FDP-15非開挖導向鉆機主機體設計【5張圖紙】

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黑龍江科技學院 畢業(yè)設計（論文）任務書 姓名： 張 翼 任務下達日期： 2006 年 03 月 13 日 設計（論文）開始日期： 2006 年 03 月 13 日 設計（論文）完成日期： 2006 年 06 月 25 日 設計（論文）題目： FDP-15非開挖導向鉆機主機體設計 二、專題題目： 工程機械液壓系統(tǒng)常見故障分析及控制 三、設計的目的和意義： 目前越來越多的大規(guī)模交通、鐵道、電力、地鐵、水利等建設活動過程中都需要水平定向鉆探技術，即非開挖施工技術。該技術與開挖施工技術相比，具有不影響交通、不破壞環(huán)境、施工周期短、社會效益顯著等優(yōu)點?？蓮V泛應用于穿越公路、鐵道、建筑物、河流，以及在鬧市區(qū)、古跡保護區(qū)、農作物和植被保護區(qū)等條件下進行的供水、煤氣、電力、電訊、石油、天然氣等管線的鋪設，更新和修復。社會的進步和人們環(huán)保意識的逐漸增強，非開挖技術必將逐漸取代傳統(tǒng)開挖方式，非開挖鉆機產品的前途不可限量。 四、設計（論文）主要內容： 鉆機的動力頭結構設計、架體的設計，及動力機確定、機構傳動系統(tǒng)設計。 五、設計目標： 使鉆機能穿越公路、鐵道、建筑物、河流。鉆進長度為300米，最大回托力為150KN。 六、進度計劃： 2006年03月13日查閱相關資料，了解設計產品性能、發(fā)展現(xiàn)狀 2006年03月20日畢業(yè)實習、參觀相關產品、收集資料 2006年03月30日整理現(xiàn)有資料、寫實習總結、整理實習日記 2006年04月03日確定設計內容、寫開題報告 2006年04月10日設計產品總體裝配圖、畫草圖、確定各部分結構、位置 2006年04月24日計算相關內容 2006年05月01日- 2006年06月1日編制說明書2006年06月20日完成圖紙 2006年06月21日整理說明書 2006年06月25日檢查資料、準備答辯 1. 七、參考文獻資料： FDP－15D型導向鉆機使用維護說明書。 成大先﹒機械設計手冊減（變）速速器·電機與電器﹒化學工業(yè)出版社，2004。 胡家秀﹒簡明機械零件設計使用手冊﹒機械工業(yè)出版社﹒1999。成大先﹒機械設計手冊聯(lián)接與緊固﹒化學工業(yè)出版社，2004。施工定向孔用Ф55mm鉆桿時的定向方法﹒江西省地礦局探礦研究室﹒探礦工程（第5期），1992。吉林省地質勘探技術研究所 吉林省地礦局第四探礦工程大隊﹒螺桿鉆向鉆探技術在某金礦區(qū)的應用﹒探礦工程（第6期），1992。 殷琨﹒發(fā)展中的沖擊回轉鉆進技術﹒探礦工程（第5期），1997 指 導 教 師： 院（系）主管領導： 年 月 日 摘要 FDP－15D型非開挖導向鉆機，是一種全液壓動力頭式導向鉆機。該鉆機主要用于非開挖地下管線的鋪設工程?？稍诓婚_挖地面的情況下，穿越地表建筑物或地下設施等障礙（如公路、鐵路、河流、建筑及地下埋設物等），鋪設各類地下管線。廣泛是用于通訊、電力、熱力、煤氣及自來水管線的非開挖鋪設施工。 FDP－15D型非開挖導向鉆機可分為動力站和主機體操縱臺三部分。動力站主要提供高壓液壓油，而主機體就負責把液壓油的能量轉換為鉆進的動力。主機體的設計重點在于動力頭的設計。合理的設計主機體，可提高鉆進的效率和鉆機的使用壽命，靈活的結構可以減低鉆機維護和維修的難度減低使用成本。 關鍵字：非開挖 導向鉆機 主機體 動力頭 Abstract The FDP－15D type non-dig direction drilling machine, is a kind of whole hydraulic pressure power prinipal type direction to drill machine.Should drill machine to mainly used for to open to dig the earth not the paving engineering of the pipeline.Can cross the earth's surface building or underground facilities etc. obstacle(such as the highway,railroad,river,construct and the underground lay a thing etc.) under the sistuation that not open to dig the earth surface, build each kind of underground pipeline.Extensively is used for not open of communication,electric power,thermodynamic energy,gas and the water pipe line to dig to build a construction. FDP-15D type can be divided into non-dig-rigs and power stations mainframe hardware components. Provide high-pressure hydraulic oil major power stations, and on mainframe hardware for the hydraulic oil to the energy conversion into power. Mainframe hardware design focuses on the first engine design. Reasonable mainframe hardware design can enhance the efficiency and rigs into the life, flexible structures can reduce maintenance and repair rigs used to reduce the difficulty of cost. Keyword:no-dig direction drilling Main engine part power prinipal II 第一章 緒 論 1.1 選題意義 目前越來越多的大規(guī)模交通、鐵道、電力、地鐵、水利等建設活動過程中都需要水平定向鉆探技術，即非開挖施工技術。