533 工程鉆機的設計,工程,鉆機,設計 黑龍江科技學院畢業(yè)設計（論文）任務書姓名： 李 國 巍 任務下達日期： 2006 年 03 月 13 日設計（論文）開始日期： 2006 年 03 月 13 日設計（論文）完成日期： 2006 年 06 月 20 日一、 設計（論文）題目： GCPS—20 型 工 程 鉆 機 的 設 計 二、專題題目： 水平定向鉆機常用結構的探討 三、設計的目的和意義： 隨著國家基本建設的投入持續(xù)增長，尤其是像京滬高速鐵路、奧運場館等一批國家重點項目的陸續(xù)啟動,將對工程鉆機技術要求更高、鉆機不僅要具有高效性、環(huán)保性，更要具有復合性。通常使用的工程鉆機在工作時只有鉆進，當遇到較為堅硬的巖石層，如卵石、灰?guī)r、花崗巖等硬巖石地層，就不得不改變鉆進方位，或另鉆它孔，為解決此問題在老師的指導下我設計這臺帶有沖擊鉆的多功能復合型鉆機，它可有效的解決上述問題。我相信這臺鉆機一定會有很廣闊的市場前景! 四、設計（論文）主要內容： 主要是鉆機的變速箱結構設計、轉盤的設計，還涉及動力機確定、機構傳動系統(tǒng)設計。五、設計目標： 使鉆機不僅能應用于水利工程、鉆鑿高層建筑、橋梁、港口基礎樁孔的鉆進，也能用于卵石、灰?guī)r、花崗巖、漂石層等硬巖地層的鉆進。六、進度計劃： 2006. 03. 13 至 03.19 查閱相關資料，了解設計產(chǎn)品性能、發(fā)展現(xiàn)狀 03.20 至 03.26 畢業(yè)實習、參觀相關產(chǎn)品、收集資料 03.27 至 04.02 整理現(xiàn)有資料、寫實習總結、整理實習日記 04.03 至 04.09 確定設計內容、寫開題報告 04.10 至 04.16 設計產(chǎn)品總體裝配圖、畫草圖、確定各部分結構、位置 04.17 至 04.23 說明書草稿出初定 04.24 至 04.30 計算相關內容 05.01 至 05.07 畫總裝配圖 05.08 至 05.21 畫變速 05.22 至 05.29 畫轉盤圖、零件圖 05.29 至 06.11 編制說明書 06.12 至 06.18 修改圖紙、查找錯誤 06.19 檢查資料、準備答辯 七、參考文獻資料： GPS——20 型工程鉆機使用說明﹒ 上海金泰股份有限公司探礦機械 1998。 成大先﹒機械設計手冊減（變）速速器·電機與電器﹒化學工業(yè)出版社，2004。 殷琨﹒發(fā)展中的沖擊回轉鉆進技術﹒探礦工程（第 5 期） ，1997。 胡家秀﹒簡明機械零件設計使用手冊﹒機械工業(yè)出版社﹒1999。成大先﹒機械設計手冊聯(lián)接與緊固﹒化學工業(yè)出版社，2004。指 導 教 師： 院（系）主管領導： 年 月 日I 摘 要GCPS—20 型鉆機是一種復合式多功能鉆機，為適應我國深基礎工程和連續(xù)墻以及水利工程、橋梁工程的發(fā)展與需要，結合大口徑鉆機灌注樁和地下連續(xù)墻施工的特點，為解決在復雜地層、硬巖中成孔而研制，特別卵石層、基石、漂石層能大幅度提高施工效率，在各種成孔方法中是比較經(jīng)濟有效的方法。鉆機是集回轉、沖擊鉆進工藝于一體的多功能復合型鉆機，用轉盤回轉鉆進時可用于第四世紀覆蓋層，沖擊鉆進時可用于卵石、灰?guī)r、花崗巖等硬巖地層。本鉆機的特點是結構簡單，緊湊，而且各種操作手柄布置合理，操作簡單，便于使用與維護。關鍵詞： 沖擊鉆進 變速箱 減速器 轉盤 II AbstractThe types GCPS-20 drill the machine is a kind of compound type multi-function drill the machine, in order to adapt the our country development and demands of the deep foundation and consecution wall and marine hydraulic engineering, the bridge engineering, combine the big caliber to drill the machine to infuse to note the stake and the characteristics of underground continuous wall construction, in order to solve to become the bore but research to manufacture in complicated geologic strata, hard rock, significant exaltation of ability of special egg stone layer, sill, the stone layer construction efficiency, is a more economic valid method in variously become the bore method.Drill the machine is to gather the turn-over and pound at to drill into the craft in the integral whole of multi-function and compound type drill the machine, can used for to overlay the layer the fourth century while using to turn the dish turn-over to drill into, can used for the hard rock geologic strata of egg stone, ash rock, granite...etc. while pounding at to drill into.Drill the characteristics of the machine originally is a structure simple, tightly packed, and various operation hand handle III arrange reasonable, operate in brief, easy to usage and support.Keyword：The impact drill into Become