【文章內(nèi)容簡介】 ③ 液壓裝置工作比較平穩(wěn)。由于質(zhì)量小、慣性小、反應(yīng)快，液壓裝置易于實(shí)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(nèi)實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速，還可在運(yùn)行過程中進(jìn)行調(diào)速。 ⑤ 液壓傳動易于實(shí)現(xiàn)自動化。⑥ 液壓裝置易于實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)。⑦ 液壓元件的布置具有較大的機(jī)動性。⑧ 液壓傳動來實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動遠(yuǎn)比用機(jī)械傳動簡單。 缺點(diǎn)：① 液壓傳動不能保證嚴(yán)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(jià)較貴。 ⑤ 液壓傳動要求有單獨(dú)的能源。⑥ 液壓傳動出現(xiàn)故障時(shí)不宜找出原因。 但總的來說，液壓傳動的優(yōu)點(diǎn)是突出的，它的一些缺點(diǎn)有的現(xiàn)已大為改善；有的將隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而進(jìn)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(shè)計(jì)，除了應(yīng)符合其主機(jī)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(jié)構(gòu)簡單，使用方便、工作安全可靠、效率高、壽命長、經(jīng)濟(jì)性好等條件。 液壓系統(tǒng)的確定 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(jié)構(gòu)緊湊，油路封閉，運(yùn)動平穩(wěn)。但是其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，散熱條件差，為補(bǔ)償油液泄露和進(jìn)行油液更新及冷卻必須設(shè)置完整的補(bǔ)油系統(tǒng)，油液過濾精度要求也較高。開式循環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，又也可以很好的在油缸中進(jìn)行冷卻和沉淀雜質(zhì)，散熱條件好。適用于多個(gè)液動機(jī)進(jìn)行并聯(lián)的情況；也適用于定量油泵、節(jié)流調(diào)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(shè)計(jì)也采用開式循環(huán)系統(tǒng)。 調(diào)速方案的選擇 鉆機(jī)的回轉(zhuǎn)速度、給進(jìn)都有快有慢，必須根據(jù)鉆進(jìn)工藝的要求進(jìn)行調(diào)整。液動機(jī)的調(diào)速方法主要有節(jié)流調(diào)速和容積調(diào)速。 節(jié)流調(diào)速是利用節(jié)流元件來控制通過流量以實(shí)現(xiàn)液動機(jī)速度調(diào)節(jié)的一種方法，它用于定量泵與定量液動機(jī)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(jìn)油節(jié)流、回油路節(jié)流和旁路節(jié)流調(diào)速三種。從調(diào)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(diào)速性能最好，旁路調(diào)速最差。在鉆機(jī)的給進(jìn)液壓系統(tǒng)中，主要是選用回油路節(jié)流調(diào)速方案。 容積調(diào)速是利用改變油泵或油馬達(dá)的每轉(zhuǎn)排量來實(shí)現(xiàn)液動機(jī)速度調(diào)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(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格貴。在全液壓鉆機(jī)液壓系統(tǒng)中多用容積調(diào)速系統(tǒng)。 本設(shè)計(jì)綜合各方面的因素，采用回油路節(jié)流調(diào)速。 換向回路的選擇 根據(jù)鉆進(jìn)工藝的要求，回轉(zhuǎn)器應(yīng)具有正反轉(zhuǎn)能力，給進(jìn)機(jī)構(gòu)能實(shí)現(xiàn)直線往復(fù)運(yùn)動。因此，液動機(jī)必須換向。液動機(jī)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(dāng)液壓系統(tǒng)為單油泵—單液動機(jī)的閉式系統(tǒng)時(shí)，一般采用雙向變量油泵來實(shí)現(xiàn)液動機(jī)的換向。如果液動機(jī)單獨(dú)控制時(shí)，通常采用一個(gè)換向閥來實(shí)現(xiàn)液動機(jī)的換向。本設(shè)計(jì)選用換向閥來實(shí)現(xiàn)液動機(jī)的換向。 壓力控制回路的選擇 在全液壓鉆機(jī)的液壓系統(tǒng)中，常采用的壓力控制回路有：調(diào)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(jìn)回路等。 調(diào)壓—限壓回路為鉆機(jī)常用的一種回路，可調(diào)溢流閥安裝在油泵的出口處，以調(diào)節(jié)和限制系統(tǒng)的壓力。單向閥是用來防止事故停車時(shí)壓力油產(chǎn)生反向沖擊的。 減壓回路用在多個(gè)液動機(jī)的復(fù)雜系統(tǒng)中，由于液動機(jī)的負(fù)載大小和工作要求不同，因此它們要求的工作壓力有時(shí)差別較大，為了保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行，對某些個(gè)別的支路將進(jìn)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(jìn)速度平穩(wěn)，并可避免液壓沖擊。 