『壹』 锚杆钻机及MGJ-型锚杆钻机
(一)概述
锚杆钻机广泛用于水电站、铁路、公路边坡大吨位预应力锚固工程、排水孔的施工,以及预防滑坡、岩石坍塌等地质灾害治理工程等,也适用于高压旋喷引孔的施工。
MGJ-50型锚杆工程钻机是一种机械动力头式、液压给进型工程钻机,该机具有给进行程长、钻进能力大、操作及搬迁方便、结构新颖等特点,是锚杆加固工程及其他工程地质钻孔较为理想、实用的机型。
(二)锚杆钻机的特点
1.MGJ-50型锚杆工程钻机
MGJ-50型锚杆工程钻机是动力头形式、机械传动,液压给进、提升。在一个平面内钻孔角度:电动机垂直、仰角(80°);柴油机垂直、水平(90°)任何角度钻孔施工。动力头转速有低速型和高速型:低速型以冲击回转(潜孔锤)钻进为主。机座有滑橇、轮胎两种形式,供用户选用。该机在淤泥质黏土中钻进速度为15～20m/h。
2.YTM87型土锚钻机
YTM87型土锚钻机为轮胎式底盘、电力驱动的全液压钻机。既可使用螺旋钻杆的干式钻进,也可使用带护壁套管的湿式钻进。该机可在水平和垂直方向的任意角度上钻进。
3.QC-100型气动冲击式锚杆钻机
QC-100型气动冲击式锚杆钻机的工作原理是:利用气动冲击器驱动锤头,使之连续打击锚管,挤压成孔与锚杆安装同步完成。锚管管壁预先钻孔(孔径8～15mm,间距150～200mm),将其打入后,用水冲洗掉钢管内渣土,即可在口部加压注浆。该机适用于卵石层、砂砾层、杂填土层、混合覆盖层,也适用于黏土层和砂层。成孔速度:中密卵石层300mm/min,其他松散介质1000mm/min。该机质量轻,运载方便,费用低。
(三)锚杆钻机的型号和技术性能
几种专用的锚杆钻机的型号和技术性能如表4-17所示。
表4-17 锚杆钻机主要技术性能
(四)MGJ-50型锚杆钻机
该钻机主要适用于土、岩锚杆、路基、坝基、挡土墙加固及爆破孔等钻孔工程施工。
1.钻机的主要特点
1)该钻机是一种机械动力头钻机,钻进口径以110～130mm为主(最大可达180mm),钻进深度60m,可以钻垂直—水平间任意角度孔,当使用电动机做动力时,经过简单调整,本机亦能钻水平向上0°～90°的孔。
2)给进行程长达2300mm,可使用2m长的钻杆,为适应施工空间较窄的特殊用户需要,亦有给进行程较短的短桅杆及超短桅杆机型。
3)采用回转或冲击回转钻进方法,钻进效率高。
4)结构简单、新颖、质量轻,操作简易,运输移动方便。
2.主要技术参数
(1)动力机
该钻机动力机可根据工程性质需要而选配电动机或柴油机。钻机配用动力机参数如表4-18所示。
表4-18 配用动力机参数表
(2)基本参数
钻孔直径:130mm为主(可达180mm)。
钻孔深度:60m。
钻孔角度:垂直—水平间任意角度(使用电动机做动力时,经简单调整亦能钻水平向上0°～90°的孔)。
钻杆:φ50mm或φ73mm;长度2m或1.2m(短桅杆机型用),0.8m(超短桅杆机型用)。
提升能力:额定22.0kN。
加压能力:额定14.6kN。
提升速度:0.259m/s。
最大扭矩:2.8kN·m(当用电机,动力头输出转速为32r/min时)。
(3)动力头
形式:机械传动式动力头。
转速:①当采用电动机做动力时,该钻机的转速如表4-19所示;②采用柴油机做动力该钻机的转速如表4-20所示。
表4-19 采用电动机做动力时转速表
表4-20 采用柴油机做动力时转速表
动力头行程:2300mm或1500mm(短桅杆机型),800mm(超短桅杆机型)。
(4)油泵
型号:SCB32/12型双联齿轮泵。
排量:32+12L/min。
额定转速:1500r/min。
工作压力:8MPa。
最大压力:10MPa。
(5)质量(不包括动力机)
900kg或830kg(短桅杆机型),800kg(超短桅杆机型)。
(6)外形尺寸
垂直孔工作时:长×宽×高为1990mm×1150mm×3525mm或1990mm×1150mm×2725mm(短桅杆机型),1990mm×1150mm×2325mm(超短桅杆机型)。
水平孔工作(运输状态)时:长×宽×高为3525mm×1150mm×1225mm或2725mm×1150mm×1225mm(短桅杆机型),2325mm×1150mm×1225mm(超短桅杆机型)。
3.总体结构及其主要部件
MGJ50型锚杆工程钻机是一种机械传动、液压给进机械动力头式钻机,总体结构及主要组成部件和润滑部位如图4-28所示。
(1)钻机的组成
钻机由离合器与动力、变速箱与传动轴、动力头、桅杆、机架、液压系统等部件组成,所有部件都集中安装在机架上,装载方式可以是滑橇式、钢轮轨道式。
(2)钻机的传动系统
钻机的传动系统如图4-29所示。动力通过弹性联轴节、摩擦离合器,将运动传至变速箱——动力头,带动钻具旋转,钻机具有四正—反转速,各速传动路线顺序如下:
一速:动力机→离合器→Z1→Z2→Z8→Z7→Z11→Z12→Z13→Z14→Z15→Z16→Z17→Z18→Z19。
二速:动力机→离合器→Z1→Z2→Z4→Z3→Z11→Z12→Z13→Z14→Z15→Z16→Z17→Z18→Z19。
图4-28 钻机总体结构及主要部件、钻机润滑部位图
Ⅰ—离合器与动力;Ⅱ—变速箱与传动轴;Ⅲ—动力头;Ⅳ—桅杆;Ⅴ—机架;Ⅵ—液压系统;1—加压系统下链轮;2—油泵支架;3—离合器分离爪;4—活塞杆链轮机构;5—动力头滑板;6—六方传动轴套;7—油缸挂轴;8—六方传动轴上轴承;9—加压系统上链轮;10—变速箱旋转轴;11—支腿轴承及螺旋;12—导向及移动轮轴承
三速:动力机→离合器→Z1→Z2→Z6→Z5→Z11→Z12→Z13→Z14→Z15→Z16→Z17→Z18→Z19。
四速:动力机→离合器→Z1→Z3→Z11→Z12→Z13→Z14→Z15→Z16→Z17→Z18→Z19。
反速:动力机→离合器→Z1→Z2→Z8→Z10→Z9→Z7→Z11→Z12→Z13→Z14→Z15→Z16→Z17→Z18→Z19。
图4-29 传动系统示意图
4.钻机离合器与动力
钻机动力选用S1100型柴油机或Y160M-4型电动机,通过弹性联轴节与离合器主动盘连接并输出动力,通过两根B型皮带(件J5)带动油泵旋转为钻机液压系统供油。
(1)离合器
离合器为典型的干式双片弹簧压紧常闭式摩擦离合器,如图4-30所示。特点为:结构简单,操作方便。
图4-30 离合器结构图
1—防尘盖;2—套;3—动力机组件;4—从动半联轴器;5—离合器壳;6—分离爪;7—轴承盖
J1—挡圈;J2—柱销;J3—弹性圈;J4—垫圈;J5—油泵传动装置;J6—摩擦片总成;J7—中压板;J8—离合器压板;J9—弹簧;J10—分离杠杆;J11—轴套;J12—销;J13—操纵装置;J14—扭簧;J15—调整螺杆;J16—垫圈;J17—碳素弹簧;
B1—螺母M8;B2—垫圈8;B3-螺母M16;B4—垫圈16;B5—挡圈52;B6—轴承;B7—螺栓;B8—挡圈62;B9—轴承;B10—毡圈;B11—油封;B12—轴承;B13—垫圈;B14—销;B15—螺母;B16—垫圈;B17—螺钉
摩擦片间隙由离合器外部的分离操纵机构保证,摩擦片磨损后亦由压紧弹簧(件J9)进行自动补偿,离合器的分离和结合是通过扳动离合器操纵手柄来实现,操纵机构的调整必须使3只分离杠杆(件J10)与分离轴承(件B12)端面保持0.5mm左右间隙,过小或无间隙将使分离轴承与分离杠杆一起高速转动而烧毁(该轴承无法加润滑油),调整时旋转每只调整螺杆(件J15)上的两只调节螺母(件B15),保证3只分离杠杆与分离轴承端面间隙一致(均为0.5mm),调好后将两只螺母锁紧,以防松脱,并注意当钻机较长时间不用时,应将离合器操纵手柄放在离合器结合位置,不致因离合器压紧弹簧长期压缩而过早失效。
(2)变速箱
