1、 开题报告 (XY-4 岩心钻机升降机的设计 ) 姓名： 胡军雄 机械学院： 140306 班 学号： 14030603 岩心钻机的功用： 钻机是向地下钻孔的机器，是完成钻进施工的主机，它带动钻具和钻头向地层深处钻进，并通过升降机完成起下钻具和套管，提取岩心，更换钻头等辅助工作。泵的作用是向孔内输送冲洗液以冲洗孔底，冷却钻头和润滑钻具。它广泛应用于国明经济的许多部门，它是从事各种钻探施工必不可少的主体设备。 升降机的功用： 钻机的升降机有主升降机和副升降机之分： 主升降机用于升降钻具和套管 ； 副升降机可用于起吊其它管材或重物，打捞绳索取心钻具内管，升降捞砂简、取土器等。 升降机的设计要求：
2、由于 钻机的升降机在在钻探的过程中，工作时间长，其性能的好坏，直接关系到钻进的效率钻孔的质量和生产的安全，因此升降机要满足以下要求： 在满足升降机工艺要求的前提下， 应能最大限度地降低升降工序的机动时间和充分提高功率利用系数 。 要求升降机的结构与强度具有一定的超载能力。 操作方便 、 动作灵敏 、 平稳 、 劳动强度小 、 工作安全可靠，现代钻机应考虑操作远离钻机本体，实现远距离手柄或按 扭操作。 结构简单 。 设计目的： 通过设计知道钻机的工作性能以及升降机的结构 ； 分析升降机的转矩特性和转速特性； 分析计算升降机的特性参数； 应用一些软件对升降机进行仿真分析，从而，进一步了解升降机的性
3、能。 技术方案的确定： 本次 设计是在原有的 XY-4 岩心钻机的基础上，利用所给的设计参数： 输入轴转速（ r/min）：约 450、 约 310、 约 217、 约 117； 卷筒转速 （ r/min）：约 160、 约 110、 约 78、 约 42； 最大提升能力： 29.4KN； 卷筒直径： 285mm； 钢绳直径： 16mm； 卷筒 容绳量： 52mm； 提升速度： 0.82、 1.51、 2.16、 3.13。 进行计算，分别进行工作参数的选择： 升降机的最大起重量 Pq； 提升速度分为：最高缠绳速度 Vmax、 最低缠绳速度 Vmin； 调速范围 R； 速度档数及中间速度。 抱
4、闸 的受力分析： 下降制动力矩； 提升制动力矩； 手柄上的作用力； 抱闸 的发热验算： 抱闸 在制动过程中，将钻具和提升系统的动能全部转化为热能，这些热能会使 抱闸 和制圈的温度升高。这样会使 摩擦系数降低，制动力矩减小，而且会使热应力增加，加剧摩擦材料的磨损，因此要对其进行发热验算，看是否 能够男组要求。 通过上述计算就可以知道升降机的最大起重量 、 提升速度 、 制动力矩等等，我们就利用这些参数来选择升降机的主轴 、 行星轮系齿轮 、 支架 、 中心齿轮 、 行星轮轴等所有的零件型号和尺寸，进而绘制出总装配图。在经过一些软件来分析升降机的性能。 升降机类型的确定： 类型 特点 采用钻机型号
5、 胀闸传动式 次种升降机简化了机械传动结构，采用液压控制，易实现远距离操作以及自动化；而且工作平稳；卷筒制圈散热条件好。但只适用于有液压系统的钻机。 SPC-300 型 锥摩擦传 动 此类升降机结钩比较简单，易损件少、结实耐用 、但传动效率小， 两摩擦锥面易进入泥浆、油污等，工作可靠性较 差 。只有少数窃孔及次深孔钻机使用 XB-500 型 片式摩擦力合器传动式 传动较锥摩擦式平稳，传动同样功率时结构尺寸较锥摩擦式小，但结构较锥摩擦式复杂，更换离合器片不 太方便。 用于钻机辅助升降机 液压传动式 可以实现无级 调节升降机的速度和远距离自动控制，而且升降机结构大大简化。不足之处是液压马达要求加工
6、 、 装配精度高 、 不便野外修配。 行星轮传动式 与摩擦传动式相比，在尺寸相同时，能传递较大功率以及获得较大的传动比；传动效率大；结构紧凑，传动平 稳，操作灵活。 用于机械传动式钻机 表 1 升降机类型的比较 因此，通过上述分析，我们选择行星轮式升降级。 行星轮式升降机的原理分析 行星轮式升降机分为 行星轮轴支撑在提升在制圈上，内齿圈与卷筒装在一起； 行星轮轴装在卷筒上，而 内齿圈和提升制圈联在一起。 类型 结构示意图 工作原理 (1) 提升钻具 刹紧提升抱闸 8，同时松开制动抱闸 9。行星轮 5 及其轴 4 不能绕升降机轴 1 公转。在角速度为 a 的中心轮带动下，行星轮绕自身轴以 g 自转，并带动内齿圈以 b 转动，缠绕钢绳，提升钻具。提升时，定轴轮系行星式升降机的传动比 为
