而使岩土体发生变形，进而产生坍落、塌陀、滑坡、地而沉降等地质灾害。为预防和治理此类地质灾害，工程中将一种受拉杆件埋入岩土体，用以调动和提高岩土的自身强度和自稳能力这种受拉杆件工程上称之为锚杆川。应用数学、力学、和工程材料等科学来解决岩土工程中的锚固设计、计算、施工和监测等方面的技术和工艺就被称为锚固工程。在隧道支护、路堤加固及边坡稳定等岩土工程中，锚杆的应用常广泛。为满足不同地质条件、岩土性质和工况条件下的工程结构的需要，人们研制了各种各样的锚杆，于是衍生出了各种类型的锚固技术和方法。图 1工程中常按如下方法规类： (1)按应用对象划分，有岩石锚杆、土层锚杆； (2)按是否预先施加应力划分，有预应力锚杆、非预应力锚杆； (3)按锚固机理划分，有粘结式锚杆、摩擦式锚杆、端头锚固式锚杆；课题来源 :国家十一五重点攻关项目 ,北京建筑机械化研究院大庆石油学院本科生毕业设计 (论文 ) 2 (4)按锚固体传力方式划分，有压力式锚杆、拉力式锚杆和剪力式锚杆； (5)按锚固体形态划分，有圆柱型锚杆、端部扩大型锚杆和连续球型锚杆。 1 固工程发展概况在各种土木建筑工程中使用锚固技术距今己有 90 多年的历史。据记载美国于 1912 年首先在阿伯施莱辛 (弗里登斯 (矿使用锚杆支护顶板， 1915 年至 1920年在金属矿山也开始使用锚杆，并有所发展和推广。从 1934 年阿尔及利亚的舍尔法坝加高工程使用预应力锚杆及前西德司在深基坑中使用土层锚杆至今，锚固技术在世界各地得到了广泛应用。与此同时，锚固技术的理论研究也引起了人们的重视。 1935年路易斯帕内科 (提出了悬吊作用理论，雅可比 (提出了合成梁作用理论。 1955年由拉布希威兹 (出，后由兰氏 (人发展得出拱形压缩带作用理论，后者成为块状岩体围岩隧道锚杆支护机理的经典理论。目前，国外仅各类岩石锚杆就多达 600 余种，每年使用的锚杆数量达本土锚用量也在逐年成倍增加。德国、奥地利的地下开挖工程，已经把锚杆作为施工中重要的支护手段，无论硬土层或软土层，几乎没有不使用锚杆的。在我国， 50 年代后期，先后在京西矿务局安淮煤矿、河北龙烟铁矿、湖南湘潭锰矿等单位开始使用锲缝式岩石锚杆支护矿山巷道。进入 60 年代，普通砂浆锚杆与喷射混凝土支护开始在矿山巷道、铁路隧道和边坡整治等工程中大量应用。 1964 年，梅山水库的坝基加固采用了预应力锚索。 70 年代，北京国际信托大厦等墓坑工程采用土层锚杆支护。近十余年来，随着我国改革开放后工程项目不断增加，岩土锚固技术也得到了突飞猛进的发展。高应力、大变形、大跨度、遇水膨胀等复杂情况下的地下工程建造技术有了新的突破。云南漫湾水电站左岸边坡加固工程，采用了 2300多根 1000 预应力锚索，与锚固孔、锚固桩相结合，使滑坡得到了有效的控制。锚杆结构与工艺不断提高，新型锚固施工机具和锚固材料不断涌现，如马鞍山矿山研究院等单位研制出了砂浆锚杆钻装机，锚固孔、注浆、插杆作业连续进行，速度快，功效高；冶金部建筑研究院研制的风动型自进式缝管锚杆安装机，重 14 45决了低矮工作面缝管锚杆的安装问题；冶金部建筑研究总院与广西柳州建筑机械总厂、地质矿产部机械电子研究所与赤峰钻探机械厂，分别联合研制了 81型系列全液压多功能钻机。此外，理论研究也取得了一定进展，国内不少单位采用理论分析、模型试验、现场测试等方法，研究岩土工程锚杆的作用机理、加固效果以及相应的设计计算方法，为复杂地层中的锚杆设计与施工提供理论依据。与此同时，国家和有关部门颁布了相应的锚杆设计与施工规范。所有这些都表明我国岩土锚固技术正稳步向定量化、科学化和规范化迈进。