1.改造原因
我处1台多年前购置的车载钻机,其底盘为美国ARDCO公司生产的6×6驱动、铰接式钢性悬挂车架的大型越野轮胎底盘,该底盘上配置了美国加登纳·丹佛(GARDNER DENVER)公司生产的湿地车载钻机。该车载钻机的钻机技术况状较好,但是其底盘存在以下3个问题:一是最高行驶速度较低(40km/h),机动性和经济性较差;二是驾驶室视线较差,驾驶员驾驶、操作困难;三是底盘铰接部位故障频繁。由于底盘存在上述问题,多年来闲置未用。为缓解生产任务繁重和钻机严重不足的图1改造前的ARDCO车载钻机矛盾,发挥该钻机的作用,我们决定对其进行优化改造。改造前的ARDCO车载钻机如图1所示。
2.改造方法
(1)底盘选型
通过对物探处现有沙漠车辆的结构性能、技术参数及动力传输方式进行比较,测量加登纳·丹佛钻机主要安装尺寸,将相关数据汇总进行仔细分析研究,决定将加登纳·丹佛钻机改装到我处现有的MAN32·281型卡车底盘上。MAN32·281型卡车是德国曼公司生产的6×6驱动的沙漠运输车,该车额定功率为281马力、变速器输出最大扭矩为1300N·m,其驾驶室视野宽阔且操作舒适,行驶速度较快(85km/h),机动性能好,可靠性高,经济性好。
(2)钻机动力传输路线
MAN32.281型卡车在常规状态下行驶时,变速器输出的动力经分动器只传递给中后桥,实现6×4驱动模式;在沙漠越野行驶时,经分动器向前桥输出动力,实现6×6驱动模式;分动器上部设有取力器(PTO),可输出动力。
经测量、计算和分析,我们决定采用外形尺寸较小的MAN300型钻机用(速比为1: 1)链条传动箱,作为加登纳·丹佛钻机的分动箱。在钻井施工时,卡车分动器置于空挡位置,车辆处于停车状态。发动机动力经变速器(7挡或8挡)输出到卡车分动器取力器,由取力器将动力传输给加登纳·丹佛钻机分动箱,再经该分动箱向前传递给该钻机的空压机、向后传递给该钻机的转盘,以实现该钻机的钻井施工。
(3)钻机的安装和连接
根据加登纳·丹佛钻机平台宽(910mm)、卡车大梁窄(780mm)的上宽下窄结构特点及卡车底盘相关尺寸,钻机平台与底盘的2根连接纵梁决定采用“’形结构。为控制钻机平台的高度、降低整车重心,设计该纵梁长度为5500mm、厚度为250mm、上部宽度为910mm、下部宽度为780mm。在该纵梁内侧不影响钻机传动轴的位置均布焊接5根横梁,在其外侧左、右均布焊接8只三角形支撑和5只连接座。
(4)调整钻机重心及车辆离去角
根据卡车底盘载荷分配和尾部离去角要求,将卡车底盘大梁尾部截短450mm,将钻机平台前移450m m;制作长度为2100mm、宽度为250mm、高度为300mm的矩形支撑横梁,焊接到距离卡车底盘大梁尾部250mm处;将ARDCO底盘后部左、右侧支腿缸,在距离地面600mm的位置安装到制作的矩形支撑横梁上。通过以上改造措施,将卡车底盘离去角度增大到45°,以提高其通过性。将卡车底盘和钻机平台用长度为5500mm、高度为250mm的 “”形纵梁连接固定,将钻机平台重心高度在原1550mm的基础上降低到1450mm,以适应改造后高行驶速度的要求。