該技術與開挖施工技術相比，具有不影響交通、不破壞環(huán)境、施工周期短、社會效益顯著等優(yōu)點?？蓮V泛應用于穿越公路、鐵道、建筑物、河流，以及在鬧市區(qū)、古跡保護區(qū)、農作物和植被保護區(qū)等條件下進行的供水、煤氣、電力、電訊、石油、天然氣等管線的鋪設，更新和修復。 1.2 國內外概況 1900年美國人采用頂管法成功地實現(xiàn)了非開挖鋪設管線的技術突破。非開挖技術經(jīng)歷60年的發(fā)展，先后只發(fā)明了螺旋鉆進法和沖擊矛法技術。1970年美國加洲人率先使用“水平導向鉆進法”穿過河流鋪設第一條采用此技術的管道，成為創(chuàng)立“水平導向鉆進法”的第一人。由于他經(jīng)常到全美各地推廣此技術。因此，“水平導向鉆進法”成為非開挖施工所普遍采用的施工工藝。隨著非開挖技術的不斷成熟，人們又針對不同的管網(wǎng)情況，1980年發(fā)明了“脹管法”（爆管法），此技術逐步推行開來，特別是自來水行業(yè)運用較多。 國內現(xiàn)狀：非開挖鋪設更換管道技術以其獨特的優(yōu)越性，已被人們逐步接受，特別是在大中城市，商業(yè)繁華地區(qū)普遍采用此項技術，我國香港特別行政區(qū)已運用很久。但內地還處在起步階段 1.3 設計特點 所謂定向鉆探，就是在鉆探和鉆井施工中，利用土層造斜規(guī)律，采用人工造斜手段，或者兩種同時并用，使井孔按照設計的軌跡鉆達預定目標的鉆進方法。在鉆探施工中，根據(jù)地質條件，合理采用定向鉆進方法，不但能夠提高工程量，節(jié)約施工費用，而且能夠縮短施工時間，獲得較好的技術經(jīng)濟效果。 而對鉆孔深度300米左右的水平定向鉆機需求量比較大，以往的300米水平定向鉆機，存在著機械式、笨重、使用不方便等缺點。鑒于以上原因，此次畢業(yè)設計，我的導師陳少云老師讓我對300米水平定向鉆機（FDP-15D）進行研究。經(jīng)過調研，我覺得水平定向鉆機是一種小型液壓鉆機，應有以下特點： 1. 經(jīng)濟耐用可靠、質優(yōu)價廉； 2. 結構簡單，易于加工制造； 3. 操作簡單，維修方便； 4. 適用于、兩種鉆桿； 5. 鉆進速度快，效率高； 6. 施工周期短、綜合施工成本低、社會效益顯著。 7. 隨著水平定向鉆探技術的發(fā)展，這種鉆機應具有良好的發(fā)展空間。 第2章 FDP-15D鉆機總體方案的確定 2.1 具體方案的確定 經(jīng)過陳老師的細心指導和長時間的搜集和查閱資料，我對鉆機的整體結構和工作原理都有所了解。鉆機的結構與其所采用的鉆進工藝相關聯(lián)。目前國內外都正在研制和應用全液壓鉆機。全液壓鉆機同傳統(tǒng)鉆機一樣，都是用來完成鉆進和升降鉆具等基本工序，以實現(xiàn)采取巖心，達到探礦的目的。從結構上看，全液壓鉆機可以分為立軸式全液壓鉆機和動力頭式全液壓鉆機。二者相比較，動力頭式全液壓鉆機具有結構簡單、重量輕、操作簡便、可以實現(xiàn)無級調速、加壓給進等優(yōu)點，工作效率大大改善。并且動力頭式全液壓鉆機也是鉆機的發(fā)展方向之一。綜合各方因素，我選擇設計水平定向動力頭式全液壓鉆機。 具體方案如下： 1. 考慮到此鉆機常用于戶外作業(yè)，動力可選柴油機。 2. 鉆機應用螺紋連接鉆頭精簡結構，節(jié)約時間，提高有效鉆進速度。 3. 動力頭采用單極齒輪減速器，減少變速箱體積，根據(jù)不同的地質條件，選用不同的鉆進速度。 4. 在滿足上述要求的同時，盡量結構簡單，操作方便，適于整體或解體搬運。盡量做到標準化、通用化、系列化。 2.2 技術特性 1. 最大鉆進深度 2. 導向孔直徑 3. 鉆桿直徑 4. 動力頭轉速 第3章 FDP-15D鉆機結構方案的確定 一臺全液壓鉆機主要包括主機、動力設備和操縱臺三個部分。 3.1 主機部分 水平定向全液壓鉆機的主機包括回轉機構、給進機構等基本部件。 3.1.1 回轉機構 全液壓動力頭式鉆機的回轉機構，就是移動式回轉器，亦稱為動力頭。動力頭是鉆機的重要組成部分，主要由回轉馬達、減速器、水接頭組成。它的功能有二：一是傳遞扭矩，以帶動鉆具旋轉鉆進或擰卸鉆桿；二是動力頭由給進機構帶動，以傳遞向上或向下的軸向力及其運動，用來實現(xiàn)加減壓給進。 本全液壓鉆機通常采用導向鉆桿，其鉆進工藝對動力頭的基本要求有下列幾點： 1) 動力頭的鉆數(shù)和扭矩應是可調的，最好的方案是無級調速，以適應鉆進工藝的需要。 2) 轉數(shù)調節(jié)范圍應滿足鉆進工藝的需要。 3) 具有正反轉的能力。 4) 回轉平穩(wěn)、振動少和噪音不大等。 動力頭轉速調節(jié)范圍，取決于地質條件、鉆頭直徑以及鉆進方式。由于是全液壓鉆機可以實現(xiàn)無級調速，馬達的調速范圍在8~300r/min之間完全滿足鉆機的要求。采用導向鉆桿鉆進時，要求高轉速。國外的最高轉速以達2000～3000r/min；國內大致在1000～1500r/min，而從處理事故和擰緊鉆桿的要求，則需要低速檔，一般為200～300r/min。本設計動力頭的轉速范圍為1－60、 1－120r/min。 本設計的動力頭主要特點如下： 1. 油馬達上裝有安全閥，可自動進行過載安全保護。 2. 無液壓卡盤，采用螺紋連接結構，使整體結構簡單化。 3. 結構緊湊，節(jié)省原材料。 4. 殼體由鑄鐵制成，故有良好的工藝性。 動力頭按照回轉油馬達的安裝位置不同，可分為裝有油馬達的動力頭（A型）和不裝油馬達的動力頭（B型）兩類。A型動力頭與B型動力頭相比，具有結構簡單緊湊、工作可靠、重量輕和搬運方便等優(yōu)點。目前，國內外全液壓動力頭式鉆機的大多數(shù)均采用A型動力頭。本設計也采用A型動力頭。 A型動力頭的工作原理（圖1-1）：油馬達2經(jīng)齒輪傳動箱帶動輸出軸回轉，從而使鉆具回轉。 