大庆石油学院本科生毕业设计 (论文 ) 3 固工程应用随着锚固技术的拓宽和发展，锚固工程几乎遍及土木建筑领域的各个方面，目前国内外广泛采用锚固技术加固临时和永久性建筑物结构，且其应用正在日益扩大，概括起来，锚固工程主要有以下几个方面的用途： (1)深基础和地下结构工程支护，主要用在深基坑支挡、高层建筑地下室抗浮、地下结构工程支护与加固，如地下停车场、地下铁道或地下街、地下商场、地下工业用厂房等； (2)边坡稳固工程，主要有边坡加固、斜坡挡土、锚固挡墙和滑坡防治； (3)结构抗倾覆应用，如防止高塔倾倒、防止高架桥倾倒、防止坝体倾倒、防止挡土墙倾覆； (4)在加压装置中的应用，如桩的静荷载试验装置、沉箱下沉加重； (5)井巷及隧道工程支护，主要是用来防止隧道 (井巷 )坍塌和控制隧道 (井、巷 )围岩变形； (6)道桥基础加固，如防止桥墩基础滑动、悬臂桥锚固、吊桥桥墩锚固、大跨度拱形结构物稳固； (7)现有结构物补强与加固，主要是指利用锚固技术对己产生裂缝、变形和滑移等破坏的现有结构物进行加固治理； (8)其它工程方面的应用，如对水坝下游和排洪隧洞冲击区实施锚固保护等。随着我国经济的腾飞，公路、铁路建设的普遍开展，开山辟岭、挖沟平丘的石方工程以及各种建筑行业也遍地开花。因此，需要护坡和锚固的凿岩凿孔作业越来越多。锚杆钻机是实现锚杆支护的重要机械设备。它是集钻孔、注浆、锚固等多功能的新型高科技支护产品。它不仅适用于铁路、隧道、矿山、水利枢纽、边坡、堤坝、桥基、江海湖河边、高层建筑基础及建筑物加固等工程；更适用于地基下沉、塌孔、裂缝、坍塌、滑坡等地质灾害的治理。同时锚杆钻机在狭窄的环境内施工极为方便，随着支护技术的飞速发展，用于钻凿锚杆孔的锚杆钻机也得到了快速发展。下面让我们来回顾一下锚杆钻机的发展。外锚杆钻机技术发展状况大庆石油学院本科生毕业设计 (论文 ) 4 目前，国外应用较为普遍的锚杆钻机主要有风动和液压锚杆钻机两种。风动锚杆钻机有澳大利亚的克莱姆公司、阿明克公司和瑞典 00型等；液压锚杆钻机有英国、澳大利亚 3等。特别是澳大利亚在风动锚杆钻机方面一直保持着较为领先的技术和产品。主要有柱塞马达与齿轮马达 2 种，并采用玻璃钢碳素纤维支腿，产品特点是重量轻、扭矩大、噪音低、耗气量小、机身矮等。代表产品还有将其他机械和锚杆钻机结合在一起组成锚机组，新型锚机组的出现虽然只有十多年，但锚机组技术在国外越来越受到重视，发展也很快。常采用性能优良、技术先进、操作维修方便、应用范围广的锚杆钻机与采掘设备配套的采掘锚机组。如乔伊公司生产的 14采掘锚机组、 128型采锚机组、鲍拉特公司的 F 230型掘锚机组，尤其是郎艾道公司的 01型锚机组的班工作效率己达 120 240根。内锚杆钻机的发展状况我国锚杆钻机的研究始于 20世纪 70年代末。先后研制过机械支腿式锚杆钻机、钻车式锚杆钻机。支腿式气动锚杆钻机、非机械传动电动锚杆钻机，支腿与导轨式液压锚杆钻机、机载式锚杆钻机等。己形成气动、电动、液压三大系列 30多个品种。动锚杆钻机气动锚杆钻机是以压气为动力。按破岩方式不同可分为旋转冲击式和旋转式。气动旋转冲击式又称气腿凿岩机，该类钻机采用气动冲击凿岩，钻孔速度快，特别适合在中硬岩石中钻孔，它动力单一、重量轻、操作简单。气动旋转式锚杆钻机是 20世纪 80年代我国在引进国外同类钻机的基础上开发研制成功的。主要由风马达、气腿和操纵臂组成。现有的机型有列、列、 M 气动锚杆钻不足之处是需要有一定压力的气源，压力较小时钻孔效率会严重降低。动锚杆钻机电动锚杆钻机是由专用防爆电机驱动实现旋转切削的。其结构形式目前多为大庆石油学院本科生毕业设计 (论文 ) 5 便携式。这类钻机采用电动机与液压油缸相结合的形式。电动机安装在液压油缸顶端，通过齿轮减速带动钻孔主轴旋转。电动锚杆钻机的特点是动力源单一不需要多次能量转换，因此能耗少、效率高、重量轻、钻孔速度快。