钻机变速箱(图4-31、图4-32)是通过一个变速手柄集中操作控制3只拨叉拨动箱内3只换挡齿轮使变速箱获得四正一反输出转速,拨叉操纵机构装有变速定位和挡间互锁装置,确保了变挡可靠,不致乱挡。
变速箱内一对螺旋伞齿轮,将来自动力机的水平轴旋转运动变成90°垂直轴旋转运动,并通过六方传动轴将运动传至动力头。变速箱通过固定在箱体上的左、右转轴架装在钻机机架上,并可绕该轴旋转,该左、右转轴的轴心线即是动力机→离合器→变速箱输入轴的中心线。
(3)桅杆
钻机桅杆是由两根16a槽钢焊接的桅杆体和油缸-链条组成的升降系统所构成。桅杆体前面焊有两条滑轨,动力头沿滑轨上下移动,下端面装有辅助支撑头(MGJ-0414-0),靠伸缩油缸(MGJ-0415-0)将其压在工作面上,以保证钻进时工作平稳,桅杆体用4个螺栓与变速箱固连在一起,这样变速箱绕左、右转轴旋转时即改变桅杆的角度,从而使钻机可钻进垂直—水平间任何角度孔,桅杆的角度调定后用桅杆后面两根撑杆(件7)固定,桅杆体上下端固定有孔口板(MGJ-0409-0,MGJ-0421-0),上面装有(可以更换)不同直径的补心,供开孔时导向用。油缸—链条组成的升降系统,其行程2300mm(长桅杆机型)或1500mm(短桅杆机型),800mm(超短桅杆机型)。
(4)动力头
把动力头(图4-33、图4-34)安装在滑板上,滑板安装在桅杆的两条滑道上,通过升降装置链条拖动,做上下移动。同时通过六方传动轴将运动传入动力头,并带动钻具旋转。
动力头实际上是一个一级齿轮减速箱,从动轴的中心线即为钻孔的中心线,在从动六方轴套内装有水龙头,下边的变丝接头直接与钻杆丝扣连接。通过水龙头(图4-35)不仅可将冷却液(气)送进孔底,而且通过内外六方轴套将扭矩传给钻具。通过动力头的升降提下钻具升降系统原理如图4-36所示。
(5)液压系统
钻机的液压传动系统是由双联齿轮油泵、油箱、多路换向阀、油管和接头及各执行机构等组成。如图4-37所示为液压传动系统原理图,图4-38所示为液压系统各手柄操作示意图,图4-39所示为液压系统图。
图4-31 变速箱(一)
1—二、三挡齿轮;2—套;3—副轴齿轮;4—轴承盖;5—副轴;6—二、四挡齿轮;7—轴齿轮;8—左转轴;9,10,21,26,29,32,33,34,64—纸垫;11—轴套;12—小圆弧锥齿轮;13—轴套;14—输出轴;15—轴承盖;16—补偿垫;17—主箱体;18—大圆弧锥齿轮;19—补偿垫;20—轴承套;22—压盖;23—A轴;24—横轴齿轮;25—压盖;27—压盖;28—副箱体;30—输出轴齿轮;31—垫圈;59—盖;60—右转轴;61—主轴;62—齿轮;63—一、三挡齿轮;65—垫圈;66—套;67—双联齿轮;68—倒挡齿轮;69—倒挡轴;70—套;
B1—306轴承;B2—64903滚子轴承;B3—209轴承;B4—挡圈;B5—207轴承;B6—螺栓;B7—垫圈;B8—螺栓;B9—垫圈;B10—36307 轴承;B11—36310 轴承;B12—螺母;B13—垫圈;B14—螺栓;B15—螺钉;B16—212轴承;B17—油封;B18—螺栓;B19—低碳钢丝;B46—螺栓;B47—垫圈;B48—挡圈;B49—轴承;B50—挡圈;B51—螺栓;T26—润滑油液面检查螺钉;T27—滑动轴套;T28—定位销
图4-32 变速箱(二)
35—套;36—铜垫圈;37—轴;38—中间齿轮;39,48,53,55—纸垫;40—轴齿轮;41—压盖;42—定位套;43—压盖;44—防护套;45—垫片;46—防护圈;47—传动轴;49—盖板;50—二、四挡拨叉;51—一、三挡拨叉;52—倒挡拨叉;54—轴承套;56—顶盖;57—二、四挡拨叉轴;58—倒挡拨叉轴;
J1—油塞;J3—油塞;J4—垫圈;J5—孔用螺栓;J6—封盖;J7—止动销;J8—止动销钉;J9—弹簧;J10—封盖;J11—纸垫;J12—侧箱盖;J13—侧箱盖上盖;J14—一、三挡拨叉轴;J15—防松垫片;J16—盖;J17—球形盖;J18—橡胶垫;J19—球形盖;J20—弹簧;J21—变速手把;J22—限位板;J23—止动螺钉;J24—纸垫;J25—手把套;
B20—销;B21—64907滚子轴承;B22—O形密封圈;B23—挡圈;B24—213轴承;B25—油封;B26—低碳钢丝;B27—螺钉;B28—螺栓;B29—垫圈;B30—销;B31—螺栓;B32—销;B33—螺栓;B34—垫圈;B35—垫圈;B36—螺母;B37—油封;B38—挡圈;B39—轴承;B40—油杯;B41—螺钉;B42—螺栓;B43—低碳钢丝;B44—钢球;B45—低碳钢丝
图4-33 动力头(一)
2—内制动圈;3—套;4—上压盖;5—外制动圈;6—水龙头;7—盖板;8—螺栓;9—挡驾板;
J4—下压盖;J5—纸垫;J7—纸垫;J8—防污罩;J9—封污块;J10—防护套;J11—上压盖;J12—托油盘;J13—主动齿轮;J14—轴套;J15—下压盖;J16—纸垫;J17—垫片;J18—防护套;J19—防护圈;
B4—油封;B5—轴承;B6—螺栓;B7—轴承;B8—螺栓;B9—垫圈;B10—挡圈;B11—油封;B12—螺栓;B13—垫圈;B14—螺钉;B15—螺栓;B16—螺钉;B17—油杯;B18—挡圈;B19—轴承;B20—油封;B21—垫圈;B22—螺栓;B23—低碳钢丝;B32—垫圈;B33—低碳钢丝
双联齿轮泵由大泵、小泵组成,有共同吸油管路,当正常钻进,用动力头起落桅杆及伸缩油缸工作时,由分配转阀控制小泵工作(分配转阀手柄“Ⅰ”位置),当快速提升或下降钻具时,可控制大、小泵联合工作(分配转阀手柄“Ⅱ”位置)(图4-37)。
多路换向阀由溢流阀、动力头升降操纵阀和辅助支撑头(伸缩油缸)操纵阀所组成。溢流阀在钻机出厂时已将系统压力调至额定工作压力8MPa,操作者可根据工作需要通过溢流阀快速增压手柄或微动调压手轮调节所需系统压力,动力头升降操纵阀是四位四通阀,操纵该阀手柄可使动力头上升、下降、停止及钻具称重;伸缩油缸操纵阀是三位四通阀,可控制辅助支撑头伸出、缩回(图4-38)。
图4-34 动力头(二)
1—主轴;10—调整垫;
J1—从动齿轮;J2—滑板;J21—六方传动轴套;J22—滑块;J23—压板;J24—调整垫;J25—滑块;J26—箱体;
B1—键;B2—垫圈;B3—螺栓;B24—垫圈;B25—螺栓;B26—油杯;B27—键;B28—螺钉;B29—销;B30—螺钉;B31—螺母
图4-35 φ50mm钻杆水龙头
1—传动壳体;2—座盖;
J1—接头;J2—心管;J3—弹簧;J4—环垫;J5—隔套;J6—轴承套;
B1—毡圈40;B2—8108轴承;B3—1000907轴承;B4—毡圈35;B5,B6,B7—V形密封圈
图4-36 升降系统原理图
图4-37 液压传动系统原理图
图4-38 液压系统各手柄操作示意图
图4-39 液压系统图
1—油箱;2—操纵板;3—给进油缸上油管;4—给进油缸下油管;5—卡子;
J1—吸油管;J2,J13,J15,J19,J24,J27,J33—铰接管接头体;J3,J6,J7,J20,J26,J30—密封垫圈;J4—吸油管接头;J5—双联齿轮油泵;J8,J9,J17—高压软管;J10—加油管;J11—泄油管;J12,J18,J25,J28,J34,J32—铰接螺栓;J14—分配阀;J16,J31—直通接头;J21—压力表油管;J22—操纵阀;J23—换向阀;J29—钻压管油管;
B1—螺钉;B2,B3—垫圈;B4,B5—密封圈;B6—钻压表
分配转阀、多路换向阀及钻压表(即系统压力表)同装在一个操纵面板上,该操纵板通过两根销轴插装在机架上,工作时拔出一根销轴,操纵板即绕另一根销轴旋转至有利操作的位置(图4-38)。
5.钻机的使用与操作
(1)钻机操作手柄
