1、开题报告开题报告 (XY-4 岩心钻机升降机的设计岩心钻机升降机的设计) 岩心钻机的功用：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：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：升降机的设计要
2、求： 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：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能。
3、技术方案的确定：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。 抱闸的受力分析： 下降制动力矩；
4、 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：升降机类型的确定： 类型 特点 采用钻机型号 胀闸传动 式 次种升降机简化了机械传
5、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、装配精 度高、不便野外
6、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 第 一 类 (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 (1-1) 式中： Zb、Za-分别为内齿圈与 中心轮齿数；“-“号-转向相反。 (2) 制动钻具 抱闸 9 刹住下降 制动盘，同时松开抱闸 8。因卷筒 与内齿圈被闸住不转， 钻具停止升 降