电动锚杆钻机主要缺点是功率增大会受到电机重量的限制 ,而且从电源的角度考虑电动锚杆钻机对施工环境依赖性较大。压锚杆钻机液压锚杆钻机通过液压马达驱动锚杆旋转切削破碎岩石。液压锚杆钻机由支架、底盘和液压系统三大部分组成。钻机将液压马达直接安装在推进油缸顶端，不需要减速装置，液压马达直接带动钻杆旋转。不仅可钻边帮孔和迎头炮孔，还可钻顶部孔。现多采用低速转动的结构，省去齿轮传动机构，直接带动钻机。液压锚杆钻机主要是此机型钻孔较平稳，一次行程较长。杆钻机设计的发展趋势综合国内、外锚杆钻机现状，主要有以下趋势： (1)目前国内外生产的锚杆钻机绝大多数应用的是专用底盘，轨距可调，能根据现场情况对底盘进行宽度调整，以增加钻机的整体稳定性，也有少数厂家应用的是挖掘机底盘或起重机底盘； (2)钻杆采用多节自锁式或摩擦式钻杆，多用油缸或卷扬加压； (3)液压系统采用恒功率系统，或负荷传感系统，液压元件采用了国际先进成熟的产品； (4)采用电液比例伺服控制系统、总线控制等，提高了定位钻孔精度，具有钻孔深度自动检测、钻桅垂直度检测及自动调整功能、回转定位功能、荧光屏显示功能等 ; (5)多种安全保护及报警功能 ; (6)多功能化。国外钻机大多采用多用途模块式设计，不同工法的施工，只需要选装不同的工作附件，便可做到一机多用，节约使用成本。 2 这些技术特点代表了当今世界最先进的液压履带式锚杆钻机的技术水平。由于国内锚杆钻机起步较晚，产品的整体水平较国外仍有较大差距，主要反映在系列化程度和控制功能上。国内锚杆钻机系列化程度低，不能适应各种施工需要；在控制功能上，国外大多数厂家普遍采取和专业厂家合作或自己开发专用控制器和控制软件。而国内基本采用进口，没有自己的软件；另外，对一些关键件如钻杆、动力头等技术还不够成熟，故障率依然较高。特别是钻杆，大多依赖进口，增加了制造成本，限制了国内用户的需求。大庆石油学院本科生毕业设计 (论文 ) 6 纵观锚杆钻机的发展过程可以发现，高新技术的发展，不断的促进了锚杆钻机设计的变革。几十年来，锚杆钻机设备己有了一定的提高，随着知识的发展，锚杆钻机及其配套钻具也逐渐更新，高新技术主要在以下几方面不断引起产品的重大变化：（ 1）结构参数的优化以及高科技新材料的应用，使单体锚杆钻机性能提高、重量减轻。采用了高新技术的岩石钻头将使回转式钻进方式扩大应用范围。（ 2）微电子技术在不同动力、不同类型锚杆钻机上的应用，使锚杆钻机发生某些根本性的变革。例如改变钻机特性、改善操作性能、提高可靠性等。国外己探讨计算机控制的锚杆孔钻进与锚杆安装的综合性自动化设备。（ 3）锚杆孔钻进设备的发展，以锚杆支护技术与凿岩技术的发展为基础，锚杆支护新类型、新材料的出现会对锚杆钻机的结构参数、技术性能与功能提出新的要求。例如，卫星定位技术的不断发展已经给钻探支护施工市场带来福音，它使施工进度和效率显著提高。值得期待的是，采用这种新技术的钻探作业很快就会首次进行。阿特拉斯科普柯公司已经开发出了一种 “ 全球定位系统（ ” 选择方案应用于 79满足来自斯堪的那维亚客户的特殊要求，同时也是响应全球用户关于提高施工生产率和施工精度的呼声。据阿特拉斯科普柯公司介绍， 9公司的产品部经理生告诉记者： “以使钻机精确地完成事先设定的钻孔模式，它能提供钻孔定位记录、加载记录和孔眼的间隔记录。这套系统还能让钻机与工地上的其它设备一起联动。 ” 这个面板通过显示几条有关下一个钻孔的位置、深度及定位的指令来指导钻机操作人员作业。如果在较大的工程项目中采用进行钻孔定位，测量人员就再也不必在钻孔之前先标出孔的位置了。而在较小的工程项目中应用机操作人员就不必按照设计图纸亲自划定每一个孔的位置。在一天工作结束的时候将记录传到办公室。