【正文】 ......................................... 14 湖南理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 II 2. 4 本章小結(jié) ................................................................................................................... 14 3. 鉆機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計 ............................................................................................................. 17 液壓系統(tǒng)的構(gòu)成和工作原理 .................................................................................... 17 3. 2 發(fā)動機(jī)選型和計算 ................................................................................................... 18 3. 3 各液壓子系統(tǒng)設(shè)計及液壓元件選擇 ......................................... 錯誤 !未定義書簽。 3. 3. 1 動力頭回轉(zhuǎn)系統(tǒng)設(shè)計及液壓元件選擇 ......................... 錯誤 !未定義書簽。 3. 3. 2 動力頭推拉系統(tǒng)設(shè)計及液壓元件選擇 ....................................................... 19 3. 3. 3 泥漿系統(tǒng)設(shè)計及液壓元件選擇 .................................................................. 20 3. 3. 4 其他液壓元件的選擇 ................................................................................... 21 4. 液壓系統(tǒng)的性能驗(yàn)算 ......................................................................................................... 23 4. 1 液壓系統(tǒng)壓力損失 ................................................................................................... 23 4. 2 液壓系統(tǒng)的發(fā)熱溫升計算 ....................................................................................... 24 4. 2. 1 計算液壓系統(tǒng)的發(fā)熱功率 ........................................................................... 24 4. 2. 2 計算液壓系統(tǒng)的散熱功率 ............................................ 錯誤 !未定義書簽。 4. 2. 3 計算油箱散熱量 ............................................................. 錯誤 !未定義書簽。 4. 3 計算液壓系統(tǒng)沖擊力 ................................................................ 錯誤 !未定義書簽。 5. 總結(jié)與展望 ........................................................................................... 錯誤 !未定義書簽 。 5. 1 研究總結(jié) ..................................................................................... 錯誤 !未定義書簽。 5. 2 研究展望 ..................................................................................... 錯誤 !未定義書簽。 參考文獻(xiàn) .................................................................................................... 