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En tant qu'équipement lourd indispensable dans l'industrie moderne, Les machines de forage sont largement utilisées dans l'extraction pétrolière et à gaz , exploration géologique, mine, ingénierie de la construction et autres field. La compréhension de la composition et de la structure des machines de forage aide non seulement les opérateurs à mieux utiliser l'équipement, mais aide également le personnel de maintenance à diagnostiquer rapidement les problèmes. Cet article analysera de manière approfondie le divers composants et fonctions des machines de dérivation .

Qu'est-ce qu'une forte machine?

Une machine à forage est un équipement mécanique lourd utilisé pour percer les trous souterrains . Selon leurs utilisations, ils peuvent être divisés en différents types tels que les machines à forage à huile, les machines de forage de puits d'eau, les machines de forage d'exploration géologique, etc. Malgré la grande variété de types, les composants de base de diverses machines de forage sont similaires, incluant principalement le système d'alimentation, le système de levage, le système de rotation, le système de circulation, le système de contrôle et le système de contrôle de puits.

Quelles sont les principales catégories de machines à forage?

Les machines de forage peuvent être divisées en les catégories suivantes en fonction des scénarios d'application , les caractéristiques fonctionnelles et les formes structurelles, et les principales différences et les applications typiques de chaque type sont les suivantes:
1. hand-hend drilling machine

• Caractéristiques: entraînement électrique / pneumatique, poids <5kg, vitesse réglable (généralement 500-3000 tr / min)
• Applications typiques: installation du bâtiment, assemblage de meubles (équipé de chucks à changement rapide pour s'adapter à différents bits de forage)

2. Dring de bench

• Paramètres du noyau: diamètre de forage ≤ 16 mm, trait de broche 50-150 mm
• Fonctionnalités: Body en fer en fonte avec une régime de profondeur et un ajustement de l'angle
• Scène de traitement: traitement par lots des coquilles de produits électroniques et des petits matériels

3. Drill de l'échelle

• Plage de spécifications: puissance de broche 1,5 à 10 kW, diamètre de forage maximal jusqu'à 80 mm
• Caractéristiques structurelles: La hauteur de la colonne peut atteindre 2 m et l'établi est équipée d'un système de serrage T-slot
• Objets applicables: boîtier du moteur, bloc de valve hydraulique et autres pièces de taille moyenne

4. Foretradial

• Avantages de base: plage d'extension en porte-à-faux de 1 à 3 m, rotation de 360 ​​° à 360 °
• Configuration typique: mécanisme de verrouillage hydraulique, système de lubrification centralisé
• Applications: Traitement des brides de l'énergie éolienne et de grands composants de plaque tubulaire

5. foret CNC

• Caractéristiques techniques: précision de positionnement ± 0,01 mm, équipée du magazine d'outils ATC (capacité 12-24)
• Caractéristiques avancées: compensation de mesures en ligne, programmation de cycle de piqûre
• Applications typiques: composants composites aérospatiaux, groupes de trous à haute densité PCB

6.Multi-Spindle

• Configuration: la poupée réglable (4-24 axes), chaque axe est nourri indépendamment
• Comparaison de l'efficacité: 300% -800% d'efficacité plus élevée que l'axe unique
• Industries applicables: production de masse de pièces automobiles (telles que les tambours de frein, les culasses).

7.BTA Drill

• Structure spéciale: Système de refroidissement à haute pression (7-20MPA), Guide Dispositif de bague
• Capacité d'usinage: rapport de profondeur-diamètre jusqu'à 100: 1 (par exemple le forage du baril)
• Variantes techniques: différentes méthodes d'élimination des puces telles que forets et exercices de succion

8. Drill magnétique

• TECHNOLOGIE CLÉ: Ausage de l'aimant permanent ≥ 20 kN, dispositif de protection de mise hors tension
• Standard de sécurité: niveau de protection IP54, rétraction automatique de la surcharge
• Scénario d'utilisation: fonctionnement sur place du pont de pont de navire et de la structure en acier

Quelles sont les parties d'une foreuse?

le principal Les composants de la machine à forage sont:

1. Système d'alimentation
Le système d'alimentation est le cœur de la machine à forage, qui est responsable de la fourniture de rotation et d'alimentation, y compris principalement:

moteurs électriques (moteurs AC / DC): Fournir une puissance de rotation de la broche allant de quelques centaines de watts (portable) à des dizaines de kilowatts (machines à forage industriel).

