下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763摘要FDP15D型非開挖導向鉆機，是一種全液壓動力頭式導向鉆機。該鉆機主要用于非開挖地下管線的鋪設工程。可在不開挖地面的情況下，穿越地表建筑物或地下設施等障礙（如公路、鐵路、河流、建筑及地下埋設物等），鋪設各類地下管線。廣泛是用于通訊、電力、熱力、煤氣及自來水管線的非開挖鋪設施工。FDP15D型非開挖導向鉆機可分為動力站和主機體操縱臺三部分。動力站主要提供高壓液壓油，而主機體就負責把液壓油的能量轉換為鉆進的動力。主機體的設計重點在于動力頭的設計。合理的設計主機體，可提高鉆進的效率和鉆機的使用壽命，靈活的結構可以減低鉆機維護和維修的難度減低使用成本。關鍵字非開挖導向鉆機主機體動力頭下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763ABSTRACTTHEFDP15DTYPENONDIGDIRECTIONDRILLINGMACHINE,ISAKINDOFWHOLEHYDRAULICPRESSUREPOWERPRINIPALTYPEDIRECTIONTODRILLMACHINESHOULDDRILLMACHINETOMAINLYUSEDFORTOOPENTODIGTHEEARTHNOTTHEPAVINGENGINEERINGOFTHEPIPELINECANCROSSTHEEARTHSSURFACEBUILDINGORUNDERGROUNDFACILITIESETCOBSTACLESUCHASTHEHIGHWAY,RAILROAD,RIVER,CONSTRUCTANDTHEUNDERGROUNDLAYATHINGETCUNDERTHESISTUATIONTHATNOTOPENTODIGTHEEARTHSURFACE,BUILDEACHKINDOFUNDERGROUNDPIPELINEEXTENSIVELYISUSEDFORNOTOPENOFCOMMUNICATION,ELECTRICPOWER,THERMODYNAMICENERGY,GASANDTHEWATERPIPELINETODIGTOBUILDACONSTRUCTIONFDP15DTYPECANBEDIVIDEDINTONONDIGRIGSANDPOWERSTATIONSMAINFRAMEHARDWARECOMPONENTSPROVIDEHIGHPRESSUREHYDRAULICOILMAJORPOWERSTATIONS,ANDONMAINFRAMEHARDWAREFORTHEHYDRAULICOILTOTHEENERGYCONVERSIONINTOPOWERMAINFRAMEHARDWAREDESIGNFOCUSESONTHEFIRSTENGINEDESIGNREASONABLEMAINFRAMEHARDWAREDESIGNCANENHANCETHEEFFICIENCYANDRIGSINTOTHELIFE,FLEXIBLESTRUCTURESCANREDUCEMAINTENANCEANDREPAIRRIGSUSEDTOREDUCETHEDIFFICULTYOFCOST買文檔送全套圖紙扣扣414951605下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763KEYWORDNODIGDIRECTIONDRILLINGMAINENGINEPARTPOWERPRINIPAL目錄摘要IABSTRACTII第1章緒論111選題意義112國內外概況113設計特點1第2章FDP15D鉆機總體方案的確定521具體方案的確定322技術特性3第3章FDP15D鉆機結構方案的確定331主機部分4311回轉機構4312給進機構532動力設備部分6321動力機6322油泵7323油箱733操縱臺部分7第4章動力機的確定841電動機功率的確定8411油泵馬達回轉機構9412油泵油缸給進機構15413泥漿泵16下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或130413976342柴油機的選擇16第5章機械傳動系統(tǒng)設計2651變速箱的設計17511強度計算的依據17512齒輪強度的計算17513軸的設計23524滾動軸承的壽命計算2953鏈條選擇32第6章鉆機液壓系統(tǒng)的設計與計算3361液壓系統(tǒng)的確定33611形式的選擇33612調速方案的選擇34613換向回路的選擇34614壓力控制回路的選擇35615液壓系統(tǒng)圖的方案確定3562液壓元件的選擇36621油泵的選擇36622馬達的選擇36623液壓缸的選擇37624閥類元件的選擇37625輔助液壓裝置的選擇38第7章FDP15D鉆機的使用與維護42第8章經濟分析44第9章結論45致謝46參考文獻47附錄1專題工程機械液壓系統(tǒng)常見故障分析及控制49附錄2外文翻譯56第一章緒論下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或130413976311選題意義目前越來越多的大規(guī)模交通、鐵道、電力、地鐵、水利等建設活動過程中都需要水平定向鉆探技術，即非開挖施工技術。