圖 1-1 鉆機動力頭原理示意圖 1-底座 2-馬達 3-聯(lián)軸器 4-減速器 5-法蘭盤 6-鉆頭 3.1.2 給進機構 給進機構是鉆機的工作機構之一，它對鉆機的技術性能、工作效率以及其應用范圍有著極大的影響。全液壓動力頭式鉆機給進機構的功用有二：一是用來保證鉆頭具有所需壓力，一是實現(xiàn)進給；二是用來“倒桿”。 一個完善的給進機構應滿足下列要求： 1) 能調節(jié)鉆頭壓力，淺孔時加壓、深孔時減壓，故要求給進機構具有加壓和減壓等機能，壓力調定后就應保持恒定不便。 2) 給進速度是可以調節(jié)的，并應能無級調速，使鉆頭給進速度能與機械鉆速相適應。 3) 給進行程應盡可能的長。 4) 結構簡單、工作可靠、操作靈活安全。并應配備有儀表來觀測鉆頭壓力、進尺和鉆速等。 目前，全液壓動力頭式鉆機的給進機構有油缸液壓給進機構和油馬達—鏈條給進機構兩種。大多數(shù)鉆機采用油缸給進機構。 油缸給進機構又分為一般油缸給進機構和油缸—鏈條倍速給進機構兩種。一般油缸給進機構是油缸的液壓力或運動直接作用于動力頭和鉆具；油缸的行程和動力頭的給進行程相等，故又稱為非倍數(shù)油缸給進機構。油缸—鏈條倍速給進機構是動力頭的給進行程等于活塞行程的兩倍。本設計選用單油缸—鏈條給進機構。 單油缸—鏈條給進機構工作原理（圖1-2）：給進油缸缸體固定在機架上，活塞桿的前端與帶有鏈輪的連接軸相連接。拖板向后移動。每根鏈條的一端都是繞過鏈輪之后固定在給進機架上，而另一端繞過鏈輪之后分別與拖板相連接，組成為一個封閉的倍增傳動鏈，拖板行程比活塞行程增大一倍。 圖1-2 給進機構示意圖 1-動力頭 2-液壓油缸 3-鏈條 3.2 動力設備部分 全液壓鉆機的動力設備，包括動力機、油泵、油箱、過濾器、冷卻器等。 3.2.1 動力機 驅動油泵的動力機，一般采用電動機或柴油機。在坑道鉆探中，也有采用風馬達的。動力機的轉數(shù)，一般為1460~1800轉/分，國外鉆機有增高動力機轉數(shù)的趨勢，高達2400~3600轉/分。這樣可以大大提高油泵排油量，或縮小油泵尺寸和重量，使動力機和油泵小型化。 動力機的功率是設計鉆機的依據(jù)。鉆機的功用主要是用來完成鉆進工序?；剞D鉆進所需的功率包括破碎孔底巖石和回轉鉆具等所需功率，前者基本上不受孔深的影響；后者當轉數(shù)不高時隨孔深的變化也不大，當轉數(shù)較高時隨孔深增加而增大。 本設計采用柴油機作為動力機。 3.2.2 油泵 油泵是將動力機的機械能轉換成液壓能的一種裝置，它是液壓傳動中的動力源。目前，每臺全液壓鉆機的油泵站通常有兩個油泵，一個為主油泵，它向回轉馬達供油；另一個為輔助油泵，它向給進機構供油。但有的鉆機（如泰美克250型鉆機）只有一個油泵，它向油馬達及各油缸供油。 油泵類型的選擇應能滿足鉆機工作的特點和要求。由于鉆機的回轉速度有高有低，一般主油泵選用變量油泵，并且都用軸向柱塞式變量油泵，它能使液動機實現(xiàn)無級容積調速；輔助油泵多用齒輪油泵，也有選用軸向柱塞式變量油泵的。這時因為軸向柱塞式變量油泵具有 體積小、重量輕、調速方便、轉速高、壓力大等特點，它較適用于鉆機的工作需要。但定量油泵價格比較便宜。 本設計采用雙油泵，主油泵采用變量泵，輔助油泵采用定量油泵。 3.2.3 油箱 油箱是用來儲油、散熱、分離油中雜質和空氣的裝置。它的形狀和尺寸要根據(jù)鉆機的總體布置及散熱的需要來決定。按一般機械要求，油箱的有效容積為油泵的每分鐘流量的三倍以上。但是，考慮野外工作條件的需要，鉆機的油箱容積不能太大。而且多數(shù)鉆機在油箱里裝有冷卻器，因此油液的發(fā)熱大為改善。本鉆機也采用這種結構。 3.3 操縱臺部分 “集中手柄操縱”——這是全液壓鉆機的特點之一。鉆機的所有控制閥、各種儀表等都集中裝在操縱臺的控制面板上。從油泵輸出的壓力油經(jīng)高壓橡膠管到各控制閥，操縱控制閥手把的各種不同位置，使壓力油經(jīng)閥板下的軟管分配給各個液動機，根據(jù)鉆探工藝的需要來驅動油馬達、給進油缸等，從而完成鉆探各工序的動作。因此，操作臺是鉆機的操縱驅紐。 本鉆機也采用“集中手柄操縱”。 第4章 動力機的確定 4.1 電動機功率的確定 本鉆機的驅動裝置采用柴油機，因為鉆機多在野外作業(yè)，柴油機無需外接能源。本設計的液壓系統(tǒng)由兩個獨立的支路組成，油泵——馬達回路系統(tǒng)和油泵——油缸給進系統(tǒng)，且兩油泵共用一臺電動機聯(lián)合驅動，因此鉆機的電動機的總功率為： 其中：——鉆機的電動機總功率 ——回轉鉆桿及破碎巖石所需功率 ——給進油缸所需功率 4.1.1 油泵—馬達回轉機構 1．基本參數(shù)的確定： ①機械效率 ②液壓傳動效率 ③鉆頭外徑 ④鉆頭內徑 其中：——孔底破碎巖石所需的功率 ——鉆頭與孔底摩擦所消耗功率 ——回轉鉆桿所需的功率 ——機械效率 取 ——液壓馬達效率 取 井底破碎巖石所需功率 其中：—動力頭轉速 r/min —鉆頭切削刃數(shù) 取 —鉆進速度 —巖石抗壓強度 見表4－1 表4－1 巖石抗壓強度 巖 石 名 稱 抗壓強度（N/cm2） 硬 土 1800 其中： － 井底環(huán)狀切削面積 —鉆頭外徑 取 —鉆頭內徑 取 將動力頭各種轉數(shù)以及巖石的不同抗壓強度分別代入上式中所得的相應值見表4－2中。 鉆頭與孔底摩擦所需功率 其中：——巖石抗壓強度 ——鉆具和巖石間摩擦系數(shù) 取 ——側摩擦系數(shù) 取 ——動力頭轉速 ——鉆頭外半徑 ——鉆頭內半徑 將動力頭的不同轉數(shù)和不同孔底壓力代入上式中，的相應值見 表4－2。 回轉鉆桿所需功率 其中：——孔深 取 ——鉆桿直徑 ——動力頭轉速 ——沖洗液的比重 取 將上述各參數(shù)及動力頭的不同轉速代入上式中所得值列 表4－2中。 表4－2 功率計算表 功率 （N/cm2） 30（回托） 60（回托） 120（鉆進） 1800 0.22 0.26 0.037 1800 0.71 1.43 0.278 1800 3.15 7.92 19.95 1800 4.08 9.61 20.265 1800 5.1 12.0 25.33 2．馬達的選擇 馬達轉矩的確定 其中：— 馬達的轉矩 — 馬達的輸出功率，根據(jù)表4－2取得 — 馬達輸出軸的平均角速度 式中： —馬達轉速 —動力頭轉速 按120轉最大功率計算，將所求的值列于表4－3。 