Mécanisme de transmission (courroie, engrenage, entraînement direct):

• L'entraînement de la courroie: couramment trouvé dans les machines de forage du banc, la vitesse est modifiée en ajustant la poulie.
• Drive des engrenages: pour les machines à forage robustes pour fournir plus de couple.
• Moteur de conduite directe ( Machine de forage CNC ): haute précision, vibration faible, adaptée à l'usinage CNC.

Système pneumatique / hydraulique (machine à forage partielle) : pour le contrôle des aliments et le verrouillage de la pince.

2. Système de broche
La broche est un composant clé du bit de perceuse à conduite directe, qui se compose de:

• Pinage: prend en charge la broche et assure sa rotation stable.
• Roulements de broche (roulement / hydrostatique): affecte la précision et la vie de la rotation.
• Systèmes de Chuck (par exemple, Chucks ER, Morse Caper Sleeves): pour réparer des bits de forage de différentes tailles.
• Système de refroidissement (machine à forage de trou profond): le fluide de coupe est livré à travers le canal de liquide de refroidissement interne pour réduire la température du foret.

3. Système d'alimentation

Contrôlez le mouvement de l'alimentation du foret, qui affecte la précision et l'efficacité de l'usinage:

Alimentation manuelle (perceuse à main, machine à forage simple): dépend du contrôle manuel de l'opérateur.
Alimentation automatique (machine à forage CNC, forage de trou profond):

• Vis de balle servo à moteur ( Machine de forage CNC à haute prévision ).
• Alimentation hydraulique (machine à forage robuste, offrant une pression stable).
• Dispositif de contrôle de la profondeur (bloc limite, règle numérique): pour s'assurer que la profondeur de forage est cohérente.

4. Rack et Workbench

• Cadre (colonne / lit): fournit une rigidité structurelle et est généralement en fonte ou une construction en acier soudé.
• La table de travail: utilisée pour corriger la pièce, peut être équipée d'adsorption de SLOT, vise ou sous vide.
• Mécanisme de réglage de l'angle (machine à forage radial): permet de régler le bit de forage à plusieurs angles.

5. Système de contrôle

Contrôle mécanique conventionnel (bouton de vitesse, embrayage).
Système de contrôle numérique (CNC):

• plc ou Système CNC (comme Fanuc, Siemens) est adopté.
• Prise en charge de la programmation du code G pour obtenir un traitement automatique.
• Contrôle de sécurité (protection contre les surcharges, arrêt d'urgence).

6. Systèmes d'assistance

• Système de lubrification de refroidissement: réduit le frottement et prolonge la dure la durée de vie.
• Système d'évacuation des puces (machine à forage de trou profond): les puces sont retirées au moyen d'un fluide de coupe à haute pression ou d'un convoyeur de puce à vis.
• Dispositif de collecte de poussière ( Machine de forage du bois ): empêche l'accumulation de poussière.

Quelles sont les différences structurelles entre les différents types de machines de forage?

1. Perceuse à main vs forment de forage de banctop

2. Machine de forage CNC par rapport à la machine de forage traditionnelle

Composants	Forme de poche à la main	Drilltp Press de benchtop
Système d'alimentation	petit moteur (batterie / alimentation)	AC MOTEUR + Variable multi-vitesse
Système de broche	Chuck simple (clé / auto-étouffement)	Morse Taper ou Er Chuck
Système d'alimentation	MANUEL PRESS	Lever d'alimentation manuelle / automatique
Frame	pas de cadre fixe	Base en fonte + colonne

Quel est le rôle critique de l'assemblage de la broche dans le forage de précision?

