【《某履带式钻机液压设计计算及说明计算案例》4400字】

某履带式钻机液压设计计算及说明计算案例目录TOC\o"1-3"\h\u25916某履带式钻机液压设计计算及说明计算案例 1208271.1液压原理的设计 1117241.1.1加压提升油路设计思路 121101.1.2起塔油路的设计思路 2294531.1.3支腿油路的设计思路 2102081.1.4主油路的设计思路 2160201.2液压系统的计算 2235801.2.1实际参数的计算 269191.2.2液压系统中主油路的校验 1088161.3热平衡计算 14244951.3.1双联泵CBQL-F532/F532-CFH 1435071.3.2双联泵CBTL-F410/F410-AFP 16291381.3.3小泵CBW-F203-AFP 171.1液压原理的设计图1.1MDL-80D液压原理设想1.1.1加压提升油路设计思路在油路中，在无杆室内设计了一个调速阀，主要满足钻机施工过程中动力头起升速度的无级调速。调速阀的作用是使动力头在不受动力头起吊负荷的情况下，以恒定的速度上升，以满足施工过程中的实际需要。在杆腔中设计了可调节流阀。该阀的作用是在动力头上升时产生一定的背压，使动力头瞬间以恒定的速度上升。1.1.2起塔油路的设计思路起塔油缸进出口设有两个可调流量阀，可有效地使桅杆在两个临界点以相同的速度运动。由于桅杆竖直或放置时，桅杆由被动变为主动，对起塔筒施加主动压力，因此采用可调流量阀控制其速度。1.1.3支腿油路的设计思路支腿油缸进出口处设有两个液控单向阀（又称双向液压锁）的锁紧回路。它的作用是使液压缸停留在任何位置，不会因外力而移动。当到达需要停留的位置时，只要换向阀处于中间位置，两个液控单向阀就会关闭，这样油缸就会在两个方向上锁定。在该回路中，由于液控单向阀密封性能好，泄漏量小，锁止精度主要取决于液压缸的泄漏量。1.1.4主油路的设计思路控制台上有两组单控阀、一组六控阀、一组七控阀和一组四控阀。六联控制阀的一体阀与动力头油马达和齿轮泵连接，形成油路。另一个七节控制阀和动力头油马达和齿轮泵一起构成一个油路。单控阀、动力头油马达和齿轮泵构成油路。六联控制阀和七联控制阀各有一个阀，油路由行走电机和齿轮泵组成。四通控制阀上的两个阀和六通控制阀上的一个阀与齿轮泵和加压提升油缸形成油路。一个阀门上装有一个调速阀，用于调节供油速度。当加压提升油缸有杆腔供油时，动力头下降。四联控制阀上的另外两个阀分别与滑动油缸、可变角度油缸和齿轮泵连接，形成油路。通过液压阀手柄或手轮的操作，可以实现钻机的各种动作和钻井参数的选择。六通控制阀的一片阀和七通控制阀的两片阀通过夹紧卸扣和液压锁组成油路。1.2液压系统的计算1.2.1实际参数的计算因为动力头为双液压马达，所以连接方式有串并连两种并联时：表4-1用户所需的转速及转矩动力头输出参数ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧ实际转速r/min6.2612.5320.1926.4532.7240.3746.6452.9实际扭矩N·m43984541461346374589458945173489串联时：动力头输出参数ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧ实际转速r/min12.5325.0640.3752.965.4380.7493.28105.8实际扭矩N·m21992271230623182294229422591745根据动力头的参数，可知两对传动齿轮传动比分别为：，。经过筛选，选取额定钻速（r/min，正反转）：6.2612.5312.5325.0620.1940.3726.4552.932.7265.4340.3780.7446.6493.2852.9105.81)动力头转速为6.26r/min:动力头输出转矩 动力头所需功率 因为并联，所以动力头所需功率实际为油马达输出转速油马达输出转矩2)动力头转速为12.53r/min:动力头输出转矩动力头所需功率油马达输出转速油马达输出转矩3)动力头转速为12.53r/min:动力头输出转矩 动力头所需功率 因为并联，所以动力头所需功率实际为油马达输出转速油马达输出转矩4)动力头转速为25.06r/min:动力头输出转矩动力头所需功率油马达输出转速油马达输出转矩5)动力头转速为20.19r/min:动力头输出转矩 动力头所需功率 因为并联，所以动力头所需功率实际为油马达输出转速油马达输出转矩6)动力头转速为40.37r/min:动力头输出转矩动力头所需功率油马达输出转速油马达输出转矩7)动力头转速为26.45r/min:动力头输出转矩动力头所需功率因为并联，所以动力头所需功率实际为 油马达输出转速油马达输出转矩8)动力头转速为52.9r/min:动力头输出转矩动力头所需功率油马达输出转速油马达输出转矩9)动力头转速为32.72r/min:动力头输出转矩动力头所需功率因为并联，所以动力头所需功率实际为 