给油缸油路柱塞泵(辅泵)额定压力31.5MPa,最大理论扭矩54.8N??rr3l,理论排量10.9ml/r(3)滤油器:过滤精度lOum(4)冷却器:油压1.6MPa(max);水压1MPa(max),对回油进行冷却,使工作时的油温降至65℃以下。
(5)溢流阀:额定流量40L/min;调节范围16--32MPa(6)手动加油泵:为添加液压油用(7)液压油箱:采用不锈钢板制作,保证长时间使用时不会锈蚀而影响油液的清洁度。
6第二章Z7556型全液压坑内钻机的构成、原理及性能指标此外还有电器控制箱控制电机的启动与停止,变速箱连接电动机和双液压泵并为之提供动力。
2.3.2主机体主机体的外形如图4所示,它的作用为输送、装夹钻杆,进行钻孔。
图4主机体主机体主要由床身部件、旋转装置、夹盘减速器、立柱、导轨、油缸等部件组成,拆卸、安装方便。
导轨采用双V导轨组合,改善了瑞典阿特拉斯D1AMEC.251E钻机矩形导轨的缺点。
夹盘减速器包括减速器(速比为2:1)、液压马达(工作压力20MPa、最高压力25MPa、理论排量54.8ml/r、最小排量24ml/r)以及夹盘和导向套:床身内油缸采用G621.70/40×800×1080.链条采用1”和11/4”两种套筒滚子链。
下面计算油缸的推拉力:推力:Pm。
:.半。
_n:丝案掣。
T1:3365kg33.0kN胁P叫=掣叩竺学郴zⅢ烈式中,Pm。
:活塞最大负载,即钻杆的最大推力和拉力。
7第二章Z7556型全液压坑内钻机的构成、原理及性能指标P:系统最大工作压力”:油缸的机械效率从上式可以看出,使用活塞直径为西70mm的活塞,油缸可以满足钻机推拉力都大于22.5kN的要求。
液压马达每转需要的最大流量:q,:坠一一』L:52.8ml/r~0.1590T1×P10.159×O.7×250式中,M。
。
:最大扭矩负载(kg‘cm)P1:系统最大工作压力(kg??锄2)q:马达的总效率(按0.7计算)选用液压马达A6V55HA,空载转速2200~2500r/min(速比1.5:1),油泵需要输出的流量:Q=xa×ixq,=2500x1.5x15.8=59.2L/rain,式中n为转速,i为速比,q,为马达输入量(15.8ml/r)。
因此选用液压马达A6V55HA可以满足要求。
液压马达通过减速器使夹盘回转,油缸进行钻进进给和钻杆拉送,作业时,动作异常频繁,必须有足够的耐用度和可靠性。
减速器部分的轴承壳体组件精度要求很高,主轴与铜套的间隙要很严格的控制在O.05”--0,07ram之间才能保证较大的扭矩和准确的动作统一起来,达到规定的技术性能。
这一部分经过多次试验和改进才取得了理想的效果。
在这里有两个关键的外购部件:液压马达和进给油缸,国产油缸体积稍大,床身也较进口钻机大些,但推拉力也大于进口钻机。
由于采用立柱,在坑内可实现0。
~360。
各种不同角度的钻孔。
2.3.3操纵台操纵台的外形见图5,作用是控制主机体各部件的运动。
主要由多路换向阀、液压阀组和耐震压力表组成。
压力表由右到左依次是主泵压力表、进给压力表、冲洗水压力表;控制手柄依次控制旋转阀、进给阀、夹持阀;此外还有进给调节手轮、背压阀调节手轮、溢流阀调节螺钉和截止阀。
操纵台设计简单,操作方便,工人只需送接钻杆、操纵控制把手,全部钻探工作就能进行:控制钻机的回转、进给和钻杆的拉送,并且能实现自动进给,进给力、进给速度随意控制;控制卡盘和钻杆夹持器同步动作,不用扳手既可方便的装卸钻杆,减轻了人工的劳动强度;仪表盘显示系统压力、进给力和供水压力。
通过操纵台的控制,可提高钻进效率。
第二章Z7556型全液压坑内钻机的构成、原理及性能指标图5操纵台2.3.4旋转装置旋转装置外形见图6,主要由液压马达、变速箱、胶套式液压卡盘组成。