杆钻机课题研制背景及项目来源在北京建筑机械化研究院的市场调研中，建筑工程用户反映的普遍存在的锚杆钻机弊端主要有：现有的各种锚杆钻机的价格昂贵；对环境适应能力较差；操作繁琐；因钻机的各种配件不符合通用标准而导致维修困难等。据了解，近年工程施工现场中，锚固工程主要集中在工程前期，要求多台钻机在短期内同时完成作业，设备的需求量比较多。大庆石油学院本科生毕业设计 (论文 ) 7 受北京建筑机械化研究院委托 ,为解决现有锚杆钻机的种种弊端和适应市场的需要，我决定设计研制液压多功能锚杆钻机。液压锚杆钻机是为锚孔施工而设计的钻机，它是针对锚固工程施工条件恶劣，移动性大 ,施工时间短而集中等特点，在原有的锚杆钻机的基础上改进后，研制出的一种功能齐全、适合冲击回转钻进，螺旋钻进等多种钻进工艺的钻孔锚固设备。该钻机具有作业效率高、移动性能优越、钻进工艺多、体积小、质量轻、便于操作、能耗低等特点，主要用于锚杆孔钻进，也可用于其它用途钻孔。为使我设计的钻机性能处于领先地位，在结构等方面与国外先进产品相媲美，在满足国内施工需要的同类产品中具有自已的特色，价格具有竞争力，我在设计中力求结构简单，简化液压系统，减小整体结构尺寸，减轻质量，降低成本，并且操作方便，简单易学，而且可在此基础上逐步增加功能，形成系列产品。在确定设计方案之前 ,首先明确北京建筑机械化研究院提出的设计功能要求及限制条件如下：设计功能要求：（ 1）钻机可以完成直径为 100 200锚杆孔的钻进。（ 2）钻机移动方便，既能进行回转钻进、冲击钻进、也具有旋转、摆动及定向功能，可满足各种地层的施工要求，具有较高的利用率。（ 3）结构紧凑，自重适宜，便于装卸、维修及运输。（ 4）钻机具有较高程度的自动化，以减轻劳动强度，提高工作效率。（ 5）性能可靠，工作安全。限制条件： 1 交通规则。车长一般不超过 14米。车高一般不超过车宽一般不超过 5米。 2 经济因素。钻机的各种材料和零部件（例如，钻杆，液压泵）的价格、钻机的运输和平时保养费用。 3强度条件。钻机在钻进过程中的稳定性，液压缸的尺寸型号及油压的选择。 3 市场需求。客户使用钻机的情况，施工中遇到需要解决的实际问题，用户对各种钻机的实用性评价和信息反馈。章小结本章在总结国内外现有的锚杆钻机技术基础上，针对现有锚杆钻机存在的价格昂贵、环境的适应能力差、操作繁琐、配件不符合通用标准而导致维修困难等问题进行思考，对各种锚杆钻机结构原理和特点作了论述 ,并介绍了锚杆钻机大庆石油学院本科生毕业设计 (论文 ) 8 的课题研制背景及项目来源。大庆石油学院本科生毕业设计 (论文 ) 9 第 2 章锚杆钻机设计方案的确定液压锚杆钻机是为锚孔施工而设计的钻机，它是针对锚固工程施工条件恶劣，移动性大 ,施工时间短而集中等特点，在原有的锚杆钻机的基础上改进后，研制出的一种功能齐全、适合冲击回转钻进，螺旋钻进等多种钻进工艺的钻孔锚固设备。该钻机具有作业效率高、移动性能优越、钻进工艺多、体积小、质量轻、便于操作、能耗低等特点，主要用于锚杆孔钻进，也可用于其它用途钻孔。本课题的研究主要包括以下内容：（ 1）机理研究，进一步研究锚杆钻机的功能原理达到在实现功能要求的基础上进一步简化机构。（ 2）钻桅及其调整机构的设计分析，对锚杆钻机结构原理和特点进行思考，同时利用优化方法对冲击回转式锚杆钻机钻桅及其调整机构进行优化设计。（ 3）装卸锚杆机构的设计，以缩短辅助时间，大幅度提高工作效率为目的，设计一套装置实现自动装卸钻杆 ,提高工作效率的同时降低劳动强度。（ 4）整机稳定性验算，调整计算钻机各参数对稳定性的影响，并对其中重要的影响因素进行逐一研究。