錯誤 !未定義書簽。 致謝 ............................................................................................................ 錯誤 !未定義書簽。 附錄 ............................................................................................................ 錯誤 !未定義書簽。 附錄一、液壓系統(tǒng)常見故障分析與排除 ........................................ 錯誤 !未定義書簽。 1 液壓系統(tǒng)故障診斷和排除 .................................................... 錯誤 !未定義書簽。 2 液壓元件故障診斷和排除 .................................................................................. 24 附錄二、譯文 .................................................................................... 錯誤 !未定義書簽。 畢業(yè)設(shè)計 1 1 1. 緒論 1. 1 水平定向鉆進(jìn)鋪管技術(shù)簡介 1. 1. 1 非開挖技術(shù)簡介 非開挖鋪管技術(shù)是一種新型鋪管技術(shù)，與傳統(tǒng)的開挖作業(yè)相比，具有快速、高效、不破壞環(huán)境及綠化和不干擾 。 交通等優(yōu)點(diǎn)，其應(yīng)用日益廣泛，將成為未來城市鋪管作業(yè)的主流技術(shù) 。 非開挖技術(shù)比較常用的定義主要有以下兩種： 1)非開挖施工技術(shù)是指在不開挖地表的條件下探測、檢查、修復(fù)、更換和鋪設(shè)各種地下公用設(shè)施 (管道和電纜 )的任何一種技術(shù)和方法； 2)指利用巖土鉆掘、定向 測 控等技術(shù) 手段，在不破壞地面情況下進(jìn)行不同用途、不同材質(zhì)管線的鋪設(shè)、修復(fù)和更換所使用的施工技術(shù) 。 廣泛用于市政、電信、電力，煤氣、油氣、自來水、有線電視、熱力等管線工程部門，也可用于水平降水工程、管棚支護(hù)工程以及污染物防滲治理工程等 。 目前 。 開挖鋪管技術(shù)主要包括水平定向鉆進(jìn)鋪管技術(shù)，微型隧道鋪管技術(shù)、沖擊矛鋪管技術(shù)、夯管法鋪管技術(shù)等 。 1. 1. 2 水平定向鉆進(jìn)鋪管技術(shù)簡介 水平定向鉆進(jìn)鋪管技術(shù)是目前應(yīng)用最為廣泛的非開挖技術(shù)之一，它將石油工業(yè)的定向鉆進(jìn)技術(shù)與傳統(tǒng)的管線施工方法相結(jié)合，為地下管線 施 工帶來了一次技術(shù)革 命 。 特別是在需要穿越地表以上障礙物或大中型河流時，定向鉆進(jìn)方法是最好的管線鋪設(shè)方法之一 。 它采用方向可控和以水射流破土為主的鉆進(jìn)技術(shù)，使用地表放置的鉆機(jī)，按設(shè)計軌跡預(yù)鉆一個導(dǎo)孔，然后在擴(kuò)孔和回拉的同時鋪入管線，管線直徑范圍一般在 50450mm。 水平定向鉆進(jìn)鋪管技術(shù)可用于穿越道路、河流、建筑物等障礙物鋪設(shè)管線，工作原理是采用定向鉆進(jìn)技術(shù)，按設(shè)計的鉆孔軌跡施工一個定向孔，然后在鉆桿柱端部換接大直徑的擴(kuò)孔鉆頭和直徑小于擴(kuò)孔鉆頭的待鋪設(shè)管線，在拉回鉆桿的同時將鉆孔擴(kuò)大，同時拉入需鋪設(shè)的管道，在鉆掘定向孔的過程中， 利用膨潤土、水，氣混合物來潤滑、冷卻和運(yùn)載切削的土至地面，鉆具上安裝了定向測控儀，可改變鉆頭的傾斜角度，鉆進(jìn)的長度就是鉆桿總長度，適用于各種土層，砂卵石層和巖層 。 畢業(yè)設(shè)計 2 2 1. 2 國內(nèi)外水平定向鉆機(jī)研發(fā)現(xiàn)狀和發(fā)展 1. 2. 1 國外水平定向鉆機(jī)的研發(fā)現(xiàn)狀 水平定向鉆機(jī) (HDD， Horizontal Directional Drill)起源于上世紀(jì)七十年代末期，隨著技術(shù)和裝備的不斷完善和改進(jìn)，八十年代中期在發(fā)達(dá)國家才被廣泛接受和認(rèn)可，得于迅速發(fā)展，井以其獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢和廣發(fā)的市場前景的道路世界各國的重視 。 據(jù)了 解，目前國外有三十余家 HDD 制造商， 例 如，典型廠家有美國的 DITCH WITCH 公司、威猛公司、凱斯公司、英格索蘭公司等 。 國外 HDD 產(chǎn)品規(guī)格齊全，自動化程度高，結(jié)構(gòu)緊湊，地層適應(yīng)性強(qiáng)，性能覆蓋范圍大，功率匹配合理、可靠，技術(shù)水平含量高，尤其是在 PLC 控制、自動更換鉆桿等方面尤其獨(dú)特的先進(jìn)性和優(yōu)越性 。 