【正文】 （ 2）給進油缸主要有活塞桿、油缸上蓋、下蓋，用鎖緊鋼絲連接在一起。組裝時碟形彈簧的預(yù)緊力為 32KN?？ūP的主要動作是高壓油從上部進入缸體推動活塞下移壓移動套，移動套壓碟形彈簧，由于移動套下移，三片 48 卡瓦在主軸槽內(nèi)呈自由狀態(tài)，被主軸內(nèi)的漲環(huán)外推，松開鉆桿。下部由兩軸承支持。 鉆機結(jié)構(gòu) （ JW01— 05） 回轉(zhuǎn)器部分主要由液壓卡盤、立軸、本體、立軸導管、大弧齒錐齒輪、兩根油缸和兩根導向桿組成。 6．操縱儀（ JW— 06）：是控制鉆機液壓系統(tǒng)的總樞鈕。 4．抱閘（ JW— 04）：是用來提升與停止鉆具在任何位置的部分。 2．變速箱（ JW— 02）：是鉆機立軸、絞車產(chǎn)生各種不同轉(zhuǎn)數(shù)的傳動與變速部分。 鉆機分組情況 本 200 米鉆機共分六組，整機外觀總裝圖附錄 3。鉆孔沖洗液為泥漿、清水或煤水。整個機組由 200 米鉆機及泥漿泵兩部分組成。 第 9 章 使用說明 概述 47 本 200 米鉆機主要用于礦井內(nèi)部，供鉆探深度為 200 米的各種角度的放水孔、地質(zhì)構(gòu)造孔、滅火孔、抽放瓦斯孔及其他用途的各種工程孔，也可以在地面鉆探深度為200 米的地質(zhì)勘探孔 及其他用途的各種淺孔。 f — 摩擦系數(shù) f = 在低速鉆進時 ,當井底壓力 C=10000N時 ,則活塞桿所產(chǎn)生的推力必須大于 F摩+C,即 4872+10000=14872N,活塞桿有效面積 ： 214872 4 4 6 .0 7 4 4 5 N /c m1 6 .6 7 2P ? ? ?? 油缸直徑的計算 根據(jù)所需油缸最大作用力以及液壓系統(tǒng)的最大工作壓力可求得油缸直徑。 鉆桿摩擦力的計算 TXU－ 200 型鉆機，打水平孔時，需克服 200m 鉆桿的自重和孔壁的摩擦力，其力為： 69 .6 20 0 5 48 72F q L f N? ? ? ? ? ? ?摩 式中 ： q— 長度重量 (N m)。) 27 00 0 NF tg? ? ? ? 松開卡盤時所需油壓力為： pPs? 式中： p— 碟型彈簧的最大理論彈力 p＝ 40890N s— 環(huán)狀油缸面積 42()4Dds ? ?? 式中： D— 油缸直徑 (cm) D＝ 17cm d— 活塞桿直徑 (cm) d=14cm 故 22 2(1 7 1 4 ) 7 3 c m4s ? ??? 故 40890 5 6 M Pa73P ?? 4．碟型彈簧總變形量的計算 ( 4. 5 3. 37 5 ) 9 40 .5 30 .3 75 ( m m )Ln?? ? ? ? ? ? 式中 ： L? — 碟型彈簧總變形量 (mm) ?— 單 片彈簧的變形量 (mm) n— 彈簧片數(shù) n＝ 9 九片彈簧預(yù)壓變形最低為 ,最大為 ,移動套軸向移動范圍只能在L? =~= 卡瓦徑向伸縮量計算 45 2 2 8 m md L tg tg?? ? ? ? ? ? ? 式中 ： d? — 卡瓦徑向伸縮量 (mm) ? — 卡瓦的斜角 8?? 剛體強度 的計算 油缸壁厚為： 2PpDtP ?? ? ? 式中： PP— 試驗壓力 (MPa) PP＝ Pn 150% 當 Pn16MPa 時 PP＝ Pn 125% Pn— 工作壓力（ Pa） D— 油缸內(nèi)徑 (m) D＝ (m) p? — 缸體材料許用拉壓力 bP S?? ? 式中： p? —— 為材料抗拉強度 S—— 安全系數(shù) S=～ 5， 取 S=4 故 Pn=600 104(Pa) PP=600 104 150%=900 104（ Pa） 6 66 0 1 0 1 7 1 0 Pa3 . 5bp S?? ?? ? ? ? 460 . 1 79 0 0 1 0 1 7 1 0 0 . 0 0 4 5 m2t ? ? ? ? ? ? 取 t=8mm,所以強度足夠。 ? — 當量摩擦角 ? ＝ 39。 