該技術與開挖施工技術相比，具有不影響交通、不破壞環(huán)境、施工周期短、社會效益顯著等優(yōu)點。可廣泛應用于穿越公路、鐵道、建筑物、河流，以及在鬧市區(qū)、古跡保護區(qū)、農作物和植被保護區(qū)等條件下進行的供水、煤氣、電力、電訊、石油、天然氣等管線的鋪設，更新和修復。12國內外概況1900年美國人采用頂管法成功地實現(xiàn)了非開挖鋪設管線的技術突破。非開挖技術經歷60年的發(fā)展，先后只發(fā)明了螺旋鉆進法和沖擊矛法技術。1970年美國加洲人率先使用“水平導向鉆進法”穿過河流鋪設第一條采用此技術的管道，成為創(chuàng)立“水平導向鉆進法”的第一人。由于他經常到全美各地推廣此技術。因此，“水平導向鉆進法”成為非開挖施工所普遍采用的施工工藝。隨著非開挖技術的不斷成熟，人們又針對不同的管網情況，1980年發(fā)明了“脹管法”（爆管法），此技術逐步推行開來，特別是自來水行業(yè)運用較多。國內現(xiàn)狀非開挖鋪設更換管道技術以其獨特的優(yōu)越性，已被人們逐步接受，特別是在大中城市，商業(yè)繁華地區(qū)普遍采用此項技術，我國香港特別行政區(qū)已運用很久。但內地還處在起步階段13設計特點所謂定向鉆探，就是在鉆探和鉆井施工中，利用土層造斜規(guī)律，采用人工造斜手段，或者兩種同時并用，使井孔按照設計的軌跡鉆達預定目標的鉆進方法。在鉆探施工中，根據地質條件，合理采用定向鉆進方法，不但能夠提高工程量，節(jié)約施工費用，而且能夠縮短施工時間，獲得較好的技術經濟效果。而對鉆孔深度300米左右的水平定向鉆機需求量比較大，以往的300米水平定向鉆機，存在著機械式、笨重、使用不方便等缺點。鑒于以上原因，此次畢業(yè)設計，我的導師陳少云老師讓我對300米水平定向鉆機（FDP15D）進行研究。經過調研，我覺得水平定向鉆機是一種小型液壓鉆機，應有以下特點1經濟耐用可靠、質優(yōu)價廉；2結構簡單，易于加工制造；下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605作簡單，維修方便；4適用于、兩種鉆桿；506M5鉆進速度快，效率高；6施工周期短、綜合施工成本低、社會效益顯著。7隨著水平定向鉆探技術的發(fā)展，這種鉆機應具有良好的發(fā)展空間。第2章FDP15D鉆機總體方案的確定下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或130413976321具體方案的確定經過陳老師的細心指導和長時間的搜集和查閱資料，我對鉆機的整體結構和工作原理都有所了解。鉆機的結構與其所采用的鉆進工藝相關聯(lián)。目前國內外都正在研制和應用全液壓鉆機。全液壓鉆機同傳統(tǒng)鉆機一樣，都是用來完成鉆進和升降鉆具等基本工序，以實現(xiàn)采取巖心，達到探礦的目的。從結構上看，全液壓鉆機可以分為立軸式全液壓鉆機和動力頭式全液壓鉆機。二者相比較，動力頭式全液壓鉆機具有結構簡單、重量輕、操作簡便、可以實現(xiàn)無級調速、加壓給進等優(yōu)點，工作效率大大改善。并且動力頭式全液壓鉆機也是鉆機的發(fā)展方向之一。綜合各方因素，我選擇設計水平定向動力頭式全液壓鉆機。具體方案如下1考慮到此鉆機常用于戶外作業(yè)，動力可選柴油機。2鉆機應用螺紋連接鉆頭精簡結構，節(jié)約時間，提高有效鉆進速度。3動力頭采用單極齒輪減速器，減少變速箱體積，根據不同的地質條件，選用不同的鉆進速度。4在滿足上述要求的同時，盡量結構簡單，操作方便，適于整體或解體搬運。盡量做到標準化、通用化、系列化。22技術特性1最大鉆進深度M302導向孔直徑763鉆桿直徑54動力頭轉速10/2/INR第3章FDP15D鉆機結構方案的確定一臺全液壓鉆機主要包括主機、動力設備和操縱臺三個部分。下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或130413976331主機部分水平定向全液壓鉆機的主機包括回轉機構、給進機構等基本部件。311回轉機構全液壓動力頭式鉆機的回轉機構，就是移動式回轉器，亦稱為動力頭。動力頭是鉆機的重要組成部分，主要由回轉馬達、減速器、水接頭組成。它的功能有二一是傳遞扭矩，以帶動鉆具旋轉鉆進或擰卸鉆桿；二是動力頭由給進機構帶動，以傳遞向上或向下的軸向力及其運動，用來實現(xiàn)加減壓給進。本全液壓鉆機通常采用導向鉆桿，其鉆進工藝對動力頭的基本要求有下列幾點1動力頭的鉆數(shù)和扭矩應是可調的，最好的方案是無級調速，以適應鉆進工藝的需要。2轉數(shù)調節(jié)范圍應滿足鉆進工藝的需要。3具有正反轉的能力。4回轉平穩(wěn)、振動少和噪音不大等。動力頭轉速調節(jié)范圍，取決于地質條件、鉆頭直徑以及鉆進方式。由于是全液壓鉆機可以實現(xiàn)無級調速，馬達的調速范圍在8300R/MIN之間完全滿足鉆機的要求。采用導向鉆桿鉆進時，要求高轉速。國外的最高轉速以達20003000R/MIN；國內大致在10001500R/MIN，而從處理事故和擰緊鉆桿的要求，則需要低速檔，一般為200300R/MIN。本設計動力頭的轉速范圍為160、1120R/MIN。本設計的動力頭主要特點如下1油馬達上裝有安全閥，可自動進行過載安全保護。