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绪论 1

一、钻机的分类 1

二、钻机的发展概况 2

三、钻机的标准系列 4

四、钻机的特点及钻机设计的要求 7

五、钻机设计的一般步骤及方法 10

第一章 钻机的总体设计 16

1-1 总体设计的要求、任务和依据 16

一、总体设计的要求 16

二、总体设计的任务 16

三、总体设计的依据 17

1-2 机型与传动形式的选择 17

一、机型的选择 17

一、钻机的驱动和动力输入方式 21

1-3 钻机的总体布局 21

二、钻机传动方式的选择 21

二、升降机的布置形式 22

三、让开孔口的方式 24

四、回转器的变角方式 24

五、操纵机构的设置 25

六、装载形式 25

1-4 钻机整机参数的确定 26

一、钻进能力参数 26

二、钻机所需的功率及钻机所配动力机的功率 29

三、钻机的重量与外形尺寸 34

1-5 车装钻机的稳定性计算 35

一、钻机重心位置的确定 35

二、钻机的稳定性计算 36

二、对机械传动系统的要求 39

一、机械传动系统的功用 39

第二章 机械传动系统 39

2-1 机械传动系统的功用及要求 39

2-2 动力机与钻机工作机构的特性分析 40

一、动力机的特性 40

二、钻机工作机构的工作特性 41

2-3 机械传动系统的形式分析 43

一、立轴式钻机机械传动系统形式 43

二、转盘式钻机机械传动系统形式 46

三、移动回转器式钻机机械传动系统形式 50

2-4 机械传动系统的确定 54

一、拟定机械传动系统的一般步骤 54

二、确定机械传动系统的原则 54

三、转速图的绘制及作用 56

二、摩擦离合器的设计要求 60

一、摩擦离合器的结构类型 60

3-2 摩擦离合器的类型与工作原理 60

第三章 摩擦离合器 60

一、摩擦离合器的功用 60

3-1 摩擦离合器的功用与设计要求 60

二、摩擦离合器的工作原理 61

3-3 常用钻机摩擦离合器结构型式 63

一、XU-600-3钻机摩擦离合器 63

二、XY-4型钻机摩擦离合器 64

三、XY-5型钻机摩擦离合器 67

四、XY-1型钻机摩擦离合器 68

3-4 摩擦离合器基本参数的确定 70

一、离合器的摩擦力矩 70

二、摩擦副工作表面的比压 71

四、离合器结构参数的确定 72

三、离合器的储备系数 72

3-5 离合器的滑磨功与发热验算 74

一、离合器的接合过程 74

二、滑磨功的计算 75

三、离合器的发热和耐磨性校验 77

3-6 离合器主要零件的设计 78

一、带衬摩擦盘 78

二、压盘 79

三、支承盘 80

四、离合器罩 81

一、弹簧压紧机构 81

3-7 压紧机构设计 82

二、杠杆压紧机构 83

一、对操纵机构的要求 91

3-8 操纵机构设计 91

二、操纵机构的主要计算 93

第四章 变速箱及分动箱 95

4-1 变速箱及分动箱的功用与要求 95

一、变速箱及分动箱的功用 95

二、对变速箱和分动箱的要求 95

4-2 变速箱和分动箱的组成与结构型式 95

一、变速箱的结构型式 95

二、分动箱的结构型式 99

三、箱体 100

4-3 典型变速箱和分动箱的结构 100

一、XY-5型钻机变速与分动箱 100

二、YL-6型钻机变速箱与分动箱 104

三、反档的位置布置及型式 107

二、各档齿轮在轴上的布置 107

4-4 变速箱结构设计要点 107

一、各轴在变速箱中的位置布置 107

四、轴的支承方式和轴承的选用与固定 110

五、变速箱零件的润滑和密封 110

六、变速箱体 111

4-5 变速箱主要参数的确定 111

一、传动轴中心距A 111

二、齿轮模数m 112

三、斜齿轮的螺旋角β0 113

四、轮齿宽度b 113

五、选配齿轮 114

4-6 操纵机构设计 116

一、换档机构 116

三、互锁机构 117

二、锁定机构(自锁机构) 117

四、典型钻机变速箱的操纵装置 119

第五章 回转器与卡盘 121

5-1 回转器的功用、要求和类型 121

一、回转器的功用及钻进工艺对回转器的要求 121

二、回转器的类型及特点 121

5-2 回转系统的载荷特性及参数选择 123

一、回转系统的载荷特性 123

二、回转系统的参数选择 128

5-3 立轴式回转器结构分析与设计 134

一、立轴式回转器结构分析 134

二、立轴式回转器的设计计算 137

一、转盘的结构分析 148

5-4 转盘式回转器结构分析与设计 148

二、转盘式回转器的设计计算要点 151