表4－3 馬達轉矩 120 360 25.13 507.36 25.25 根據(jù)設計要求，用兩個馬達分擔功率，需選用低速大扭矩馬達。其主要根據(jù)轉矩來選擇。輔助因素包括排量、額定壓力、轉速范圍等最終確定?？蛇x用型擺線馬達，其技術參數(shù)如下表4－4。 表4－4 馬達技術參數(shù) 排量 最高轉速 最大輸出轉矩 最高工作壓力 重量 3．液壓泵的選擇 液壓泵的選擇主要根據(jù)供油壓力和最大供油量兩個因素決定。 其中：— 馬達的進油壓力 — 馬達的輸入功率 —馬達的實際輸入流量 其中： —馬達排量 —馬達的轉速 —容積效率 將所求的值列于表4－5。 表4－5 馬達及泵的流量 120 240 52 104 57.7 115.5 即 其中： — 考慮系統(tǒng)泄露修正系數(shù)，一般。這里取 根據(jù)經(jīng)驗，對簡單的系統(tǒng)，對于復雜系統(tǒng)。這里取。 將所求的數(shù)值分別列于表4－6。 表4-6 馬達的進油壓力及排量 壓力 （N/cm2） 120 240 1800 5.52 16.5 由表中的數(shù)值，查《液壓元件手冊》可選：柱塞泵CCY14-1B,其技術參數(shù)如下表4－7。 表4－7 柱塞泵的技術參數(shù) 理論排量 最高壓力 額定轉速 驅動功率 容積效率 重量 4.1.2 油泵—油缸給進機構 1.給進油缸的基本參數(shù) 油缸數(shù)量 1個 油缸直徑 活塞桿直徑 活塞有效行程 油缸面積 活塞桿面積 有效面積 2.油泵工作壓力的計算 鉆機打水平孔時，油缸最大推力為： 式中：W—油缸最大推力按設計要求 ＝150KN 因此，油泵的工作壓力P為： 3. 油泵最大工作流量計算 油缸回程時的最大容積油量： 油缸送進時的最大容積油量： 當選用動力頭的速度時，動力頭送進時每分鐘所需油量為： 令活塞回程時間為0.3min，則回程所需油量為： 4. 給進油缸所需的功率 5．根據(jù)上面的計算，查《液壓元件手冊》選用MCY14-1B型柱塞泵，其技術參數(shù)如下表4—8。 表4－8 型柱塞泵的技術參數(shù) 排油量 額定壓力 額定轉速 驅動功率 容積效率 重量 0.8 6.4kg 4.1.3 泥漿泵 考慮鉆進潤滑的需要,引進HBW150/40型泥漿泵，功率7.5KW。 4.2 柴油機的選擇 柴油機的功率 由此，可查的此設計選用R6105G36型柴油機，其技術參數(shù)如下表4－9。 表4－9 電機技術參數(shù) 額定功率 滿載轉速 效率 0.822 第5章 機械傳動系統(tǒng)設計 5.1 變速箱的設計 5.1.1 強度計算的依據(jù) 1) 在校核零件的強度時，假設兩液壓馬達全部功率輸入動力頭，然后再輸入動力。 2) 動力頭在連續(xù)工作情況下，可連續(xù)工作10000小時，純機動時間每班16小時，可連續(xù)工作20個月。 5.1.2 齒輪強度的計算 選定齒輪的類型、精度等級、材料及齒輪。本設計的傳動方案選用直齒圓柱齒輪?？紕恿︻^的工作環(huán)境較為惡劣，為增大齒輪使用壽命大小齒輪都選用硬齒面。根據(jù)表5—2選得大小齒輪的材料都為40Cr，并且需要調質及表面淬火，齒面硬度為48~55HRC。精度等級選為7級。齒寬系數(shù)根據(jù)表5—3中的單級齒輪傳動，兩支承相對齒輪為對稱布置，且兩齒輪均為硬齒面。選擇齒寬系數(shù)為0.6。因為受載比較平穩(wěn)、齒輪為硬齒面、支承為對稱分布，故取。齒數(shù)選擇時為了避免根切，對于標準直齒圓柱齒輪，開式齒輪傳動中為保證齒根彎曲強度，常取，閉式齒輪傳動中常取，本設計取。 變速箱內各齒輪主要參數(shù)及材料見表5－4。 表5-2齒輪常用材料及其力學性能 材料 熱處理方法 齒面硬度 許用接觸應力 許用彎曲應 40Cr 調質后淬火 48~55HRC 1395~1426 483~518 表5-3齒寬系數(shù) 齒輪相對于軸承的位置 齒面寬度 軟齒面 硬齒面 對稱布置 0.8~1.4 0.4~0.9 非對稱布置 0.6~1.2 0.3~0.6 懸臂布置 0.3~0.4 0.2~0.25 表5－4 齒號 齒數(shù) 模數(shù) 齒寬 材料 硬度 齒型角 螺旋角 精度 Z1 19 2.5 80 40Cr 48~55HRC 200 00 7DC Z2 38 2.5 75 40Cr 48~55HRC 200 00 7DC 1．確定許用接觸疲勞應力 其中： — 失效概率為1％時試驗齒輪的接觸疲勞極限力 單位：。由表5—2 查得 — 解除疲勞強度的最小安全系數(shù)，，（失效概率為1％）。 2．確定許用彎曲疲勞應力 其中：— 齒輪彎曲疲勞極限。由表5—2 查得 — 齒輪彎曲疲勞強度安全系數(shù)。機械齒輪失效率1％時 — 彎曲疲勞壽命系數(shù)。由于m =5.5，查表得。 大小齒輪的齒面硬度相同， 3．小齒輪轉矩的計算 4．按齒面接觸疲勞強度計算 mm 其中： — 小齒輪的分度圓直徑。  — 載荷系數(shù)，取。 — 齒數(shù)比。 — 齒寬系數(shù)，取得。 — 許用接觸應力。 代入數(shù)值得： 齒輪模數(shù)為： 5．按齒根彎曲疲勞強度計算 其中： —— 齒型系數(shù)，查表得，。 6．接觸疲勞強度校核 1) 分度園上的圓周力Ft 2) 使用系數(shù) 3) 動載系數(shù) 4) 齒向載荷分布系數(shù) 5) 齒間載荷分布系數(shù) 6) 節(jié)點區(qū)域系數(shù) 7) 彈性系數(shù) 8) 重合度系數(shù) 9) 接觸應力 10) 壽命系數(shù) 11) 安全系數(shù) ， 12) 潤滑劑系數(shù) 13) 速度系數(shù) 14) 粗糙度系數(shù) 15) 硬化系數(shù) 16) 尺寸系數(shù) 17) 許用接觸應力 18) 接觸強度判斷 因為，所以校核通過。 7．彎曲疲勞強度校核 1) 齒向載荷分布系數(shù) 2) 應力修正系數(shù) 3) 重合度系數(shù) 4) 齒根應力 5) 壽命系數(shù) 6) 相對齒根圓角敏感系數(shù) 7) 相對齒根表面狀態(tài)系數(shù) 8) 尺寸系數(shù) 9) 許用齒根應力 10) 彎曲強度 因為 ,所以彎曲強度校核通過。 