soon box Deceleratethe machine Turn the dishIV 目 錄摘 要……………………………………………………………………………IAbstract ………………………………………………………………………II第 1 章 緒論 ……………………………………………………………………11.1 項目的研究意…………………………………………………………11.2 國內外科技現(xiàn)狀………………………………………………………11.3 設計產(chǎn)品的用途和應用領域…………………………………………1第 2 章 鉆機的總體設計 ………………………………………………………22.1 總體布局設計…………………………………………………………22.1.1 傳動系統(tǒng)………………………………………………………22.1.2 氣動系統(tǒng)………………………………………………………22.1.3 電氣系統(tǒng)………………………………………………………22.1.4 工具系統(tǒng)………………………………………………………22.1.5 各部件的功能…………………………………………………22.2 主要設計參數(shù)…………………………………………………………32.3 主要性能特點…………………………………………………………4第 3 章 動力機確定 ……………………………………………………………53.1 按鉆頭鉆進所需功率計算……………………………………………53.2 按鉆機沖擊鉆進所需功率計算………………………………………7第 4 章 帶輪選擇 ………………………………………………………………9第 5 章 變速箱的設計及計算…………………………………………………125.1 變速箱的結構特點 …………………………………………………125.2 結構計算 ……………………………………………………………125.2.1 初步選定 ……………………………………………………125.2.2 選定變速箱傳動公比 ………………………………………125.2.3 按彎曲強度確定齒輪模數(shù) …………………………………135.2.4 按接觸強度確定齒輪分度圓直徑與中心距 ………………145.2.5 齒寬的確定 …………………………………………………155.2.6 齒輪齒數(shù)確定 ………………………………………………16V 5.2.7 計算齒輪相關參數(shù)、確定齒輪 ……………………………165.3 錐齒輪計算 …………………………………………………………175.3.1 初步計算 ……………………………………………………175.3.2 幾何計算 ……………………………………………………175.4 齒輪校驗 ……………………………………………………………225.4.1 齒輪受力分析 ………………………………………………225.4.2 齒輪傳動齒面接觸疲勞強度校核 …………………………225.4.3 齒輪傳動齒根彎曲疲勞強度校核 …………………………255.5 變速箱軸的計算 ……………………………………………………275.5.1 一軸計算 ……………………………………………………275.5.2 二軸計算 ……………………………………………………275.5.3 三軸計算 ……………………………………………………285.6 軸的校驗 ……………………………………………………………285.6.1 按轉矩計算 …………………………………………………285.6.2 軸上受力分析 ………………………………………………295.6.3 求支反力 ……………………………………………………295.6.4 作彎矩和轉矩圖 ……………………………………………305.6.5 確定危險截面及安全系數(shù)校核計算 ………………………33第 6 章 轉盤的計算……………………………………………………………366.1 轉盤輸出轉速 ………………………………………………………366.2 大、小錐齒輪計算 …………………………………………………366.2.1 初步計算 ……………………………………………………366.2.3 幾何計算 ……………………………………………………376.3 錐齒輪齒面接觸疲勞強度校驗 ……………………………………426.3.1 計算公式 ……………………………………………………426.3.2 許用接觸應力計算 …………………………………………436.3.3 齒面接觸強度校核結果 ……………………………………446.4 齒根抗彎疲勞強度校核 ……………………………………………446.4.1 計算公式 ……………………………………………………446.4.2 齒根許用彎曲應力計算 ……………………………………456.4.3 齒根彎曲強度校核結果 ……………………………………466.5 轉盤軸結構計算 ……………………………………………………46第 7 章 鉆機其余部分零部件選擇 …………………………………………48VI 7.1 聯(lián)軸器的選用 ………………………………………………………487.2 減速器齒輪安排 ……………………………………………………48第 8 章 鉆機的維護保養(yǎng) ……………………………………………………518.1 鉆機維護保養(yǎng)的重要性 ……………………………………………518.2 維護保養(yǎng)要求 ………………………………………………………518.3 主要部件保養(yǎng)項目 …………………………………………………528.3.1 轉盤 …………………………………………………………528.3.2 變速箱 ………………………………………………………528.3.3 減速器 ………………………………………………………528.3.4 主、副卷揚機 ………………………………………………528.3.5 水龍頭 ………………………………………………………528.3.6 鉆具 …………………………………………………………538.3.7 沖擊卷揚機 …………………………………………………538.3.8 氣路系統(tǒng) ……………………………………………………538.3.9 傳動鏈條 ……………………………………………………538.3.10 沖擊鋼絲繩…………………………………………………538.3.11 氣胎離合器…………………………………………………538.3.12 