zdy-1600型全液压钻机卡盘的设计

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1、ZDY-1600型全液压钻机卡盘的设计一、液压卡盘的作用液压卡盘的作用是：1、卡紧钻杆，将动力头的旋转动力传递给钻杆，从而带动钻头刻取岩石进行钻进；2、卡紧钻杆进行上下钻具；3、卡紧钻杆拧卸钻具液压卡盘在钻机各部件中是最关健也是最难,工作条件最恶劣的工作部件。它必须承受最大的轴向载荷,加压或者加力起拔,同时还要承受最大的迴转力矩,而且动作必须灵活,卡瓦松卡次数频繁,钻进一个300米深的孔,卡盘就需要经历大约1000次的松卡动作。液压卡盘的性能好坏将直接影响钻机整体性能、钻进效率及钻孔质量。二、液压卡盘的种类及选择液压卡盘的

2、种类大致有三大类：1、弹簧卡紧，液压松开。2、液压卡紧，弹簧松开。3、液压卡紧，液压松开。根据这三类卡盘的特点，我们选择弹簧卡紧，液压松开式液压卡盘。三、液压卡盘能力的设计计算液压卡盘的负载为钻具自重和钻机转矩的复合作用1、钻具自重根据钻机总体方案设计要求钻杆直径确定为φ63.5～φ73，钻进深度为250m,设计时按Φ73钻杆重量进行设计，Φ73钻杆每米重为14.46kg/m，Φ739×9.19G=qlg式中：G—钻杆的总重量kgq—Φ73×9.19钻杆单位长度重量14.46kg/ml—钻杆长度m，本钻机按250m。g—重

3、力加速度代入公式得：G=qlg=14.46×250×9.8=35427N2、卡盘克服钻具自重所需夹紧力F1式中：f——卡瓦与钻杆间的摩擦系数，取f=0.25α——钻孔倾角，取α=90°3、卡盘克服钻机转矩所需的卡紧力F2式中：M——钻机扭矩，取2000N.mf——卡瓦与钻杆间的摩擦系数，取f=0.25d——钻杆直径mm，取Φ734、卡盘克服钻具自重和钻机转矩复合力5、液压卡盘增力机构的计算液压卡盘增力机构采用斜面增力，斜面的斜度为8°F推=F3×tg8°=112.72×0.1405=15.8kN6、碟形弹簧的设计　根据钻机

4、总体方案设计要求钻杆直径最大为φ73，那么钻机的主轴外径最小应为φ110。因此碟形弹簧的内径要求大于φ110。故选碟形弹簧225×112×6×13.5式中：E=2.06×105N/mm2，μ=0.3，无支承面K4=1,C=D/d=225/112=2,所以，由A1，B系列的h0/t≈1.3,根据P1/Pc=0.35，f/h0=0.13,变形量ft=0.13h0=0.13×7.5=0.975mm。当碟形弹簧压缩变形为3.8mm时，其负荷为P2=40469.4Nf。取碟形弹簧片数为9片，碟形弹簧最大变形量为3.8mm。(3.8-

5、0.975)×9=14.67mm≈25.4mm取P2=40469.4N，7油缸的设计根据钻机总体方案设计要求，系统压力为18MPa,根据结构要求确定油缸内径为240mm，活塞杆外径为220mm，则油缸的推力为F推=A（P1-P2）=π（D2-d2）/4×P将参数代入式中F推=129996N，F推＞40469.4N,则油缸满足要求。8、油缸联接螺栓强度的计算根据油缸的推力F推=129996N，取螺栓数Z=12，那么每个螺栓受拉力Q为:选择螺栓材料45#钢其δB=360MPa,安全系数S=1.5那么：则：故取螺栓为M16