机械毕业设计（论文）开题报告-xy-4岩心钻机升降机的设计

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1、开题报告(XY-4岩心钻机升降机的设计)姓名：机械学院：班学号：岩心钻机的功用：钻机是向地下钻孔的机器，是完成钻进施工的主机，它带动钻具和钻头向地层深处钻进，并通过升降机完成起下钻具和套管，提取岩心，更换钻头等辅助工作。泵的作用是向孔内输送冲洗液以冲洗孔底，冷却钻头和润滑钻具。它广泛应用于国明经济的许多部门，它是从事各种钻探施工必不可少的主体设备。升降机的功用：钻机的升降机有主升降机和副升降机之分：主升降机用于升降钻具和套管；副升降机可用于起吊其它管材或重物，打捞绳索取心钻具内管，升降捞砂简、取土器等。升降机的设计

2、要求：由于钻机的升降机在在钻探的过程中，工作时间长，其性能的好坏，直接关系到钻进的效率钻孔的质量和生产的安全，因此升降机要满足以下要求：①在满足升降机工艺要求的前提下，应能最大限度地降低升降工序的机动时间和充分提高功率利用系数。②要求升降机的结构与强度具有一定的超载能力。③操作方便、动作灵敏、平稳、劳动强度小、工作安全可靠，现代钻机应考虑操作远离钻机本体，实现远距离手柄或按扭操作。④结构简单。设计目的：①通过设计知道钻机的工作性能以及升降机的结构；②分析升降机的转矩特性和转速特性；③分析计算升降机的特性参数；③应用

3、一些软件对升降机进行仿真分析，从而，进一步了解升降机的性能。技术方案的确定：本次设计是在原有的XY-4岩心钻机的基础上，利用所给的设计参数：①输入轴转速（r/min）：约450、约310、约217、约117；②卷筒转速（r/min）：约160、约110、约78、约42；③最大提升能力：29.4KN；④卷筒直径：285mm；⑤钢绳直径：16mm；⑥卷筒容绳量：52mm；⑦提升速度：0.82、1.51、2.16、3.13。进行计算，分别进行工作参数的选择：①升降机的最大起重量Pq；②提升速度分为：最高缠绳速度Vmax、

4、最低缠绳速度Vmin；③调速范围R；①速度档数及中间速度。抱闸的受力分析：①下降制动力矩；②提升制动力矩；③手柄上的作用力；抱闸的发热验算：抱闸在制动过程中，将钻具和提升系统的动能全部转化为热能，这些热能会使抱闸和制圈的温度升高。这样会使摩擦系数降低，制动力矩减小，而且会使热应力增加，加剧摩擦材料的磨损，因此要对其进行发热验算，看是否能够男组要求。通过上述计算就可以知道升降机的最大起重量、提升速度、制动力矩等等，我们就利用这些参数来选择升降机的主轴、行星轮系齿轮、支架、中心齿轮、行星轮轴等所有的零件型号和尺寸，进而

5、绘制出总装配图。在经过一些软件来分析升降机的性能。升降机类型的确定：类型特点采用钻机型号胀闸传动式次种升降机简化了机械传动结构，采用液压控制，易实现远距离操作以及自动化；而且工作平稳；卷筒制圈散热条件好。但只适用于有液压系统的钻机。SPC-300型锥摩擦传动此类升降机结钩比较简单，易损件少、结实耐用、但传动效率小，两摩擦锥面易进入泥浆、油污等，工作可靠性较差。只有少数窃孔及次深孔钻机使用XB-500型片式摩擦力合器传动式传动较锥摩擦式平稳，传动同样功率时．结构尺寸较锥摩擦式小，但结构较锥摩擦式复杂，更换离合器片不太

6、方便。用于钻机辅助升降机液压传动式可以实现无级调节升降机的速度和远距离自动控制，而且升降机结构大大简化。不足之处是液压马达要求加工、装配精度高、不便野外修配。行星轮传动式与摩擦传动式相比，在尺寸相同时，能传递较大功率以及获得较大的传动比；传动效率大；结构紧凑，传动平稳，操作灵活。用于机械传动式钻机表1升降机类型的比较因此，通过上述分析，我们选择行星轮式升降级。行星轮式升降机的原理分析行星轮式升降机分为①行星轮轴支撑在提升在制圈上，内齿圈与卷筒装在一起；②行星轮轴装在卷筒上，而内齿圈和提升制圈联在一起。类型结构示意图

7、工作原理第一类(1) 提升钻具 刹紧提升抱闸8，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。提升时，定轴轮系行星式升降机的传动比 为 　  (1-1)式中： Zb、Za--分别为内齿圈与中心轮齿数；"-"号--转向相反。(2) 制动钻具 抱闸9刹住下降制动盘，同时松开抱闸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。(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(

8、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。第二类次