2無液壓卡盤，采用螺紋連接結構，使整體結構簡單化。3結構緊湊，節(jié)省原材料。4殼體由鑄鐵制成，故有良好的工藝性。動力頭按照回轉油馬達的安裝位置不同，可分為裝有油馬達的動力頭（A型）和不裝油馬達的動力頭（B型）兩類。A型動力頭與B型動力頭相比，具有結構簡單緊湊、工作可靠、重量輕和搬運方便等優(yōu)點。目前，國內外全液壓動力頭式鉆機的大多數(shù)均采用A型動力頭。本設計也采用A型動力頭。A型動力頭的工作原理（圖11）油馬達2經齒輪傳動箱帶動輸出軸回下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763轉，從而使鉆具回轉。654321圖11鉆機動力頭原理示意圖1底座2馬達3聯(lián)軸器4減速器5法蘭盤6鉆頭312給進機構給進機構是鉆機的工作機構之一，它對鉆機的技術性能、工作效率以及其應用范圍有著極大的影響。全液壓動力頭式鉆機給進機構的功用有二一是用來保證鉆頭具有所需壓力，一是實現(xiàn)進給；二是用來“倒桿”。一個完善的給進機構應滿足下列要求1能調節(jié)鉆頭壓力，淺孔時加壓、深孔時減壓，故要求給進機構具有加壓和減壓等機能，壓力調定后就應保持恒定不便。2給進速度是可以調節(jié)的，并應能無級調速，使鉆頭給進速度能與機械鉆速相適應。3給進行程應盡可能的長。4結構簡單、工作可靠、操作靈活安全。并應配備有儀表來觀測鉆頭壓力、進尺和鉆速等。目前，全液壓動力頭式鉆機的給進機構有油缸液壓給進機構和油馬達鏈條給進機構兩種。大多數(shù)鉆機采用油缸給進機構。油缸給進機構又分為一般油缸給進機構和油缸鏈條倍速給進機構兩種。一般油缸給進機構是油缸的液壓力或運動直接作用于動力頭和鉆具；油缸的行程和動力頭的給進行程相等，故又稱為非倍數(shù)油缸給進機構。油缸鏈條倍速下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763給進機構是動力頭的給進行程等于活塞行程的兩倍。本設計選用單油缸鏈條給進機構。單油缸鏈條給進機構工作原理（圖12）給進油缸缸體固定在機架上，活塞桿的前端與帶有鏈輪的連接軸相連接。拖板向后移動。每根鏈條的一端都是繞過鏈輪之后固定在給進機架上，而另一端繞過鏈輪之后分別與拖板相連接，組成為一個封閉的倍增傳動鏈，拖板行程比活塞行程增大一倍。圖12給進機構示意圖1動力頭2液壓油缸3鏈條32動力設備部分全液壓鉆機的動力設備，包括動力機、油泵、油箱、過濾器、冷卻器等。321動力機驅動油泵的動力機，一般采用電動機或柴油機。在坑道鉆探中，也有采用風馬達的。動力機的轉數(shù)，一般為14601800轉/分，國外鉆機有增高動力機下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763轉數(shù)的趨勢，高達24003600轉/分。這樣可以大大提高油泵排油量，或縮小油泵尺寸和重量，使動力機和油泵小型化。動力機的功率是設計鉆機的依據。鉆機的功用主要是用來完成鉆進工序。回轉鉆進所需的功率包括破碎孔底巖石和回轉鉆具等所需功率，前者基本上不受孔深的影響；后者當轉數(shù)不高時隨孔深的變化也不大，當轉數(shù)較高時隨孔深增加而增大。本設計采用柴油機作為動力機。322油泵油泵是將動力機的機械能轉換成液壓能的一種裝置，它是液壓傳動中的動力源。目前，每臺全液壓鉆機的油泵站通常有兩個油泵，一個為主油泵，它向回轉馬達供油；另一個為輔助油泵，它向給進機構供油。但有的鉆機（如泰美克250型鉆機）只有一個油泵，它向油馬達及各油缸供油。油泵類型的選擇應能滿足鉆機工作的特點和要求。由于鉆機的回轉速度有高有低，一般主油泵選用變量油泵，并且都用軸向柱塞式變量油泵，它能使液動機實現(xiàn)無級容積調速；輔助油泵多用齒輪油泵，也有選用軸向柱塞式變量油泵的。這時因為軸向柱塞式變量油泵具有體積小、重量輕、調速方便、轉速高、壓力大等特點，它較適用于鉆機的工作需要。但定量油泵價格比較便宜。本設計采用雙油泵，主油泵采用變量泵，輔助油泵采用定量油泵。323油箱油箱是用來儲油、散熱、分離油中雜質和空氣的裝置。它的形狀和尺寸要根據鉆機的總體布置及散熱的需要來決定。按一般機械要求，油箱的有效容積為油泵的每分鐘流量的三倍以上。但是，考慮野外工作條件的需要，鉆機的油箱容積不能太大。而且多數(shù)鉆機在油箱里裝有冷卻器，因此油液的發(fā)熱大為改善。本鉆機也采用這種結構。33操縱臺部分“集中手柄操縱”這是全液壓鉆機的特點之一。鉆機的所有控制閥、各種儀表等都集中裝在操縱臺的控制面板上。從油泵輸出的壓力油經高壓橡膠管到各控制閥，操縱控制閥手把的各種不同位置，使壓力油經閥板下的軟管分配給各個液動機，根據鉆探工藝的需要來驅動油馬達、給進油缸等，從而完成下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763鉆探各工序的動作。因此，操作臺是鉆機的操縱驅紐。本鉆機也采用“集中手柄操縱”。下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763第4章動力機的確定41電動機功率的確定本鉆機的驅動裝置采用柴油機，因為鉆機多在野外作業(yè)，柴油機無需外接能源。