100米鉆機(jī)變速箱設(shè)計(jì)【含5張CAD圖紙】
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福建工程學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告
機(jī)電及自動(dòng)化工程系機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)
設(shè)計(jì)(論文)題目100米液壓鉆機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(回轉(zhuǎn)器部分)
學(xué)生姓名_卓忠順 學(xué)號(hào)0109107514
起迄日期2013.3.12——2013.6.6__
設(shè)計(jì)地點(diǎn) 福建工程學(xué)院
指導(dǎo)教師 蘇 發(fā)
2012年03月8日
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告
一、設(shè)計(jì)產(chǎn)品主要的用途及應(yīng)用領(lǐng)域
鉆機(jī)(drill)是在地質(zhì)勘探中,帶動(dòng)鉆具向地下鉆進(jìn),獲取實(shí)物地質(zhì)資料的機(jī)械設(shè)備。又稱鉆探機(jī)。主要作用是帶動(dòng)鉆具破碎孔底巖石,下入或提出在孔內(nèi)的鉆具 。 可用于鉆取巖心 、礦心、巖屑、氣態(tài)樣、液態(tài)樣等,以探明地下地質(zhì)和礦產(chǎn)資源等情況。
由于巖土鉆掘工程的目的與施工對(duì)象各異,因而鉆機(jī)種類較多。鉆機(jī)可按用途分類,如巖心鉆機(jī)、石油鉆機(jī)、水文地質(zhì)調(diào)查與水井鉆機(jī)、工程地質(zhì)勘查鉆機(jī)、坑道鉆機(jī)及工程施工鉆機(jī)等。按鉆進(jìn)方法可把鉆機(jī)分成四類:
沖擊式鉆機(jī),又分為鋼絲繩沖擊式、鉆桿沖擊式兩種鉆機(jī)。 回轉(zhuǎn)式鉆機(jī),又分為下面三種: 立軸式--手把給進(jìn)式、螺旋差動(dòng)給進(jìn)式、液壓給進(jìn)式鉆機(jī); 轉(zhuǎn)盤式--鋼繩加減壓式、液壓缸加減壓式鉆機(jī); 移動(dòng)回轉(zhuǎn)器式--全液壓動(dòng)力頭式、機(jī)械動(dòng)力頭式鉆機(jī)。 振動(dòng)鉆機(jī)。 復(fù)合式鉆機(jī):振動(dòng)、沖擊、回轉(zhuǎn)、靜壓等功能以不同組合方式復(fù)合在一起的鉆機(jī)。
二、國內(nèi)外發(fā)展情況
核心提示: 國外在1994年已生產(chǎn)出了全自動(dòng)化鉆機(jī)樣機(jī)?,F(xiàn)已研制出自動(dòng)化、智能化電動(dòng)鉆機(jī),在鉆井實(shí)踐中取得了較好的使用效果。 (1)美國W-N Apache聯(lián)合公司自動(dòng)化鉆機(jī):其研制的自動(dòng)化石油鉆機(jī),采用動(dòng)力水龍頭鉆井方法,配備
國外在1994年已生產(chǎn)出了全自動(dòng)化鉆機(jī)樣機(jī)?,F(xiàn)已研制出自動(dòng)化、智能化電動(dòng)鉆機(jī),在鉆井實(shí)踐中取得了較好的使用效果。
(1)美國W-N Apache聯(lián)合公司自動(dòng)化鉆機(jī):其研制的自動(dòng)化石油鉆機(jī),采用動(dòng)力水龍頭鉆井方法,配備了自動(dòng)移運(yùn)和排放立根系統(tǒng);采用微機(jī)控制系統(tǒng),以監(jiān)控鉆機(jī)操作各工序正常作業(yè),鉆井深度為6096m。其特點(diǎn)是鉆機(jī)的總重量較輕,安裝拆卸時(shí)間減少50%;采用自動(dòng)化控制系統(tǒng),可在1min之內(nèi)完成接單根作業(yè),節(jié)約鉆井實(shí)踐12%—15%;全鉆機(jī)只需要2人進(jìn)行操作。