更换卡盘中的夹爪可以使卡盘夹紧不同直径的钻杆;液压马达可使主轴无级变速,齿轮箱换上l:2.5齿轮,可实现低转速、大扭矩钻进。
图6旋转装置第二章Z7556型全液压坑内钻机的构成、原理及性能指标由于液压马达的输出功率是有限的,转速与扭矩在一定程度上成反比例关系,若负载过重,所需要的扭矩过大,就会使转速很低,甚至停转,这对于液压马达来说是非常有害的,因此有必要对旋转装置的转速或者扭矩进行监测,在转速低于一定数值时发出报警信号,以提示负载过重。
由于扭矩的监测比较复杂,而扭矩与转速是相互关联的,因此可以通过检测转速来达到这一目的。
在第四章中将对转速检测作详细论述。
2.3.5钻杆夹持器图7钻杆夹持器钻杆夹持器的外形见图7,主要用来夹紧钻杆。
夹持器夹爪的动作与卡盘是同步的,机械夹紧,液压松开。
其特点是:即使当原动机意外停止转动时,钻杆仍能被牢牢的夹紧,并能保证向上钻孔时的安全性。
2.3.6泥浆泵泥浆泵(见图8)主要用于钻探时向孔内输送冲洗液,进行冷却、润滑、冲洗,将钻井过程中钻头破碎的岩屑从井底携带出来。
泵的出口流量是影响钻井效率的一个重要参数,也是最优化钻井工艺中必须优选的参数,泵的出口初压力很高(一般在20---25MPa),且输送含砂量较高的泥浆,保证钻头、钴具、钻杆正常工作。
其形式为卧式三缸单作用往复式活塞泵,用机械变速获得较大的三级流量,具有结构简单、紧凑,便于拆装维修,重量轻、体积小、利于搬运。
第二章Z7556型全液压坑内钻机的构成、原理及性能指标图8泥浆泵以上是对Z7556型钻机整体性能指标及工作原理,各组成部分的工作原理及主要作用的简要介绍,上述提到,该钻机的技术关键是旋转装置中的液压卡盘,该卡盘设计得是否合理,运动中的电、液之间能否达到一定的匹配、协调,将直接影响到该钻机整机的使用性能。
该机中采用的是胶套式液压卡盘,以下将对其设计进行分析。
第三章钻机胶套式液压卡盘分析第三章钻机胶套式液压卡盘分析3.1液压卡盘概述液压卡盘是整个钻机系统最关键、也是工作条件最恶劣的重要部件之一,它不但要承受最大轴向载荷、加压和强力起拔,而且还要承受最大的扭矩。
液压卡盘的卡瓦夹紧或松开的动作必须灵活可靠,特别是在全液压钻机中由于采用无塔升降钻具,这一点显得更为重要。
在提钻、下钻过程中,由于行程短而采用卡、夹联动的方式,则卡盘卡瓦的动作十分频繁。
例如完成400m深的钻孔,平均每次进尺1.5m,用1.5m的钻杆进行卡、夹联动升降钻具,卡盘卡瓦夹紧、松开的动作有十几万次之多。
液压卡盘夹紧能力不够或动作失调,都会导致卡瓦打滑或者工作极不可靠,钻进效率显著下降,甚至造成整个钻机系统无法正常运转。
因此,对液压卡盘的研究与有重要的意义。
在液压钻机中常用的液压卡盘有以下几种类型:1)弹簧夹紧、液压松开常闭式卡盘它是以一组弹簧产生的力通过一增力机构作用于卡瓦,使之产生一定的径向力夹住钻杆,并使卡瓦保持常闭状态。
不转动的液压油缸用于克服弹簧力打开卡盘卡瓦,而在回转情况下工作则必须带有推力轴承。
2)液压夹紧、弹簧松开常开式卡盘它是靠一个或几个油缸通过一个推力轴承推动增力机构,使卡盘产生一定的径向力夹住钻杆,一旦油压卸荷,卡盘靠弹簧或仍靠液压松开。
对于全液压坑内钻机来说,上述两种类型的液压卡盘都不适用,因为卡瓦的作用力都必须通过弹簧组、油缸、增力机构及推力轴承才能获得,致使卡盘的结构复杂且外形尺寸较大。
如果作用于卡瓦的油缸和卡盘的外壳一同回转,通过高速回转的空心主轴将高压油直接作用来推动卡瓦夹紧钻杆,而不需要增力机构及推力轴承等,这就形成一种结构紧凑、简单实用的液压夹紧、弹簧松开常开式胶套液压卡盘。
3.2胶套式液压卡盘结构分析胶套式液压卡盘与其他类型卡
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