8．具體參數(shù)的確定 由上述計算可見，本設計的齒輪傳動接觸疲勞強度較弱，故應以為佳。 查標準模數(shù)取得模數(shù) 。 齒輪主要幾何尺寸： 分度圓直徑 齒頂高直徑 中心矩 齒寬 ，故取， 取。由于設計結構需要，改b1＝80mm，b2＝75mm 5.1.3 軸的設計 1. 輸出軸上功率、轉速和轉矩的初步確定 已知下列條件：材料40Cr，調質處理，各齒輪分度圓直徑為：， 將計算結果輸入表5—5。 表5—5 輸出軸上功率、轉速和轉矩 （r/min） 30 60 120 6 12 25．5 1910 1910 2029.3 2. 求作用在齒輪上的力 因為是直齒圓柱齒輪傳動 圓周力 徑向力 其中： — 小齒輪傳遞的轉矩，。 — 大齒輪傳遞的轉矩，。 —大齒輪的節(jié)圓直徑，對標準齒輪即分度圓直徑，。 — 嚙合角，對標準齒輪為20°。 圓整后， 。方向如圖5—1所示。 3. 初步估計軸的最小直徑，選取連軸器。 初估軸徑：安裝聯(lián)軸器處軸的直徑dⅠ-Ⅱ（圖5—1a）為周的最小直徑。 dⅠ-Ⅱ = 其中：查得A = 90～107 為滿足設計結構需求取dⅠ-Ⅱ 。 選取聯(lián)軸器：由于承受軸向力過大，所以采用單獨設計的非標聯(lián)軸器。 4．軸的結構設計 1）擬訂軸上零件的裝配方案 軸上的大部分零件包括：大圓柱齒輪、檔油環(huán)、左端軸承和軸承端蓋以及聯(lián)軸器依次由左端裝配，僅右端軸承和軸承端蓋由右端裝配。 2）根據(jù)軸向定位及固定要求，確定軸的各段直徑和長度，見表5—6。 3）軸上零件的周向固定 齒輪采用平鍵定位，滾動軸承與軸則采用過渡配合。 4）定出軸肩處的圓角半徑r的值 見圖6—1a，軸端倒角取2×45°。 表5—6 軸的各段直徑和長度 軸段位置 軸段直徑和長度 說明 Ⅰ—Ⅱ dⅠ-Ⅱ = 70\80 聯(lián)軸器需要 LⅠ-Ⅱ =62.52 聯(lián)軸器需要 Ⅱ—Ⅲ dⅡ-Ⅲ =120 根據(jù)滾動軸承32215，查手冊 取dⅡ-Ⅲ = 120 LⅡ-Ⅲ =81.5 初選圓錐滾子軸承30224 d×D×T = 120×215×43.5上 Ⅲ—Ⅳ dⅢ-Ⅳ= 140 為滿足用軸承受大的軸向力設計 LⅥ-Ⅶ = 20 按齒輪寬度加軸套設計 Ⅳ—Ⅴ dⅣ—Ⅴ=75 初選圓錐滾子軸承322寸 d×D×T = 75×130×33.25 LⅣ—Ⅴ=116.5 按照軸承和軸套的寬度確定 Ⅴ—Ⅵ dⅤ—Ⅵ =70 結構考慮 LⅤ—Ⅵ =109.5 結構考慮 5） 確定軸的需用應力 已知軸的材料，該軸無特殊要求，選用材料35SiMn，調質處理。由于軸的尺寸較大，性能數(shù)據(jù)按毛坯直徑的選用，查手冊得, , , 。 需用應力，查手冊得 , , 6） 畫軸的計算簡圖，計算支反力 由軸的結構簡圖（5—1），可確定出軸承支撐點跨距，，懸臂。由此可畫出軸的受力簡圖，如圖6—1b所示。 水平面支反力如圖6—1c所示 垂直面支反力如圖6—1e所示 畫軸的彎矩圖和扭矩圖 ①水平面彎矩圖（圖5—1d） 截面B處 ②垂直面彎矩圖（圖5—1f） 截面B左邊 截面B右邊 ③合成彎矩圖（圖5—1g） 截面B左邊 截面C右邊 ④扭矩圖（圖6—1h） 扭矩 圖5—1 軸的設計圖 8）按彎扭合成應力校核軸的強度 從圖5—1g可見截面C處彎矩最大，應校核該截面的強度。 截面C的當量彎矩 其中： 校核強度 其中：W — 軸的抗彎截面系數(shù)，對直徑為d的空心軸 校核結果：，截面C的強度足夠。 5.2.4 滾動軸承的壽命計算 軸承的額定壽命與所受載和的大小有關，工作載荷越大，引起的接觸應力也越大，軸承的額定壽命也就越小。 其中： — 基本額定壽命，單位：。 — 指數(shù)。求軸承，滾子軸承。 在較高溫度下工作的軸承，應該采用經(jīng)過較高溫度回火處理的高溫軸承。由于在軸承樣本中列出的基本額定動載荷值是對一般軸承而言的， 因此，如果要將該數(shù)值用于高溫軸承，需乘以溫度系數(shù)ft （見表6—7），即 其中： — 高溫軸承的修正額定動載荷 — 軸承樣本所列的同一型號軸承的基本額定動載荷 表5—7 溫度系數(shù) 軸承工作溫度/°C 125 150 175 200 225 250 300 溫度系數(shù) 0.95 0.90 0.85 0.80 0.75 0.70 0.60 所以軸承的壽命計算公式為： 對于同時承受徑向載荷R和軸向載荷A的軸承類型，壽命計算公式中的這個載荷P就是一個與實際作用的復合外載荷有同樣效果的當量載荷。它的計算公式為： 其中： — 徑向載荷系數(shù)。其值見表6—8。 — 軸向載荷系數(shù)。其值見表6—8。 表5—8 徑向載荷系數(shù)X和軸向載荷系數(shù)Y 軸承類型 相對軸向載荷 A/C0 A / R≤e A / R≥e e 名稱 代號 X Y X Y 圓錐滾子軸承 30000 — 1 0 0.4 （Y） e 注：① C0是軸承基本額定靜載荷 ② 表中括號內的系數(shù)Y和e的值應查軸承手冊，對不同型號的軸承有不同的值。 但是，此公式只是一個理論值，實際上，軸承上的載荷由于機械的慣性、零件的不精確性及其他因素的影響，所以應對于當量動載荷乘上一個經(jīng)驗的載荷系數(shù)，其值見表6—9。故實際計算時，軸承的當量動載荷P應為： 表5—9 載荷系數(shù) 載荷性質 舉例 無沖擊或輕微沖擊 1.0～1.2 電機、汽輪機、通風機、水泵等 中等沖擊或中等微沖擊 1.2～1.8 車輛、動力機械、起重機、造紙機、冶金機械、選礦機、卷揚機、機床等 強大沖擊 1.8～3.0 破碎機、軋鋼機、鉆探機、震動篩等 查手冊得，，。 因為: ，所以當量動載荷 所以軸承的最小壽命為4418小時。 5.3 鏈條選擇 本鉆機的進給動作主要靠鏈條來傳動，查機械手冊得下表： ISO鏈號 板數(shù)組合 抗拉強度 KN LH1222 2×2 48.9 LH1223 2×3 48.9 LH1234 3×4 75.6 LH1244 4×4 97.9 LH1246 4×6 97.9 LH1266 6×6 146.8 LH1288 8×8 195.7 由于鉆機回托時鏈條受力是15KN，采用兩根鏈條共同受力，古選LH1246鏈條。 