本設計的液壓系統(tǒng)由兩個獨立的支路組成，油泵馬達回路系統(tǒng)和油泵油缸給進系統(tǒng)，且兩油泵共用一臺電動機聯(lián)合驅動，因此鉆機的電動機的總功率為給回電N其中鉆機的電動機總功率電NKW回轉鉆桿及破碎巖石所需功率回給進油缸所需功率給411油泵馬達回轉機構1基本參數(shù)的確定機械效率850液壓傳動效率鉆頭外徑CMD37鉆頭內徑0D泵驅回N1動馬321N動其中孔底破碎巖石所需的功率1KW鉆頭與孔底摩擦所消耗功率2下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763回轉鉆桿所需的功率3NKW機械效率取850液壓馬達效率取11井底破碎巖石所需功率306AN41壓NMHKW其中動力頭轉速R/MIN鉆頭切削刃數(shù)取2/4M鉆進回托鉆進速度HIN50H巖石抗壓強度見表41壓表41巖石抗壓強度巖石名稱抗壓強度（N/CM2）硬土180048537422DDA其中井底環(huán)狀切削面積鉆頭外徑取DCM37鉆頭內徑取D0D將動力頭各種轉數(shù)以及巖石的不同抗壓強度分別代入上式中所得壓下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763的相應值見表42中。1N鉆頭與孔底摩擦所需功率2N19480RRNEF壓其中巖石抗壓強度壓鉆具和巖石間摩擦系數(shù)取F3F側摩擦系數(shù)取E1E動力頭轉速N鉆頭外半徑R鉆頭內半徑R將動力頭的不同轉數(shù)和不同孔底壓力代入上式中，的相應值見2N表42?；剞D鉆桿所需功率3N312109NLDKW其中孔深取L0M鉆桿直徑D6動力頭轉速N沖洗液的比重取15將上述各參數(shù)及動力頭的不同轉速代入上式中所得值列3N下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763表42中。表42功率計算表功率KWNMI/R壓（N/CM2）30（回托）60（回托）120（鉆進）1N18000220260037218000711430278318003157921995動N180040896120265馬18005112025332馬達的選擇馬達轉矩的確定MNWM301其中馬達的轉矩M馬達的輸出功率，根據表42取得0NK70下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763馬達輸出軸的平均角速度W6021N式中馬達轉速1N1動力頭轉速按120轉最大功率計算，將所求的值列于表43。表43馬達轉矩MIN/R1201360/SLW2513MNM507360K2525根據設計要求，用兩個馬達分擔功率，需選用低速大扭矩馬達。其主要根據轉矩來選擇。輔助因素包括排量、額定壓力、轉速范圍等最終確定?？蛇x用型擺線馬達，其技術參數(shù)如下表44。625T表44馬達技術參數(shù)排量最高轉速最大輸出轉矩最高工作壓力重量390/MLR21/INR1380NM20MPA321KG下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605壓泵的選擇液壓泵的選擇主要根據供油壓力和最大供油量兩個因素決定。PPQ馬馬QNP其中馬達的進油壓力P馬達的輸入功率馬N馬達的實際輸入流量馬QVNQ1Q馬其中馬達排量Q馬達的轉速1N容積效率V90V將所求的值列于表45。表45馬達及泵的流量MIN/1R120240LQ馬52104I/泵5771155即MAXQKP馬泵QK其中考慮系統(tǒng)泄露修正系數(shù)，一般。這里取K311K下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605PP根據經驗，對簡單的系統(tǒng)，對于復雜系統(tǒng)MA5021。這里取。MPAP51014將所求的數(shù)值分別列于表46。表46馬達的進油壓力及排量壓力MPANMI/R壓（N/CM2）120240P1800552165由表中的數(shù)值，查液壓元件手冊可選柱塞泵CCY141B,其技術參數(shù)如下表47。表47柱塞泵的技術參數(shù)理論排量最高壓力額定轉速驅動功率容積效率重量63/MLR15AMP10/MINR26KW910KG857412油泵油缸給進機構下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605進油缸的基本參數(shù)油缸數(shù)量1個油缸直徑125DM活塞桿直徑90D活塞有效行程L油缸面積217AC活塞桿面積263有效面積21259CM2油泵工作壓力的計算鉆機打水平孔時，油缸最大推力為摩FCW式中W油缸最大推力按設計要求150KNN因此，油泵的工作壓力P為21502498/49PKGCMMPAA3油泵最大工作流量計算油缸回程時的最大容積油量123147VLL油缸送進時的最大容積油量20590A當選用動力頭的速度時，動力頭送進時每分鐘所需油MIN/V量為I/082LQ令活塞回程時間為03MIN，則回程所需油量為下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或13041397631538/MIN0VQL4給進油缸所需的功率給N25601PQKW5根據上面的計算，查液壓元件手冊選用MCY141B型柱塞泵，其技術參數(shù)如下表48。