(2)挪威自動(dòng)化鉆機(jī):挪威Temco公司生產(chǎn)的全自動(dòng)化鉆機(jī),采用液壓驅(qū)動(dòng)的頂部驅(qū)動(dòng)鉆井系統(tǒng),選用了一種輕型鉆機(jī)結(jié)構(gòu),可降低鉆井成本;采用機(jī)器人進(jìn)行操作,在鉆機(jī)中采用了許多新材料和智能技術(shù),使鉆井作業(yè)全自動(dòng)化。
(3)小井眼自動(dòng)化石油鉆機(jī):采用動(dòng)力水龍頭鉆井方式,液壓大鉗、自動(dòng)卡瓦、水平堆放鉆桿,由機(jī)械手進(jìn)行移運(yùn)與排放。談鉆機(jī)自動(dòng)化程度較高,接單報(bào)時(shí)間只需要6s。實(shí)際應(yīng)用中,電驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)比機(jī)械驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)具有更好的經(jīng)濟(jì)效益。
我國電動(dòng)鉆機(jī)電氣控制系統(tǒng)的研究始于20世紀(jì)70年代中期。20世紀(jì)80年代末,在借鑒國外先進(jìn)技術(shù)的前提下,生產(chǎn)出我國第一臺(tái)直流驅(qū)動(dòng)的ZJ45D陸地電動(dòng)鉆機(jī)。20世紀(jì)90年代,通過引進(jìn)國外核心電氣控制模擬單元,生產(chǎn)出深井直流電動(dòng)鉆機(jī),如ZJ50D和ZJ70D。20世紀(jì)90年代后期,在引進(jìn)國外全數(shù)字控制技術(shù)的基礎(chǔ)上,開始全數(shù)字鉆機(jī)電氣控制系統(tǒng)的研究,如采用國外數(shù)字直流調(diào)速器,將模擬控制直流電動(dòng)鉆機(jī)升級(jí)為數(shù)字控制直流電動(dòng)鉆機(jī)。全數(shù)字電控系統(tǒng)是目前電控系統(tǒng)的主流,它是用微處理器實(shí)現(xiàn)軟件控翻,具有完善的故障自診斷、運(yùn)行、顯示和保護(hù)功能。全數(shù)字控制系統(tǒng)備環(huán)節(jié)的控制參數(shù)可實(shí)時(shí)調(diào)整,以滿足鉆井工藝的新要求和鉆井工況的實(shí)時(shí)變化。
近幾年將見劉變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用于石油鉆采設(shè)備上,生產(chǎn)出全數(shù)字交流驅(qū)動(dòng)電動(dòng)鉆機(jī)。交流驅(qū)動(dòng)電動(dòng)鉆機(jī)采用了變流變頻調(diào)速技術(shù),能夠適應(yīng)鉆井工藝的要求,簡化了鉆機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu),減輕了維護(hù)保養(yǎng)工作,提高了安全性、可靠性和移運(yùn)性,且絞車體積小、質(zhì)量輕、故障少、維護(hù)方便,調(diào)速范圍寬,可實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速;能夠以援低的速度恒扭矩輸出,實(shí)現(xiàn)數(shù)控恒鉆壓自動(dòng)送鉆,對(duì)提高鉆井時(shí)效、優(yōu)化鉆井工藝、處理井下事故等十分有利,新型司鉆控制系統(tǒng)控制精確、操作簡單,使司鉆擺脫了繁重的體力勞動(dòng),并注重了操作技巧和鉆井參數(shù)的優(yōu)選。
國內(nèi)目前電動(dòng)鉆機(jī)電氣控制系統(tǒng)在控制技術(shù)上有模擬控制和數(shù)字控制兩種形式。驅(qū)動(dòng)方式上有直流驅(qū)動(dòng)和交流驅(qū)動(dòng)。電控裝置品種齊全,可滿足用戶的不同需求。在功能上增加了起、下鉆過程的位置閉環(huán)控制功能(即防止上碰下砸功能),外加盤式剎車的使用,由此既保證了設(shè)備的安全運(yùn)行,又減輕了司鉆的操作緊張程度;同時(shí)還增加了自動(dòng)送鉆功能,達(dá)到了恒速恒壓鉆井,以適應(yīng)不同的巖層結(jié)構(gòu),提高鉆井質(zhì)量。