除图4-38所示液压操纵手柄外,还有钻机离合器(图4-30)和变速箱(图4-31、图4-32)中的操纵手柄。
(2)钻机就位与安装
1)将钻机运抵工地,使其尽量对准孔位。
2)对滑橇底座应用地脚螺栓紧固在机台木上,钻机地脚螺栓在打垂直孔时,孔口位置安装尺寸如图4-40所示。
图4-40 钻机地脚螺栓安装尺寸图(单位:mm)
6.钻机的维护与保养
(1)钻机用油及润滑
1)钻机使用的油料。①液压系统、动力头导轨使用机械油(GB443-64):夏季HJ-30;冬季HJ-20。②变速箱使用齿轮油(SYB1103-625):夏季 HL-30;冬季 HL-20。③动力头齿轮及轴承使用二硫化钼润滑脂或4号钙基润滑脂(ZG-4)。④其他各部位润滑使用2号钙基润滑脂(ZG-2)。
2)润滑部位及要求。变速箱主箱体、副箱体加油面均以各自的油塞溢出为限。其他部位见图4-28中罗马数字所示。
(2)钻机的定期保养
1)班保养。①擦洗钻机外表面,注意钻机六方传动轴及动力头滑轨,链条表面清洁,保持良好的润滑。②检查变速箱主、副箱体及液压油油箱油位。③按润滑要求加润滑油、润滑脂(图4-28)。④检查各部位漏油情况,并加以排除。⑤检查钻机表露在外面的螺栓、螺母、定位销等是否松脱。⑥消除班内发生的其他故障。
2)周保养。①彻底进行班保养。②根据需要加润滑油、润滑脂。③排除本周发生的其他故障。
3)月保养。①彻底进行班保养和周保养。②清洗油箱过滤器,更换变质或污染了的液压油。③检查变速箱润滑油,如发现变质或污染应及时更换。④检查各零件、部件完好情况,有损坏应及时修理或更换,不可带伤工作。
7.钻机常见故障及排除方法
钻机常见故障及排除方法如表4-21所示。
表4-21 钻机常见故障及排除方法
8.钻机操作补充说明
1)采用电动机做动力时,该钻机亦能钻水平向上0°～90°的孔,但必须按以下做简单调整:①将水龙头反向安装;②油泵旋转180°方向安装;③改变电动机旋转方向。
注意:以上方法不能用于以柴油机为动力的钻机。
2)MGJ-50锚杆钻机液压夹持器使用说明
液压夹持器安装于钻机桅杆顶端,当钻机液压系统的液压油通入夹持器后,操纵夹持器换向阀,夹持器即可具有夹紧或松开钻具的功能。
夹持钻具规格:φ50～120mm;最大夹持力:30kN。
『贰』 XY-4型钻机的机械传动系统
(一)机械传动系统的功用
1)传递与切断动力。
2)变换速度与转矩。
3)改变运动方向。
4)分配动力。
5)实现过载保护。
(二)机械传动系统的特点
1)油泵传动装置在离合器之前,与钻机各速传动无关,即使钻机不转,油泵仍可继续工作,有利于升降系统发生故障时将钻具提离孔底。
2)分动箱与变速箱分为两体,用万向轴节连接,并且在分动箱内实现二级变速,使变速箱内四级正转一级反转扩大为八级正转二级反转,简化了变速箱结构和变速互锁装置。
3)分动箱、回转器、升降机固定在前机架上,动力机、变速箱、离合器固定在后机架上,拆卸连接螺栓,前后机架即可分离,便于维护保养和检修。
4)回转器与分动箱之间采用圆弧锥齿轮传动,立轴运转平稳,升降机顺机身长度方向放置,结构紧凑(但钢丝绳挠度比横置式升降机增加,钢丝绳易磨损)。
5)升降机卷筒铺设水冷却装置,深孔下钻不易发热。
(三)机械传动系统示意图
1.钻机机械传动系统示意图
如图4-46所示,动力机通过弹性联轴节经摩擦离合器将动力传至变速箱,该变速箱为一典型的三轴二传动副另加反速轴结构,拨动变速箱内2个正转滑移齿轮及1个反速滑移齿轮,沿花键轴左右移动与相应齿轮啮合即可获得四级正转和一级反转。变速箱输出轴与分动箱输入轴采用万向轴节相连接,而分动箱既起分动作用又是二级变速箱,回转器变速终端即得八级正转、二级反转,并通过圆锥齿轮啮合改变立轴运动方向,分动箱内带内齿的齿轮实为一齿形离合器,其左右移动与左侧齿轮啮合,可使升降机运动和停止。升降机可获得较低的四级正转、一级反转。升降机为行星轮系结构,左侧为水冷装置。
齿轮油泵依靠三角皮带传动与弹性联轴节连接。
图4-46 XY-4型钻机机械传动系统示意图
1—离合器;2—变速箱;3—万向轴;4—分动箱;5—回转器;6—油压卡盘;7—卷扬机;8—油泵;
I～Ⅷ—传动轴;Z1～Z22—传动齿轮(等号后数字表示齿轮齿数)
2.各速传动路线
见图4-46所示,钻机传动分配路线如下:
地勘钻探工：初级工、中级工、高级工
见图4-46所示,钻机各转速传递路线如下:
(1)回转器
一速:动—离-Z1-Z2-Z8-Z10-Z13-Z12-Z11-Z19-Z18-Z16-Z17;
二速:动—离-Z1-Z2-Z4-Z3-Z13-Z12-Z11-Z19-Z18-Z16-Z17;
三速:动—离-Z1-Z2-Z5-Z9-Z13-Z12-Z11-Z19-Z18-Z16-Z17;
四速:动—离-Z1-Z3-Z13-Z12-Z11-Z19-Z18-Z16-Z17;
五速:动—离-Z1-Z2-Z8-Z10-Z13-Z8-Z16-Z7;
六速:动—离-Z1-Z2-Z4-Z3-Z13-Z18-Z16-Z7;
七速:动—离-Z1-Z2-Z5-Z9-Z13-Z18-Z16-Z17;
八速:动—离-Z1-Z3-Z13-Z18-Z16-Z17;
反挡一速:动—离-Z1-Z2-Z8-Z7-Z6-Z10-Z13-Z12-Z11-Z19-Z18-Z16-Z17;
反挡二速:动—离-Z1-Z2-Z8-Z7-Z6-Z10-Z13-Z18-Z16-Z17。
(2)升降机
一速:动—离-Z1-Z2-Z8-Z10-Z13-Z12-Z11-Z19-Z20-Z21-Z24–Z22;
二速:动—离-Z1-Z2-Z4-Z3-Z13-Z12-Z11-Z19-Z20-Z21-Z24-Z22;
三速:动—离-Z1-Z2-Z5-Z9-Z13-Z12-Z11-Z19-Z20-Z2-Z24-Z22;
四速:动—离-Z1-Z3-Z13-Z12-Z11-Z19-Z20-Z21-Z24-Z22。
『叁』 我国石油钻机的型号是如何表示的各项代表什么内容
国产钻机产品型号由类别标志、结构特点及主要参数或系列序号构成。类别标志、结构特点以汉语拼音字母表示。主要参数或系列序号以数字表示，其间以“－”相连。产品改型后，其原型后加短横并分别注1、2、3……表示。型号汉语拼音字母不超过三个字母，排列第一位是类别标志，第二位是第一特征代号，第三位是第二特征代号，后面的数字表示定型产品的序号，例如岩心钻机：100米标1，300米标2、600米标3，1000米标4，1500米标5，2500米标6，未形成系列的以主参数表示。常用国产钻机的类别标志和特征代号如下：X代表岩心钻机（岩心）Sz代表砂矿钻机（砂钻）S代表水文钻机（水文）G代表工程钻机（工程）K代表坑道钻机（坑道）Q代表浅孔钻机（浅钻）R代表地热钻机（地热）第一特征代号表示传动机构：B表示手把手轮操纵、机械传动Y表示液压操纵、机械传动JD表示机械动力头D表示全液压动力头P表示转盘第二特征代号表示装载及其它C表示车装例如： S P C － 300－主参数（300M） ∣ ∣ ∣—— — 第二特征代号（车装） ∣—— 第一特征代号（转盘） ————类别标志（水文）
『肆』 SPJ-型钻机
SPJ-300型钻机(图2-81)是一种大口径转盘回转式钻机。它的特点是钻进效率高,适用于钻进松散的第四纪地层,也可钻进基岩;机械的可拆性强,能将钻机解体成部件(升降机、转盘、变速箱等),便于运输。特别适合于在交通不便的地区进行施工。
图2-81 SPJ-300型钻机
1—柴油机;2—泥浆泵;3—主机;4—钻塔;5—游动滑车;6—水龙头;7—机上钻杆;8—转盘;9—机架;10—万向转动轴
(一)SPJ-300型钻机技术性能
SPJ-300型钻机的主要技术性能见表2-35所示。
表2-35 SPJ-300型钻机技术性能
(二)钻机传动系统