Dans le domaine de l'usinage de précision, l'assemblage de la broche est l'un des composants les plus centraux de la machine à forage, et ses performances déterminent directement la précision, effectif et qualité et de qualité. Un assemblage de broche de haute qualité peut garantir que le bit de forage maintient une stabilité extrêmement élevée lors de la rotation à grande vitesse, atteignant ainsi la précision d'usinage au niveau du micron.

Les cinq rôles clés de l'assemblage de la broche

1. Fournir une référence précise du centre de rotation

L'assemblage de la broche fournit un centre de rotation stable pour le foret à travers un système de roulement à haute précision et une structure rigide. Selon les données mesurées d'une usine de pièces automobiles à Hangzhou, lorsqu'ils ont mis à niveau les roulements traditionnels vers des roulements en céramique, le runnout radial de la broche a été considérablement réduit de 0,02 mm d'origine à 0,005 mm, et la précision d'usinage a été augmentée de 75%. Cette amélioration de la précision se reflète directement dans la précision de positionnement de la position du trou et la consistance du diamètre du trou.

2. Fournissez suffisamment de couple et de puissance

La broche en acier en alliage SCM440 (HRC58-62) a une excellente résistance et une résistance à l'usure, et est capable de transmettre de manière stable le couple et obligatoire pour décrire . Ce matériau est conforme à la JIS G4053 et a subi un processus spécial de traitement thermique pour obtenir une dureté de 58 à 62 degrés sur le Rockwell pour assurer une stabilité dimensionnelle sous des travaux à long terme.

3. Assurez-vous la précision de l'installation d'outils

Le conique MT3 Morse (précision ISO 296 ± 0,005 mm) est conçu pour une installation d'outils plus précise et fiable. Cette interface de cône standardisée permet les modifications rapides de l'outil tout en garantissant une précision de positionnement répétable après chaque changement d'outil, ce qui le rend idéal pour Usinage de précision où des changements de forage fréquents sont nécessaires.

4. Maintenir la stabilité de la rotation à grande vitesse

L'assemblage de broche de haute qualité est conçu avec un équilibrage dynamique de précision et un support de roulement de haute qualité pour minimiser les vibrations, même à des vitesses de rotation élevées. Une bonne stabilité de rotation améliore non seulement la précision de l'usinage, mais prolonge également la durée de vie de l'outil et réduit les coûts d'usinage.

5. Assurer la fiabilité à long terme

L'assemblage de broche bien conçu a une excellente dissipation de chaleur et système de lubrification pour résister aux rigueurs du fonctionnement continu à long terme. La conception structurelle raisonnable et la sélection des matériaux réduisent considérablement le risque de déformation thermique et garantissent la stabilité à long terme de la dimension de traitement.

Comment la structure de base détermine-t-elle la stabilité du forage?

1. Structure du sous-sol: la première ligne de défense pour le forage stable

La structure du sous-sol de l'équipement de forage est le fondement de l'ensemble du système mécanique , et ses performances affectent directement la contribution du forage, la vie de l'équipement et la sécurité de l'équipement. La conception de substrat de haute qualité réduit l'amplitude des vibrations de plus de 60% tout en améliorant la précision de la position de forage jusqu'à 50%.