三、研究的目的和意義
題目的選擇,是通過畢業(yè)實(shí)習(xí)上的調(diào)查了解,以及目前能源行業(yè)的火爆形式,大家都知道社會(huì)的發(fā)展離不了能源的供應(yīng),針對(duì)在課前的調(diào)查中了解到目前在能源開采的緊張,需要一些專門化的設(shè)備,來解決實(shí)際問題。選擇100米液壓鉆機(jī)的設(shè)計(jì),主要是考慮到目前的 75 米,150 米,200 米以及當(dāng)前的 100 米鉆機(jī)存在著各種問題,他們不能滿足現(xiàn)在實(shí)際要求,對(duì)新型100米鉆機(jī)的設(shè)計(jì)能解決目前存在的問題,對(duì)他的成功設(shè)計(jì),將有效改進(jìn)目前的鉆探工藝,取得較大的經(jīng)濟(jì)效益。
四、設(shè)計(jì)方案論述(研究/設(shè)計(jì)方法、理論分析、計(jì)算、實(shí)驗(yàn)方法和步驟等)
1、研究/設(shè)計(jì)方法
確定了設(shè)計(jì)題目,就得需要相應(yīng)的設(shè)計(jì)方法,有了明確的設(shè)計(jì)方法理念才能完成預(yù)期的設(shè)計(jì)目標(biāo)。有針對(duì)性的設(shè)計(jì)才能取得良好的效果,根據(jù)自己的調(diào)研情況,我設(shè)計(jì)采用的方法是改進(jìn)型創(chuàng)新設(shè)計(jì),主要理論知識(shí)來源于鉆機(jī)的結(jié)構(gòu)原理,鉆機(jī)的鉆進(jìn)工藝,及巖心巖石的理論研究知識(shí)。
2、 理論分析
液壓卡盤主要有蝶型彈簧、移動(dòng)套、活塞、主軸、三片卡瓦,油缸外殼組成??ūP的動(dòng)作是油從上部進(jìn)入推動(dòng)活塞下移,活塞壓移動(dòng)套,移動(dòng)套壓蝶形彈簧,移動(dòng)套下移,三片卡瓦在主軸槽中呈自由狀態(tài),被主軸內(nèi)的漲環(huán)外推,松開鉆桿。當(dāng)去掉油壓時(shí),在蝶型彈簧的彈力推動(dòng)下,移動(dòng)套上移。迫使卡瓦像中心移動(dòng),在壓縮漲環(huán)的同時(shí)卡緊了鉆桿。
回轉(zhuǎn)器簡圖如圖
3、計(jì)算
3.1圓弧圓錐齒輪的計(jì)算
3.2進(jìn)給油缸的計(jì)算
3.3圓錐滾子軸承的計(jì)算
3.4液壓泵的計(jì)算
4、 實(shí)驗(yàn)方法和步驟
進(jìn)行生產(chǎn)調(diào)研——熟悉100米液壓鉆機(jī)回轉(zhuǎn)器部分的設(shè)計(jì)理論——完成100米液壓鉆機(jī)回轉(zhuǎn)器組成并確定結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案——確定100米液壓鉆機(jī)回轉(zhuǎn)器的性能參數(shù)分析并進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算——完成設(shè)計(jì)說明書。
五、設(shè)計(jì)的目標(biāo)及可行性分析
每一項(xiàng)設(shè)計(jì)都有一個(gè)預(yù)期計(jì)劃目的,本次設(shè)計(jì)的預(yù)期目標(biāo)為,設(shè)計(jì)結(jié)果應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求,設(shè)計(jì)的鉆機(jī)應(yīng)較前期鉆機(jī)有突出的設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)。設(shè)計(jì)最終應(yīng)滿足鉆進(jìn)100米的各項(xiàng)功能要求,保證在施工中能滿足合理的工藝要求,以最優(yōu)規(guī)程,達(dá)到預(yù)計(jì)的質(zhì)量要求;維護(hù)保養(yǎng)簡單容易;安裝拆卸搬遷方便;利于快速鉆進(jìn);鉆進(jìn)輔助時(shí)間短;鉆孔施工周期短;體力勞動(dòng)強(qiáng)度低等。