见图2-82所示。动力机的动力经传动装置分成两路,一路通过三角皮带传至泥浆泵(两台),另一路经三角皮带传到摩擦离合器输入变速箱,变速箱为三轴二级变速,可获得三种不同转速。在变速箱内的输出轴上装有牙嵌离合器。经牙嵌离合器,通过万向轴传递于转盘,使转盘获得正、反转三种转速。而另一牙嵌离合器,则将动力输送至主卷扬机和副卷扬机,主卷扬机轴上装有调节给进蜗杆(超越离合器),用于微调给进或人力提升;副卷扬机轴上装有摩擦离合器,用于接合动力,控制副卷扬机的接合或分开。
图2-82 SPJ-300型钻机传动系统
1—输入轴(Ⅰ轴);2—中间轴(Ⅱ轴);3—输出轴(Ⅲ轴);4,5—牙嵌离合器;6—调节给进蜗杆;7—副卷扬摩擦离合器;8—动力机;9—泥浆泵;10—变速箱;11—主卷扬机;12—副卷扬机;13—转盘;14—摩擦离合器
1.摩擦离合器
离合器结构见图2-83所示。离合器装在三角皮带轮内,为减少三角皮带轮对变速箱输入轴的径向作用力,特将三角皮带轮用两盘滚珠轴承装于减震套上,减震套用螺栓直接固定在变速箱体上。
图2-83 摩擦离合器
1—减震套;2—三角皮带轮;3—传动轴套(被动摩擦压盘);4—销钉弹簧;5—内齿圈;6—主动摩擦压片;7—被动摩擦片;8—压紧盘;9—杠杆;10—滚子;11—压紧滑块;12—拨叉;13—杠杆支撑;14—定位销
该离合器为常开干摩擦式。传动轴套以花健与变速箱输入轴(第一轴)装合。主动摩擦片两侧铆有石棉材料并具有外齿,与皮带轮内齿相结合,被动摩擦片有内齿,与传动轴套外齿啮合,被动摩擦片装于两片主动摩擦片之间,主、被动摩擦片均可沿轴向移动。压紧盘同样有内齿与传动轴套外齿啮合。工作时压紧滑块向左移动,抬起杠杆使压紧盘把主、被动摩擦片压紧,于是传动轴套接受皮带轮的动力而旋转,并传递于变速箱。相反当压紧滑块被拉向右移动时,在销钉弹簧作用下,主、被动摩擦片分开,离合器切断动力。
2.变速箱
见图2-84a、图2-84b、图2-84c所示,箱内装有三根轴,其中图中轴6与轴20位于同一水平平面内,轴6为变速箱输入轴,轴5则位于轴6和轴20的中间下端,三根轴端面互成三角形。
图2-84 变速箱
a:1—变速手把;2—限位板;3,4—拨叉;5—第二轴;6—第一轴;7—变速操纵手柄;8,9,10,11,12—齿轮b:12—齿轮;13—牙嵌离合器外套;14—牙嵌离合器内套;15—锥齿轮;16—带轴锥齿轮;17—双向牙嵌离合器;18—锥齿轮;19—齿轮;20—第三轴;21—第一轴c:22—上箱体;23—下箱体;24,25—连接螺栓;26—转盘牙嵌离合器操纵把手
变速箱轴6用两盘滚珠轴承装在箱壳上,轴的一端伸出箱体,与离合器连接,以接受动力。轴中部花键端装有滑动齿轮和双联滑动齿轮,分别由两个拨叉和一个变速手把控制。手把用限位板限位,限位板用螺钉固定于操作盒壳体上,其中开有限位槽,当手把处于限位板中间位置时,即为空档。
轴20由一对圆锥滚子轴承支撑在箱体上,中部用滚动轴承安装有两个带牙嵌的圆锥齿轮15和18,其间花键部分安装有双向牙嵌离合器,经拨叉操纵,动力可以分别带动两端圆锥齿轮转动,因而万向轴可以获得正、反转三种不同转速。第三轴的另一端安装有牙嵌离合器内套,它可以与牙嵌离合器外套啮合,带动轴头齿轮将回转力矩输给主、副卷扬机。
3.转盘
转盘结构见图2-85所示。转盘大斜齿轮用两个平锥安装于转台上,并用螺钉固定。转台支撑于转盘体的主轴承上,转台中置有各为两块组成、内孔为方形的大、小方补心。
图2-85 转盘
1—小方补心;2—止动板;3—大方补心;4—拨柱;5—主轴承;6—键;7—转台;8—大斜齿轮;9—小斜齿轮;10— 齿轮轴;11—圆锥齿轮轴;12—圆锥齿轮;13—挡圈;14—底座;15—支撑板;16—卡子;17—螺栓;18—大螺母;19—副轴承;20—转盘体
方形主动钻杆即插小方孔中。下轴承用螺母安装于转台下部,用以支撑由于斜齿轮传动而产生的轴向推力。当上下轴承磨损后,可松一头螺栓,转动大螺母进行调整。转盘体用四个螺栓固定于底座上。
转盘动力由万向轴输入,万向轴两端法兰盘分别和变速箱及转盘连接。转盘与万向轴端连接处为一传动箱。输入动力经由传动箱圆锥齿轮,竖轴和小斜齿轮,带动大斜齿和转台回转。为了防止运动时小补心被甩出,在小补心与大补心之间装有止动板。
在转台上用螺栓固定有拧管用拨柱。在转盘底座的滑道上有两块拧管支撑板,用以支撑钻具质量和承受反扭矩,拧卸钻具时,先从转台上取出大、小补心,将拧管支撑板移至中间,用销子销牢;然后可用下垫叉卡住钻具接头的下部切口并置于支撑梁上,在转台上则用上垫叉卡住钻具接头的上部切口并置于支撑梁上即可进行拧卸。拧卸管时,转台旋转带动拨柱撞击上垫叉的尾部,带动垫叉旋转进行拧卸钻具。
转盘中除上部主轴承用润滑脂润滑外,其余轴承、齿轮均由齿轮箱中润滑油润滑和飞溅润滑。
4.主卷扬机
主卷扬机为游星式机构,其结构如图2-86所示。
图2-86 主卷扬机
1—提升盘;2—提升制带;3—内齿圈;4—行星齿轮;5—行星支撑盘;6—中心齿轮;7—卷筒;8—卷扬机主轴;9—制动制带;10—螺栓;11—传动齿轮
卷扬机主轴左端装有单向超越离合器。通过手轮操作可实现微调给进,或者当动力机发生故障时可作为人力提升用。
单向超越离合器是一种滚柱式定向离合器,它只能传递单向扭矩。在机械中用来防止逆转及完成单向传动。
单向超越离合器的结构见图2-87所示,棘轮花键装于卷扬主轴端部,蜗轮套在棘轮外面,蜗轮内圆与棘轮装合时形成有六个斜槽,每个槽内装有滚柱和弹簧。当卷扬机提升时,主轴回转驱动棘轮作顺时针快速旋转,图2-88b棘轮上的滚柱借摩擦力压缩弹簧,滚柱压向宽槽的空间,蜗轮与棘轮脱开接触,蜗轮不转动,而卷扬机则进行提升工作。
图2-87 单向超越离合器
1—蜗杆;2—手轮;3—弹簧;4—蜗轮;5—棘轮;6—滚柱
当单向超越离合器用于微调给进时,应先脱开卷扬机的动力,卷扬机提升手把下压制动提升盘。此时制动手把处于放松状态。当需要控制给进力和给进速度时,转动手轮使蜗轮作顺时针转动,滚柱在弹簧的压力和蜗轮摩擦力的作用下,滚柱推向斜槽狭窄的楔角内,使蜗轮和棘轮相互卡紧,如图2-88a所示;从而带动棘轮及卷扬机主轴旋转,迫紧卷筒转动拉紧钢绳,以达到调节给进力和给进速度的目的。当动力机发生故障时手轮同样可实现人力提升钻具的目的。卷扬机制动器为制带式。
图2-88 单向超越离合器工作原理示意图
1—棘轮;2—弹簧;3—滚柱;4—蜗轮
5.副卷扬机
副卷扬传动机构为摩擦式,见图2-89所示。卷扬机动力由固定在卷扬机主轴左端的传动齿轮输入,通过平键带动主轴回转,主轴两端用滚动轴承支撑在轴承座上,卷筒用两盘滚动轴承安装于主轴中部。摩擦离合器安装在卷筒制圈的左侧,用以驱动卷筒控制卷扬机结合或分开。
图2-89 副卷扬机
1—传动齿轮;2—键;3—轴承座;4—副卷扬机主轴;5—卷筒;6—离合器操纵手把;7—注油塞;8—制带
卷筒左端的制圈上部装有制带式制动器,见图2-90。制动器由脚踏板及连杆机构操纵。当需要较长时间制动时,可用手柄及爪卡脚踏板的挡销锁紧。
制带的复位松开借助弹簧和弹簧板,螺母用于调整制带与制圈间隙均匀度。支撑卷筒的两盘滚动轴承,由密封在卷筒内的机油润滑:即卸去油塞向卷筒内加油,其余轴承均用黄油润滑。
图2-90 副卷扬机制动带
1—脚踏板;2—轴销;3—爪卡;4—手把;5—连杆;6—弹簧;7—调整螺母;8—弹簧板;9—螺母;10—吊钉
6.机架
由型钢焊接而成,其上固定有主卷扬机、副卷扬机、变速箱以及它们的操纵机构与保护装置,机架上还有两个齿轮;可将变速箱动力分别传递给主、副卷扬机。机架底部有6个螺栓与钻塔底座联结。
7.传动装置
传动装置(图2-91)是由柴油机底座、柴油机附属操纵部分和其他传动部件组成。传动轴通过联轴节与动力机相连。传动轴上装有4个三角皮带轮。C型三角皮带轮用于向钻机变速箱离合器输出动力;2个B型三角皮带轮系供带动小型发电机或作其他用。