本設(shè)計(jì)采用調(diào)壓—限壓回路和背壓平衡回路。 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(jī)的油泵站通常有兩臺油泵，一個(gè)為主油泵，它向回轉(zhuǎn)馬達(dá)供油。另一個(gè)為輔助油泵，它向給進(jìn)機(jī)構(gòu)供油。故本設(shè)計(jì)選用方案一。通過液壓系統(tǒng)試驗(yàn)無級調(diào)速，由一臺電機(jī)帶動兩個(gè)泵，液壓系統(tǒng)由兩個(gè)獨(dú)立的回路組成，互不干擾使得液壓回路簡單化。馬達(dá)與減速器相連避免了馬達(dá)效率低的問題。調(diào)壓溢流閥是調(diào)節(jié)和限制系統(tǒng)的壓力起調(diào)節(jié)和安全保護(hù)的作用。油泵—馬達(dá)回路中的電磁換向閥有三個(gè)位置，用來實(shí)現(xiàn)油馬達(dá)的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)或停轉(zhuǎn)。油泵—油缸回路中的電磁換向閥也有三個(gè)位置，可使油缸上腔或下腔進(jìn)壓力油或不進(jìn)油，完成給進(jìn)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(dá)的工作，使油缸獲得適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定壓力。另外，由于鉆進(jìn)過程中，油馬達(dá)的外負(fù)載是變化的，這就要求油馬達(dá)的輸出扭矩隨外負(fù)載的增減而變化，以滿足鉆進(jìn)工藝的要求。為此，油馬達(dá)設(shè)有壓力補(bǔ)償裝置，它能起到自動調(diào)節(jié)油馬達(dá)轉(zhuǎn)速的作用。圖6—1 液壓原理圖 液壓元件的選擇 油泵的選擇 在第四章中有介紹。 馬達(dá)的選擇 1．額定壓力的選擇鉆機(jī)液壓系統(tǒng)的額定壓力應(yīng)根據(jù)鉆機(jī)的使用情況和外負(fù)載特性來決定。一般馬達(dá)的外負(fù)載較大時(shí)，額定壓力選高一些，反之應(yīng)選低一些；而鉆機(jī)持續(xù)工作時(shí)間越長，外負(fù)載沖擊越大，則額定壓力應(yīng)改選的越低。目前，全液壓鉆機(jī)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(jī)及各種閥的尺寸可以選的小些，結(jié)構(gòu)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(jié)果恰恰相反。2．油馬達(dá)合理轉(zhuǎn)速范圍的選用每種類型的馬達(dá)都有其高效的使用轉(zhuǎn)速范圍，在該轉(zhuǎn)速范圍外，便會出現(xiàn)傳動效率下降的現(xiàn)象；因此，油馬達(dá)的選型主要是使油馬達(dá)高效的轉(zhuǎn)速范圍與鉆機(jī)的常用轉(zhuǎn)速范圍相適應(yīng)。目前，用金剛石鉆頭在基巖鉆進(jìn)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(jìn)時(shí)使用300r/min左右。因此，全液壓動力頭式鉆機(jī)都選用高速小扭矩的油馬達(dá)，這樣，齒輪傳動箱的傳動結(jié)構(gòu)比較簡單，一般只用一對齒輪傳動。由于非開挖導(dǎo)向鉆機(jī)的鉆頭和回托的特殊需要，馬達(dá)合理的轉(zhuǎn)速范圍是60～120r/min。具體型號的選擇見第四章。 液壓缸的選擇 見第四章。 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(diào)節(jié)其壓力和流量的。一個(gè)形狀相同的閥，可因?yàn)樽饔脵C(jī)制不同，而具有不同的功能。 油泵—馬達(dá)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(shè)計(jì)中所用的各種閥的具體型號。表6—1 調(diào)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 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(zhì)，使進(jìn)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(jī)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(gè)過濾作用是有一個(gè)幾何面來實(shí)現(xiàn)的。濾下的污染雜質(zhì)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(biāo)定小孔，可以濾除比小孔尺寸大的雜質(zhì)。深度型濾油器的濾芯材料為多孔可透性材料，內(nèi)部具有曲折迂回的通道。大于表面孔徑的雜質(zhì)直接被截流在外表面，較小的污染雜質(zhì)進(jìn)入濾材內(nèi)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(guān)雜質(zhì)吸附在其表面。本設(shè)計(jì)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(jī)的內(nèi)腔作為油箱，這種油箱結(jié)構(gòu)緊湊，各處漏油易于收回，但增加了設(shè)計(jì)和制造的復(fù)雜性，維修不便，散熱條件不好，且會使主機(jī)產(chǎn)生熱變形。分離式油箱單獨(dú)設(shè)置，與主機(jī)分開，減少了油箱發(fā)熱和液壓源振動對主機(jī)工作精度的影響，因此得到了普遍的采用。