主離合器……………………………………………………548.4 安全操作注意事項 …………………………………………………54第 9 章 經(jīng)濟性分析……………………………………………………………56第 10 章 專題 水平定向鉆機的結構探討 …………………………………58結 論……………………………………………………………………………64致 謝……………………………………………………………………………65參考文獻 ………………………………………………………………………66附錄 1 中文（譯文） …………………………………………………………68附錄 2 英文（原文） …………………………………………………………741第 1 章 緒 論1.1 項目的研究意義隨著國家基本建設的投入持續(xù)增長,尤其是像京滬高速鐵路、奧運場館等一批國家重點項目的陸續(xù)啟動,將對工程鉆機技術要求更高、鉆機不僅要具有高效性、環(huán)保性，更要具有復合性。通常使用的工程鉆機在工作時只有鉆進，當遇到較為堅硬的巖石層，如卵石、灰?guī)r、花崗巖等硬巖石地層，就不得不改變鉆進方位，或另鉆它孔，為解決此問題在老師的指導下我設計這臺帶有沖擊鉆的多功能復合型鉆機，它可有效的解決上述問題。我相信這臺鉆機一定會有很廣闊的市場前景!1.2 國內外的科技現(xiàn)狀隨著全球經(jīng)濟的高速發(fā)展,各類建筑和工程施工的數(shù)量激增,工程難度日益加大,質量要求越來越高,極大的推動了各類基礎處理施工技術的發(fā)展,尤其是近 20 年來,由于建筑的大型化和高層化,各種處理范圍廣 ,效率高,污染少,成本低的深基礎施工工法，如大型旋挖樁、地下連續(xù)墻、各種錨固、高壓旋噴、深層攪拌等已成為基礎工程施工的重要手段。而現(xiàn)有國產(chǎn)基礎施工設備效率低下,污染嚴重,不能適應新施工技術的要求,施工企業(yè)一直在大量進口該類設備。加大開發(fā)適合我國國情的新型基礎工程施工鉆機的力度,滿足市場急需,替代進口,是該類設備制造業(yè)的首要任務。1.3 設計產(chǎn)品的用途和應用領域這臺鉆機設計為散裝式轉盤沖擊、回轉復合式多功能鉆機，適用于基礎工程和連續(xù)墻以及水利工程、鉆鑿高層建筑、橋梁、港口基礎樁孔的鉆進，也用于大口徑水井及其他工程孔的鉆，主要用于第四世紀地層及其卵石、灰?guī)r、花崗巖、漂石層等硬巖地層。主要應用于建筑工程、水利工程、橋梁工程、礦井鉆進等領域。2第 2 章 鉆機的總體設計2.1 總體布局設計鉆機由底座、傳動裝置、減速器（分動箱） 、主副卷揚機、沖擊卷揚機、轉盤、鉆塔、氣動系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、工具系統(tǒng)組成。2.1.1 傳動系統(tǒng)電機的動力經(jīng)皮帶傳至變速器，變速器為一進三出結構，一路輸出經(jīng)齒輪傳至主副卷揚機；一路輸出至減速器，經(jīng)由萬向軸傳至轉盤，供回轉鉆進；一路輸出經(jīng)鏈輪傳動沖擊卷揚機，供沖擊提升。2.1.2 氣動系統(tǒng)空壓機輸出壓力氣，由空氣包至氣控箱，分兩路經(jīng)操縱閥控制，傳至沖擊卷揚機兩只氣胎離合器，完成沖擊提升及降落。2.1.3 電氣系統(tǒng)控制電機啟動及關閉，為氣動系統(tǒng)提供電源控制，為操縱箱提供控制系統(tǒng)。2.1.4 工具系統(tǒng)游動滑車、水龍頭、主動鉆桿、孔內鉆桿、加重塊、刮刀鉆頭、墊叉組成回轉鉆進工具系統(tǒng)。游動滑車、水龍頭、孔內鉆桿、沖擊排渣管、沖擊鉆頭、孔口導向工具、墊叉組成沖擊鉆進工具系統(tǒng)。2.1.5 各部件的功能1．轉盤 轉盤用于驅動主動鉆桿及鉆具回轉，轉盤系一級圓錐齒輪傳動機構，通過大錐齒、轉臺、大、小補心驅動鉆桿工作。2．減速器 減速器是進一步降低轉速、提高扭矩而設計的，有兩檔變速，由雙聯(lián)滑動齒輪實行。3． 變速箱 變速箱為二軸一級變速箱，有三擋變速，由單、雙聯(lián)齒輪滑移實3現(xiàn)變速。變速箱內有正、反轉裝置，由雙向牙嵌離合器實現(xiàn)，單向牙嵌離合器實現(xiàn)卷揚機離合。4．主、付卷揚機 主、付卷揚機均為行星式卷揚機，靠制動行星輪來實現(xiàn)鉆具的提升。5．底座 底座由滑臺、下座、油缸、孔口板組成，轉盤、卷揚機組固定于滑臺上，鉆塔固定于下座上，油缸一端固定于滑臺，另一端與孔口板相聯(lián)，油缸用于滑臺的后移和孔口板開合。6．鉆塔 鉆塔用于懸掛游動滑車、水龍頭和提升器等提升設備，結構形式為“n”型，鉆塔內設有導向槽和主動鉆桿后置懸掛裝置。導向槽用于水龍頭導向，懸掛裝置用于換接鉆桿時主動鉆桿不落地。鉆塔起落由油缸完成。2.2 主要設計參數(shù)1. 沖擊卷揚機 提升能力 （kN） 60提升速度 （m/s） 0.4 .05 0.62. 沖擊行程 (m) 0.5—43. 沖擊次數(shù) (1/min) 6—144. 沖錘質量 (kg) 3000—50005. 主、副卷揚機提升能力 (單繩 kN) 30卷繩速度 (m) 0.45, 0.68, 1.13, 1.690.31, 0.46, 0.77, 1.156. 轉盤轉速 (r/min) 13, 17, 21, 26, 42, 527. 主機動力型號(功率) YD280S 55 KW (1480 r/min )8. 鉆塔額定負載 ( kN) 1809. 空壓機型號( 排量，壓力) UB 300—500（3.55 /min, 0.8 MP）3m10. 配備砂石泵型號（型號） 6BS (180 /h) 4或 8BS（340 /h）3m11. 外型尺寸 （長 X 寬 X 高） 10000X2400X170012. 重量主機重量 （t） 10.4 全套設備總重 （t） 282.3 主要性能特點這臺鉆機的主要性能特點是：1. 鉆機是集回轉、沖擊鉆進工藝于一體的多功能復合型鉆機，用轉盤回轉鉆進時可用于第四世紀覆蓋層，沖擊鉆進時可用于卵石、灰?guī)r、花崗巖等硬巖地層；2. 最大鉆孔直徑為 2000 毫米；3. 鉆機為機械傳動，機械、液壓操動，操作方便、可靠；4. 鉆機轉速范圍廣，有 6 檔變速，適用于不同地層要求，利于提高鉆進效率；5. 整套設備安裝在滑撬式底座上，對孔就位方便，機動性強6. 液壓操縱滑臺平移讓出孔口，孔口開闊，起下大直徑鉆具靈活、方便；7. 鉆塔上設有導向槽，有助于提高鉆孔垂直度，降低超徑系數(shù)。