卡盤夾緊力的大小，取決于碟型彈簧的軸向推力，軸向推力越大，夾緊力就越大。 液壓卡盤的設(shè)計與計 算 卡盤的工作原理是夾緊鉆桿依靠碟 型彈簧安裝時的預(yù)緊力，使移動套上移，移動套內(nèi)孔為圓錐形，迫使主軸槽內(nèi)的三塊卡塊同時向中心移動，完成卡緊動作。 。 按彎曲疲 勞強度校核 校核涉及的參數(shù)列于表 7— 3 中。 KHα 表 7— 2 序號 參數(shù)名稱 參數(shù)符號 參數(shù)值 1 工況系數(shù) KA 2 動載系數(shù) KV 1 3 齒間載荷分配系數(shù) KHα 4 齒向載荷分配系數(shù) KHβ 1 5 節(jié)點區(qū)域系數(shù) ZH 6 彈 系數(shù) ZE 7 重合度系數(shù) Zε 8 螺旋角系數(shù) Zβ 1 9 壽命系數(shù) ZN1， ZN2 ， 10 最小安全系數(shù) SHmin， SFmin 1， 11 潤滑劑系數(shù) ZL 1 12 速度系數(shù) ZV 13 粗糙度系數(shù) ZR 14 齒面工作硬化系數(shù) ZW 1 41 15 尺寸系數(shù) ZX 1 16 傳動比 u 17 齒寬 b 22mm 根據(jù)軸的材料，查閱相關(guān)資料可得 2lim 1500 N /m mH? ? 2lim 45 0 N /m mF? ? 載荷系數(shù) K= KA 表 7— 1 齒輪 Z1 Z15的主要幾何參數(shù) 齒輪 齒數(shù) Z 模數(shù) m 變位系數(shù) Xn 材料 硬度 HRC Z14 18 3 20CrMnTi 57 62 Z15 18 3 20CrMnTi 57 62 絞車卷筒轉(zhuǎn)速和提升速度計算 3 種轉(zhuǎn)速 ,各種轉(zhuǎn)速計算如下 : 第 Ⅰ 檔 : 3 9 1 31 1 1 402 2 4 1 2 1 4 1 5Z Z ZD Z Znn D Z Z Z Z Z? ? ? ? ? ? ? ? = 1 6 0 2 5 1 9 3 3 1 8 1 81460 3 5 5 3 1 4 0 8 3 1 8 5 4? ? ? ? ? ? = 39 第 Ⅱ 檔 : n Ⅱ 5 9 1 31 1 1 40 2 2 6 1 2 1 4 1 5Z Z ZD Z Zn D Z Z Z Z Z? ? ? ? ? ? ? 1 6 0 2 5 2 8 3 3 1 8 1 814603 5 5 3 1 3 1 8 3 1 8 5 4? ? ? ? ? ? ? =第 Ⅲ 檔 : n Ⅲ 9 1 31 1 1 40 2 1 2 1 4 1 54 ZZD Z Zn D Z Z Z Z? ? ? ? ? ?內(nèi) 1 6 0 2 5 3 3 1 8 1 81460 3 5 5 2 4 8 3 1 8 5 4? ? ? ? ? ? = 在 中已經(jīng)對絞車的繞繩速度，即提升速度進行了計算，現(xiàn)加上提升力總結(jié)于表 7— 1 中。D ＝ 243mm 卷筒有效長度： L0＝ 100mm 容繩長度： L nD?? 式中： n —— 每層 鋼絲繩圈數(shù) n ＝ 11 D? —— 每層纏繩長度之和，共 6 層， 4 4 11 D n?? ? ? ? ? ?m 在絞車中，行星齒輪的外嚙合為重要齒輪副，只計算齒輪 Z1 Z15的幾何參數(shù)。 ，操縱靈活。設(shè)置絞車也給機器在井下短距離搬運提供自牽的方便。 37 第 7 章 絞車 絞車的 結(jié)構(gòu)特點 本鉆機考慮到井上、井下鉆探作業(yè)，故設(shè)置了絞車， 見附錄 5。 表 6— 4 參數(shù)名稱 參數(shù)符號 參數(shù)值 節(jié)點區(qū)域系數(shù) H? 彈性系數(shù) EZ 2/N mm 接觸強度計算的重合度系數(shù) Z? 接觸強度計算的螺旋角系數(shù) Z? 接觸強度計算的錐齒輪系數(shù) KZ 35 使用系數(shù) AK 動載系數(shù) VK 齒向載荷分布系數(shù) HK? 