表48型柱塞泵的技術參數(shù)排油量額定壓力額定轉速驅動功率容積效率重量25/MLR31AMP50/MINR25KW0864KG413泥漿泵考慮鉆進潤滑的需要,引進HBW150/40型泥漿泵，功率75KW。42柴油機的選擇柴油機的功率25758NKW柴油機由此，可查的此設計選用R6105G36型柴油機，其技術參數(shù)如下表49。表49電機技術參數(shù)額定功率滿載轉速效率85KW20/MINR0822下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763第5章機械傳動系統(tǒng)設計51變速箱的設計511強度計算的依據1在校核零件的強度時，假設兩液壓馬達全部功率輸入動力頭，然后再輸入動力。2動力頭在連續(xù)工作情況下，可連續(xù)工作10000小時，純機動時間每班16小時，可連續(xù)工作20個月。512齒輪強度的計算選定齒輪的類型、精度等級、材料及齒輪。本設計的傳動方案選用直齒圓柱齒輪。考動力頭的工作環(huán)境較為惡劣，為增大齒輪使用壽命大小齒輪都選用硬齒面。根據表52選得大小齒輪的材料都為40CR，并且需要調質及表面淬火，齒面硬度為4855HRC。精度等級選為7級。齒寬系數(shù)根據表53中的單級齒輪傳動，兩支承相對齒輪為對稱布置，且兩齒輪均為硬齒面。選擇齒寬下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763系數(shù)為06。因為受載比較平穩(wěn)、齒輪為硬齒面、支承為對稱分布，故取。齒數(shù)選擇時為了避免根切，對于標準直齒圓柱齒輪，開式51K17MINZ齒輪傳動中為保證齒根彎曲強度，常取，閉式齒輪傳動中常取2017Z，本設計取。4071Z241Z變速箱內各齒輪主要參數(shù)及材料見表54。表52齒輪常用材料及其力學性能材料熱處理方法齒面硬度許用接觸應力1H許用彎曲應1F40CR調質后淬火4855HRC13951426483518表53齒寬系數(shù)齒面寬度齒輪相對于軸承的位置軟齒面硬齒面對稱布置08140409非對稱布置06120306懸臂布置030402025表54齒號齒數(shù)模數(shù)齒寬材料硬度齒型角螺旋角精度Z119258040CR4855HRC200007DCZ238257540CR4855HRC200007DC1確定許用接觸疲勞應力下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763LIM1326HMPAS其中失效概率為1時試驗齒輪的接觸疲勞極限力LIMH單位。由表52查得PALIM1057HPA解除疲勞強度的最小安全系數(shù)，（失效概率為HSS1）。2確定許用彎曲疲勞應力FXFSYLIM1其中齒輪彎曲疲勞極限。由表52查得LIMFMPAF50LIM齒輪彎曲疲勞強度安全系數(shù)。機械齒輪失效率1時SFS彎曲疲勞壽命系數(shù)。由于M55，查表得。XY09XYMPASYFXF50LIM1大小齒輪的齒面硬度相同，12057HPAF3小齒輪轉矩的計算16161059059NNNPT馬1MAX946TN4按齒面接觸疲勞強度計算下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763MM其中小齒輪的分度圓直徑。TD1載荷系數(shù)，取。TK51TK齒數(shù)比。2齒寬系數(shù)，取得。D04D許用接觸應力。1H代入數(shù)值得5312946017689487TDM齒輪模數(shù)為17DMZ5按齒根彎曲疲勞強度計算321MAX6FDSZYKT其中齒型系數(shù)，查表得，。FSY194S932FSY5321946028M6接觸疲勞強度校核1分度園上的圓周力FT321167HDTTTK下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763129460052378TTFND2使用系數(shù)51AK3動載系數(shù)4V4齒向載荷分布系數(shù)321H5齒間載荷分布系數(shù)6K6節(jié)點區(qū)域系數(shù)32HZ7彈性系數(shù)819E8重合度系數(shù)409接觸應力23116THAVHHEFUNKKZMDB10壽命系數(shù)N11安全系數(shù)，1LIMHSLIF12潤滑劑系數(shù)860LZ13速度系數(shù)93V14粗糙度系數(shù)80R下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或130413976315硬化系數(shù)920WZ16尺寸系數(shù)1X17許用接觸應力2LIM11LI/360MNSZZHHRVLNHP18接觸強度判斷因為，所以校核通過。