设计参数 : 钻孔直径 100 200 钻头转速 0 80r/ 钻头扭矩 6000 8000 钻头行程 2000 2500 推力 50 60 冲击频率 2000 2200次 / 系统压力 25 发动机 100 行走方式履带式；重量 12000 14000 主要研究思路：由于锚杆直接联系的对象是复杂多变的岩土体，另外，锚杆埋在岩土体中，这给锚杆的力学行为及锚固作用原理的观测和研究带来了较大的困难，因此，目前对锚杆锚固原理了解还不够深入，以下是几种得到工程和理论界普遍认可的锚固作用机理。 (1)悬吊作用原理。该理论认为锚杆支护是通过锚杆将软弱、松动、不稳定的岩土体悬吊在深层稳定的岩土体上，以防止其离层滑脱。这种作用在地下结构大庆石油学院本科生毕业设计 (论文 ) 10 锚固工程中，表现得尤为突出。起悬吊作用的锚杆，主要是提供足够的拉力，用以克服滑落岩土体的重力或下滑力，来维持工程稳定。 (2)组合梁作用原理。组合梁作用是较早提出的理论，也是一般公认的支护作用原理之一。这种原理是把薄层状岩体看成一种梁 (简支梁或悬臂梁 )，在没有锚固时，它们只是简单地叠合在一起。由于层间抗剪力不足，在荷载作用下，单个梁均产生各自的弯曲变形，上下缘分别处于受压和受拉状态。若用螺栓将它们紧固成组合梁，各层板便相互挤压，层间摩擦阻力大为增加，内应力和挠度大为减小，于是增加了组合梁的抗弯强度。把锚杆埋入岩土体一定深度，相当于将简单叠合数层梁变成组合梁，从而提高了地层的承载能力。锚杆提供的锚固力愈大，各岩土层间的摩擦阻力愈大，组合梁整体化程度愈高，其强度也愈大。 (3)挤压加固作用原理。兰格 (过光弹试验证实了锚杆的挤压加固作用。当他在弹性体上安装具有预应力的锚杆时，发现在弹性体内便形成以锚杆两头为顶点的锥形体压缩区，若将锚杆以适当间距排列，使相邻锚杆的锥形体压缩区重叠，便形成一定厚度的连续压缩带。为说明锚杆对破碎地层的支护作用，国外澳大利亚雪山地下工程、国内冶金建筑研究院等单位曾分别先后用碎石、混凝土碎块作材料模拟破碎地层，然后锚杆加固，结果发现加固后的模型承压能力大大提高。这就说明，通过锚杆的加固，即使毫无粘结力的碎石也能被加固成能承受相当大荷载的整体“结构”。工程上称这种现象为挤压加固作用。在实际工程中，上述锚固作用原理并非孤立存在，往往是几种作用同时存在并综合作用，只不过在不同地质条件下可能某种作用会占据主导地位。 3 要穿透几种不同的地层，而穿透每一种地层都需要锚杆钻机有与之相适应的参数，因此本课题即是在考虑了这些参数的变化的条件下，研究锚杆钻机的受力状态。当在坚硬的岩石层施工时，钻进过程中，钻头扭矩高达 900 且钻尖磨损严重 ,根据钻探学旋转冲击破岩有关理论在动力头上部安装 1 个液压冲击器其冲击垫冲击主钻杆轴肩部产生每分钟2000 2200 次的冲击频率、 13冲击力使钻头对钻层产生回转冲击作用。钻削扭矩可降至头左右钻刃的耐用度可提高 10倍以上。大庆石油学院本科生毕业设计 (论文 ) 11 盘设计选择分析底盘选择主要从施工效率、施工环境、施工安全、以及经济因素几方面考虑。目前，锚杆钻机底座主要有轮胎式，履带式，固定式等方案。从施工效率角度考虑。通常情况下，在锚固施工过程中，由于孔距相对密集、锚孔的深度浅，因此要求钻机能够快速便捷地移动。轮式拖车及履带式自行钻机都可以实现快速移动定位。从施工环境角度考虑。大多数情况下，由于施工现场地形复杂、施工作业面积狭窄，施工环境较为恶劣，多在泥泞的地方施工，这时履带底盘更能适应图 2 1底盘样图恶劣的施工环境。从施工安全角度考虑。在施工过程中，锚杆钻机要承受较大的倾翻力矩，因此对整机的稳定性有严格的要求，勿庸置疑履带式底盘更能满足整机稳定性要求。从经济角度考虑。固定式底盘价格比较便宜，履带式底盘和轮胎式底盘价格较高，但随着机械制造行业的标准化，通用化两者的价格一定会有所下降。