目前國外 HDD 的發(fā)展朝著大型化、微型化、硬巖作業(yè)、機(jī)械自動化、超深度導(dǎo)向監(jiān)控等趨勢發(fā)展 。 1. 2. 2 國內(nèi) HDD 現(xiàn)狀 國內(nèi)的 HDD 研發(fā)相對于國外來說，起步較晚，與國際先進(jìn)水平存在很大的差距，特別是在導(dǎo)向監(jiān)控方面 ，很大程度上依賴國外的技術(shù) 。 90 年代中期以來，原地礦部、建設(shè)部、冶金部等相關(guān)單位，在一些小型 HDD 的自主研發(fā)上取得了一些突破和可惜的成績 。 主要產(chǎn)品有中國地質(zhì)科學(xué)院勘探研究所生產(chǎn)的GBS 系列定向鉆機(jī)、連云港黃海機(jī)械廠等單位研發(fā)的 FDP 系列水平定向鉆機(jī)等 。 “十五 ”期間，國內(nèi) HDD 產(chǎn)品研發(fā)取得較大發(fā)展 。 如中聯(lián) 重 科、深圳鉆通、徐工、北京土行孫、南京地龍等企業(yè)都相應(yīng)開發(fā)出自己的產(chǎn)品 。 性能大幅提高，不少產(chǎn)品技術(shù)水平很高，到達(dá)國際先進(jìn)水平 。 如徐 工 集團(tuán)的 ZD 系列鉆機(jī)，在參考國外同類機(jī)型的基礎(chǔ)上，采用機(jī)電液集成的 PLC 控 制、電液比例控制等技術(shù)，具有較高的技術(shù)水準(zhǔn)和市場競爭力 。 但是，總的說來，我國的 HDD 與國外相比還是存在相當(dāng)?shù)牟罹啵€有待于我們一起努力，使我國的鉆機(jī)行業(yè)早 日 趕上并超越國際先進(jìn)水平 。 圖 分別是國外和國內(nèi)研發(fā)的兩種型號的水平定向鉆機(jī)的基本外形 。 畢業(yè)設(shè)計 3 3 a)國外某型號水平定向鉆機(jī) b） 國內(nèi)某廠商研制的水平定向鉆機(jī) 圖 水平定向鉆機(jī)的基本外形 1. 3 水平定向鉆機(jī)液壓系統(tǒng) 1. 3. 1 水平定向鉆機(jī)液壓系統(tǒng)簡介 液壓技術(shù)在水平定向鉆機(jī)上特別是在中大功率鉆機(jī)上被廣泛采用 。 鉆機(jī)上應(yīng)用液壓技術(shù)是在七十年 代開始的，最初主要是用于給進(jìn)機(jī)構(gòu) 。 隨著液壓技術(shù)的蓬勃發(fā)展，液壓技術(shù)在鉆機(jī)上的應(yīng)用也越來越普遍 。 與傳統(tǒng)的機(jī)械鉆機(jī)相比，全液壓鉆機(jī)具有功率重量畢業(yè)設(shè)計 4 4 比大，控制性能好等優(yōu)點(diǎn)，因此很快得到了推廣和應(yīng)用 。 隨著鉆機(jī)功率的增大，系統(tǒng)的能耗和發(fā)熱問題越來越突出 ， 成為制約和影響鉆機(jī)性能發(fā)揮的重要因素 。 因此，在全液壓鉆機(jī)設(shè)計中，迫切需要應(yīng)用液壓技術(shù)和液壓元件發(fā)展的最新成果，對傳統(tǒng)的液壓系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造，達(dá)到完善功能、提高效率的目的 1. 3. 2 鉆機(jī)液壓系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢 20 世紀(jì)是科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的一個世紀(jì)，各項(xiàng)科學(xué)技術(shù)在各個 領(lǐng)域取得了全所未有的突破性進(jìn)展 。 液壓技術(shù)也不斷取得新的突破，使整個機(jī)械裝備性能發(fā)生突破性前進(jìn) 。特別是 20 世紀(jì)下半葉以來，流體傳動與控制技術(shù)和電子技術(shù)、信息技術(shù)相結(jié)合，發(fā)展了機(jī)械電子液壓一體化的器件和系統(tǒng) 。 電液閥和電 液 控制系統(tǒng)在各類 機(jī) 械設(shè)備上獲得了廣泛應(yīng)用，機(jī)械裝備迅速向機(jī)電液一體化方向發(fā)展 。 1. 4 課題背景及論文主要工作內(nèi)容 1. 4. 1 課題背景及來源 隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和政府對環(huán)境的日益重視，自 20 世紀(jì) 90 年代以來， 我國非開挖的工程施工量和投入的設(shè)備數(shù)量均以每年 40％的高速度增長。非 開挖技術(shù) 在我國已形成了一個新興產(chǎn)業(yè)，引起了各級政府和環(huán)境部門的高度重視。我國極具潛 力的非開挖技術(shù)市場也吸引了大批國際非開挖設(shè)備制造商。在中國管道建設(shè)大發(fā)展的 21 世紀(jì)，非開挖技術(shù)將具有十分廣闊的應(yīng)用前景，經(jīng)濟(jì)效益和社會效益也非常巨大。 現(xiàn)代工程的施工量較大，工期要求比較嚴(yán)格，因此在施工過程中，提高作業(yè)效率、減輕操作人員的勞動強(qiáng)度