P7彎曲疲勞強度校核1齒向載荷分布系數(shù)1K2應力修正系數(shù)7SAY3重合度系數(shù)3804齒根應力F211491/TAVFSAKYNM5壽命系數(shù)5T6相對齒根圓角敏感系數(shù)90RELT7相對齒根表面狀態(tài)系數(shù)61RELTY8尺寸系數(shù)X9許用齒根應力下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605M1IN9876/FISTIRELTXRRELTPFYYNMS10彎曲強度因為,所以彎曲強度校核通過。FP18具體參數(shù)的確定由上述計算可見，本設計的齒輪傳動接觸疲勞強度較弱，故應以為佳。M592查標準模數(shù)取得模數(shù)。5M齒輪主要幾何尺寸分度圓直徑11904DZ225382齒頂高直徑11195AADMHM2253820Z中心矩167齒寬，故取，取2145BDM245BM1021B。由于設計結構需要，改B180MM，B275MMMB461513軸的設計1輸出軸上功率、轉速和轉矩的初步確定2P2N2T已知下列條件材料40CR，調質處理，各齒輪分度圓直徑為，1045DM209DM下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或13041397632621059NPT將計算結果輸入表55。表55輸出軸上功率、轉速和轉矩（R/MIN）2N3060120KWP612255MNT219101910202932求作用在齒輪上的力因為是直齒圓柱齒輪傳動0圓周力32MAX1AX917082TFND徑向力67054RTGTG其中小齒輪傳遞的轉矩，。MAX1FM大齒輪傳遞的轉矩，。2N大齒輪的節(jié)圓直徑，對標準齒輪即分度圓直徑，。DM嚙合角，對標準齒輪為20。圓整后，。方向如圖51所示。9710TFN360R3初步估計軸的最小直徑，選取連軸器。初估軸徑安裝聯(lián)軸器處軸的直徑D（圖51A）為周的最小直徑。下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763D32NPA其中查得A90107517082MD為滿足設計結構需求取D。3選取聯(lián)軸器由于承受軸向力過大，所以采用單獨設計的非標聯(lián)軸器。4軸的結構設計1）擬訂軸上零件的裝配方案軸上的大部分零件包括大圓柱齒輪、檔油環(huán)、左端軸承和軸承端蓋以及聯(lián)軸器依次由左端裝配，僅右端軸承和軸承端蓋由右端裝配。2）根據軸向定位及固定要求，確定軸的各段直徑和長度，見表56。3）軸上零件的周向固定齒輪采用平鍵定位，滾動軸承與軸則采用過渡配合。4）定出軸肩處的圓角半徑R的值見圖61A，軸端倒角取245。表56軸的各段直徑和長度軸段位置軸段直徑和長度M說明D7080聯(lián)軸器需要L6252聯(lián)軸器需要下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763D120根據滾動軸承32215，查手冊取D120L815初選圓錐滾子軸承30224DDT120215435上D140為滿足用軸承受大的軸向力設計L20按齒輪寬度加軸套設計D75初選圓錐滾子軸承322寸DDT751303325L1165按照軸承和軸套的寬度確定D70結構考慮L1095結構考慮5）確定軸的需用應力已知軸的材料，該軸無特殊要求，選用材料35SIMN，調質處理。由于軸的尺寸較大，性能數(shù)據按毛坯直徑的選用，查手冊得M20,2/7MNB/5NS21/350MN。15需用應力，查手冊得,21/20/1M21/70M6）畫軸的計算簡圖，計算支反力由軸的結構簡圖（51），可確定出軸承支撐點跨距，L382下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763，懸臂。由此可畫出軸的受力簡圖，如圖61B所示。ML483ML71水平面支反力如圖61C所示NFRTCH391021CHTA67垂直面支反力如圖61E所示NLFRRCV491021CVRA56畫軸的彎矩圖和扭矩圖水平面彎矩圖（圖51D）HM截面B處NLRAB816031垂直面彎矩圖（圖51F）V截面B左邊AB3024611截面B右邊NLRMCV54922合成彎矩圖（圖51G）截面B左邊MBVH861423086222121截面C右邊NMBVB522222下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763扭矩圖（圖61H）扭矩MNT2907水平面受力圖DL84C軸結構圖BA1725下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763F垂直面彎矩圖G合成彎矩圖H扭矩圖圖51軸的設計圖8）按彎扭合成應力校核軸的強度從圖51G可見截面C處彎矩最大，應校核該截面的強度。截面C的當量彎矩MNTME3186942907588072222其中10B校核強度WE其中W軸的抗彎截面系數(shù)，對直徑為D的空心軸2310MD23916480MNMEEB校核結果，截面C的強度足夠。21/7N下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763524滾動軸承的壽命計算軸承的額定壽命與所受載和的大小有關，工作載荷越大，引起的接觸應力也越大，軸承的額定壽命也就越小。PCNLTH601其中基本額定壽命，單位。HLR指數(shù)。求軸承，滾子軸承。