1.1 La fonction centrale de la structure du substrat

• Support de charge: résister aux charges statiques et dynamiques lorsque la plate-forme fonctionne
• Suppression des vibrations: absorbe et disperse l'énergie de vibration de coupe
• Assurance de précision: fournir un plan de référence stable pour tout l'équipement
• Stabilité thermique: résiste à la déformation causée par des changements de température ambiante

2. La clé pour choisir des matériaux de substrat

2.1 Avantages techniques de la fonte grise (GB / T 9439 HT250).
Paramètres du matériel:

• La résistance à la traction ≥ 250 MPa
• dureté 180-240HB
• Le coefficient d'amortissement est 3 à 5 fois celui de l'acier

Propriétés microscopiques:

• La structure de la feuille de graphite absorbe efficacement l'énergie vibratoire
• La structure eutectique offre une bonne stabilité thermique

Validation d'ingénierie:

• Dongguan Mold Factory Le test montre que par rapport à la structure en acier soudé, la vibration du substrat en fonte grise est réduite de 42%

2.2 Considérations d'ingénierie pour la conception du poids

• base scientifique pour la valeur de référence de 80 kg:
• Le moment de masse d'inertie correspond à la force de forage commune
• Assurez-vous que le facteur de stabilité statique ≥ 3,5
• Évitez les fréquences de résonance tombant dans la bande de fréquences de fonctionnement (généralement 30-150Hz)

3. Analyse de la conception du système innovant d'absorption des chocs

3.1 Optimisation mécanique des raidisseurs en nid d'abeille
Paramètres structurels:

• L'épaisseur des côtes est de 12 à 15 mm
• Taille de l'unité en nid d'abeille 80-120 mm
• Le rapport hauteur / épaisseur est contrôlé à 5: 1

Performance dynamique:

• Augmenter la fréquence naturelle de 15 à 20%
• Augmenter la rigidité structurelle de 30%
• augmente l'effet de la dispersion de l'énergie de vibration de 40%

3.2 Caractéristiques techniques des coussinets d'absorption des chocs EPDM (ASTM D2000 M4BG 705).

Propriétés du matériau:

• rivage 70 ± 5
• Ensemble de compression ≤ 15%
• Le coefficient d'amortissement dynamique est de 0,15-0,25

Schéma d'installation:

• Arrangement symétrique à quatre points
• Pré-compression 10-15%
• La pression de contact est de 0,8-1,2MPa

4. Analyse des données de mesure du projet
4.1 Test comparatif de l'usine de moule Dongguan (condition de forage de plaque épaisse)

Composants	Machine de forage traditionnelle	CNC Drilling Machine (CNC)
Système d'alimentation	Moteur à vitesse fixe	Servomoteur + contrôle de conversion de fréquence
Système d'alimentation	manuel / mécanique automatique	Vis à billes + Contrôle de boucle fermée
Système de contrôle	Régulation de la vitesse mécanique	Système CNC + Interface humaine-machine
Précision	± 0,1 mm	± 0,01 mm ou plus

4.2 Résultats de l'analyse du spectre de vibration

• Énergie de vibration de fréquence principale 50Hz réduite de 72%
• Les harmoniques à haute fréquence (> 200 Hz) ont réduit de 85%
• L'effet d'élimination du pic de résonance est significatif

qu'est-ce qui fait que le forage jette le cœur du système de maintien de l'outil?

le Drill Chuck devient le cœur du système de clôture de l'outil , sur la base de six avantages clés:

1. positionnement de haute précision

• Fit de cône de précision (par ex. JT33 Contin)
• Run-out radial ≤ 0,01 mm (jusqu'à 0,003 mm pour les modèles haut de gamme)
• Assurez-vous que l'outil est aligné avec le centre de rotation de la broche

2.Quick Mécanisme de changement d'outil

• Structure à trois mâchoires égocentriques (distribution uniforme de 120 °)
• Conception à changement rapide à un bouton (temps de changement d'outil <10 secondes)
• Aucun outil auxiliaire n'est nécessaire pour serrer / desserrer

3. COMPATIBILITÉ DE CRADE

• Convient aux diamètres de 1 à 13 mm (conception de diamètre variable)
• Soutenez toutes sortes d'outils avec la tige droite / tige de cône
• La construction à travers le trou est compatible avec les outils à tige longs