综合考虑以上各方面因素，我决定采用履带式底盘。杆钻具的设计选择分析锚杆钻机主要是在建设工程中用来打锚杆孔的，对锚杆钻具的处理有的是可循环利用的，有的锚杆钻具打入岩石后不需取出来，直接填充树脂等锚固材料，将钻头、锚杆和连接套一起锚固在岩孔里，以起到支护或护坡的作用。常用的锚杆有不同规格，因此设计的锚杆钻机必须具备一套相应的掐爪和托爪以方便用户使用。在本方案中，锚杆的标准长度为10m，这就要求锚杆钻机的推进长度必须图 2 2 锚杆锚固示意图大庆石油学院本科生毕业设计 (论文 ) 12 大于 10m，使钻具有较高的利用率。通过对锚固工艺的全盘考虑并查阅国内外相关资料后我决定选用自钻式中空锚杆。自钻式中空锚杆由中空钻杆、钻头、间隔器、联接器、垫板、螺母等六部分组成。钻头为耐磨合金钢铸造而成，并设浆液出孔。钻头有 “ 一 ” 字型、 “ 十 ”字型、 “ 圆锥 ” 型等多种型式，可根据岩土层的情况选择不同的型式，中空锚杆由高抗拉强度合金钢无缝钢管制造而成，连接器、间隔器、垫片、螺母均由合金钢铸造而成，间隔器也可用塑料制成。图 2 3自钻式中孔锚杆样图自钻式锚杆是一种中空的锚杆，其本身可兼作钻杆和注浆管。图 2 4 自钻式中空锚杆作业中功能形成示意图（一）注浆前可作吹尘管，即排除凿岩形成的粉尘。注浆时浆液通过中空锚杆从钻头喷出，填充锚杆周围的钻孔和地层裂隙，使图 2 5 自钻式中空锚杆作业中功能形成示意图（二）锚杆与周围土质凝固成一体，形成钢管水泥柱，起到加固的作用。大庆石油学院本科生毕业设计 (论文 ) 13 钻头的大小可控制钻孔的大小，一般钻孔的尺寸约为锚杆直径的 2 到 3 倍。 4它是集钻孔、注浆、锚固等多功能的新型高科技支护产品。杆体长短灵活，具有加接延长的特性，不仅适用于铁路、隧道、矿山、水利枢纽、边坡、堤坝、桥基、江图 2 6 自钻式中空锚杆示意图海湖河边、高层建筑基础及建筑在狭窄的环物加固等工程；更适用于地基下沉、塌孔、裂缝、坍塌、滑坡等地质灾害的治理。同时它在狭窄的环境内施工极为方便，具有其它锚固材料无法替代的效果。卸锚杆机构的设计在锚杆钻机施工中，装卸钻杆是一道劳动强度较大，工时较长的工序，如果在这道工序能够缩短辅助时间，将可以大幅度提高工作效率，因此在此处，我决定设计一套装置实现自动装卸钻杆 ,提高工作效率 ,降低劳动强度。力装置的设计选择分析采用液压泵作为整个液压系统的动力。钻机的凿岩、推进、回转和行走以及钻凿方位的调节均以压油为动力。为实现回转钻进功能动力头需要一个回转运动和一个进给运动。因此，采用两个液压马达驱动心钻杆产生旋转运动；一个液压缸驱动钻杆产生高频图 2 7 马达样本往复冲击运动；一个液压缸驱动动力头产生钻进动力；另外还有一个液马达驱动钻杆外套产生旋转。为实现冲击钻进钻机装有 1个液压缸驱动的液压冲击器，其冲击垫冲击主钻杆轴肩部产生每分钟 2000 2200次的冲击频率、 13论文 ) 14 生回转冲击作用。由 2台 4引力大，爬坡能力强，并可原地转向。每个行走驱动系统上均有一个液动联动刹车器，司机可有效防止钻机在斜坡上运行或凿岩时发生滑移。吸尘和吹气装置采用气马达为动力。力头机构设计动力头作为整个钻进装置的动力机构，是锚杆钻机的重要工作部分，在钻孔作业中承受最大的负荷。钻孔时负荷大、工作条件恶劣、冲击和振动大、故障率高，是影响钻机施工效率重要因素之一。因此提高动力头机构的工作可靠性，对保证钻机的正常作业，提高锚杆钻机工作效率具有重要意义。动力头设计要求各零部件有足够的强度和耐久性，结构简单，拆装维护方便。