XY-4岩心钻机升降机地设计hujunxiong.doc

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1、1《岩土钻掘工程学》第三章钻机与泵第二节－>第三单元立轴式钻机的升降机2007年02月04日星期日下午01:40立轴式钻机的升降机升降机的功用是升降钻具、套管和悬挂钻具、在处理事故时进行强力起拔等。升降机的主要组成部分包括传动机构、卷筒和制动器。为增强深孔制动器的效能，下降制动器带有水冷装置或水刹车装置。几乎所有现代钻机均采用行星传动式升降机。按照传动原理，行星式升降机有两种类型，即定轴轮系传动型和行星轮系传动型。　 定轴轮系传动升降机的结构如图3-6所示。卷筒与内齿圈固定连接，提升靠内齿圈带动。其工作原理如下：　 (1) 提升钻具 刹紧提升抱闸8，

2、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ωa的中心轮带动下，行星轮绕自身轴以ωg自转，并带动内齿圈以ωb转动，缠绕钢绳，提升钻具［图3-6(a)］。提升时，定轴轮系行星式升降机的传动比 为 　  (3-1)式中： Zb、Za--分别为内齿圈与中心轮齿数；"-"号--转向相反。图3-6 定轴轮系行星式升降机结构示意图1-升降机轴； 2-升降机传动齿轮； 3-中心轮Za； 4-行星轮轴； 5-行星轮Zg； 6-内齿圈Zb； 7-卷筒；8-提升抱闸； 9-制动抱闸； 10-行星架 　 (2) 制动钻具 抱闸9刹住下降制动盘，同时

3、松开抱闸8。因卷筒与内齿圈被闸住不转，钻具停止升降。此时行星轮自转又公转［图3-6(b)］。　 (3) 下降钻具 两抱闸均松开，在钻具自重作用下钻具下降［图3-6(c)］。 　 (4) 微动升降（ωb、ωH可控） 即慢速控制升降工况。若松开提升抱闸8，控制制动抱闸9，钻具会出现下降、停止和慢速下降运动状况；若松开制动抱闸9，控制提升抱闸8，行星轮出现三种运动状态，即钻具提升、停止（不稳定）和下降运动状况。因此，行星式升降机能够并允许微动升降操作，两抱闸只要不同时刹死，两者制紧程度配合得当，微控升降操作就会得心应手。　 XY-4型钻机的升降机（图3-7

4、）属于定轴轮系传动行星式升降机。升降机由卷筒、行星传动机构、水冷装置及抱闸组成。升降机轴19右端的花键部插入分动箱的轴齿轮的花键中；升降机轴19的左端通过水套轴8、单列向心球轴承11、支架13等支承在支架上；轴左端头是四方轴头，作为人力传动升降机轴用；卷筒用两盘313型轴承16、36支承在升降机轴19上。行星传动机构由中心齿轮24、游星齿轮32、内齿圈20等组成。中心齿轮以花键连接装在轴19的右侧。行星齿轮用两盘207型轴承30装在行星轮轴29上，行星齿轮共三组，均布安装在左右支架27上；行星轮轴的左右支架分别用一盘313型轴承36和两盘111型轴承

5、26支承在升降机轴上；右支架27外侧用平键28与提升制动盘34联结，并用螺钉将端盖23固紧在支架右侧，防止提升制动盘外串，两个支架用3个均布的螺栓连接成一体。水冷装置由水套轴8、引水环9、压盖10、水管3及制动盘水套等组成。图3-7 XY4型升降机1-制动抱闸； 2-水管接头； 3-水管； 4-接头式压注油杯； 5-骨架橡胶油封； 6-档板； 7-堵丝； 8-水套轴； 9-引水环； 10-压盖； 11-单列向心球轴承； 12-水管接头； 13-支架； 14-内螺纹圆柱锁； 15-骨架式橡胶油封； 16-单列向心球轴承； 17-孔用弹性挡圈； 18-卷

6、筒； 19-升降机轴； 20-内齿圈； 21-密封盖； 22-直通式压注油杯； 23-端盖； 24-中心齿轮； 25-毡封油圈； 26-单列向心球轴承； 27-游星轮支架； 28-平键； 29-游星轮轴； 30-单列向心球轴承； 31-孔用弹性挡圈； 32-游星齿轮； 33-骑缝螺丝； 34-提升制圈； 35-提升抱闸； 36-单列向心球轴承  1. 动力机类型的选择　 1.1 钻机负载特性及其对动力机的要求　 回转器带动钻具回转并刻取岩石，其所需的功率、转速随孔深和所钻岩石的不同而变化；升降机起下钻作业时，钻杆柱质量不仅随孔深而变化，而且在提升过程

7、中经常有可能出现"提升遇阻"，甚至是强力起拔的情况，因此要求驱动动力机具有良好的调速性能及一定的超载能力。此外，钻机流动性大，还要求动力机使用和维修方便、经济，单位马力质量小，便于搬迁。　 1.2 动力机的特性　 立轴式钻机一般采用交流电动机和柴油机驱动，有的使用直流电动机。　 三相交流感应电动机在额定转矩时，其调速范围很小，而超载系数较大。由于感应电动机使用方便，调速性能可用变速箱来改善，因此几乎在有电力供应的地区均采用交流电机驱动。 　 柴油机的超载系数不大。虽然其调速范围略大于交流电动机，但是其输出功率与转速成正比，降低转速将使功率降低，不能产

8、生增大扭矩的效果。显然柴油机的工作特性与钻机的适应性较差。大型柴油机可配备液力偶合器或液力变矩器以改善其输出