齒向載荷分配系數(shù) HK? 傳動比 u 接觸強度計算的有效齒寬 eHb 34mm 小齒輪分度圓直徑 1md 120mm 錐齒輪中點端面分度圓上名義切向力 mtF 9610 N 試驗齒輪的接觸疲勞極限 HLim? 1200 2/N mm 接觸疲勞的最小安全系數(shù) minHS 潤滑劑系數(shù) LZ 速度系數(shù) VZ ， 粗糙度系數(shù) RZ 溫 度系數(shù) XZ ： 將表 6— 4 中的參數(shù)代入公式 6— 6— 2 中得： 36 21 . 5 1 . 0 3 1 . 5 1 . 4 9 6 1 0 1 . 9 5 12 . 2 2 1 8 9 . 8 0 . 8 8 0 . 81 2 0 3 4 1 . 9 5H? ? ? ? ? ?? ? ? ? ?? ＝ 1200 1 1 0 .9 5 11 .1HP? ? ? ? ? ? ＝ 顯然 H? HP? ，并且安全系數(shù) m i n1 0 3 6 . 3 6 1 . 28 6 9 . 3HP HHSS??? ? ? ? 所以滿足安全要求。 表 62 齒 號 齒 數(shù) 模數(shù) 變位 系數(shù) 齒寬 材料 齒頂系數(shù) 壓力角 螺旋角 旋向 精度 Z10 20 6 40 20CrMnTi 20 35 右 8DC 34 Z11 39 6 40 20CrMnTi 20 35 左 8DC 齒輪在各種轉(zhuǎn)速下傳遞的功率、轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩見表 6－ 3 表 6－ 3 功率 KW 轉(zhuǎn)速 r/min 轉(zhuǎn)矩 n 35 ,δ 11=625139。 計算齒面接觸疲勞強度 Z10與 Z11 的主要參數(shù)見表 5－ 2。 齒寬系數(shù) 終點模數(shù) 中點法向模數(shù) 齒寬中點螺旋角 35176。HS ＝ u— 傳動比或齒數(shù)比 u=2039= 1T — 所受轉(zhuǎn)距 (N/mm) 由前一章計算得 1 576 .26 N /m mT ? K — 使用系數(shù) 取 K＝ 故 1 3 2 m m1200 ( )???? 取 e1d ＝ 120 mm 則有齒輪大端模數(shù) em ＝ e1d /z=120/20=6 mm 其他相關(guān)參數(shù)如表 5－ 1， 5－ 2 所示 表 6－ 1 名稱 小弧錐齒 Z10 大弧錐齒 Z11 分錐角 176。HLimHS? 式中： HLim? — 接觸疲勞應(yīng)力 ( 2N/mm ) 取 HLim? ＝ 1200 2N/mm 33 39。Hp? — 設(shè)計 齒輪的許用接觸應(yīng)力 39。 213 39。對 閉式傳動可按齒面接觸強度估算，對開式傳動可按結(jié)構(gòu)初步確定，也可 按彎曲強度估算，并用計算載荷驗算 。 立軸行程比過去小型鉆機大，為 500mm，縮短鉆進輔助時間。 回轉(zhuǎn)器適用于各種角度的孔的鉆進。立軸上端裝有常閉式液壓卡盤。 B —— 花鍵 鍵寬 (mm) 取 8B? mm D —— 花鍵外徑 (mm) 取 46D? mm z —— 花鍵的個數(shù) 取 z =8 故代入（ 6— 1）式后得： 423 . 1 4 4 2 8 8 ( 4 6 4 2 ) ( 4 6 4 2 ) 7 9 8 4 . 53 2 4 6W ? ? ? ? ????N 所以，可以計算出軸所受應(yīng)力： 4 4 5 6 6 5 .3 3 5 5 .8 17 9 8 4 .5b? ??MPa 顯然，有 1[]bb???? ,通過校核。 軸所受應(yīng)力計算如下： 39。 圖 5— 5 當量彎矩圖 軸的強度驗算校核 Z4齒根圓直徑計算： 44 2 ( ) 1 6 0 2 ( 1 0 .2 5 ) 4 1 5 0fad d h c m??? ? ? ? ? ? ? ? ?mm Ⅲ 軸最小軸徑計算： d Ⅲ = 33