油马达输出转速油马达输出转矩10)动力头转速为65.43r/min:动力头输出转矩动力头所需功率油马达输出转速油马达输出转矩11)动力头转速为40.37r/min:动力头输出转矩动力头所需功率因为并联，所以动力头所需功率实际为 油马达输出转速油马达输出转矩12)动力头转速为80.74r/min:动力头输出转矩动力头所需功率油马达输出转速油马达输出转矩13)动力头转速为46.64r/min:动力头输出转矩动力头所需功率因为并联，所以动力头所需功率实际为 油马达输出转速油马达输出转矩14)动力头转速为93.28r/min:动力头输出转矩动力头所需功率油马达输出转速油马达输出转矩15)动力头转速为52.9r/min:动力头输出转矩动力头所需功率因为并联，所以动力头所需功率实际为 油马达输出转速油马达输出转矩16)动力头转速为105.8r/min:动力头输出转矩动力头所需功率油马达输出转速油马达输出转矩数据经过整理后，如下表所示：表4-2动力头及油马达实际输出参数动力头输出参数（实际）油马达输出参数（实际）转矩(N·m)转速(r/min)功率(kW)转矩(N·m)转速(r/min)功率(kW)并联4397.66.261.44919.8611.951.44454112.532.98950.8529.932.984612.820.191.875965.2948.231.8754636.626.456.42970.2763.196.424588.832.727.86960.3878.167.864588.840.379.7960.5596.449.74517.246.6411.03945.4111.4211.033489.452.99.67730.8126.379.67串联2198.812.532.88918.929.932.882270.525.065.96950.759.875.962306.440.379.75965.4996.449.752318.352.912.84970.34126.3712.842291.465.4315.72960.5156.315.722291.480.7419.4960.4192.919.42258.693.2822.06945.6222.822.061741.7105.819.33730.5252.719.33根据此表初选马达：J6K-390其参数为：排量0.39L/r,额定转矩1155N·m,额定转速387r/min,额定流量150L/min,总效率>80。油马达转速为11.95r/min时：油马达输入流量输入功率油马达转速为29.93r/min时：油马达输入流量输入功率油马达转速为29.93r/min时：油马达输入流量输入功率油马达转速为59.87r/min时：油马达输入流量输入功率油马达转速为48.23r/min时：油马达输入流量输入功率油马达转速为96.44r/min时：油马达输入流量输入功率油马达转速为63.19r/min时：油马达输入流量输入功率油马达转速为126.37r/min时：油马达输入流量输入功率油马达转速为78.16r/min时：油马达输入流量输入功率油马达转速为156.3r/min时：油马达输入流量输入功率油马达转速为96.44r/min时：油马达输入流量输入功率油马达转速为192.9r/min时：油马达输入流量输入功率油马达转速为111.42r/min时：油马达输入流量输入功率油马达转速为222.8r/min时：油马达输入流量输入功率油马达转速为126.37r/min时：油马达输入流量输入功率油马达转速为252.7r/min时：油马达输入流量输入功率表4-3油马达的参数转矩(N·m)转速(r/min)功率(kW)流量（L/min）进油口压力（MPa）919.8611.951.445.8311.82918.929.932.8811.6711.80950.8529.932.9811.6715.32950.759.875.9623.3515.31965.2948.231.87518.8115.55965.4996.449.7537.6115.55970.2763.196.4221.6415.63970.34126.3712.8449.2815.63960.3878.167.8630.4815.47960.5156.315.7260.9615.47960.5596.449.737.6115.47960.4192.919.475.2315.47945.4111.4211.0343.4515.23945.6222.822.0686.8915.23730.8126.379.6749.2811.77730.5252.719.3398.5511.76综合上表中的数据，并考虑液压传动效率和机械传动的效率，选择液压泵、驱动电机。