图2-91 传动装置
1—联轴节;2—传动轴;3—轴承座;4—螺栓;5—带动钻机的三角皮带轮;6—带动泥浆泵的三角皮带轮;7—带动照明发电机的三角皮带轮;8—用于驱动其他装置的三角皮带轮357
(三)钻机的安装
在预定的孔口周围平整一块坚实的场地,其面积不小于54m2。然后根据各地梁上所标印记铺设底座各梁。铺设时,先铺纵梁后铺横梁,先铺大梁后铺小梁。铺好后,应检查整个底座框架与孔口相互位置是否正确,底梁与地面之间是否有间隙,如有应填实;检查底梁是否水平,如不水平应进行调平。
上述工作完毕,即开始塔身的地面安装工作。安装时,先将马蹄座用螺钉固定在底梁上,而后将塔身销牢在马蹄座上,再将塔身与另一节塔身依次销牢,最后将两条塔腿与天车梁连在一起。进行上述安装时,应将塔身各段垫平垫齐,使之成一直线。然后,将天车,挂轮分别用螺栓固定在天车架上,并将二层平台安装在塔腿上。如孔浅,钻具质量不大,可应用2×3滑轮系,天车上有3个滑轮,留1个滑轮备以后挂取土器用,挂轮即可不安装。假如塔内只放钻杆,则应使靠架与择身垂直,活动靠架张开。如钻杆卧放,则活动靠架应收拢,靠架应缚在塔腿上并与塔腿成45°的夹角。
安装起塔架,将起塔架支座固定于底座上,并将其卧放,安装完毕,即可旋入地锚,安装绷绳。旋入地锚一般的深度为2m左右,遇砂土地层可更深一些,如遇特硬地层也应旋入1.5m以上。用于起塔架的地锚可略浅些。缚于塔身的4根绷绳中,前面2根既缚于地锚又缚于塔身,后面2根只缚于塔身,待塔立起后再系于地锚;3根用于起塔架的绷绳,也是前面1根两端系牢,而后面2根只缚于起塔架。此后,即可安装泥浆泵,柴油机及升降机。将柴油机、升降机在钻塔底座上固定好,泥浆泵安装于地面上,其位置以三角皮带张紧适当为限度。然后竖起塔架。绷紧起塔架的绷绳,将主升降机钢丝绳绕于卷筒,钢丝绳的一端固定于滚筒上,另一端先穿过起塔架(图2-92),而后绕过天车,并穿过游动滑车,最后用钢丝绳卡固定于塔脚下面的基梁上。而后将游动滑车的“U”形环挂在起塔架的吊环上。
图2-92 立钻塔示意图
起立钻塔之前,必须检查钻机、动力机是否正常;地锚、绳卡、销钉、螺钉等是否可靠;绷绳有无损坏。检查完毕,即可发动柴油机,开动升降机,以低速立塔。立塔过程中,随着塔身的升起,应注意让螺母在塔身支撑滑道中滑行,至塔完全立直,滑行即终止。然后用螺钉及夹板将该螺母固定于滑道终点,并将塔身绷绳初步绷紧。此时,即可检验塔身的垂直度。如塔不垂直,可整体移动底座,或在马蹄座与底座间加垫片。如有扭曲,可以在塔的两腿上加补绷绳调节。最后将绷绳绷紧,摘下游动滑车,卸掉起塔架及其绷绳,进行缠绕副升降机钢丝绳,安装转盘,铺设台板,安装防护罩等。上述工作完成后,即可准备开钻。
(四)钻机的维护保养
钻机工作状态的好坏及其使用寿命的长短,取决于对它熟练的操作、细心的维护和正确保养的状况。
1.钻机的班保养要求
1)经常保持机器的表面清洁,注意各部件的温升情况,温升超过40℃要停车检查;
2)经常注意机械的运转情况。检查连接件和紧固件的螺丝,防护罩要安装牢固。发现机械运转的异常声响,应引起注意并停车检查;
3)按要求对各部件进行润滑。经常检查各转动部位的润滑情况,要消除各密封处的漏油现象。对齿轮箱中的润滑油应作定期检查。
2.主要部件的维护保养
(1)摩擦离合器
SPJ-300型钻机的摩擦离合器是干式离合器。它的维护保养主要是减轻摩擦片的磨损和防止油或水渗入离合器内。摩擦片脱开间隙为1.5m左右,弹簧失效的需要更换,若间隙过大时要进行调整。如发现摩擦片烧毁、老化、磨损或铆钉松动等现象时,应及时更换。为减轻磨损,离合器在使用中要避免开关频繁或在重负载下挂离合器,严禁离合器处于半开半合状态工作。如有发热、冒烟现象,应立即停车检查。
(2)变速箱
SPJ-300型钻机使用过程中,应定期检查变速箱内的齿轮牙嵌离合器啮合情况和磨损情况;检查变速箱内机油的清洁程度;对变速箱操纵装置的可靠性和平稳性均应随时检查,不符合要求之处,应及时修理或更换。
(3)升降机
升降机在使用中,制带与制圈的间隙要适当(一般为1.5mm以内),保证松开时不摩擦,结合时不打滑。制带要保持清洁,不能进入油或水,主升降机的蜗轮箱内应保持充足而清洁的锭子油。副升降机的钢丝绳要保持干净,排列整齐。
(4)转盘
工作中应经常检查转盘的固定螺栓是否拧紧;要保持主副轴承的间隙,以清除冲击载荷;应注意拧卸机件的牢固性,检查是否损坏,防止出现故障;定期对齿轮箱润滑油的质和量进行检查。
(5)操作系统
钻机操作系统应经常检查、进行润滑和除污,使各连接部分灵活。当拉杆弯曲、倾斜时,应及时调整。当闸把的活动轴磨损时,应及时拆换,以免因轴与轴孔的间隙过大而产生行程过大现象。
3.钻机的润滑
1)变速箱内采用机油润滑,打完两个孔更换一次润滑油。但是,刚出厂第一次使用的新机,应在使用两周后更换一次润滑油。
2)主升降机的蜗轮蜗杆机构采用锭子油润滑,副升降机的卷筒内两盘滚动轴承采用机油润滑。
3)转盘除主轴承采用润滑脂润滑外,其余轴承均采用机油润滑。
4)开式齿轮和一切操纵系统和非转动的摩擦面均采用机油间隙点滴润滑。
『伍』 现在的钻机中有ZJ70D，ZJ70LD，ZJ70LDB，等等，我想知道数字后面的字母，究竟代表什么意思
zj是钻机的缩写 70代表钻机承钻深度7000米（41/2钻杆）L代表链条传动 D代表低位钻机 B 代表变频驱动
『陆』 钻机液压传动系统
(一)功用
1)用以完成主轴的上升、下降、停止,钻机移动,松开卡盘,拧卸钻杆等工作。
图4-63 XY-4型钻机机架
1—挡铁;2—右机腿;3—前机架;4—机座;5—左机腿;6—防护罩;7—移动油缸;8,9,13—压板;10—后机架;11,12—调整垫;14—调整垫
2)可实现钻进过程中的加压、减压钻进和强力起拔等工艺要求。
3)可以控制立轴下降速度。系统中的油压由压力表反映,钻进压力、加减压力值及钻具质量由钻压表反映,如图4-64所示。
(二)液压系统的组成
XY-4型钻机的液压系统由以下四部分组成:
1)动力机构。由齿轮式油泵构成,它是液压系统的“心脏”液压能的动力源。
2)控制机构。控制和调整系统内油液的压力,流量和方向,将液压能分配给各执行机构。由液压操纵阀,可调节流阀等组成。
3)执行机构。将液压能转换为机械能(往复和旋转运动),由油缸,液压马达等组成。
4)辅助装置。由油箱、过滤器、油表、油管、接头等组成。
(三)液压传动系统工作原理
1.钻机前后移动
如图4-65所示,由手动控制弹簧复位三位六通换向阀与钻机前后移动油缸等构成了钻机移动回路。其工作原理是:油液由油箱经过滤器通过油泵获得液压能,压力表反映系统压力,用溢流阀控制系统压力并实现过载保护。换向阀各位置工作状况如下:
图4-64 XY-4型钻机液压传动系统组成图
1—油箱;2—阀门;3—接头螺钉;4—接头体;5—单联齿轮泵;6,7,8—接头螺钉;9—接头体;10—ZFS四联多路换向阀;11—螺帽;12,13—接头螺钉;14—回油接头体;15—给进油缸下油管;16—接头体;17—给进油缸上油管;18—给进控制阀;19—钻压表;20—接头螺钉;21—接头体;22—直通接头;23—液控单向阀;24—D型胶管接头;25—C型胶管接头;26—压力表
图4-65 XY-4型钻机液压系统
1—压力表;2—单向阀;3—油泵;4—过滤器;5—油箱;6—溢流阀;7—钻机前后移动操纵阀(三位六通);8—备用操纵阀(三位六通);9—卡盘松紧操纵阀(三位六通);10—立轴升降操纵阀(四位六通);11—给进控制阀(节流阀);12—三通换向阀(梭阀);13—钻压表;14—立轴油缸;15—液压卡盘;16—单向阀;17—钻机前后移动油缸(单出杆油缸)
1)处于第二位置(零位)时,压力油经常态回油道直接流回油箱,此时钻机处于停止状态。