概括起來說,是鉆機(jī)要為多、快、好、省地完成鉆探生產(chǎn)任務(wù)創(chuàng)造有利條件。對(duì)環(huán)境無污染或少污染,得到綠色設(shè)計(jì)要求,能有效減輕勞動(dòng)者的勞動(dòng)強(qiáng)度,及提高操作者的安全保證,得到優(yōu)化設(shè)計(jì)的要求。并且能夠取得較高的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
六、 設(shè)計(jì)時(shí)間進(jìn)程及參考文獻(xiàn)
1、設(shè)計(jì)時(shí)間進(jìn)程
起 迄
日 期
工 作 內(nèi) 容
2013.3.12~4.5
總體方案的確定:機(jī)型與傳動(dòng)形式的選擇等;機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì):確定傳動(dòng)系統(tǒng)圖,各傳動(dòng)件的參數(shù)的確定;回轉(zhuǎn)器的設(shè)計(jì)與計(jì)算:結(jié)構(gòu)方式的確定,錐齒輪強(qiáng)度的校核等;液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算:液壓卡盤的設(shè)計(jì)與計(jì)算;給進(jìn)油缸的設(shè)計(jì)與計(jì)算。
2013.4.6~4.25
回轉(zhuǎn)器組裝圖的繪制
2013.4.26~5.16
本體零件圖的繪制
2013.5.17~5.21
其他零件圖的繪制
2013.5.22~5.29
設(shè)計(jì)說明書編寫
2013.5.30~6.5
圖紙、說明書的修改、輸出。
2.參考文獻(xiàn)
[1]馮德強(qiáng).鉆機(jī)設(shè)計(jì).中國地質(zhì)大學(xué)出版社,1993
[2]王秉晉.XU300-2型鉆機(jī)知識(shí).北京:地質(zhì)出版社,1978
[3]周濤.SWDA165一體化液壓潛孔鉆機(jī).工程機(jī)械與維修,2004:15-23
[4]林宏武.新型一體化液壓潛孔鉆機(jī).建筑機(jī)械,2004:32-40
[5]殷新.MKD-5S型全液壓坑道鉆機(jī)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì).重慶工業(yè)高等??茖W(xué)校,2001
[6]張忠海.旋挖鉆機(jī)國內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀與趨勢(shì).工程機(jī)械與維修,2004:33-45
[7]黃志文.NSR220型旋挖鉆機(jī).工程機(jī)械,2005
[8]張啟君.對(duì)旋挖鉆機(jī)開發(fā)的探討.工程機(jī)械與維修,2004
指導(dǎo)教師意見(對(duì)課題的深度、廣度及工作量的意見和對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)結(jié)果的
預(yù)測):
指導(dǎo)教師___________
年 月 日
系意見:
主 任___________
年 月 日
說明:開題報(bào)告作為畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)答辯委員會(huì)對(duì)學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一,
此報(bào)告應(yīng)在導(dǎo)師指導(dǎo)下,由學(xué)生填寫,經(jīng)導(dǎo)師簽署意見及系審查后生效。
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鉆機(jī)
變速箱
設(shè)計(jì)
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