所选液压泵的额定流量及其驱动电机双联齿轮泵CBQL-F532/F532-CFH公称排量32/32ml/r驱动电动机Y200L-4-B35额定转速1470r/min两泵流量均为双联齿轮泵CBTL-F410/F410-AFP公称排量10/10ml/r驱动电动机Y160M-4-B35额定转速1460r/min两泵流量均为小齿轮泵CBW-F203-AFP公称排量3ml/r驱动电动机Y90L-4-B35额定转速1400r/min泵流量1.2.2液压系统中主油路的校验表4-4主轴转速输出表操纵手柄组合档位1or23or151+23+15动力头转速并联20.196.2640.3712.53串联40.3712.5380.7425.06流量47.0411.691.0829.2操纵手柄组合档位1+3or1+152+3or2+151+2+3or1+2+153+15+1or3+15+21+2+3+15动力头转速并联26.4546.6432.7252.9串联52.993.2865.43105.8流量61.64108.6876.24123.28油马达排量q0=0.39L/r，额定转矩T=1155N·m，额定转速387r/min，额定流量150L/min，总效率>80。动力头内两对齿轮齿数比均为。转速40.37r/min，20.19r/min：液压泵流量组合：47.04L/min；油马达输入理论流量串联档动力头理论转速：实际转速动力头实际转速,实际输出扭矩，由马达进油口压力,并联档动力头理论转速：实际转速转速12.53r/min、6.26r/min：液压泵流量组合：11.6L/min；油马达输入理论流量串联档动力头理论转速：实际转速并联档动力头理论转速：实际转速转速80.74r/min,40.37r/min：液压泵流量组合：91.08L/min；油马达输入理论流量串联档动力头理论转速：实际转速并联档动力头理论转速：实际转速转速25.06r/min、12.53r/min：液压泵流量组合：29.2L/min；油马达输入理论流量串联档动力头理论转速：实际转速并联档动力头理论转速：实际转速转速52.9r/min、26.45r/min：液压泵流量组合：61.64L/min；油马达输入理论流量串联档动力头理论转速：实际转速并联档动力头理论转速：实际转速转速93.28r/min、46.64r/min：液压泵流量组合：108.68L/min；油马达输入理论流量串联档动力头理论转速：实际转速并联档动力头理论转速：实际转速转速65.43r/min、32.72r/min：液压泵流量组合：76.24L/min；油马达输入理论流量串联档动力头理论转速：实际转速并联档动力头理论转速：实际转速转速105.8r/min、52.9r/min：液压泵流量组合：123.28L/min；油马达输入理论流量串联档动力头理论转速：实际转速并联档动力头理论转速：实际转速综上，可得出下表：表4-5动力头转速表流量组合(L/min)马达流量(L/min)马达转速(r/min)动力头转速串联档(r/min)动力头转速并联档(r/min)理论实际理论实际47.0447.04120.6250.4940.3725.2420.1911.611.637.4315.6712.537.836.2647.04+47.0491.08241.310180.750.540.411.6+11.629.271.8731.3425.0615.6712.5311.6+47.0461.64158.0566.1652.933.0826.4547.04+47.04+11.6108.68278.67116.6593.2858.3346.6411.6+11.6+47.0476.24195.4981.8365.4340.9232.7211.6+11.6+47.04+47.04123.28316.1133.32105.866.1652.91.3热平衡计算液压系统的发热主要是由于液压泵、液压执行元件、溢流阀还有沿途管路的功率损失造成的[6]。MDL-80D钻机可以根据液压泵所经过的管路进行发热计算。1.3.1双联泵CBQL-F532/F532-CFH该泵属于双联泵，排量32ml/r,额定压力20,最高压力20通过双联泵操纵液压马达工作，因此造成发热的原因是（1）液压泵的容积损失（2）液压阀的损失（3）沿途管路的损失（4）液压马达的机械损失1、根据样本可以查出该泵容积效率为93%，所以可以直接查出：==2、液压阀的损失因为换向阀可以直接从样本上查出最大背压是2（宁波东海DL系列多路换向阀）单向阀进出压力差（压力损失）为0.2-0.3，这里取0.2。其他阀的损失由于较小可以忽略不计。3、沿途管路损失橡胶管临界雷诺数Re（L）=1600-2000，现在取临界雷诺数Re（L）=1800沿程压力损失由上可得损失的功率为（压力表的压力） 实际输出功率27.9-1.01=26.894、液压马达一般液压马达可计算总的机械效率为85%==（其中液压系统在单位时间内的发热功率液压泵的总输入功率执行元件的有效功率） 该管路上最大可能损失为：1.3.2双联泵CBTL-F410/F410-AFP排量10/10ml/r压力20/20最高25/25通过双联泵操纵液压马达工作，因此造成发热的原因是（1）液压泵的容积损失（2）液压阀的损失（3）沿途管路的损失（4）液压马达的机械损失1、根据样本可以查出该泵容积效率为92%，所以可以直接查出：==2、液压阀的损失