力头进给机构设计功能要求钻头行程为 10最大限度降低支架高度，进给机构在借鉴已有的钻机结构基础上作出改进，改进后的机构为倍速机构，其特点是：油缸滑轮增倍机构中油缸和动力头通过钢丝绳、滑轮组传动，传动比 i= 2，可使油缸行程减少一半，加大给进行程，结构简单，导轮数量少，有利于提高钢丝绳使用寿命，轴向结构尺寸小，有利于加大给进行程，油路由活塞杆内部引入，无运动油管。图 2 8 动力头采用液压缸驱动，可以根据不同硬度地层条件及钻进情况，实现施工进给速度的无级调节，最大限度地提高钻进效率。同时，在处理孔内事故过程中，可以实现钻具回转与提升或进给同步，提高了事故处理能力。力头回转冲击机构锚杆钻机钻进过程中，钻杆回转速度为 0 80r/采用低速大扭矩液压马达通过一级齿轮减速传动驱动钻杆回转的方式，缩短传动链，提高作业效率，可实现无级变速。大庆石油学院本科生毕业设计 (论文 ) 15 当在坚硬的岩石层施工时，在钻进过程中，钻头扭矩高达且钻尖磨损严重 ,根据钻探学有关理论在动力头上部安装 1 个液压冲击器其冲击垫冲击主钻杆轴肩部产生每分钟 2000 2200 次的冲击频率、 13削扭矩可降至头左右钻刃的耐用度可提高 10倍以上。接件选择栓连接整机各个部件采用螺栓件连接的，都选用标准螺栓螺母及垫片 ,从而使装卸维修方便，同时充分保证了各部件的强度、刚度。实现国产化 100%，标准件、通用件及外购件占 90%以上，极大地方便用户使用和维修更换零部件。角架与锚杆钻机支架连接方案三角架与锚杆钻机支架的连接，在提供一个回转运动同时还要承受整个支架及其上的机构所产生的倾翻力矩。通过查阅相关资料，目前，此连接处可参考的现有方案中有采用万向连接方案如图 2 9所示；有采用专用轴承方案。这两种方案的应用效果都不尽如人意。经导师指导和相关计算发现回转支承可以满足此功能要求，而且回转支承已形成通用件，维修和图 2 9 连接件装卸都十分便捷。因此，在本设计方案中，三角架与锚杆钻机支架的连接采用回转支承连接。回转支承采用马鞍山统力回转支承有限公司标准进行设计选择。桅及其调整机构的设计分析如图 2 10 及图 2 11 所示，由于对不同工程和不同地理条件的锚固角度要求不同，所以锚杆的钻凿方位也不固定，所以锚杆钻机应能满足多方位作业，可实现多方向不同角度的钻进。 5 图 2 10调整机构（一）大庆石油学院本科生毕业设计 (论文 ) 16 本设计方案中，所有钻凿方向的调节均为液压控制，如回转、升降、移孔位、调整锚杆钻进所需角度、钻臂升降、钻臂摆动、支架俯仰、支架摆动、履带调平等。各液压缸都装有双向液压锁，所以整机调位迅速、准确，定位安全、可靠，操作简单、便捷。图 2 11 调整机构（二）章小结本章在对冲击回转钻孔破岩机理进行分析的基础上，制定出研发冲击回转式锚杆钻机的方案。并分别对底盘设计选择、锚杆钻具的设计选择分析、装卸锚杆机构的设计、动力头机构设计、钻桅及其调整机构的设计几个主要设计任务进行了整体的规划。大庆石油学院本科生毕业设计 (论文 ) 17 第 3 章装卸锚杆机构的设计在锚杆钻机施工中，装卸钻杆是一道劳动强度较大，工时较长的工序，如果在这道工序能够缩短辅助时间，将可以大幅度提高工作效率。因此 ,本方案在此设计了一套自动换钻杆装置。钻杆装置在这套机构中，动力头卡盘采用液压、机械联动，实现自动装卸钻杆。更换钻套可分别装卸不同尺寸的钻杆，具有通用性，以满足不同施工要求。图 3 1自动换钻装置如图 3 1 所示，钻杆装在弹夹式换钻装置中，换钻装置在换钻油缸和换钻活塞的驱动下，可以转至相应的位置，动力头可以直接拧紧钻杆，此时，换钻装置在换钻油缸和换钻活塞的驱动下，可以转至原来的的位置，动力头可以顺利完成进给运动。在换钻装置中，有两个换钻的齿轮，它们在换钻马达的带动下转动，从而带动钻杆转动，补给到被动力头取走的钻杆的位置，从而可以多次重复上一过程，直至钻杆用尽为止。