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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A111

二、齿轮模数m112

三、斜齿轮的螺旋角β0113

四、轮齿宽度b113

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