2)处于第一位置时,常态回油道封闭,压力油进入移动油缸左腔,油缸体左移并带动钻机左移(后退);油缸右腔油液经回油道流回油箱。
3)处于第三位置时,常态回油道封闭,压力油进入移动油缸右腔,油缸体右移并带动钻机右移(前进),油缸左腔油液经回油道流回油箱。
2.松开液压卡盘
由卡盘松紧操纵阀与液压卡盘内油缸等构成液压卡盘松紧回路。由于该钻机液压卡盘采用碟形弹簧卡紧,液压力松开的方式,所以只需一条工作油路,而另一条油路接在液压拧管机的供油路上。换向阀各位置工作状况如下:
1)处于第二位置时,压力油经常态回油道直接流回油箱,此时处于停止状态。
2)处于第一位置时,常态回油道封闭,压力油进入卡盘环形油缸,推动活塞下移,压缩碟形弹簧,卡盘松开。
3)处于第三位置时,压力油进入拧管机供油路,此时拧管机即可工作,同时卡盘油缸内油液卸荷,碟形弹簧复位,卡盘卡紧。
3.立轴的下降、停止、上升与称重
由立轴升降操纵阀、立轴升降油缸(给进油缸)及给进控制阀等构成立轴给进回路。换向阀各位置工作状况如下:
1)处于第二位置时,压力油经常态回油道直接流回油箱,立轴处于停止状态。
2)处于第一位置时,常态回油道封闭,压力油进入给进油缸上腔,推动活塞下移,立轴下降;给进油缸下腔油液与回油道接通,流回油箱。下腔油路上串联着给进控制阀,可以调节油缸下腔回油量,从而控制立轴下降速度,实现加、减压钻进。
3)处于第三位置时,常态回油道封闭,压力油通过给进控制阀之单向阀进入给进油缸下腔,推动活塞上行,立轴上升;油缸上腔油液与回油道接通卸荷。
4)处于第四位置时,常态回油道的油道封闭,油缸上腔开始卸荷,由于油缸下腔处于封闭状态,下腔油压力与钻具质量相平衡,从钻压表上可读出钻具在孔内的质量值,油泵输出的压力油克服溢流阀弹簧压力顶开阀心流回油箱。
(四)主要液压元件的构造
1.油箱
油箱的用途主要是储油、散热、分离油中的空气和沉淀杂物等。
XY-4型钻机油箱为开式,容量为40L。装于钻机前机架的右侧。其构造如图4-66所示。
油箱由钢板焊接制成,中间用带孔的隔板分成回油沉淀和吸油两个工作室,可消除泡沫,沉淀杂物,冷却油液。油箱上端有加油口及过滤网,透气孔等,油箱侧面有圆形油标,用于观察油面高度。
2.油泵
该系统采用外啮式齿轮油泵,型号为CB33/80。其主要技术参数如下:
图4-66 XY-4型钻机油箱
1—接头组件;2—接头;3—盖板;4—胶垫;5—加油口盖;6—加油口;7—过滤板;8—后提手;9—回油管接头;10—箱体;11—观察口;12—镜片;13—胶垫;14—垫圈;15—油标板;16—前提手;17—隔板;18—接头;19—过滤器
工作压力8MPa;最高压力12MPa;转速1500r/min;排量33L/min;容积效率70.95;进油管丝扣尺寸G7/8in;排油管丝扣尺寸G3/4in。
油泵传动装置如图4-67所示。主要由三角皮带轮、轴承、油泵座、传动轴及橡胶油封等组成。传动轴一端以平键连接三角皮带轮,另一端则以两副207轴承装于油泵座内孔。齿轮泵轴的外花键插于传动轴的内花键中,从而避免三角带传动过程中的拉力直接作用在油泵轴上。
图4-67 油泵传动装置
1—B型三角皮带;2,10—弹簧垫圈;3,9—六角头螺栓;4—纸垫;5,6—衬套;7—传动轴;8—207轴承;11—油泵座;12—压注油嘴;13—橡胶油封;14—密封螺塞;15—衬套;16—三角皮带轮;17—平键;18—止退垫圈;19—圆螺母
3.液压操纵阀
液压操纵阀是钻机液压传动系统的控制中枢,属集成式一组多路换向阀。如图4-68所示,主要由调压溢流阀、钻机移动控制阀、卡盘及拧管机控制阀、立轴给进控制阀和回油侧盖五部分组合而成。下面分别介绍各阀的构造及工作原理。
图4-68 XY-4型钻机液压操纵阀
1—微调手轮;2—圆锥销;3—拨环;4—手轮套;5—密封圈;6—调压螺杆;7—防转销;8调压螺母;9—限位套;10—调压套筒;11—限位螺母;12—密封圈;13—调压溢流阀壳体;14—调压弹簧;15—调压阀体;16—阀座;17—螺母;18—弹簧座;19—弹簧;20—弹簧罩;21—弹簧压板;22—密封盖;23—内六角螺钉;24—定位器体;25—内六角螺钉;26—定位套筒;27—定位钢球;28—锁紧弹簧;29—回油后盖;30—连接螺杆;31—连接板;32—垫圈;33—销;34—操纵杆座;35—快速增压手柄;36—拨叉;37—操纵杆;38—立轴给进控制阀杆;39—卡盘及拧管机控制阀杆;40—钻机移动控制阀杆
(1)调压溢流阀
该阀由微调手轮、快速增压手柄、调压螺杆、调压螺母调压弹簧、调压阀体及阀座等组成(图4-68)。阀体与阀的圆锥结合面经相互研磨有良好的密封性能,在调压弹簧张力的作用下,将压力油道P和回油道O隔开。一旦系统压力升高至限定值,即可克服弹簧张力顶开阀体,压力油便经阀座孔油道O2流回油箱。
调压溢流阀压力值是由调整弹簧张力的大小而实现的,既可微调,也可速调。微调手轮及套用圆锥销与调压螺杆连接为一体,螺杆前端左旋螺纹与调压螺母相配合,螺母上固定有防转销,调整弹簧装在阀体与调压螺母之间,正时针旋转微调手轮,调压螺母向前移动压缩弹簧,增强对阀体的压力,则调压阀压力增高;反之压力减小。为使系统压力不超过最大值,在调压筒内装有限位套并用限位螺母限位。这就限制了调压螺母的移动距离,同时也限制了弹簧对阀体的最大压力,从而实现控制系统压力的目的。在钻机操作中,有时需要液压系统快速增压,为此特装有快速增压手柄,并以销轴支撑在调压套面上,其前端拨叉卡在拨环上,拨环又套在手轮上,所以扳动手柄时,通过手轮套、圆锥销、使调压螺杆迅速前移而压缩弹簧,达到快速增压目的。松开手柄后,弹簧复位,恢复到原调压值。
(2)钻机移动控制阀
该阀主要由钻机移动控制阀杆、阀壳和复位弹簧等构成(见图4-68)。阀壳通孔中配装有带四段柱塞的阀杆,阀杆头部装有弹簧,弹簧压板等零件,并用密封盖罩住。阀杆底部的螺旋孔旋入阀杆接头,以锁母锁紧,阀杆接头的销轴连接操纵杆座,此座用连接板铰链连接于密封盖支架上,座孔中插入操纵杆,扳动操纵杆时,阀杆即在阀体中滑动,同时压缩弹簧,扳动力消失后靠弹簧张力使阀杆复位。
液压操纵阀总成内共有5条油道,中间是由压力油道P和回油道O直通连接的常态回油道;P1P2为压力油道;O1O2为卸荷油道;在移动控制阀片中有两个接执行油缸的工作油孔A1B1,其中A1接移动油缸后腔;B1接前腔,滑阀杆移动时,当其中一个工作油孔接通压力油道,另一工作油孔即接通卸荷油道,从而形成钻机前后移动回路。
(3)液压卡盘及拧管机控制阀
该阀构造除定位装置与钻机移动控制阀不同外,其他部分完全相同(图4-68)。定位装置由定位套筒,定位钢球和锁紧弹簧等组成。定位套筒用内六角螺钉拧在阀杆头部,其上有三道环形凹槽。在定位器体上也开有环形凹槽,槽内均布8个小孔,孔中装有定位钢球、其外用锁紧弹簧压住,当定位套筒的凹槽与定位钢球相对时,即被钢球卡住而实现定位。阀内油道A0与液压卡盘的环形油缸接通,B0与液压拧管机的供油路接通。
(4)立轴给进控制阀
该阀的定位装置与液压卡盘及拧管机控制阀相似,只是多了一个阀位(图4-68)。阀中油道A0通给进油缸上腔;油道B0通下腔(油路流通状况见本节液压系统工作原理叙述)。钻具称质量时将滑阀杆下移到极限位置,使柱塞将油道B0封闭,柱塞将常态回油道封闭,A0—O0相通,此时处于油缸上腔卸荷,下腔封闭状态。
4.给进控制阀
给进控制阀为一单向可调节流阀。主要由球阀(单向阀)、针阀(节流阀)、阀体及手轮等组成,其构造如图4-69所示。
图4-69 给进控制阀
1—管接头;2—球阀;3—针阀;4—阀体;5—手轮;6—锥销;7—弹簧;8—螺塞
当给进油缸活塞下移时,油缸下腔油液迫使球阀关闭,油液只能从针阀的环形间隙中流出,回油量的大小可通过转动手轮使针阀轴向移动,从而控制立轴的下降速度。加压钻进时,可使针阀全部开启以降低回油阻力。减压钻进时应根据工艺要求控制针阀开启大小,以保持立轴下降速度均匀。
