XDQ-120型钻机动力头的优化设计.pdf

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1、第42卷第7期探矿工程(岩土钻掘工程)Vo1．42No．72015年7月ExplorationEngineering(Rock&SoilDrillingandTunneling)Ju1．2015：42—44XDQ一120型钻机动力头的优化设计白祖卫，王顺平，黄军航(陕西西探地质装备有限公司，陕西西安710089)摘要：XDQ一1200型钻机是专门针对山区丘陵地带设计的钻机，对其质量的大小提出了很严格的要求。为此对动力头的结构件进行了有限元静力学分析，对其箱体的强度和刚度进行分析、优化，在满足受力的情况下，尽量减轻箱体质量，以达减重目标。介绍了XDQ一

2、1200型钻机动力头的设计背景、理念以及设计优化过程。关键词：分体动力头；有限元分析；变速箱体；轻型钻机中图分类号：P634．3文献标识码：A文章编号：1672—7428(2015)07—0042—03OptimizationDesignofPowerHeadonXDQ一1200DrillingRig／BAIZu—wei，WANGShuning，HUANGJun—hang(ShaanxiXitanGeologicalEquipmentCo．，Ltd．，Xi’anShaanxi710089，China)Abstract：XDQ一1200drilling

3、rigwasdesignedspecificallyformountainfoothills，thequalityrequirementswasverystrict．Thefiniteelementstaticanalysiswasmadeonthestructuralpartsofpowerheadtooptimizethestrengthandstiffnessofbox．Inthecaseofsatisfyingthestress，trytoreducetheboxqualityinordertoachieveweightreduction．T

4、hedesignbackground，conceptandoptimizationprocessofpowerheadforXDQ1200drillingrigareintroduced．Keywords：splittypepowerhead；finiteelementanalysis；gearbox；lightrig伴随着平原矿产资源越来越多的被勘探查明，(2)动力头可在一定范围内实现无级调速，并山区的矿产资源急需被勘查钻探，山区勘探要求勘在一个挡位有高低速；探设备的轻便便携，为此我们研制出了XDQ一1200(3)液压卡盘与下夹持器配合，可实现拧、

5、卸管型钻机，它是一款轻型的专门针对山区丘陵地带，适的机械化，减少工人劳动强度；用于中深孔取心钻探的岩心钻机。而液压动力头作(4)钻机动力头可以与立柱、给进系统配合完为它的重要部件，其性能在一定程度上决定了钻进成回转和给进作业，可实现连续、平稳钻进。的工艺工法、施工的效率和钻进的可靠性，本次动力根据以上条件，我们做了初步的设计计算。液头设计不仅要从性能上要达到中深孔取心钻探的岩压卡盘采用常闭式弹簧夹紧，液压松开，由于需要的心钻机的对扭矩、钻速的要求，同时还要达到便于在最高速度以及最大扭矩与最小扭矩的跨度较大，速山区搬运的要求。为此我们在达到力学性能的基

6、础比要求较大：上需要优化设计，减轻重大结构件的质量，并从结构985=l0．044—34x—O上想办法，用分体式的方法让搬运的模块单件质量．≯200kg。式中：T——动力头输出最大扭矩，T=4295N·m；——液压马达传动扭矩，=434N·m；1XDQ一1200型钻机动力头初步的设计i——动力头的机械效率，t，7i=0．985。XDQ一1200型钻机动力头是一种全液压动力动力头采用液压马达驱动，四挡变速箱机械变头，它由卡盘加紧机构、液压马达、变速箱、减速机构速，液压马达两级液压变速，进行了变速箱加减速箱组成，设计最大扭矩4000N·m以上，最大转速为的

7、结构设计，并且运用solidworkssimulation对动力900r／min以上，并具有以下特点：头关键件进行优化，使其性能达到最佳，其结构如图(1)动力头卡盘导向性好，减少钻杆的摆动，可1所示，参数如表1所示。实现多方位钻进(如斜孔、水平孔、仰孔等)；动力头的变速箱箱体和减速箱箱体是焊接结构收稿日期：2015—02—12；修回日期：2015—06—26作者简介：白祖卫，男，汉族，1983年生，助理工程师，陕西省西安市阎良区迎宾大道32号，zuweifeixue@126．com。探矿工程(岩土钻掘工程)2015年7月这个变形量是很大的，它会影响主

8、轴端部的密封，造主轴的加工精度提出了更高的要求，但解决了主轴成漏油，所以箱体此处需加强，增加箱体厚度，改善在