鉆塔上有水龍頭后置懸掛裝置，主動鉆桿不落地，減輕勞動強度，縮短輔助作業(yè)時間；8. 主、付卷揚機均采用行星式卷揚機構，提生能力強，輔助水龍頭后置懸掛裝置，可實現(xiàn)塔上無人作業(yè)；9. 鉆進可采用加重塊加壓（根據(jù)不同地層選用） ；10. 排渣方式為泵吸反循環(huán)，排屑效率高，減少孔底重復破碎，鉆進速度快；11. 整機尺寸設計合理，便于汽車運輸及安裝；12. 動力為電機；13. 經(jīng)濟耐用、性能可靠。5第 3 章 動力機確定根據(jù)現(xiàn)場需要，動力機的選擇偏大些，加大儲備系數(shù)，這樣可以提高鉆進效率。3.1 按鉆頭所需功率計算設電機輸出實際功率為 N。N。＝1.2N j式中：N j—鉆機所需功率 KWNj＝（N h＋N y）/η式中: N h—回轉鉆進所需功率 （KW） η—效率 η=0.8Ny—油泵所需功率 （KW）Nh=N1+N2+N3式中: N 1—井底破碎巖石、土層所需功率 （KW）N2—鉆頭與孔底摩擦所需功率 （KW）N3—回轉鉆桿所需功率 （KW）1. Nh=N1+N2+N3 的計算N1= 306/43Amnh??其中： m---鉆頭切削刀數(shù) 取 m=4n---轉盤轉數(shù) 鉆進時 =26 r/minin6h---轉進速度 試取 h=0.8cm/minδ---巖石抗壓強度 其值見表 3-1A---井底破碎環(huán)狀面積 A= 222()/4(10)/47850Ddcm??????2. N 2=δ×f×e ×n×(R+r)/1944800式中： f---鉆具與巖石直間的摩擦系數(shù) f=0.5e---側摩擦系數(shù) e=1.1R---鉆頭外圓半徑 R=200cmr---鉆頭內孔半徑 r=0cm3. N3= 　　　(當 n ,該軸 H 截面是安全的。S37第 6 章 轉 盤 的 計 算6.1 轉 盤 輸 出 轉 速轉盤輸出轉速（r/min）: 13、17、21、26、42、52輸入轉盤轉速 (r/min): 65、85、105、130、210、260轉盤用于驅動主動鉆桿及鉆具回轉，轉盤系一級圓錐齒輪傳動機構，通過大錐齒、轉臺、大、小補心驅動鉆桿工作。6.2 大、小 錐 齒 輪 計 算 6.2.1 初步計算 （1）按齒面接觸強度計算 由設計公式 得13195eHPKTdu????式中： 載荷系數(shù) K= 1.5 齒數(shù)比 5?轉矩： 19080.76TNmn??估算時的齒輪許用接觸應力 22lim3/1/.HPNS????估算結果 312.580.7934.edm???38（2）按齒根抗彎強度計算由式 得：132FSePKTYmZu????式中 K——載荷系數(shù) 取 K=1.5 ——復合齒形系數(shù) 取 = 4.6 FS FSY——小齒輪齒數(shù) =181Z1Z——齒輪許用彎曲應力 FP??= ?FES式中 ——抗彎強度 =600FE?FE?2/Nm——抗彎強度的安全系數(shù) =1.8S? FS?=FP? 2603./1.8?計算 321.580.749.emm???取 =16 mme（3）齒輪齒數(shù) =1Z?ed?234.1.652?取 =181396.2.2 幾何計算（1） 齒數(shù) =18 1Z=5×18=90 2u??（2） 分錐角 = =11.3°1?12arctnZ2190.378.???????（3） 大端模數(shù) 6em（4） 分度圓直徑 = =16×18=288 mm1de1Z= =16×90=1440 mm2e2（5） 外錐距 = 734.88 mm1sinedR??（6） 齒寬系數(shù) 取 =0.3R?b = =220.464 mmde取 b=200 mm實際齒寬系數(shù) 20.734.8Reb???（7） 中點模數(shù) = （1-0.5 ）=13.8 mmmeR中點分度圓直徑 = =248.8 mm1d(0.5)??40=1244.2 mm2(10.5)mRd???（8） 切向變位系數(shù) =0 =01txt高變位系數(shù) =0 =02（9） 頂隙 0.2×16 =3.2 mm (GB12369-1990)ecm???（10）大端齒頂高 mm =16 mm11()6aehx??2ah大端齒根高 mm(0.)19.fc?????mm22().6.f ehxm?全齒高 h= =35.2 mmec??齒根角 11 9.artnarct1.47738ffehR????22 .2rctrt.ffe ?齒頂角 = =1.497° = 1.497°1a?2f 21af??（11） 頂錐角 1.3497.a??????228.80.a???根錐角 11.3497.3ff???????228..20ff????（12） 大端齒頂圓直徑 41112cos8216cos.319.8aeadh m????????mm24.3e（13） 冠頂距 2110sin16sin.716.8kadAh????????????1228ii78.2.3ka m???????（14）大端分度圓弧齒厚 111tan620tan25.12etsmx m??????????????????????215.e??（15） 大端分度圓弦齒厚 mm2 211 5.1. .668ssd??????????????????22.????????（16） 當量齒數(shù) 181.37cos.vz??29046.98.vz?當量齒輪分度圓直徑 42221 5148.3.7vmud m????????????22153.76.vV?當量齒輪頂圓直徑1.1285.73vaadh????2634.6.v m?當量齒輪根圓直徑vb1dcos0(25.7cos0)238.4??? ?2634.5960.71v?? ?當量齒輪傳動中心距??12(5.73.2)8.4vvad m????當量齒輪基圓齒距cos3.416cos0.1vbmp????（17）嚙合線長度??2212invavabvavbvtgdd??????21285.73.46375.960.71398.4sin20vvvavb??= 1199.10 - 1128.15 = 70.95 mm（18） 端面重合度 ..47vabgp??（19） 齒中部接觸線長度 432120.518.6vabml m??????齒中部接觸線的投影長度18.56bml?6.3 錐齒輪齒面接觸疲勞強度校核6.3.1 計算公式 211AVHtHMBHELSKHPmbKFuZZdl???? ???? ?