4. Rigidité upite

• Matériau en acier en alliage de haute qualité (dureté HRC58-62)
• Force de serrage améliorée de la rainure en spirale (≥ 100N · m)
• Les performances sismiques améliorent la qualité de la surface usinée

5.Safe et fiable

• Conception de protection contre les surcharges (embrayage de pantoufle)
• Mécanisme anti-localisation (mécanisme de verrouillage à double)
• Plus de 100 000 fois le test de vie de fatigue

6. Optimisationgonomique

Traitement de surface anti-skid

• répond aux normes ISO10889
• Indication visuelle du statut de serrage

Les données d'application typiques montrent que l'utilisation de décharges de forage de haute qualité peut réduire la déviation de l'outil de 70%, augmenter l'efficacité d'usinage de 25% et prolonger la durée de vie de l'outil de 40%. Cette combinaison de précision, d'efficacité et de fiabilité en fait une solution de serrage noyau irremplaçable pour l'équipement de forage moderne.

Comment sélectionner le diamètre de la colonne pour les opérations robustes?

Une considération clé dans la sélection du diamètre de la colonne

1. Le calcul de la charge est la fondation

• Charge statique: y compris le poids de la machine et le poids de la pièce
• Charge dynamique: considérez le facteur de charge de choc (généralement 1,2-1.5)
• Calcul du moment de flexion: selon la longueur en porte-à-faux et la distance du point de contrainte

Formule de calcul:
Diamètre de la colonne D ≥ ³√ (32 × m / (π × σ))
où m est le moment de flexion maximal, et σ est la contrainte admissible du matériau

2. Les propriétés des matériaux déterminent la résistance

Matériaux couramment utilisés:

• Q345B Structural Steel (σs = 345MPA)
• 40cr en acier en alliage (éteint et tempéré σb≥980MPA)
• Grey Cast Iron HT250 (adapté aux scénarios avec des exigences d'absorption de vibration élevées)

Sécurité:

• Prenez généralement 2,5-3
• Les recommandations 3-4 sont recommandées pour les conditions de charge lourde

3. Le contrôle de stabilité ne peut pas être ignoré

• Contrôle du rapport de mince: λ≤120 (λ≤80 dans des occasions importantes)
• Calcul de la charge critique: vérification de la formule d'Euler
• Stabilité locale: épaisseur de paroi ≥ 1/20 de diamètre

Tableau recommandé des diamètres de colonne pour les opérations en service lourd

Paramètres	Structure traditionnelle	Structure optimisée	Taux d'amélioration
Amplitude verticale	0,15 mm	0,05 mm	67%
Déviation de position de trous	± 0,08 mm	± 0,03 mm	62%
Rughip de surface	RA3.2	RA1.6	50%
Drill Life	200 trous	350 trous	75%

Comment le système de lecteur de courroie a-t-il un impact sur l'efficacité d'usinage?

1. L'efficacité de la transmission affecte directement les performances de la consommation d'énergie
Données de comparaison d'efficacité:

• Ceinture plate: 95 à 98% d'efficacité de transmission
• Volant en V: 92-96% Efficacité de transmission
• Ceinture synchrone: plus de 98% d'efficacité de transmission

Différence de consommation d'énergie:

• Le système de transmission inefficace peut augmenter la consommation d'énergie de 15 à 20%
• Ceinture synchrone de haute qualité économise de 8 à 12% d'énergie par rapport à la ceinture en V ordinaire

2. La stabilité de la vitesse détermine la précision du traitement

Données mesurées:

• Fluctuation de vitesse de ceinture multi-V ≤ 0,5%
• La fluctuation de la vitesse de la courroie de mauvaise qualité peut atteindre ± 2%

Traiter la qualité Impact:

• La valeur de la rugosité de surface Fluctuation jusqu'à 30%
• La tolérance dimensionnelle peut s'écarter de 0,02-0,05 mm
• La durée de vie de l'outil s'est raccourcie de 15 à 25%