第6章 鉆機液壓系統(tǒng)的設計與計算 利用密閉容器內的液體的壓力來進行能量轉換、傳遞和分配的液壓傳動系統(tǒng)與其它傳動方式相比具有許多優(yōu)點和缺點。 優(yōu)點：① 同等體積下，液壓裝置能比電氣裝置產生出更多的動力。 ② 同等功率下，液壓裝置的體積小、質量小、結構緊湊。 ③ 液壓裝置工作比較平穩(wěn)。由于質量小、慣性小、反應快，液壓裝置易于實現(xiàn)快速啟動、制動和頻繁的換向。 ④ 液壓裝置能在大范圍內實現(xiàn)無級調速，還可在運行過程中進行調速。 ⑤ 液壓傳動易于實現(xiàn)自動化。 ⑥ 液壓裝置易于實現(xiàn)過載保護。 ⑦ 液壓元件的布置具有較大的機動性。 ⑧ 液壓傳動來實現(xiàn)直線運動遠比用機械傳動簡單。 缺點：① 液壓傳動不能保證嚴格的傳動比。 ② 液壓傳動在工作過程中常有較多的能量損失。 ③ 液壓傳動對油溫變化比較敏感，它的工作穩(wěn)定性易受到溫度的影響，因此不宜在很高或很低的溫度下工作。 ④ 液壓元件在制造精度上的要求較高，造價較貴。 ⑤ 液壓傳動要求有單獨的能源。 ⑥ 液壓傳動出現(xiàn)故障時不宜找出原因。 但總的來說，液壓傳動的優(yōu)點是突出的，它的一些缺點有的現(xiàn)已大為改善；有的將隨著科學技術的發(fā)展而進一步得到克服。液壓傳動的發(fā)展前景廣大。 任何液壓傳動系統(tǒng)的設計，除了應符合其主機在動作循環(huán)和靜、動態(tài)性等方面所提出的要求外，還必須滿足結構簡單，使用方便、工作安全可靠、效率高、壽命長、經(jīng)濟性好等條件。 6.1 液壓系統(tǒng)的確定 6.1.1 形式的選擇 按照液體流動的循環(huán)方式不同，液壓系統(tǒng)可以分為開式循環(huán)系統(tǒng)和閉式循環(huán)系統(tǒng)兩種。 閉式循環(huán)系統(tǒng)結構緊湊，油路封閉，運動平穩(wěn)。但是其結構復雜，散熱條件差，為補償油液泄露和進行油液更新及冷卻必須設置完整的補油系統(tǒng)，油液過濾精度要求也較高。 開式循環(huán)系統(tǒng)結構簡單，又也可以很好的在油缸中進行冷卻和沉淀雜質，散熱條件好。適用于多個液動機進行并聯(lián)的情況；也適用于定量油泵、節(jié)流調速的液壓系統(tǒng)。 所以，大多數(shù)全液壓系統(tǒng)都采用開式循環(huán)系統(tǒng)。本設計也采用開式循環(huán)系統(tǒng)。 6.1.2 調速方案的選擇 鉆機的回轉速度、給進都有快有慢，必須根據(jù)鉆進工藝的要求進行調整。液動機的調速方法主要有節(jié)流調速和容積調速。 節(jié)流調速是利用節(jié)流元件來控制通過流量以實現(xiàn)液動機速度調節(jié)的一種方法，它用于定量泵與定量液動機所組成的系統(tǒng)。根據(jù)節(jié)流元件在系統(tǒng)中的安裝位置不同，可分為進油節(jié)流、回油路節(jié)流和旁路節(jié)流調速三種。從調速范圍、低速穩(wěn)定性及承受的載荷能力等方面來看，回油路調速性能最好，旁路調速最差。在鉆機的給進液壓系統(tǒng)中，主要是選用回油路節(jié)流調速方案。 容積調速是利用改變油泵或油馬達的每轉排量來實現(xiàn)液動機速度調節(jié)的一種方法。它沒有流量和壓力的損耗、效率高、發(fā)熱小，適用于大功率系統(tǒng)；但是變量油泵結構復雜、價格貴。在全液壓鉆機液壓系統(tǒng)中多用容積調速系統(tǒng)。 本設計綜合各方面的因素，采用回油路節(jié)流調速。 6.1.3 換向回路的選擇 根據(jù)鉆進工藝的要求，回轉器應具有正反轉能力，給進機構能實現(xiàn)直線往復運動。因此，液動機必須換向。液動機的啟停和換向，一般采用換向閥，也有采用雙向變量油泵的。當液壓系統(tǒng)為單油泵—單液動機的閉式系統(tǒng)時，一般采用雙向變量油泵來實現(xiàn)液動機的換向。如果液動機單獨控制時，通常采用一個換向閥來實現(xiàn)液動機的換向。本設計選用換向閥來實現(xiàn)液動機的換向。 6.1.4 壓力控制回路的選擇 在全液壓鉆機的液壓系統(tǒng)中，常采用的壓力控制回路有：調壓和限壓回路、減壓回路、背壓平衡回路、順序動作回路、緩沖制動回路、減壓給進回路等。 調壓—限壓回路為鉆機常用的一種回路，可調溢流閥安裝在油泵的出口處，以調節(jié)和限制系統(tǒng)的壓力。單向閥是用來防止事故停車時壓力油產生反向沖擊的。 減壓回路用在多個液動機的復雜系統(tǒng)中，由于液動機的負載大小和工作要求不同，因此它們要求的工作壓力有時差別較大，為了保證系統(tǒng)的正常運行，對某些個別的支路將進行減壓。 背壓平衡回路是利用背壓閥使油缸活塞具有一定的背壓，從而使給進速度平穩(wěn)，并可避免液壓沖擊。 本設計采用調壓—限壓回路和背壓平衡回路。 6.1.5 液壓系統(tǒng)圖的方案確定 由圖6—1所示，兩方案最大的不同即：方案一有兩臺油泵，方案二有一臺油泵。目前，全液壓鉆機的油泵站通常有兩臺油泵，一個為主油泵，它向回轉馬達供油。另一個為輔助油泵，它向給進機構供油。故本設計選用方案一。通過液壓系統(tǒng)試驗無級調速，由一臺電機帶動兩個泵，液壓系統(tǒng)由兩個獨立的回路組成，互不干擾使得液壓回路簡單化。馬達與減速器相連避免了馬達效率低的問題。 調壓溢流閥是調節(jié)和限制系統(tǒng)的壓力起調節(jié)和安全保護的作用。 油泵—馬達回路中的電磁換向閥有三個位置，用來實現(xiàn)油馬達的正轉、反轉或停轉。 油泵—油缸回路中的電磁換向閥也有三個位置，可使油缸上腔或下腔進壓力油或不進油，完成給進鉆具的各種工作。 單向背壓閥的作用是防止油缸推力過大，影響油馬達的工作，使油缸獲得適當?shù)姆€(wěn)定壓力。 另外，由于鉆進過程中，油馬達的外負載是變化的，這就要求油馬達的輸出扭矩隨外負載的增減而變化，以滿足鉆進工藝的要求。為此，油馬達設有壓力補償裝置，它能起到自動調節(jié)油馬達轉速的作用。 圖6—1 液壓原理圖 6.2 液壓元件的選擇 6.2.1 油泵的選擇 在第四章中有介紹。 6.2.2 馬達的選擇 1．額定壓力的選擇 鉆機液壓系統(tǒng)的額定壓力應根據(jù)鉆機的使用情況和外負載特性來決定。