33/10在較高溫度下工作的軸承，應該采用經過較高溫度回火處理的高溫軸承。由于在軸承樣本中列出的基本額定動載荷值是對一般軸承而言的，因此，如果要將該數(shù)值用于高溫軸承，需乘以溫度系數(shù)FT（見表67），即CTT其中高溫軸承的修正額定動載荷TC軸承樣本所列的同一型號軸承的基本額定動載荷表57溫度系數(shù)TF軸承工作溫度/C125150175200225250300溫度系數(shù)095090085080075070060所以軸承的壽命計算公式為NPCFFNLTTH167601對于同時承受徑向載荷R和軸向載荷A的軸承類型，壽命計算公式中的這個載荷P就是一個與實際作用的復合外載荷有同樣效果的當量載荷。它的計算下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763公式為YAXRP其中徑向載荷系數(shù)。其值見表68。X軸向載荷系數(shù)。其值見表68。Y表58徑向載荷系數(shù)X和軸向載荷系數(shù)Y軸承類型A/REA/RE名稱代號相對軸向載荷A/C0XYXYE圓錐滾子軸承300001004（Y）E注C0是軸承基本額定靜載荷表中括號內的系數(shù)Y和E的值應查軸承手冊，對不同型號的軸承有不同的值。但是，此公式只是一個理論值，實際上，軸承上的載荷由于機械的慣性、零件的不精確性及其他因素的影響，所以應對于當量動載荷乘上一個經驗的載荷系數(shù)，其值見表69。故實際計算時，軸承的當量動載荷P應為YAXRFPV表59載荷系數(shù)VF載荷性質VF舉例無沖擊或輕微沖擊1012電機、汽輪機、通風機、水泵等中等沖擊或中等微沖擊1218車輛、動力機械、起重機、造紙機、冶金機械、選礦機、卷揚機、機床等強大沖擊1830破碎機、軋鋼機、鉆探機、震動篩等查手冊得，。410E5YKNC763因為，所以當量動載荷FRA40ARVYFFP下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或130413976310436150326PN107974184THFCLHN所以軸承的最小壽命為4418小時。53鏈條選擇本鉆機的進給動作主要靠鏈條來傳動，查機械手冊得下表ISO鏈號板數(shù)組合抗拉強度KNLH122222489LH122323489LH123434756LH124444979LH124646979LH1266661468LH1288881957由于鉆機回托時鏈條受力是15KN，采用兩根鏈條共同受力，古選LH1246鏈條。下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763第6章鉆機液壓系統(tǒng)的設計與計算利用密閉容器內的液體的壓力來進行能量轉換、傳遞和分配的液壓傳動系統(tǒng)與其它傳動方式相比具有許多優(yōu)點和缺點。優(yōu)點同等體積下，液壓裝置能比電氣裝置產生出更多的動力。同等功率下，液壓裝置的體積小、質量小、結構緊湊。液壓裝置工作比較平穩(wěn)。由于質量小、慣性小、反應快，液壓裝置易于實現(xiàn)快速啟動、制動和頻繁的換向。液壓裝置能在大范圍內實現(xiàn)無級調速，還可在運行過程中進行調速。液壓傳動易于實現(xiàn)自動化。液壓裝置易于實現(xiàn)過載保護。液壓元件的布置具有較大的機動性。液壓傳動來實現(xiàn)直線運動遠比用機械傳動簡單。缺點液壓傳動不能保證嚴格的傳動比。液壓傳動在工作過程中常有較多的能量損失。液壓傳動對油溫變化比較敏感，它的工作穩(wěn)定性易受到溫度的影響，因此不宜在很高或很低的溫度下工作。液壓元件在制造精度上的要求較高，造價較貴。液壓傳動要求有單獨的能源。液壓傳動出現(xiàn)故障時不宜找出原因。但總的來說，液壓傳動的優(yōu)點是突出的，它的一些缺點有的現(xiàn)已大為改善；有的將隨著科學技術的發(fā)展而進一步得到克服。液壓傳動的發(fā)展前景廣大。任何液壓傳動系統(tǒng)的設計，除了應符合其主機在動作循環(huán)和靜、動態(tài)性等方面所提出的要求外，還必須滿足結構簡單，使用方便、工作安全可靠、效率高、壽命長、經濟性好等條件。下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或130413976361液壓系統(tǒng)的確定611形式的選擇按照液體流動的循環(huán)方式不同，液壓系統(tǒng)可以分為開式循環(huán)系統(tǒng)和閉式循環(huán)系統(tǒng)兩種。閉式循環(huán)系統(tǒng)結構緊湊，油路封閉，運動平穩(wěn)。但是其結構復雜，散熱條件差，為補償油液泄露和進行油液更新及冷卻必須設置完整的補油系統(tǒng)，油液過濾精度要求也較高。開式循環(huán)系統(tǒng)結構簡單，又也可以很好的在油缸中進行冷卻和沉淀雜質，散熱條件好。適用于多個液動機進行并聯(lián)的情況；也適用于定量油泵、節(jié)流調速的液壓系統(tǒng)。所以，大多數(shù)全液壓系統(tǒng)都采用開式循環(huán)系統(tǒng)。本設計也采用開式循環(huán)系統(tǒng)。612調速方案的選擇鉆機的回轉速度、給進都有快有慢，必須根據鉆進工藝的要求進行調整。