式中 中點分度圓上的切向力 12080.76495.2tmTN???——使用系數(shù) =2.25 AKAK——動載系數(shù) 由 7 級精度和中點節(jié)線速度V取 =1.1 1.059/6mdns????V——齒向載荷分布系數(shù) 取 =1.2 HK? HeK?有效工作齒寬 取 =1.5 =1.8 0.85eb?He?——端面載荷系數(shù) H?//64957./2034.79/10/tetFbNmN???44取 =1HK?——節(jié)點區(qū)域系數(shù) =2.5ZHZ——中點區(qū)域系數(shù) MB?22112tan1vtvaabVvbVZddFFZZ??????????????????????????????式中 參數(shù) =2 1F??2.5.04?2 21tan8.736375.1.0448.90639MBZ??????????????????????????????=1.123——彈性系數(shù) =189.8 EZEZ2N/m——螺旋角系數(shù) 直齒輪 =1? ?——錐齒輪系數(shù) =0.8KK——載荷分配系數(shù) =1LSZLSZ計算接觸應力 22.51.864957.1.3.5189.0.H??????204./Nm6.3.2 許用接觸應力 45limnHPNLVRXWZS??式中 ——實驗齒輪的接觸疲勞極限 =1300 li limH?2/N——壽命系數(shù) =1 NZNZ——潤滑油影響系數(shù) =0.95 LVR LVR——工作硬化系數(shù) =1WW——尺寸系數(shù) =1XZXZ——最小安全系數(shù) =1.1minHSminHS許用接觸應力值2130.9517./.P N????6.3.3 齒面接觸強度校核結果；22104.5/17./HHPNmm?????通過。6.4 齒根抗彎疲勞強度校核6.4.1 計算公式 AVFtFFSKLFPnmKYb???????46式中 ——復合齒形系數(shù) FSY14.8?24.83FSY?——重合度系數(shù) ?0.57/0.57/1.20.4va????——錐齒輪系數(shù) KY=1.0322118.560441.bml?????????????????——載荷分配系數(shù) LSY2LSYZ齒根彎曲應力計算值 212.501.864957.80.751360./3F Nm?????2221../2FSYNm?6.4.2 齒根許用彎曲應力 minFEPNTrelRlTXYS???式中 ——齒根彎曲疲勞強度基本值 FE 260/FENm??——壽命系數(shù) =1NTYTY——相對齒根圓角敏感系數(shù) =1rel? rel?47——相對齒根表面狀況系數(shù) =1RrelTYRrelTY——尺寸系數(shù) X 12X?——最小安全系數(shù) =1.4minFS minFS許用彎曲應力值 260148.57/.4FPN????6.4.3 齒根彎曲強度校核結果2 212360./48.57/8FFPNmmN?????齒輪安全，可用。6.5 轉 盤 軸 結 構 計 算選擇軸的材料為 45 鋼，經(jīng)調質處理，材料力學性能數(shù)據(jù)為：抗拉強度為 屈服點650bMPa??360sMPa??彎曲疲勞極限 扭轉疲勞極限127? 15??許用靜應力 ??60a?許用疲勞應力 1827P???:軸的最小直徑為 483mininPdA??式中 A——按 定的系數(shù) 取 A= 100???P——功率 P=55 KW——最小轉速 =65 r/min min min計算得 3in5104.06d????取最小軸徑為 min軸的結構如圖：49第 7 章 鉆機其余部分零件的選擇7.1 聯(lián)軸器的選擇減速器與轉盤之間用萬向節(jié)聯(lián)軸器連接，由減速器輸出的最小轉速為，傳遞的功率為 55KW，計算轉矩為：65/minrin90580.76PTNm????聯(lián)軸器的計算功率：CnhanKT????式中 ——聯(lián)軸器轉速系數(shù) =1.25nK——軸承壽命系數(shù) =1.8h 3510?h——聯(lián)軸器的軸間角系數(shù) =1.5K? ?——載荷性質系數(shù) =1.3a aK計算轉矩 80.7125.81.327.CTNm?????查取， 選擇聯(lián)軸器為： 0/491)SWPGJBT?型 （7.2 減速器齒輪安排如表 7.2——150齒數(shù) 模數(shù) m1Z2 4 623 2 632 1 64Z3 5 652 0 663 0 6表 7.2——1降速比： 135824i??2.7?輸入轉速為（r/min）：167、261、519輸出轉速為（r/min）：65、85、105、130、210、260各軸轉速為，如表 7.2——251二 軸 三 軸輸入轉速（r/min）一 軸傳動比 轉速（r/min ）傳動比 轉速（r/min）12.3Z?127.5 85167 167 34.797.5 6512.Z?195 130261 261 34.7157.5 10512.Z?390 260519 519 34.7315561.Z?210表 7.2——252第 8 章 鉆機的維護與保養(yǎng)8.1 鉆機維護保養(yǎng)的重要性鉆機的使用壽命在很大程度上取決于對它的維護保養(yǎng)，鉆機的使用者必須全面的了解鉆機的各種結構、作用原理、安全操作、維護保養(yǎng)等各方面的知識，認真的做好維護保養(yǎng)工作，不但能夠延長鉆機的使用壽命還能防止不必要的機械故障，提高鉆機的工作效率和經(jīng)濟效益。8.2 維護保養(yǎng)的要求1. 鉆機各部表面和機臺上，必須保清潔。2. 對各軸承和摩擦副必須經(jīng)常注意溫升情況。軸承溫升不大于 ，最高40?溫升不大于 。如超過比值應停車檢查。80?3. 誰時注意各齒輪副和傳動件的運轉響聲，發(fā)現(xiàn)異常聲響應立即停車檢查。4. 隨時觀察鉆機各部件的運轉情況，如發(fā)現(xiàn)不正常的振動、晃動、位移等現(xiàn)象應及時檢查處理。5. 如發(fā)現(xiàn)漏油、漏氣、非正常漏水、及緊固件松動等現(xiàn)象，應及時檢查和消除。6. 經(jīng)常檢查三角皮帶及鏈條的松緊程度和破裂，檢查各防護罩的牢固程度，避免發(fā)生以外事故。7. 