该机构结构简单，动作准确，易于控制，消耗能源少，很好的完成了自动换装钻杆的功能，在提高劳动效率的同时，较大的降低了劳动强度。钻杆装置为利用动力头拧卸钻杆，在动力头上设计了拧卸装置，如图 3 2 所示。其右端与动力头相连，拧卸钻杆时，先在钻杆下端用垫叉卡住钻杆止动，动力头反转，在后动力头后退，使上端方口 B 处对准钻杆大庆石油学院本科生毕业设计 (论文 ) 18 上端卡口，插入小垫叉 (专用 )，动力头再向后退，下端垫叉卡住下一根钻杆的上端卡口，此时动力头再反转，则可卸开两钻杆间的螺纹，取出上端小垫叉，即可卸下一根钻杆。图 3 2 拧卸钻杆机构图动力头再前进，联接下一根钻杆上端，重复上述过程，最终将全部钻杆卸下。此装置在实中操作方便、省力，效果良好。 6 另外，在动力头前端配有一个液动掐钎器和一个液动托钎器。前者用于掐住锚杆，以实现接卸锚杆 ;后者用以限定锚杆方位，防止凿岩时锚杆弯曲、位移和卡钻。章小结本章以提高钻进效率和降低劳动强度为目的设计了一套自动换钻杆装置，该机构采用液压、机械联动，结构简单，动作准确，易于控制，消耗能源少。有效解决了自动换钻的问题。大庆石油学院本科生毕业设计 (论文 ) 19 第 4 章动力头机构设计力头进给机构设计功能要求钻头行程为 2000 2500 进给机构如下图所示，此机构为倍速机构，其特点是：油缸滑轮增倍机构中油缸和动力头通过钢丝绳、滑轮组传动，传动比 i= 2，可使油缸行程减少一半，加大给进行程，结构简单，导轮数量少，有利于提高钢丝绳使用寿命，轴向结构尺寸小，有利于加大给进行程，油路由活塞杆内部引入，无运动油管。采用液压缸驱动，可以根据不同硬度地层条件及钻进情况，实现施工进给速度的无级调节，最大限度地提高钻进效率。同时，在处理孔内事故过程中，可以实现钻具回转与提升或进给同步，提高了事故处理能力。最大给进力为 50大提升力为 60 图 4 1 动力头进给机构草图板力头回转冲击机构动力头回转冲击部分设计是本次设计的重点。包括：动力头回转机构设计、动力头高频加压振动器设计、高频加压振动器防反弹冲击缓冲装置的设计。力头回转机构设计锚杆钻机钻进过程中，钻杆回转速度为 0 80r/采用伊顿盘配流 4000 系列液压马达通过一级齿轮减速传动驱动钻杆回转的方式，缩短传动链，提高作业效率，可实现无级变速。大庆石油学院本科生毕业设计 (论文 ) 20 马达选用设计分析液马达将安装在动力头上，因此，选用时除考虑动力头工作所需功率外还需考虑液压马达的体积对动力头进给和整机稳定性的影响。原则上，在满足功率需求基础上尽量选用体积小的马达。经反复考虑，决定选用伊顿盘配流 4000 系列液压马达。型号 :伊顿盘配流 4000 系列无轴承液压马达固定型式：法兰固定油口型式：通过螺纹连接排量 : r 压力额定 : 压力尖峰 : 25 速峰值 : 151r/ 额定输出转矩 : 970N m 连续输出功率： 50量： 69压油：矿物油油液温度范围： 20 80摄氏度污染度：液压油最大允许污染度为 9级按照 638，推荐使用过滤器。图 4 2马达轮传动设计齿轮传动相对于其他传动方案有着众多优点，首先，它的传动效率高，一级齿轮传动的效率高达 99%，这对本方案设计中的节能有着重要的经济意义。其次，齿轮传动的的结构紧凑，而恰恰动力头设计的难点之一就是节省空间，减小尺寸；还有就是齿轮传动平稳，这也符合动力头设计的要求，因为动力头式通过动力头滑板连接在钻机支架上，而连接处的强度是动力头设计必须考虑的因素之一。最后一点就是齿轮传动的工作可靠，寿命较长，这对提高锚杆钻机的施工效率有着重要的意义。所以齿轮传动很适合动力头传动采

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