Tableau de comparaison des indicateurs de performances de clé

Niveau de charge	Application typique	Diamètre recommandé (mm)	Épaisseur de paroi (mm)
5-10 tonnes	Machines de forage de taille moyenne	150-200	12-15
10-20 tonnes	Grands machines de fraisage	200-250	15-20
20-30 tonnes	Machines d'agitation lourdes	250-300	20-25
au-dessus de 30 tonnes	Machinerie minée	300-400	25-35

Résumé

En tant qu'équipement central de l'usinage de précision , les performances de la machine à forage dépendent de la coordination élevée de divers composants - le système d'alimentation (mécanisme de transmission / transmission) fournit une puissance stable, l'assemblage de la broche (Tableau de la bille en acier / alliage) Assure la rotation Accurate, le système d'alimentation en acier / la vision) La profondeur de traitement, le cadre rigide (fonte en fonte / côtes de renforcement) absorbe les vibrations et les systèmes auxiliaires tels que le refroidissement, la lubrification et la protection de la sécurité garantissent conjointement la qualité de traitement.

Sélection raisonnable de composants de haute qualité tels que la broche en acier en alliage SCM440 (dureté HRC58-62), le corps en fonte grise (HT250) et l'entretien régulier peut améliorer l'efficacité de traitement de plus de 30% et prolonger la durée de vie de l'équipement. Il est recommandé que les utilisateurs choisissent des solutions de combinaison modulaires en fonction des exigences de traitement (précision / charge / lot) et prêtent attention aux tendances de développement des technologies intelligentes (surveillance des objets) et vertes (conception d'économie d'énergie) pour maintenir la compétitivité.

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1. Quels sont les composants de la machine à forage?

La machine à forage est principalement composée de huit composants principaux: système d'alimentation (moteur, boîte de vitesses), assemblage de broche (broche, roulement, poulain de foret), mécanisme d'alimentation (roue main, dispositif d'alimentation automatique), colonne / cadre (base en fonte, colonne de guidage), Workbench (plate-forme réglable, T-SLOT), Système de refroidissement, pompe), dispositif de protection (Sparking, Sythme) et Système de refroidissement, pipeline), dispositif de protection (Sparking. gouverneur).

2. Quels sont les composants de base d'une machine à forage?

Les composants les plus élémentaires d'une machine à forage sont les trois composants principaux: l'unité d'alimentation (qui fournit une puissance de rotation), le système de broche (qui transporte et transmet le couple au bit de forage) et la structure de support (colonnes / cadres pour la stabilité), qui déterminent la capacité d'usinage de base de la machine et autour duquel les autres composants fonctionnels sont étendus.

3. Quelles sont les huit parties d'un foret électrique?

Une perceuse électrique typique comprend: (1) moteur électrique (puissance du noyau) (2) boîte de vitesses (vitesse variable) (3) broche (arbre de sortie) (4) Drill Chuck (outil de serrage) (5) Boîtier (protection contre l'isolation) (6) Commutateur / Détente de contrôle de vitesse (7) Corde d'alimentation / batterie (8) La structure de la dissipation de chaleur.

4. Combien de pièces a un exercice?

Le bit de forage de torsion standard est une structure unique (1 partie), mais il peut être démonté en trois parties fonctionnelles: partie de coupe (tranche principale / auxiliaire), partie guide (rainure en spirale, bord) et partie du tige (tige droite / tige de picotement); Les exercices combinés (par exemple les bits de forage échangeables) sont généralement composés de 2 à 3 pièces (têtes de coupe, bielles, manches de verrouillage).

Paramètres	V-Belt Ordinary	Ceinture synchrone de haute qualité	Effet amélioré
Efficacité de transmission	93%	98%	+ 5%
Speed ​​Fluctation	± 1,5%	± 0,3%	- 80%
Life Life	2000h	5000h	+ 150%
Cycle de maintenance	3 mois	6 mois	+ 100%
Performance de consommation d'énergie	BASELINE	Réduction de 12%	Amélioration significative