液動機的調速方法主要有節(jié)流調速和容積調速。節(jié)流調速是利用節(jié)流元件來控制通過流量以實現(xiàn)液動機速度調節(jié)的一種方法，它用于定量泵與定量液動機所組成的系統(tǒng)。根據節(jié)流元件在系統(tǒng)中的安裝位置不同，可分為進油節(jié)流、回油路節(jié)流和旁路節(jié)流調速三種。從調速范圍、低速穩(wěn)定性及承受的載荷能力等方面來看，回油路調速性能最好，旁路調速最差。在鉆機的給進液壓系統(tǒng)中，主要是選用回油路節(jié)流調速方案。容積調速是利用改變油泵或油馬達的每轉排量來實現(xiàn)液動機速度調節(jié)的一種方法。它沒有流量和壓力的損耗、效率高、發(fā)熱小，適用于大功率系統(tǒng)；但是變量油泵結構復雜、價格貴。在全液壓鉆機液壓系統(tǒng)中多用容積調速系統(tǒng)。本設計綜合各方面的因素，采用回油路節(jié)流調速。613換向回路的選擇根據鉆進工藝的要求，回轉器應具有正反轉能力，給進機構能實現(xiàn)直線往復運動。因此，液動機必須換向。液動機的啟停和換向，一般采用換向閥，下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763也有采用雙向變量油泵的。當液壓系統(tǒng)為單油泵單液動機的閉式系統(tǒng)時，一般采用雙向變量油泵來實現(xiàn)液動機的換向。如果液動機單獨控制時，通常采用一個換向閥來實現(xiàn)液動機的換向。本設計選用換向閥來實現(xiàn)液動機的換向。614壓力控制回路的選擇在全液壓鉆機的液壓系統(tǒng)中，常采用的壓力控制回路有調壓和限壓回路、減壓回路、背壓平衡回路、順序動作回路、緩沖制動回路、減壓給進回路等。調壓限壓回路為鉆機常用的一種回路，可調溢流閥安裝在油泵的出口處，以調節(jié)和限制系統(tǒng)的壓力。單向閥是用來防止事故停車時壓力油產生反向沖擊的。減壓回路用在多個液動機的復雜系統(tǒng)中，由于液動機的負載大小和工作要求不同，因此它們要求的工作壓力有時差別較大，為了保證系統(tǒng)的正常運行，對某些個別的支路將進行減壓。背壓平衡回路是利用背壓閥使油缸活塞具有一定的背壓，從而使給進速度平穩(wěn)，并可避免液壓沖擊。本設計采用調壓限壓回路和背壓平衡回路。615液壓系統(tǒng)圖的方案確定由圖61所示，兩方案最大的不同即方案一有兩臺油泵，方案二有一臺油泵。目前，全液壓鉆機的油泵站通常有兩臺油泵，一個為主油泵，它向回轉馬達供油。另一個為輔助油泵，它向給進機構供油。故本設計選用方案一。通過液壓系統(tǒng)試驗無級調速，由一臺電機帶動兩個泵，液壓系統(tǒng)由兩個獨立的回路組成，互不干擾使得液壓回路簡單化。馬達與減速器相連避免了馬達效率低的問題。調壓溢流閥是調節(jié)和限制系統(tǒng)的壓力起調節(jié)和安全保護的作用。油泵馬達回路中的電磁換向閥有三個位置，用來實現(xiàn)油馬達的正轉、反轉或停轉。油泵油缸回路中的電磁換向閥也有三個位置，可使油缸上腔或下腔進下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763壓力油或不進油，完成給進鉆具的各種工作。單向背壓閥的作用是防止油缸推力過大，影響油馬達的工作，使油缸獲得適當?shù)姆€(wěn)定壓力。另外，由于鉆進過程中，油馬達的外負載是變化的，這就要求油馬達的輸出扭矩隨外負載的增減而變化，以滿足鉆進工藝的要求。為此，油馬達設有壓力補償裝置，它能起到自動調節(jié)油馬達轉速的作用。方案二方案一圖61液壓原理圖62液壓元件的選擇621油泵的選擇在第四章中有介紹。622馬達的選擇1額定壓力的選擇鉆機液壓系統(tǒng)的額定壓力應根據鉆機的使用情況和外負載特性來決定。一般馬達的外負載較大時，額定壓力選高一些，反之應選低一些；而鉆機持續(xù)工作時間越長，外負載沖擊越大，則額定壓力應改選的越低。目前，下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763全液壓鉆機主要系統(tǒng)的額定工作壓力為如果額定工作壓力2/104CMKG選的高些，則液動機及各種閥的尺寸可以選的小些，結構較為緊湊，動作部件的慣性力小，易于滿足大功率的要求。但是，工作壓力選得太高，對液壓系統(tǒng)的密封性要求很高，制造困難，液壓裝置的壽命低。若工作壓力選得過低，其結果恰恰相反。2油馬達合理轉速范圍的選用每種類型的馬達都有其高效的使用轉速范圍，在該轉速范圍外，便會出現(xiàn)傳動效率下降的現(xiàn)象；因此，油馬達的選型主要是使油馬達高效的轉速范圍與鉆機的常用轉速范圍相適應。目前，用金剛石鉆頭在基巖鉆進中，一般高速用14001600R/MIN，我國現(xiàn)用8001000R/MIN左右。僅在地表鉆進時使用300R/MIN左右。因此，全液壓動力頭式鉆機都選用高速小扭矩的油馬達，這樣，齒輪傳動箱的傳動結構比較簡單，一般只用一對齒輪傳動。由于非開挖導向鉆機的鉆頭和回托的特殊需要，馬達合理的轉速范圍是60120R/MIN。具體型號的選擇見第四章。623液壓缸的選擇見第四章。624閥類元件的選擇液壓閥是用來控制液壓系統(tǒng)中油量