一般馬達的外負載較大時，額定壓力選高一些，反之應選低一些；而鉆機持續(xù)工作時間越長，外負載沖擊越大，則額定壓力應改選的越低。目前，全液壓鉆機主要系統(tǒng)的額定工作壓力為如果額定工作壓力選的高些，則液動機及各種閥的尺寸可以選的小些，結構較為緊湊，動作部件的慣性力小，易于滿足大功率的要求。但是，工作壓力選得太高，對液壓系統(tǒng)的密封性要求很高，制造困難，液壓裝置的壽命低。若工作壓力選得過低，其結果恰恰相反。 2．油馬達合理轉速范圍的選用 每種類型的馬達都有其高效的使用轉速范圍，在該轉速范圍外，便會出現(xiàn)傳動效率下降的現(xiàn)象；因此，油馬達的選型主要是使油馬達高效的轉速范圍與鉆機的常用轉速范圍相適應。目前，用金剛石鉆頭在基巖鉆進中，一般高速用1400～1600 r/min，我國現(xiàn)用800～1000 r/min左右。僅在地表鉆進時使用300r/min左右。因此，全液壓動力頭式鉆機都選用高速小扭矩的油馬達，這樣，齒輪傳動箱的傳動結構比較簡單，一般只用一對齒輪傳動。由于非開挖導向鉆機的鉆頭和回托的特殊需要，馬達合理的轉速范圍是60～120r/min。 具體型號的選擇見第四章。 6.2.3 液壓缸的選擇 見第四章。 6.2.4 閥類元件的選擇 液壓閥是用來控制液壓系統(tǒng)中油量的流動方向或調節(jié)其壓力和流量的。一個形狀相同的閥，可因為作用機制不同，而具有不同的功能。 油泵—馬達回路中油泵的額定流量 油泵—油缸回路中油泵的額定流量 兩回路泵的額定流量相差不大，為了制造簡單兩回路中的閥元件可以選得一樣。 查手冊，可以得到本設計中所用的各種閥的具體型號。 表6—1 調壓溢流閥 型號 通徑 額定流量 壓力 重量 表6—2 液控單向閥 型號 通徑 最大流量 最大工作壓力 重量 表6—3 電磁換向閥 型號 通徑 最大流量 最大工作壓力 重量 表6—4 單向背壓閥 型號 通徑 最大流量 最大工作壓力 重量 6.2.5 輔助液壓裝置的選擇 1．濾油器的選擇 濾油器的功用在于過濾混在液壓油液中的雜質，使進到系統(tǒng)中取得油液的污染度降低，保證系統(tǒng)正常地工作。 濾油器按其濾芯材料的過濾機制來分，有表面型濾油器、深度型濾油器和吸附型濾油器三種。 表面型濾油器的整個過濾作用是有一個幾何面來實現(xiàn)的。濾下的污染雜質被截流在濾芯元件靠油液上游的一面。在這里，濾芯材料具有均勻的標定小孔，可以濾除比小孔尺寸大的雜質。 深度型濾油器的濾芯材料為多孔可透性材料，內部具有曲折迂回的通道。大于表面孔徑的雜質直接被截流在外表面，較小的污染雜質進入濾材內部，撞到通道壁上，由吸附作用而得到濾除。 吸附型濾油器的濾芯材料把油液中的有關雜質吸附在其表面。 本設計中采用表面型濾油器。 2． 油箱的選擇 油箱的功用主要是存儲油液，此外還起著散發(fā)油液中熱量（在周圍環(huán)境溫度較低的情況下則是保持油液中熱量），釋放出混在油液中的氣體，沉淀油液中污物等作用。 液壓系統(tǒng)中的油箱有整體式和分離式兩種。整體式油箱利用主機的內腔作為油箱，這種油箱結構緊湊，各處漏油易于收回，但增加了設計和制造的復雜性，維修不便，散熱條件不好，且會使主機產生熱變形。分離式油箱單獨設置，與主機分開，減少了油箱發(fā)熱和液壓源振動對主機工作精度的影響，因此得到了普遍的采用。 油箱的容積應滿足設備停止運轉時，由于重力作用又能返回油箱；操作時，油面保持適當高度；可以散發(fā)操作時產生的熱量；分離出油中的空氣和雜物。油箱的有效容積（油面高度為油箱高度80％時的容積）應根據(jù)液壓系統(tǒng)發(fā)、散熱平衡的原則來計算，一般估算式為： 其中： — 油箱的有效容積。單位： — 與系統(tǒng)壓力有關的經(jīng)驗數(shù)字：低壓系統(tǒng)，中壓系統(tǒng)，高壓系統(tǒng)。 — 液壓泵的額定流量。 3． 油管的選擇 液壓系統(tǒng)中使用的油管種類很多，有鋼管、尼龍管、塑料管、橡膠管等，需要按照安裝位置、工作環(huán)境和工作壓力來正確選用。 油管的規(guī)格尺寸大多由它所接的液壓元件接口處尺寸決定，只有對一些重要管道才驗算其內徑和璧厚。油管的管徑不宜選得過大，以免使液壓裝置的結構龐大；但也不能選得過小，以免使管內液體流速加大，系統(tǒng)壓力損失增加或產生振動和噪音，影響正常工作。 油管內徑： 其中： — 油管內徑 — 油管流量 — 管中油液的流速，吸油管道取，高壓管道取，（壓力高的取大值，低的取小值），回油管道取，短管及局部收縮處取。 在強度保證的情況下，管壁可盡量選得薄些。薄壁易于彎曲，規(guī)格較多，裝接教易，采用它可減少管接頭數(shù)目，有助于解決系統(tǒng)泄露問題。 該系統(tǒng)只有吸油管路為鋼管，所以僅驗算吸油管路壁厚。 油管壁厚： 其中：— 油管壁厚 — 油內工作壓力。已知為10Mpa. — 管道材料的抗拉強度.查表得 油泵—馬達回路 帶入公式中，求得數(shù)值見表6—5 表6—5 油泵—馬達回路各種管道參數(shù) 吸油管道 高壓管道 回油管道 短管及局部收縮處 管中油液的流速 1.4 4 1.9 6 油管內徑 38.08 22.53 22.53 12.0 取油管內徑 該系統(tǒng)只有吸油管路為鋼管，所以僅驗算吸油管路壁厚。 則油管壁厚 查手冊選得標準管件，見表6—6。 表6—6 油泵—馬達回路吸油管標準參數(shù) 公稱直徑 鋼管外徑 管接頭連接螺紋 管子壁厚 40 50 M48×2 3.5 油泵—油缸回路 帶入公式中，求得數(shù)值見表6—7。 表6—7 油泵—油缸回路各種管道參數(shù) 吸油管道 高壓管道 回油管道 短管及局部收縮處 管中油液的流速 1 3 1.8 6 油管內徑 13.6 7.8 10.13 12.9 取油管內徑 則油管壁厚 查手冊選得標準管件，見表6—8。 表6—8 油泵—油缸回路吸油管標準參數(shù) 公稱直徑 鋼管外徑 管接頭連接螺紋 管子壁厚 15 22 1.6 ④管接頭的選擇 管接頭是油管與油管，油管與液壓元件之間的可拆連接件，它必須具有裝拆方便，連接牢固，密封可靠，外形尺寸小，通流能力大，壓將小，工藝性好等各項條件。 管接頭的種類很多，其規(guī)格可查閱有關手冊。 ⑤密封裝置的選擇 密封裝置的作用是防止液體泄露或污染物從外部侵入液壓系統(tǒng)。在液壓傳動中，密封裝置雖然屬于輔件，但幾乎所有液壓元件都不能缺少它。 密封裝置應當滿足以下基本要求： ⅰ 在工作壓力下具有良好的密封性能，并隨著壓力的增加能自動提高密封性能。 ⅱ 密封裝置對運動零件的摩擦阻力要小，摩擦系數(shù)要穩(wěn)定，以免出現(xiàn)運動零件卡住或運動不均勻等現(xiàn)象。 ⅲ 耐磨性好，工作壽命長。 ⅳ 制造簡單，便于安裝和維修。 根據(jù)密封部分的運動狀況，密封裝置有靜密封和動密封之分，動密封又有往復運動密封和旋轉密封兩種。根據(jù)實際需要具體選擇。 第7章 FDP-15D鉆機的使用與維護 1．操作注意事項 所有鉆探人員都應注意下列事項，避免因操作不當造成機器或人身事故。 ① 在搬運過程中應避免碰撞，在分組搬運過程中應將油管固定后方能進行。 ② 拖車動力站為短距離轉場用，限速30公里/小時，長距離運輸需放在機動車上。 ③ 開始鉆進作業(yè)前，確認設備接地良好。 ④ 開動后首先應驗證轉動方向是否正確。 ⑤ 檢查油路系統(tǒng)各接頭是否擰緊，油箱油位是否正確。 ⑥ 在正式工作前應使機器空轉10分鐘，此時油路系統(tǒng)應調整到零壓。 ⑦ 在鉆進前應把鉆機提到指定轉速。 2． 機器的保養(yǎng)與維護 正確的使用和保養(yǎng)是順利完成鉆孔任務的保障，每個操作者都應予以高度重視，對FDP-15D鉆機應按如下規(guī)定進行保養(yǎng)與維護。 ① 應在每班開始工作前，對機器各轉動部分予以檢查?？催\轉是否靈活可靠。 ② 對外露的轉動及滑動表面，應在每班開車前擦試干凈，并于表面上涂一層20號機械油。 ③ 潤滑及液壓油等應按其進行更換。 ④ 油泵用油（油箱內的油）需要保證清潔無雜質，應使用50℃時運動粘度為17-23的油質，如20號機械油或14號高速柴油機油液。 ⑤ 當油箱內的油溫超過70℃時應適當?shù)耐＼嚴鋮s，待油溫下降后再繼續(xù)工作。 。 第8章 FDP-15D鉆機的經(jīng)濟分析 跨入新世紀，企業(yè)究竟會面對一個怎樣的競爭環(huán)境，經(jīng)濟全球化徹底改變企業(yè)的活動范圍。隨著我國社會主義市場經(jīng)濟體制的確立和逐步完善，特別是黨的“十五”大以后，我國各行各業(yè)的改革工作都在縱深發(fā)展，企業(yè)競爭日益激烈。 如何在市場經(jīng)濟的環(huán)境中提高產品競爭能力已經(jīng)成為機械行業(yè)所面臨的重大課題。產品的成本則是關系產品在市場上是否有競爭能力的重要因素，它直接影響企業(yè)的經(jīng)濟效益?？梢哉f，降低成本是一個永恒的經(jīng)濟主題。 本鉆機采用先進技術，盡量降低成本。每臺可售價320000元，每臺可獲利稅20000元，如果企業(yè)每年生產50臺，新增產值1600萬元，創(chuàng)利稅320萬元。由于該鉆機的售價相對較低，一般用戶都可承擔得起。 縱觀國內外的鉆機市場，液壓鉆機是發(fā)展的大趨勢。該鉆機高效低耗、安全、舒適，適應各種惡劣工作條件，可以滿足水電施工的特殊要求。本鉆機就是全液壓鉆機。利用國內外先進技術和成功經(jīng)驗，結合我國國情和鉆機的具體使用要求。力求簡單和適用，盡可能的利用最少的元件來實現(xiàn)鉆機所具備的各種動作。降低故障發(fā)生概率，提高能量利用率和鉆機的可靠性，降低工人勞動強度。為適應坑道鉆探工作，本鉆機可采用分馬達或電動機驅動；原動機、油泵和油箱集裝在一起，形成一個活動的液壓泵站，便于移動；小操作臺可按需要固定在鉆機的不同位置，以適應在坑道內鉆孔的需要，同時也便于觀察鉆機的工作情況。這樣，能夠降低故障發(fā)生率，提高能量利用率和鉆機的可靠性，降低工人勞動強度。但也有不足之處，由于采用液壓系統(tǒng)要求技術水平相對高些。 隨著我國公路建設的高速發(fā)展，公路通車里程的快速增加，道路機械化養(yǎng)護已越來越受到重視。但目前，這方面的成型產品仍是空白，進口產品的價格昂貴，維護不便。水平定向鉆機的研制成功恰好填充了這項空白，具有廣闊的市場前景。 第 9章 結 論 時間如水，畢業(yè)設計的完成代表四年的大學生活即將結束。也是對我四年學業(yè)的綜合檢驗。本次設計我設計的是300米水平定向全液壓動力頭式鉆機FDP-15D。 FDP-15D水平定向鉆機是一種小型液壓鉆機，其結構簡單，易于制造加工且操作簡便。與目前的同類鉆機相比，該鉆機具有施工周期短、綜合施工成本低、社會效益顯著等優(yōu)點。隨著水平定向鉆探技術的發(fā)展，該鉆機具有良好的發(fā)展前景。 本鉆機的給進機構是油缸—鏈條給進機構，主要突出優(yōu)點在于給進速度和給進行程上都增加了一倍，是一般鉆機所不具有的，同時結構上比較簡單，加工也較比方便，制造成本相應降低。另外，為適應道路鉆探作業(yè)，該鉆機采用柴油機驅動；原動機、油泵、油箱集裝在一起，形成一個活動的液壓泵站，便于移動；鉆機配備進口價值10萬元的鉆頭探測設備，可以完美控制鉆進軌跡。 在近三個月的設計過程中，我了解了一些鉆機的內容以及其它有關的內容的知識。為了使自己能夠完成任務，我嚴格要求自己，使自己的設計按照國家的標準進行制圖,并且從中學到很多的知識。整個設計是在邊繪制邊計算的過程中完成的。我也發(fā)現(xiàn)僅僅書本上的知識在實際設計應用中是遠遠不夠的，只有通過長期的實踐經(jīng)驗才能設計出滿意的產品。 致謝 四年的大學生活即將結束，在這四年里我學會了不少的東西，無論在學習上、生活中、思想上都有很大的轉變，從一開始帶著父母的殷切希望，懷著充實自我，掌握一技之長，為以后找工作，實現(xiàn)自己的人生價值的目標作努力，到最后找工作進一步接觸社會，學到一些從理論上學不到東西，增加了許多經(jīng)驗，這一切的成果都離不開眾多可敬師長諄諄教導、不厭其煩的耐心講解傳授，以及許多同學、朋友的坦誠相見]砥勵共勉；加上自己對本專業(yè)有一定的興趣，特別是在畢業(yè)設計期間，大家更是同心努力希望自己把設計搞好，因為這是四年大學生活最后的收尾工作，它是我們平時對我們所學的課程理解，接受能力，熟知程度，以及記憶能力的一個體現(xiàn)，在這四年中，從基礎課到專業(yè)課四五十門