氣路系統(tǒng)操作時，要觀察氣壓表是否正常，如有異常現(xiàn)象，應立即修理。8. 按潤滑要求及時進行潤滑。9. 在氣溫過低或過高時鉆進，在復雜地層中鉆進，可適當縮短期。10. 鉆機停止使用時，空壓機及儲氣筒中空氣應全部排空。11. 本鉆機用的潤滑油、潤滑脂如下：變速箱、減速器和轉盤： 120 號工業(yè)齒輪油（冬季用）90 號工業(yè)齒輪油（夏季用）53其他部位潤滑油： 潤滑脂： 鈣基潤滑脂空壓機： 非溶劑性油氣動三聯(lián)件： 20 號機油8.3 主要部件保養(yǎng)項目8.3.1 轉盤1. 經(jīng)常檢查轉盤定位螺栓的松緊，確保轉盤工作是穩(wěn)定2. 經(jīng)常檢查轉盤內潤滑油是否滲進泥等雜物，并及時清除。檢查液面高底，保證正常潤滑。3. 定期檢查推力軸承間隙大小，并加以調整，避免使轉盤產(chǎn)生不必要的沖擊和軸承摩損。8.3.2 變速箱1. 變速箱用油必須干凈，清潔2. 定期觀察箱內齒輪嚙合情況，如影響手把定位，應更換相應的聯(lián)接件，保證操作的準確性。3. 把手的定位裝置要保證彈簧具有一定的力量，避免因振動等原因使手把跳擋。8.3.3 減速器1. 定期檢查潤滑油液面高低，確保良好的潤滑。2. 定期觀察箱內齒輪嚙合情況，磨損情況。3. 經(jīng)常檢查與萬向軸的聯(lián)接。8.3.4 主副卷揚機1. 適當調節(jié)制動帶的松緊程度，保證松開時不與卷筒摩擦，制動時凸輪有自鎖力。2. 制動帶厚度磨損至少小于 3mm 時必須更換，如遇制動力不夠，經(jīng)調節(jié)無效時，必須檢查銅釘是否露或是否有油污，如有應排除。548.3.5 水龍頭 當密封處發(fā)現(xiàn)滲漏現(xiàn)象，應適當壓緊密封圈。如壓緊無效，應確保操作的安全及管路的密封性。8.3.6 鉆具1. 鉆桿、主動鉆桿、導正器連接法蘭處應涂油防腐，搬運時避免碰壞。2. 鉆桿、鉆桿法蘭處如有裂紋等影響強度的缺陷，不應下孔。3. 對可疑桿件應經(jīng)探傷后，再決定使用否。4. 沖擊鉆頭的切削刃如磨損需堆焊。5. 排渣管用 O 形密封圈需經(jīng)常檢查，如損壞需更換并存有一定量的備件。8.3.7 沖擊卷揚機檢查卷揚與機架，機架與底座的連接螺栓的松緊，確保工作穩(wěn)定。理順鋼絲繩，防止早期磨損。8.3.8 氣路系統(tǒng)1. 檢查各處聯(lián)接，防止松動。2. 空壓機儲氣筒使用完畢，打開瀉水閥，消除積水；空壓機油每 5 小時更換，并保證壓縮機油位在指定范圍內；三聯(lián)件潤華油應在上下紅線范圍內，工作時呈滴狀流動，否則應予調整。8.3.9 傳動鏈條保證鏈條適當張緊，松動太多需加以調整并經(jīng)常加入鈣基潤滑脂。8.3.10 沖擊鋼絲繩鋼絲繩需經(jīng)常除塵，保持清潔，并涂油潤滑；檢查繩端夾緊裝置，不允許松動；檢查鋼絲繩的斷絲、磨損、變形、銹蝕情況，必要時更換，以確保安全。8.3.11 氣胎離合器1. 不許用油漆或其它油類摸氣胎表面。雨天施工應搭蓬，防止進水引起55打滑。2. 摩擦片磨損 3mm 后必須更換。3. 由于長期工作、疲勞、高溫、龜裂等原因導致氣胎老化而不能正常工作，必須更換氣胎。4. 更換內氣胎或摩擦片時，只須拆去兩側擋板及摩擦輪轂即可進行。8.3.12 主離合器1. 三角皮帶輪支撐軸承處用黃油潤滑，加油量不必太多，并注意周圍油污的清理工作，防止油污進入摩擦片表面。2. 為了使皮帶輪能空載運轉，摩擦片脫開的間隙應為 1.5mm，并經(jīng)常檢查三個彈簧彈力大小，隨時更換失去彈力的彈簧，以免發(fā)生摩擦片脫不開的現(xiàn)象。3. 防止不必要的離合動作，盡量避免在重負荷下掛合離合器，嚴禁摩擦片在負載下長時間打滑。遇到發(fā)熱、冒煙等情況，必須立即脫開檢查。如傳遞力不足，應檢查原因并處理。4. 當發(fā)現(xiàn)摩擦片燒毀、老化、脆裂和磨損；鉚釘松動和外露，應予更換。8.4 安全操作注意事項1. 使用鉆機前，應先熟悉鉆機構造及操作要求。2. 各防護罩都應固定在正確位置，并時常檢查牢固程度。3. 隨時檢查鉆機和鉆塔支承情況，防止因地沉引起的機械和鉆塔的傾斜。4. 隨時檢查鉆機各部件固定情況，特別是主、副卷揚機及沖擊卷揚機、沖擊鉆具死繩端固定情況發(fā)現(xiàn)異常，應立即采取措施。5. 對各機件的異常響聲、變形、發(fā)熱、冒煙、漏水等不正常情況，必須查出原因及時清除，以防事故。6. 經(jīng)常檢查各手把定位和換擋位置是否正確。7. 操作手把時，不得違反以下原則：56（1）主、副卷揚機工作時，提升與剎車手把不得同時扳死。（2）嚴禁沖擊卷揚離合器手把與轉盤離合器手把同時合上。（3）換擋時必須先脫開離合器，使齒輪降速至將停時換擋，如換擋困難，可以讓離合器稍接合，嚴禁高速運轉時掛擋。（4）鉆進時如遇蹩鉆情況，可停止給進或脫開主離合器手把，情況嚴重時，須停鉆提升鉆具。8. 鉆塔不允許作超負荷工作，如遇孔內事故等需要做超負荷提升，必須另行采取措施。9. 游動滑車的“U”行環(huán)上擋板的擋銷，拉出時必須旋轉 90°使定位可靠，防止脫落。10.鉆桿各法蘭連接必須牢固，密封必須可靠。11.各手把、螺釘、螺母等禁止用錘擊，墊叉、提引器、大小補芯，使用時要輕放以免損壞。12.冬季停工時，應將砂石泵、3PNL 泥漿泵、離心水泵、泥漿管線中的存水放掉，以免凍裂機件。13.每日施工完畢，放盡空壓機及儲氣筒中空氣。14.電機高速、低速間切換時，必須脫開主離合器，待電機停轉后方可按下高速或低速按鈕，啟動雙速電機。嚴禁帶負載啟動，確保電機及電氣線路的安全。57第 9 章 經(jīng)濟性分析目前，我國加大基礎設施建設，奧運場所建設，開發(fā)大西部，大力整治大江大河等政策環(huán)境影響下，工程建設機械市場前景愈來愈廣闊，需求量越來越大，工程鉆機作為建設機械中維護地基的主要機械，市場需求亦相應的大量增加。這是本設計的主要產(chǎn)生原因之一。我所做的 GCPS-20 型鉆機設計是在 GPS-20 型鉆機的基礎上改進的，專門用于建設施工的專門鉆機。產(chǎn)品的價值工程的目的在于以最低的成本，可靠的實現(xiàn)產(chǎn)品必要的功能，從而達到用戶滿意，增加制造企業(yè)和用戶的經(jīng)濟效益，將價值工程運用到工程鉆機設計中，從分析產(chǎn)品的功能出發(fā)，然后分析產(chǎn)品的成本，進行功能與成本比較，從而判斷產(chǎn)品的價值，使工程鉆機動性價比更高。