立轴上升时,油液从右侧油孔进入而顶开单向阀从下油口流出,直接进入给进油缸下腔,活塞快速向上移动,完成倒杆作业。
5.限压切断阀
该阀串联在三通换向阀与钻压表之间(图4-70)。主要由接头、阀体、阀芯、弹簧、调节螺丝等组成。接头接高压油道,上螺孔接钻压表,当液压油超过限定值时,阀芯大端承受的压力超过弹簧张力,于是阀芯压缩弹簧而右移,其锥面将油道封闭,油压不能传递到表内从而保护钻压表不受损害。
图4-70 限压切断阀
1—接头;2—垫片;3—阀体;4—阀芯;5—弹簧座;6—弹簧套;7—弹簧;8—调节座;9—调节螺丝
6.三通换向阀
该阀在液压传动系统中的位置见图4-65,其作用是接通给进油缸上腔或下腔与钻压表之间的高压油道,同时封闭低压道与钻压表的通路。其构造如图4-71所示,主要由阀体、管接头、阀等组成。当给进油缸上腔为压力油,下腔卸荷时,阀右移,b和c接通,a孔封闭,钻压表反映加压钻进读数,反之a和c接通,b孔封闭,钻压表反映减压钻进读数。
图4-71 三通换向阀
1—阀体;2—管接头;3—密封圈;4—管接头;5—阀;6—螺钉;7—管接头;a—给进油缸下腔接口;b—给进油缸上腔接口;c—限压切断阀接口
7.压力表和钻压表
(1)压力表
压力表为1.5级的标准簧管式表,最大压力为16MPa。该表装于油泵与液压操纵阀之间(在液压系统中的位置见图4-65之1),用以观察整个液压系统工作压力,亦可判断各元件在工作过程中的故障,以便及时排除隐患。其构造如图4-72所示。
其工作原理是:当压力油从进油孔进入弹簧管后,在压力油作用下簧管由于变形而使自由端产生位移,此位移通过扇形齿轮及齿杆带动指针旋转,当油压产生的作用力和簧管变形而产生的弹性力相平衡时,指针便停留在某一固定位置。利用静盘及动盘上的刻度,就可以反映出钻进时的加压值、平衡钻具质量值或钻具称重值。此种压力指示器因簧管容易产生永久变形,且抗冲击、震动性能差,故使用寿命较短。
(2)钻压表
钻压表又称孔底压力指示器,在液压系统中的位置见图4-65之13。此表是用外经为100mm最大压力为9.8MPa的1.5级普通簧管式表改制而成的。表的接头处装有缓冲装量。该表并联在给进油缸油路上,反映出给进油缸压力腔的压力,从而测出钻具质量及加压和减压钻进值。
目前国内常用的孔底压力指示器主要有两种类型:簧管式和柱塞式。XY-4型钻机采用的是簧管式孔底压力指示器。钻压表构造如图4-72所示,表盘有静盘、动盘,静盘上有顺时针方向从0～10t(即100kN)的总刻度值。每吨刻度分为5小格,即每小格0.2t(2000N)。静盘上各刻度值是以压力表相应压力乘以两个给进油缸圆面积得出的,动盘有旋钮突出表面,可以旋转记数。动盘上有加压和减压两种刻度,加压刻度为红色,从0～4t(40kN)按顺时针方向增加,其刻度值是以压力表相应压力乘以两个油缸上腔活塞面积减去活塞杆断面后的面积得出的。减压刻度是黑字,从0～7t(70kN)按逆时针方向增加,其刻度原理与静盘相同。
图4-72 钻压表构造
1—进油孔;2—簧管;3—静盘;4—动盘;5—有机玻璃罩;6—指针
钻压表使用方法如下:
称重。将钻具提离孔底,将立轴给进控制阀手柄扳至“称重”位置,指针在静盘上指示的刻度值即是钻具质量。
加压钻进。当钻具质量小于钻进工艺所需要的钻压时,应给钻具附加一定的压力。操作时应首先将钻具质量称出,假设称出的质量为1t(10kN)而钻具压力需要2t(20kN)则需将动盘红圈上1t的刻度值对准静盘的零位,然后将操纵阀手柄扳到“下降”位置,顺时针调节溢流阀微调手轮,增加给进油缸上腔压力,使指针对准动盘红色刻度2t值时,即是钻压值。此时表盘各刻度数据的含义是,动盘加压(红色)刻度1t是钻具质量,2t是钻压,其差值1t是加压数。加压钻进表盘状态见图4-73a。
减压钻进。当钻具质量大于钻进工艺所需的钻压时,就应由给进油缸下腔形成一个向上的作用力以抵消一部分钻具质量。使其差值为钻压值。操作时应先称出钻具质量,若称出钻具质量为3.5t(35kN),而钻压只需要2t,应减去1.5t。此时应将钻压表上动盘黑圈3.5t的刻度值对准静盘上的“零位”并扳动操纵阀手柄至“上升”位置,顺时针凋节溢流阀调压手轮进行“减压”,增加给进油缸下腔油压。直至表针对准动盘黑圈(减压)上2t刻度。此时表盘各数据的含义是:动盘减压钻进刻度值3.5t是钻具质量,刻度2t值是钻进压力,静盘1.5t刻度值是减压差值。减压钻进表盘状态见图4-73b。
图4-73 钻压表加压、减压状态示意图
(五)液压传动系统操作使用注意事项
1)在钻进和提升过程中,不得板动钻机移动操纵阀手柄。
2)液压操纵阀各手柄不能同时板到工作位置,当一个手柄处于工作位置时,其他手柄应置于“停止”位置。
3)板动操纵阀手柄应迅速准确到位。不能用力过猛,避免出现压力冲击、蹩泵、拉坏定位装置和冲坏仪表。
4)松开液压卡盘时,应先将操纵阀扳到“松开”位量,后扳动溢流阀快速调压手柄至极限位置,卡盘卡紧时须放松快速调压手柄。
5)液压操纵阀各阀片之间出厂前已调整密封好并用螺栓紧固成一整体。在机台不准随意拆卸,以免影响正常工作和漏油。
6)各软、硬油管不得挤压、碰伤和发生扭转现象,油管曲率半径应不小于外经尺寸的7倍。
7)应使用规定牌号的液压油,注意保持油液清洁,防止油液中混入杂质污物。野外搬迁钻机,应将拧开的油管接头用干净软布堵死,防止杂质进入系统造成故障。
8)应定期检查油箱中油位高度,使其符合油标刻线。油液工作温度应保持在35～60℃。
『柒』 XY-1型钻机
XY-1型系列钻机,是在XJ-100型、XU-100型钻机的基础上,逐步改进形成的轻型油压式钻机。
XY-1型钻机是一种具有油压给进的轻便钻机。额定钻孔深度100m;最大开孔直径允许为130mm,终孔直径为75mm。钻进深度根据地层情况而定。
该钻机的钻进效率较高,有快速倒杆装置,操作方便。水泵与动力机同装在一个底盘上,结构紧凑,较容易拆卸,可解体为7个部件,便于搬迁。其动力机可以使用柴油机,也可以使用性能相似的电动机。
(一)适用范围
1)用于普查勘探、地球物理勘探、道路及建筑勘探以及打爆破孔等钻进工程。
2)可根据地层的不同选用合金、钢砂及钢粒等钻头进行钻进。
3)可钻Ⅱ～Ⅸ级的砂质黏土及基岩层等。
(二)主要特点
1)具有油压自动给进机构,钻进效率高。
2)采用上球卡夹持机构代替卡盘,可实现不停机倒杆。
3)手柄集中,操作方便,安全可靠。
4)结构紧凑,钻机、水泵及动力机都安装在同一个底架上,占用场地面积小。
5)质量轻,分解性强,便于搬迁,适合于平原和山区工作。
(三)主要参数
XY-1型钻机主要技术参数规格如表4-16所示。
表4-16 XY-1型钻机主要技术参数规格表
(四)钻机传动系统
XY-1型钻机的传动系统如图4-23所示。
图4-23 XY-1型油压钻机传动系统示意图
1—卷扬机;2—回转器;3—卡盘油缸;4—机架;5—动力机;6—油泵;7—张紧轮;8—摩擦离合器;9—变速箱
(五)钻机液压系统
钻机的液压系统如图4-24所示,它由油箱、油泵、操纵阀、油压表、油管及给进油缸等组成。
图4-24 XY-1型钻机液压系统示意图
A—进油口;B—回油口;C—工作油口
通过高压齿轮油泵的作用,机油自油箱经过滤网从管子进入操纵阀,如图4-25所示。它由立轴控制阀及调压-溢流阀两部分组成。通过立轴控制阀可分别使立轴给进、提升、停止或浮动。而通过调压-溢流阀则可使立轴获得不同的给进压力。
图4-25 XY-1型钻机液压操纵阀总成
A—进油口;B—回油口;C—工作油口
溢流阀的作用主要是根据钻进需要,灵活调节压力。油缸作用过程中剩余的油液,克服弹簧对阀体的压力而流回油箱。在没有溢流的情况下,工作油液的压力由弹簧对阀体的预压力,即弹簧的预压量所决定。所以调整弹簧的预压量,即可调节液压系统的工作压力。