5-5 移动式回转器结构分析与设计 155

一、移动式回转器结构分析 155

二、移动式回转器的设计 159

5-6 卡盘的结构分析与设计 162

一、卡盘的功用、工艺要求及基本参数 162

二、卡盘的结构分析 163

三、卡盘的设计计算 169

第六章 给进机构 181

6-1 给进机构的功用、要求及类型 181

一、给进机构的功用 181

二、对给进机构的要求 181

三、给进机构的类型及特点 182

一、钢丝绳加压给进机构 183

6-2 机械给进机构的结构分析与设计 183

二、螺旋差动式给进机构 187

三、封闭链条给进升降机构 190

6-3 液压给进机构的结构分析与设计 195

一、液压给进机构的结构分析 195

二、液压给进机构的设计 205

第七章 升降机 215

7-1 升降系统的作用及对升降系统的设计要求 215

一、升降系统的构成与作用 215

二、对升降系统的设计要求 215

7-2 升降系统的载荷特性及参数选择 216

一、升降系统的载荷特性 216

二、升降系统的参数选择 219

一、锥摩擦传动升降机 225

7-3 升降机的结构类型 225

二、行星式升降机 226

三、典型钻机升降机的结构 227

四、2K-H行星式升降机的结构形式 228

7-4 制动器的结构类型与设计计算 231

一、制动器的结构 231

二、制动器的设计计算 233

三、辅助制动器--水刹车与电磁刹车 244

7-5 升降机主要零件的设计计算 248

一、卷筒的设计计算 248

二、卷筒体的强度核算 250

三、升降机轴和轴承的设计计算 252

一、冲击钻进基本参数 254

8-1 冲击钻进及冲击机构概述 254

第八章 冲击机构 254

二、孔内钻具运动规律 255

三、冲击机构的功用、要求和类型 256

8-2 曲柄摇杆式冲击机构 257

一、结构与工作原理 257

二、运动分析 258

三、冲击机构有关参数设计 260

8-3 超越离合器式冲击机构 261

一、结构及工作原理 261

二、运动分析 263

8-4 液压冲击机构 265

一、液压冲击机构的结构与工作原理 265

二、液压冲击机构分析 268

9-1 振动机构的功用、要求和类型 270

第九章 振动机构 270

9-2 振动机构基本参数的确定 272

一、振动钻进机理 272

二、影响振动钻进的因素 272

9-3 机械式振动器设计与计算 275

一、振动钻进力学模型及运动方程 275

二、主要参数的确定 278

三、主要零件的设计计算 280

9-4 振动锤的设计计算 283

一、振动锤的结构及工作原理 283

二、振动锤的力学模型及运动方程 284

三、振动锤的参数选择与计算 286

10-1 机座的组成、功用和要求 288

第十章 钻机机座和行走移位机构 288

10-2 机座的结构形式 289

一、底座 289

二、机架 292

三、钻机的固定装置 293

四、钻机的移动装置 294

10-3 移动装置和固定装置的设计计算 294

一、移动液压缸的计算 294

二、导轨和滑板的计算 295

三、压紧装置的计算 296

10-4 行走移位机构 297

一、行走移位机构的任务、要求和结构类型 297

二、活动平台、导轨式移动装置 297

三、液压步履机构 297

四、半回转机构 298

五、滚管滑移机构 299

11-1 钻探工艺对钻机液压传动系统的要求 302

第十一章 钻机的液压传动系统 302

11-2 钻机液压系统设计要点 304

一、充分了解钻机总体方案对液压传动系统的要求 304

二、确定液动机的型式和液压泵的类型 304

三、确定液压传动系统的型式 304

四、确定液压系统的主要参数 305

五、设计各执行机构的液压回路 306

六、确定钻机液压传动系统 306

七、油箱的设计 311

11-3 立轴式钻机液压系统设计 311

一、调压回路的选择 311

二、调速回路的选择 313

一、回转机构液压回路设计 316

11-4 液压驱动动力头式钻机液压系统设计 316

二、给进机构液压回路设计 320

三、升降机构液压回路设计 325

四、给进滑架(钻架)起落机构液压回路设计 327

五、卡夹机构液压回路设计 328

六、夹持一制动机构的液压回路设计 334

11-5 典型钻机的液压传动系统 334

一、XY-5型钻机液压传动系统 335

二、钻石-300型钻机液压传动系统 338

11-6 专用液压元件简介 343

一、孔底压力指示器 343

二、给进控制阀 346

三、制动阀 347

附表 350