根據(jù)工程鉆機的設計功能要求出發(fā)，鉆機在工作過程中要求有六擋轉速：13r/min、17r/min、21r/min、26r/min、42r/min、52r/min，原動機根據(jù)施工地點的不同選用電動機，也可用柴油機，保證其互換性，擴大原動機的使用范圍，使鉆機使用地點擴大，為保證六擋轉速，尤其是從原動機到轉盤降速比大的特點，采用變速器和減速器依次減速的同時進行變速，并可保證變速箱和減速箱的尺寸較小。此鉆機主要用于深基礎工程和連續(xù)墻以及水利工程、橋梁工程的發(fā)展與需要，結合大口徑鉆機灌注樁和地下連續(xù)墻施工的特點，為解決在復雜地層、硬58巖中成孔而研制，在設計中盡可能的簡化結構，降低成本。本鉆機每臺可售價 600000 元，每臺可獲利稅 10000 元左右，如果某企業(yè)每年生產(chǎn) 100 臺，年利潤可達 100 萬元。由于該鉆機的售價比較不高，一般用戶都可承受得起。本鉆機利用國內外先進技術和成功經(jīng)驗，結合我國國情和鉆機的具體使用要求。力求簡單和適用，采用純機械系統(tǒng)盡可能地利用最少的液壓元件來實現(xiàn)鉆機所具備的各種動作。這樣，能夠降低故障發(fā)生概率，提高能量利用率和鉆機的可靠性，降低工人勞動強度。該鉆機的優(yōu)點為：為適應野外各種鉆探作業(yè)，該鉆機可采用柴油機或電動機驅動；原動機、變速箱、傳動箱分體式設計，便于拆卸、安裝、移動和運輸。由于該鉆機結構簡單無論是使用還是維修在費用方面都是十分經(jīng)濟的。在市場前景廣闊和成本降低的措施下，本設計可以達到預期的目的，具有開發(fā)價值。59第 10 章 專 題水平定向鉆機常用結構的探討摘要：以水平定向鉆機為背景，分析了水平定向鉆機的主要結構，主要包括：底盤結構、發(fā)動機系統(tǒng)結構、動力頭結構、鉆桿裝卸的結構、虎鉗的結構、錨固裝置的結構、導向系統(tǒng)、泥漿系統(tǒng)的結構等。關鍵詞：水平定向鉆機、結構、設計、探討；Abstract: Take directional rig of level as the background , has analyzed the main structure of the directional rig of competence, mainly include: Chassis structure, engine systematic structure , power head structure , drilling rod structure , structure , anchor firm structure , guidance system , mud structure of system ,etc. of device of vice of loading and unloading. Keyword: Directional rig of level , structure , design , discussion一、概述：60水平定向鉆機作為非開挖技術中最具活力的一項施工技術，具有導向準確、有利環(huán)保、效率高等特點。它能在一定曲率半徑范圍內繞開障礙物，能避免破壞管線經(jīng)過地區(qū)的生態(tài)環(huán)境，施工速度快，效率高，穿越長度長，深度深。目前在國內已越來越多地應用于石油、天然氣、電力、電信等領域。目前生產(chǎn)水平定向鉆機的國內企業(yè)廠家有：河北廊坊勘探技術研究所、原地礦部中地裝備集團技術中心、徐工集團、中聯(lián)重科、上海隧道股份有限公司、中南冶金機械廠、宣化英格索蘭公司、北京煤礦機械廠、山東探礦機械廠、重慶探礦機械廠、石油物探局裝備制造廠、河南暢通電信管道工程有限公司，以及部分高?？蒲性核缜迦A大學、重慶大學（含原重慶建筑大學）、同濟大學、長春科技大學、煤炭科學研究院上海分院、中國地質大學、上海市政工程研究院、浙江大學等在研發(fā)水平定向鉆機。徐工研究院在調查研究的基礎上已開發(fā)出ＺＤ１２４５／ＺＤ１５５０／ＺＤ２０７０水平定向鉆，ＺＤ１２４５／ＺＤ１５５０／ＺＤ２０７０整機主要有底盤、動力頭、鉆架、發(fā)動機系統(tǒng)、鉆桿自動存取裝置、鉆桿自動潤滑裝置、虎鉗、錨固裝置、鉆具、液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)及泥漿系統(tǒng)等部件組成，結合目前的國內外水平定向鉆機結構，對水平定向鉆機主要結構設計進行探討，有著十分重要的意義。二、主要結構１、底盤的結構水平定向鉆機的底盤是指機體與行走機構相連接的部件，它把機體的重量傳給行走機構，并緩和地面?zhèn)鹘o機體的沖擊，保證水平定向鉆機行駛的平順性和工作的穩(wěn)定性，底盤是水平定向鉆機的骨架，用來安裝所有的總成和部件，使整機成為一個整體。水平定向鉆機底盤目前的結構一般為液壓驅動，剛性連接式車架，底盤主要包括車架及行走裝置，車架為框架焊接結構，上面有發(fā)動機、油水散熱器、燃油及液壓油箱、操縱裝置等的安裝支架；底盤的行走裝置主要包括驅動輪、導向輪、支重輪、托鏈輪、履帶總成、履帶漲緊裝置及行走減速機、縱梁等組成。行走裝置中左、右縱梁分別整體焊接后，與中間整體框架式車架用高強度螺栓連接成為一個整體車架。底盤的車架后端設計時可兩個蛙式支腿或兩個垂直的支腿，可有效降低支腿部分重量及簡化結構，水平定向鉆機工作時支腿支起，增強整車的穩(wěn)定性。底盤的行走減速機目前一般選用進口的內藏式行星減速機（包括馬達）或兩點式變量馬達減速機，行走時能夠實現(xiàn)行走快慢雙速，輸出扭矩大、結構緊湊。底盤的行走裝置主要包括履帶張緊裝置、橡膠履帶總成、驅動輪、導向輪、支重輪及行走減速機等組成。底盤的61橡膠履帶有兩種結構方式可選擇，一可采用ＢＲＩＧＥＳＴＯＮＥ公司的整體式橡膠履帶；二可采用ＢＥＲＣＯ公司的組合式橡膠履帶的結構，二者相比前者結構簡單，節(jié)距較小，車架高度較低，但后者強度高，可承受更大的載重量，損壞后可以更換，驅動輪、導向輪、支重輪、履帶張緊裝置都可直接配套。底盤的履帶張緊裝置由張緊油缸、張緊彈簧、導向輪、油杯等組成。履帶張緊裝置的作用是保持履帶一定的張緊度。一般設計時優(yōu)先選用整體式橡膠履帶，若不能選到適合水平定向鉆機重量的履帶，則要選用ＢＥＲＣＯ公司的橡膠履帶。另外底盤的結構在設計前應協(xié)調知道以下幾個方面的：（１）與發(fā)動機系統(tǒng)設計者和發(fā)動機罩設計者及其它相關人員協(xié)調相對安裝結構布置形式尺寸及與車架的連接形式；（２）支腿布置尺寸具體結構應滿足幾何相容；無機構干涉現(xiàn)象；（３）進行車架結構強度計算并出具計算書；（４）如有問題請及時反饋，并與相關設計者協(xié)調等等。