液压系统的压力表,由于换向阀的作用,始终指示的是油缸的压力。当操纵手把放在给进位置时,压力表指示的是油缸上腔的压力;手把放在提升位置时,则压力表指示的是油缸下腔的压力。
(六)卷扬机
卷扬机用来升降钻具或起下套管。图4-26为游星齿轮结构的卷扬机剖面图。
图4-26 游星齿轮结构卷扬机剖面图
1—传动齿轮;2—中心齿轮;3—轴架;4—卷扬机轴;5—卷筒;6—滚珠轴承;7—游星齿轮轴;8—游星齿轮;9—内齿圈;10—游星齿轮支架
卷扬机由传动齿轮、中心齿轮、轴架、卷扬机轴、卷筒、滚珠轴承、游星齿轮轴、游星齿轮、内齿圈及游星齿轮支架等组成。通过两个抱闸的操作,使卷扬机进行提升、下降和制动的作用。
游星齿轮在提升、下降、制动时的运动情况,如图4-27所示。其操作方法如下:
图4-27 卷扬机游星齿轮运动示意图
1.提升
操作变速箱主轴卷扬手把,置于与卷扬机接通位置,动力即通过传动齿轮使卷扬机轴上之中心齿轮回转。将左抱闸制动手把松开,右抱闸提升手把向下压,使紧抱游星齿轮支架。此时支架及游星齿轮轴均被制动不回转。3个游星齿轮被中心齿轮带动而自转,即通过卷筒的内齿圈带动卷筒回转而起卷扬作用。
2.下降
将提升手把和制动手把同时松开,钻具因自动下降,并通过钢绳使卷筒和内齿圈反向回转。由于中心齿轮和内齿圈同时按一个方向转动,加速了游星齿轮的自转与公转速度。
3.制动
操作左面抱闸制动手把,使抱闸抱紧卷筒,同时将右抱闸松开。此时内齿圈不回转,卷扬机轴和中心齿轮一面自转,一面带动游星齿轮边自转边公转,游星齿轮支架也随之回转,而卷筒本身则被制住不动。
操纵卷扬机时,应注意不能同时刹死两个抱闸,以防发生事故。
『捌』 钻机型号怎样表示
国产钻机产品型号由类别标志、结构特点及主要参数或系列序号专构成。类别标志、结构属特点
以汉语拼音字母表示。主要参数或系列序号以数字表示，其间以“－”相连。产品改型后，其原
型后加短横并分别注1、2、3……表示。
型号汉语拼音字母不超过三个字母，排列第一位是类别标志，第二位是第一特征代号，第三
位是第二特征代号，后面的数字表示定型产品的序号，例如岩心钻机：100米标1，300米标2、
600米标3，1000米标4，1500米标5，2500米标6，未形成系列的以主参数表示。
常用国产钻机的类别标志和特征代号如下：
X代表岩心钻机（岩心）
Sz代表砂矿钻机（砂钻）
S代表水文钻机（水文）
G代表工程钻机（工程）
K代表坑道钻机（坑道）
Q代表浅孔钻机（浅钻）
R代表地热钻机（地热）
第一特征代号表示传动机构：
B表示手把手轮操纵、机械传动
Y表示液压操纵、机械传动
JD表示机械动力头
D表示全液压动力头
P表示转盘
第二特征代号表示装载及其它
C表示车装
例如：
S
P
C
－
300－主参数（300M）
∣
∣
∣——
—
第二特征代号（车装）
∣——
第一特征代号（转盘）
————类别标志（水文）
『玖』 钻机型号怎样表示
国产钻机产品型号由类别标志、结构特点及主要参数或系列序号构成。类别标志、结构特点
以汉语拼音字母表示。主要参数或系列序号以数字表示，其间以“－”相连。产品改型后，其原
型后加短横并分别注1、2、3……表示。
型号汉语拼音字母不超过三个字母，排列第一位是类别标志，第二位是第一特征代号，第三
位是第二特征代号，后面的数字表示定型产品的序号，例如岩心钻机：100米标1，300米标2、
600米标3，1000米标4，1500米标5，2500米标6，未形成系列的以主参数表示。
常用国产钻机的类别标志和特征代号如下：
X代表岩心钻机（岩心）
Sz代表砂矿钻机（砂钻）
S代表水文钻机（水文）
G代表工程钻机（工程）
K代表坑道钻机（坑道）
Q代表浅孔钻机（浅钻）
R代表地热钻机（地热）
第一特征代号表示传动机构：
B表示手把手轮操纵、机械传动
Y表示液压操纵、机械传动
JD表示机械动力头
D表示全液压动力头
P表示转盘
第二特征代号表示装载及其它
C表示车装
例如： S P C － 300－主参数（300M）
∣ ∣ ∣—— — 第二特征代号（车装）
∣—— 第一特征代号（转盘）
————类别标志（水文）
『拾』 CZ型冲击式钻机
(一)CZ型钻机主要技术性能
CZ-20型、CZ-22型和CZ-30型钻机的主要技术性能见表2-36所示。
表2-36 CZ-20型、CZ-22型和CZ-30型钻机主要技术性能
(二)CZ型钻机传动系统
CZ型冲击式钻机的传动示意图见图2-93所示。电动机经三角皮带带动主轴旋转。主轴再把动力经离合器分别传给冲击轮,或经链条传给冲击卷筒或抽筒卷筒。
图2-93 CZ型钻机传动系统
1—动力机;2—冲击卷筒;3—冲击机构;4—主轴;5—抽筒卷筒;6—辅助卷筒
钻机的操纵手把都集中在钻机的后左角,操作者的视野可以清楚地控制井口。
主轴既是动力传递机构也是动力分配机构。为了达到这个目的,在主轴上装有3个离合器,它通过操纵手把可以使冲击机构、冲击卷筒、抽筒卷筒分别工作,从而达到钻井目的。
冲击机构,包括冲击齿轮,连杆、冲击梁、导向轮和压轮。冲击机构的作用是把动力机的回转运动变成钢丝绳的往复运动,从而带动钻头作上下运动。当冲击齿轮旋转时,带动有拐臂的连杆运动。于是冲击梁就以导向轮轴为中心,作上下摆动。缠绕在其上面的钢丝绳在压轮的压力下做“抽取”和“放出”的运动。
在冲击梁上装有弹簧,是为了由于钻具在孔内运动不正常时给钻机以冲击力,从而可以减轻钻机受震,称缓冲补偿弹簧,这种机构也可以放在桅杆顶上。
卷筒在冲击型钻机上最少需2个,一般为3个,因为冲击钻进工艺要求单独掏岩粉浆,故除带动钻头冲击卷筒外,还必须有掏砂筒卷筒。第三个卷筒称辅助卷筒,作一些辅助工作使用。桅杆是用于提升井内工具用的,冲击型钻机的桅杆多做成伸缩式的,这样便于运输。
CZ型钢丝绳冲击钻机的外貌见图2-94所示。
图2-94 CZ型钢丝绳冲击钻机外貌图
1—电动机;2—曲柄连杆机构;3—主轴;4—压轮;5—主天车;6—桅杆;7—钢绳;8—副天车
(三)CZ型钻机的维护及保养
1.操作系统的维护保养
主要是经常检查,润滑和消除污垢使各连接部分灵活、可靠。如拉杆变形要及时修理;闸把的活动轴磨损要及时拆换,以免因轴孔间隙过大而造成操作失误。
2.制动闸的维护保养
刹车闸带的松紧程度要调整适当。调节方法是:调节制带端螺栓和吊持闸带弹簧栓。调整后,使其在放松状态时制带不摩擦制动圈,其间隙一般大于1.5mm,工作中勿使油脂或水沾溅在刹车带上,防止打滑。
3.摩擦离合器的维护保养
摩擦离合器传动的不正常,往往是由于摩擦片磨损或者滴入水油造成的。为了减轻磨损,使用摩擦离合器时,拨叉拨动凸轮要使三爪通过凸轮的死点,并且能够停留住。在停止传动时凸轮一定与三爪分离。如果摩擦离合器失灵,要及时调整修理。
调整的方法:抽出夹圈上的销子,将夹圈向右移动,使销子调整到适当的孔位上。
摩擦片滑动的原因,往往是因为滚珠轴承油封损坏或加油过多,使润滑油渗入摩擦离合器内造成的。为了避免这种现象,要勤检查,发现损坏要及时更换,定期加油,加油时,不宜加得过多。
在处理事故时,由于摩擦离合器长时间的超负荷传动,时常发热冒烟。遇有这种情形要及时冷却,防止将摩擦片烧结。
4.齿轮和链条传动装置的维护保养
主要是经常检查,清理污垢和加油。对齿轮传动装置还必须检查距离的正确性。对链条传动装置还必须检查链条的松紧程度,检查链条板、链条轴磨损程度及其与链轮的啮合是否正常。
5.定期检查
要定期检查摩擦离合器的调整情况;制动闸的调整情况;操作系统的调整情况,三角皮带的传动情况;齿轮和链条的传动情况;缓冲装置工作情况;天车与滑轮的转动情况;动力机的运转情况。
6.钻机的润滑
为了使钻机运转部件灵活、减少磨损,必须按时地在润滑位置加足润滑油和定时清洗干净。