油箱的容積應(yīng)滿足設(shè)備停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由于重力作用又能返回油箱；操作時(shí)，油面保持適當(dāng)高度；可以散發(fā)操作時(shí)產(chǎn)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(shí)的容積）應(yīng)根據(jù)液壓系統(tǒng)發(fā)、散熱平衡的原則來計(jì)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(guān)的經(jīng)驗(yàn)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(yàn)算其內(nèi)徑和璧厚。油管的管徑不宜選得過大，以免使液壓裝置的結(jié)構(gòu)龐大；但也不能選得過小，以免使管內(nèi)液體流速加大，系統(tǒng)壓力損失增加或產(chǎn)生振動和噪音，影響正常工作。油管內(nèi)徑： 其中： — 油管內(nèi)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(qiáng)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(yàn)算吸油管路壁厚。油管壁厚： 其中：— 油管壁厚 — 油內(nèi)工作壓力。已知為10Mpa.— 油泵—馬達(dá)回路帶入公式中，求得數(shù)值見表6—5表6—5 油泵—馬達(dá)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46油管內(nèi)徑取油管內(nèi)徑 該系統(tǒng)只有吸油管路為鋼管，所以僅驗(yàn)算吸油管路壁厚。則油管壁厚 查手冊選得標(biāo)準(zhǔn)管件，見表6—6。表6—6 油泵—馬達(dá)回路吸油管標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)公稱直徑鋼管外徑管接頭連接螺紋 管子壁厚4050M482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136油管內(nèi)徑取油管內(nèi)徑則油管壁厚 查手冊選得標(biāo)準(zhǔn)管件，見表6—8。表6—8 油泵—油缸回路吸油管標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)公稱直徑鋼管外徑管接頭連接螺紋 管子壁厚1522④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(xiàng)條件。 管接頭的種類很多，其規(guī)格可查閱有關(guān)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(yīng)當(dāng)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(yùn)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(yùn)動零件卡住或運(yùn)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(yùn)動狀況，密封裝置有靜密封和動密封之分，動密封又有往復(fù)運(yùn)動密封和旋轉(zhuǎn)密封兩種。根據(jù)實(shí)際需要具體選擇。第7章 FDP15D鉆機(jī)的使用與維護(hù)1．操作注意事項(xiàng)所有鉆探人員都應(yīng)注意下列事項(xiàng)，避免因操作不當(dāng)造成機(jī)器或人身事故。① 在搬運(yùn)過程中應(yīng)避免碰撞，在分組搬運(yùn)過程中應(yīng)將油管固定后方能進(jìn)行。② 拖車動力站為短距離轉(zhuǎn)場用，限速30公里/小時(shí)，長距離運(yùn)輸需放在機(jī)動車上。③ 開始鉆進(jìn)作業(yè)前，確認(rèn)設(shè)備接地良好。④ 開動后首先應(yīng)驗(yàn)證轉(zhuǎn)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(yīng)使機(jī)器空轉(zhuǎn)10分鐘，此時(shí)油路系統(tǒng)應(yīng)調(diào)整到零壓。⑦ 在鉆進(jìn)前應(yīng)把鉆機(jī)提到指定轉(zhuǎn)速。2． 機(jī)器的保養(yǎng)與維護(hù)正確的使用和保養(yǎng)是順利完成鉆孔任務(wù)的保障，每個(gè)操作者都應(yīng)予以高度重視，對FDP15D鉆機(jī)應(yīng)按如下規(guī)定進(jìn)行保養(yǎng)與維護(hù)。① 應(yīng)在每班開始工作前，對機(jī)器各轉(zhuǎn)動部分予以檢查?？催\(yùn)轉(zhuǎn)是否靈活可靠。② 對外露的轉(zhuǎn)動及滑動表面，應(yīng)在每班開車前擦試干凈，并于表面上涂一層20號機(jī)械油。③ 潤滑及液壓油等應(yīng)按其進(jìn)行更換。④ 油泵用油（油箱內(nèi)的油）需要保證清潔無雜質(zhì)，應(yīng)使用50℃時(shí)運(yùn)動粘度為1723的油質(zhì)，如20號機(jī)械油或14號高速柴油機(jī)油液。⑤ 當(dāng)油箱內(nèi)的油溫超過70℃時(shí)應(yīng)適當(dāng)?shù)耐＼嚴(yán)鋮s，待油溫下降后再繼續(xù)工作。第8章 FDP15D鉆機(jī)的經(jīng)濟(jì)分析跨入新世紀(jì)，企業(yè)究竟會面對一個(gè)怎樣的競爭環(huán)境，經(jīng)濟(jì)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(jì)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(jì)的環(huán)境中提高產(chǎn)品競爭能力已經(jīng)成為機(jī)械行業(yè)所面臨的重大課題。產(chǎn)品的成本則是關(guān)系產(chǎn)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(jì)效益?？梢哉f，降低成本是一個(gè)永恒的經(jīng)濟(jì)主題。本鉆機(jī)采用先進(jìn)技術(shù)