徐工研究院開發(fā)出ＺＤｌ２４５／ＺＤｌ５５０／ＺＤ２０７０水平定向鉆采用的底盤的結構為：底盤為液壓驅動，剛性連接式車架。２、發(fā)動機系統(tǒng)的結構水平定向鉆機的發(fā)動機系統(tǒng)一般包括發(fā)動機、散熱器，空濾器，消音器，燃油箱等。一般水平定向鉆機設計時發(fā)動機選用國外的Ｊｏｈｎ Ｄｅｅｒｅ增壓水冷發(fā)動機或選用美國康明斯公司的增壓中冷發(fā)動機，為了適應不同用戶的需求，也可選裝國內的二汽東風的康明斯發(fā)動機及玉柴等廠的發(fā)動機。 其水散熱器、空濾器等附件選用國產(chǎn)配套件，燃油箱自制．發(fā)動機系統(tǒng)設計時應先知參數(shù)為：發(fā)動機型號及發(fā)動機參數(shù)：功率：ＫＷ（ＢＨＰ）：扭矩：Ｎ．ｍ（１ｂ．ｆｔ）和詳細參數(shù)參考。由上來確定發(fā)動機選件及安裝形式采用幾點式安裝；向液壓系統(tǒng)設計者提供發(fā)動機取力口（ＰＴＯ）旋向及輸出功率的資料；與散熱系統(tǒng)設計者協(xié)調發(fā)動機風扇直徑，速比及風量的數(shù)據(jù)；與電器設計者協(xié)調發(fā)動機電路連接方案；選定并安裝聯(lián)軸器；進排氣附件安裝；設計要求滿足發(fā)動機工況并加裝進氣阻塞指示報警裝置；具體安裝形式和安裝結構與相關設計者協(xié)調，如有問題請及時互相反饋等。徐工研究院開發(fā)出ＺＤｌ２４５／ＺＤｌ５５０／ＺＤ２０７０水平定向鉆采用的發(fā)動機的結構為：國外的Ｊｏｈｎ Ｄｅｅｒｅ增壓水冷發(fā)動機及玉柴的發(fā)動機等。３、動力頭的結構水平定向鉆的動力頭的結構一般由一個高速馬達驅動減速機，由減速機驅62動動力頭，由減速箱輸出軸驅動鉆桿轉動，輸出軸中空。動力頭有以下功能：（１）驅動鉆桿鉆頭回轉；（２）承受鉆進、回拖過程中產(chǎn)生的反力；（３）泥漿進入鉆桿的通道。目前國內水平定向鉆的動力頭的結構基本一樣，不同點在于：３.１、減速機的選型不一樣：同噸位的水平定向鉆選不到完全相同的減速機，所以各廠家的該減速機的減速比和性能參數(shù)有所變動。３.２、動力頭的減速比不一樣：由于減速機傳動比的改變，所以動力頭的減速比也有變動。目前，動力頭的傳動方式主要有鏈傳動和齒輪傳動；如ＣＡＳＥ鉆機的動力頭的傳動方式為鏈傳動；鏈傳動的優(yōu)點是結構簡單，制造容易，缺點是傳動平穩(wěn)性差、壽命短、輸出扭矩小。ＤＩＴＣＨ ＷＩＴＣＨ公司鉆機的動力頭的傳動方式為齒輪傳動；齒輪傳動的優(yōu)點是傳動平穩(wěn)、使用壽命長、輸出扭矩大，缺點是制造要求精度高。另外動力頭推拉裝置是動力頭回拉或進給運動的執(zhí)行機構，一般由一對低速大扭矩馬達驅動一對減速機，由減速機驅動鏈輪鏈條機構，由鏈輪鏈條機構向動力頭提供進給力或回拉力。動力頭推拉裝置目前各廠家不同，如ＤＩＴＣＨ ＷＩＴＣＨ公司的鏈輪鏈條機構，該機構的優(yōu)點是工作速度快，工作平穩(wěn)，結構緊湊，成本適中。缺點是鏈輪鏈條受力較大；ＣＡＳＥ公司的鏈輪鏈條倍力機構，該機構的優(yōu)點是鏈條受力是推拉力的一半，工作平穩(wěn)，缺點是工作速度慢，結構尺寸大，成本高；國內廊坊雙油缸機構，該機構的優(yōu)點是回拖力大于鉆進力，成本較低，缺點是結構尺寸太大，工作的平穩(wěn)性差，使用壽命低，不能用于自動化要求高和自行走的機型上等。徐工研究院開發(fā)出ＺＤ１２４５／ＺＤ１５５０／ＺＤ２０７０水平定向鉆采用的動力頭的結構為：由一對低速大扭矩馬達驅動一對減速機，由減速機驅動鏈輪鏈條機構，由鏈輪鏈條機構向動力頭提供進給力或回拉力。動力頭推拉裝置的結構為：動力頭推拉裝置是動力頭回拉或進給運動的執(zhí)行機構，通過液壓馬達，減速機，主動鏈輪，鏈條，由鏈條向動力頭提供進給力或回拉力。前后油缸協(xié)調動作，以調節(jié)合適的鉆進角（鉆進角的調整范圍各機要求不同）。４、鉆桿裝卸的結構目前水平定向鉆的鉆桿裝卸的機構：該機構一般由鉆桿、鉆桿箱、鉆桿起落、能伸出縮回的梭臂、鉆桿列數(shù)自動選擇裝置等組成。國內外各廠家的結構不盡相同，主要在鉆桿的存取、輸送上有差別，有的采用人工存取鉆桿，人工裝卸鉆桿方式作業(yè)不僅效率低而且增加了操作人員的勞動強度；有的采用四連桿機構存取鉆桿，但它們普遍利用彈簧的回縮力作為夾緊力，經(jīng)常出現(xiàn)鉆桿脫63落等事故，工作不可靠，不但影響作業(yè)效率，而且可能引起已鉆孔的坍塌、埋鉆等重大事故；有的采用旋轉結構輸送鉆桿，該機構可較方便地裝卸鉆桿，減輕操作者的勞動強度，提高工作效率。該機構采用柔性進給裝置，協(xié)調性較高。需對鉆桿的升降、梭臂的伸縮、動力頭的位置、裝卸完成的檢測等功能進行邏輯控制，實現(xiàn)多動作間的自動切換，控制系統(tǒng)采用先進的ＰＬＣ控制；總之，上述的動作過程及邏輯控制基本相似，以ＤＩＴＣＨ ＷＩＴＣＨ公司的最為先進，溝神的液壓抓手、梭臂液壓止動、絲扣油自動涂抹、列數(shù)自動選擇裝置等功能，已被作為鉆桿存取的速度、可靠性、效率方面的行業(yè)標準。而威猛、ＣＡＳＥ兩家公司的水平定向鉆機中的梭臂上沒有夾持器，所以在工作中會出現(xiàn)鉆桿伸不出、縮不到位或鉆桿滑落等問題，影響了工作效率。徐工研究院開發(fā)出ＺＤ１２４５／ＺＤ１５５０／ＺＤ２０７０水平定向鉆采用的鉆桿存取裝置采用液壓梭臂伸縮存取鉆桿。５、虎鉗的結構水平定向鉆的虎鉗位于鉆機的前部，由前、后虎鉗組成。前、后虎鉗都可由液壓油缸徑向推動卡瓦來夾持鉆桿，且后虎鉗可在液壓油缸的作用下與前虎鉗產(chǎn)生相對旋轉，前后配合以便鉆桿拆卸。國內除溝神公司外各廠家的結構相似，溝神公司的整個虎鉗是裝在浮動支撐座上，以保護虎鉗在鉆桿裝卸時免受沖擊。徐工研究院開發(fā)出ＺＤ１２４５／ＺＤ１５５０／ＺＤ２０７０水平定向鉆采用的虎鉗的結構為：按常規(guī)設計，將浮動緩沖機構改在動力頭上等。６、錨固裝置的結構水平定向鉆的錨固裝置的作用是在作業(yè)時對整機起穩(wěn)定、錨固作用，提高整機作業(yè)穩(wěn)定性，該部件位于整機的前端。目前各廠家普遍采用的是螺旋鉆進機構：用低速大扭矩馬達驅動螺旋桿，用液壓油缸施加推、拉力進行鉆進或鉆出，各廠家在具體結構上略有差別。另外，水平定向鉆機錨固裝置的配合整機