液压岩心钻机行走时要克服哪些阻力?
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发布时间：2024-05-28 15:51
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时间：2024-06-06 05:25
钻机行走时，需要不断克服行走中所遇到的各种阻力，牵引力也就是用于克服这些运动阻力的。牵引力计算原则是行走装置的牵引力应该大于总阻力，而牵引力又不应超过机械与地面的附着力。
钻机行走时，要克服的阻力很多，主要有：履带运行的内阻力、由履带支承引起的土壤变形的阻力、坡度阻力、转弯阻力、风载阻力、惯性阻力、传动损失和液压损失等。
图6-12 双排行星轮行走减速器内部结构
（一）钻机行走时要克服的阻力
1.履带运行的内阻力Fn
履带运行时，由于驱动力与履带板的啮合有啮合阻力Fn1；驱动轮和导向轮轴颈的摩阻力Fn2；履带销轴摩擦阻力Fn3；支重轮的摩擦损失Fn4。
综上所述，等效到驱动轮节圆上的履带总内阻力Fn为
液压动力头岩心钻机设计与使用
当钻机前进时和钻机后退时履带运行的内阻力Fn不同。考虑到这些损失，在计算时可取履带行走装置效率等于0.8～0.85。
2.土壤变形阻力Fd
该项阻力为土壤对履带运行的阻力，是由于支重轮沿履带滚动，履带使土壤受挤压变形而引起的。双履带的地面总变形阻力，即运行阻力Fd（N）为
液压动力头岩心钻机设计与使用
式中：m为钻机工作质量，kg；λd为运行比阻力系数，根据试验测定，见表6-1。
3.坡度阻力Fs
坡度阻力是钻机在斜坡上因自重分力所引起的。设坡角为α，则坡度阻力Fs（N）为
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式中：m为钻机工作质量，kg。
表6-1 运动比阻力系数
4.转弯阻力Fr
履带行走装置转弯时所受到的阻力较为复杂，而主要是履带板与地面的摩擦阻力Fγ（N）
液压动力头岩心钻机设计与使用
式中：μ3为转弯时履带与地面摩擦系数，一般为0.4～0.7，对于坚实地面取较小值，对于松软地面取较大值。m为钻机工作质量，kg；L为履带接地长度，m；R为行走履带的转弯半径，m。
当钻机以单条履带制动转弯时，由R＝B，所以，此时转弯行驶阻力可表示为Fγ（N）
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式中：B为履带轨距，m。
5.风载阻力Fw
风载阻力可表示为Fw（N）
液压动力头岩心钻机设计与使用
式中：qW为钻机工作状态的风压，取qW＝250Pa；AW为钻机的迎风面积，m2。
6.惯性阻力Fi
若钻机的行走速度为1～2km/h，启动时间为3s，则不稳定运行启动、停车时的惯性阻力Fi（N）为
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（二）履带行走装置的牵引力
综上所述，以上6种运行阻力中，以坡度阻力和转弯阻力为最大，往往要占到总阻力的2/3，尤其钻机的原地转弯阻力比机械式的绕一条履带转弯阻力更大，但转弯和爬坡一般不同时进行。因此，可以根据上坡时作直线行走的情况计算履带行走装置，并根据平道上转弯的情况来验算。故在实际计算履带行走装置的牵引力FT时，总是从下面两种组合情况中选用较大者，即
爬坡时：
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转弯时：
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在对钻机的履带底盘进行设计时，有些阻力很难精确计算，因此可用整机重力估算钻机的行走牵引力，即
液压动力头岩心钻机设计与使用
若钻机的液压功率PT（kW）为已知，则可根据下列公式验算行走速度等参数
液压动力头岩心钻机设计与使用
式中：η为行走传动机构的效率，取0.8～0.85；RV为泵或马达的变量系数（如采用定量泵和定量马达，则取RV＝1）；FT为牵引力，N；υ为行走速度，km/h。
采用变量泵系统的钻机在爬坡或转弯时可根据阻力的增加，自动降低行走速度，增加牵引力；在平坦路面上又能自动减少牵引力，提高行走速度。因此，牵引力和行走速度两者通常都能满足要求。
在采用定量泵系统时，如果发动机功率不太富裕，则可以适当降低行走速度，满足必需的最大行走牵引力，使钻机在一般路面能实现原地转弯。
目前采用变量泵或变量马达的履带式钻机的最大行走速度一般在2～5.5km/h范围内，采用定量泵和定量马达的行走速度一般在1.5～3km/h范围内。
为了保证钻机在坡道上运行，应验算其附着力，即牵引力必须小于履带和地面之间的附着力
液压动力头岩心钻机设计与使用
式中：φ为履带和地面间的附着系数（表6-2）；Tf为钻机的地面附着力，N；m为钻机整机质量，kg；α为坡度角，（°）。
表6-2 履带和地面间的附着系数φ
