岩心钻机提下钻机械手的液压系统设计.pdf

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1、2014年2月机床与液压Feb．2014第42卷第3期MACHINET0OL&HYDRAULICSVo1．42No．3DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2014．03．019岩心钻机提下钻机械手的液压系统设计樊姗(华中科技大学文华学院，湖北武汉430074)摘要：分析岩心钻机提下钻工艺，确定了机械手在提下钻工作中的任务和具体的动作顺序，设计了提下钻机械手的液压系统，对自动化、智能化岩心钻机的发展与应用具有一定的意义。关键词：岩心钻机；提下钻；机械手；液压系统中图分类号：TH137．7文献标识码：B文

2、章编号：1001—3881(2014)3—068—2DesignofHydraulicsSystemforHoistingandLoweringManipulatorofCoreDrillRigFANShan(WenhuaCollege，HuazhongUniversityofScience&Technology，WuhanHubei430074，China)Abstract：Theprocessofcoredrillrighoistandlowerdrillpipewasanalyzed．Thetaskandspecif

3、icactionsinorderofmanipula—torinthehoistingandloweringprocessweredetermined．Thenthehydraulicssystemforhoistingandloweringmanipulatorwasde—signed．Theresearchhascertainvaluefordevelopmentandapplicationofautomaticandintelligentcoredrillrig．Keywords：Coredrilln‘g；Hoist

4、ingandloweringdrill；Manipulator；Hydraulicssystem无论对于岩心钻机还是石油钻机而言，提下钻大空间位置小，工作范围大。其主要组成机构有：升降约占整个钻探过程的30％，是决定钻探效率的重要机构、回转机构、伸缩机构，手部夹持机构、定位机因素之一。提下钻自动化在石油钻机上已经有了大规构等。该机械手包含5个自由度：手臂的升降运动、模的研究和应用，而对于岩心钻机而言，提下钻自动手臂的伸缩运动、手臂回转运动、手腕的回转运动及化的研究还处于刚起步的阶段。对岩心钻机提下钻机手指在夹持物件时的开闭

5、运动。械手的液压系统进行设计，对自动化、智能化岩心钻该提下钻机械手的手部采用夹持式手部，因钻杆机的发展与应用具有一定的意义。为圆柱形工件，采用“V”形手指便于自动定心，夹1岩心钻机提下钻工艺分析紧平稳可靠，夹持误差小。手指开合由直线往复式液提钻过程中，当动力头将第一根钻杆完全提升至压缸实现。手腕设计成回转结构，实现机构为回转液孔口后，先由孔口夹持器夹紧第二根钻杆的上端，孑L压缸，用于一定力矩的拧卸钻杆，回转角度一般不大口的拧管夹持器夹紧第一根钻杆的末端，用一定力矩于300。。手臂伸缩即实现机械手伸缩，通过直线往拧卸钻杆，使

6、第一根钻杆和第二根钻杆之间有所松复式液压缸实现，手臂升降通过立柱直线往复式液压动，拧管夹持器松开，液压卡盘反向旋转，卸第一根缸实现。手臂回转通过立柱底部回转液压缸实现。在钻杆，当第一根钻杆和第二根钻杆之间完全松开后，结构设计方案中的一个创新点为：将手腕回转液压缸液压卡盘夹紧第一根钻杆，由动力头带动卡盘和第一的回转轴作为手指开合液压缸的缸体，手指开合动作根钻杆向上移动距离(移动距离>卡盘夹紧钻由手指开合液压缸来实现，该设计使得手腕与手部的结杆的长度H2)后停止，机械手移动过来，手指夹紧构紧凑，起到了减小手部质量、便于手部运动

7、的作用。第一根钻杆中间部分，液压卡盘松开，机械手夹紧第一根钻杆向下移动距离(<

8、，转、手腕的回转以及手指的开合。因此该提下钻机械后续的动作同卸第一根钻杆。手的液压系统分为5个支路，分别为手臂升降油路、2岩心钻机提下钻机械手的方案设计手臂伸缩油路、手臂回转油路、手腕回转油路和手指该提下钻机械手采用圆柱坐标的结构形式，占据开合油路。图1为岩心钻机的提下钻结构示意图。收稿日期：2013—