【正文】 帶傳動(dòng)將動(dòng)力傳輸?shù)綕L筒，滾動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)皮帶運(yùn)輸 泥土 。 本文 的設(shè)計(jì)思路主要是先計(jì)算出帶式輸送機(jī)的運(yùn)輸量及阻力 ， 對(duì)帶式輸送機(jī)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行選型，通過(guò)阻力計(jì)算選擇電機(jī)型號(hào) ， 再設(shè)計(jì) 減速箱、 V帶傳動(dòng)以及快速接頭。最后對(duì)關(guān)鍵部件進(jìn)行校核，通過(guò)校核 計(jì)算得到了該機(jī)構(gòu)的零件選型與零件加工尺寸， 并驗(yàn)證了方案的可行性。 通過(guò) AutoCAD出圖，最終完成設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的書(shū)寫(xiě)和外文翻譯。 [關(guān)鍵字 ]： 非開(kāi)挖水平鉆機(jī)； 泥土輸送 ； 減速器；帶式輸送機(jī) 全套圖紙，加 153893706 II III Trenchless horizontal directional drilling mud conveying design Abstract: Through the analysis of trenchless rig mud conveyer domestic and foreign research present situation, application and specific detection method, through access to relevant data, discussion and formulate the function is realized by using sectional belt conveyor, belt conveyor for motor drive, through a gear reducer and V belt driving power transmission to the roller, roller rotation drive belt transporting soil. Design idea of this article is mainly to calculate the volume and resistance of belt conveyor, the selection of belt conveyor equipment, choose motor model, through the calculation of resistance to design reducer, V belt transmission and fast connection. Finally, the key ponents, this article got the agency by checking calculation of the selection of the ponents and parts processing size, and verify the feasibility of the scheme. Through the AutoCAD drawing, the final design specification writing and foreign language translation. Key words: Trenchless horizontal drilling。 Soil transport。 gear reducer。 belt conveyor 1 第一章 文獻(xiàn)綜述 非開(kāi)挖水平定向鉆機(jī)簡(jiǎn)介 水平定向鉆機(jī)是 不開(kāi)挖 表面的 時(shí)候 ， 建設(shè) 地下公用設(shè)施 的一種 機(jī)器 ， 水平定向鉆進(jìn)技術(shù)將石油的定向鉆進(jìn)技術(shù) 與 傳統(tǒng)管線(xiàn)施工方法結(jié)合在一起， 具有施工 快、精度高成本低等優(yōu)點(diǎn) [1]。 廣 泛 運(yùn) 用于供水、電力、電訊、天然氣、煤氣、石油等 鋪設(shè) 管線(xiàn) 施工中， 可以 適用 沙 土、粘土、卵石等 各種 地況 ， 在 我 們 國(guó) 家的 大部分非硬 質(zhì) 巖地區(qū)都可以 施工。工作 溫度為 15℃ ~+45℃ 。 一般 來(lái)說(shuō) 適用于鋪設(shè) 直徑 管 道 300~1200 mm 的鋼管及 PE 管，最大鋪管 的 長(zhǎng)度 甚至 可以達(dá)到 1500 m 左右 。 使用水平定向鉆機(jī)進(jìn)行管線(xiàn)鋪設(shè)施工，一般 分為兩個(gè)階段：第一階段 按照設(shè)計(jì) 好的 曲線(xiàn)鉆 一個(gè) 導(dǎo)向孔；第 二階段 將導(dǎo)向孔 擴(kuò) 大 孔 徑 ，并 把 管線(xiàn)沿?cái)U(kuò)大 的 導(dǎo)向孔回拖到導(dǎo)向孔中從而完成 整個(gè) 管線(xiàn) 的 鋪設(shè)工作。水平定向鉆機(jī)主 要 是 由鉆機(jī)系統(tǒng)、控向系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、泥漿系統(tǒng)、鉆具及輔助機(jī)具組成。他們的功能分別是：鉆機(jī)系統(tǒng)為穿越 的 設(shè)備鉆進(jìn) 工作 以及回拖 工作 的主體 控向系統(tǒng)為通過(guò)計(jì)算機(jī)檢測(cè)并 且 控制鉆頭在地下 具體位置和其它 的 參數(shù)，引導(dǎo)鉆頭正確 的 鉆進(jìn) 的方向性 的 工具；動(dòng)力系統(tǒng) 是 由 液壓動(dòng)力源和發(fā)電機(jī)組成 的 動(dòng)力源為鉆機(jī)系統(tǒng)提供高壓 的 液壓油作為鉆機(jī)的動(dòng) 力。泥漿系統(tǒng)是為鉆機(jī)系統(tǒng)提供適合鉆機(jī) 的 工況的泥漿。鉆具及輔助 的 機(jī)具為鉆進(jìn)中鉆孔和擴(kuò)孔時(shí)使用的 機(jī)具 [2]。 非開(kāi)挖鉆機(jī)國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況及發(fā)展趨勢(shì) 非開(kāi)挖鉆機(jī)國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況 非開(kāi)挖 的 水平 鉆機(jī)是 20 世紀(jì) 80 年代 在發(fā)達(dá)國(guó)家興起的，隨著 控制 和 通訊 技術(shù) 的快速發(fā)展，非開(kāi)挖水平鉆機(jī) 的 整體性能已經(jīng)十分 完美 。 因?yàn)?非開(kāi)挖水平 鉆機(jī)是 地下工作 的所以 必須要求 它有 較高 的 穩(wěn)定性 和 可靠性。鉆桿 的 頂進(jìn)和回拖都采用 的是 一體化技術(shù) 用先進(jìn) 的 無(wú)纜或 者 有纜式 的 導(dǎo)向儀引導(dǎo)。同時(shí)機(jī)器 也 必須具有長(zhǎng)時(shí)間 和 不間斷 的作業(yè) 的 能力 [2]。 行業(yè)主要 生產(chǎn)廠家有美國(guó) 的 Ditch Witch、 VERMEER、 AUGERS、 Case公司；德國(guó) TT、 FLX、 HUTTE 公司；加拿大 UTILX 公司 ； 意大利 TECNIWELL 公司；加拿大 UTILX 公司 ； 英國(guó) POWERMOLE、 STEVE VICK 公司；瑞士 TERRA 公司等。 2 國(guó)內(nèi)主要有中國(guó)科學(xué)院勘探技術(shù)研究 生產(chǎn)的 GBS GBS GBS5 拖式非開(kāi)挖鉆機(jī)和 GBS GBS GBS12 自動(dòng)行走 式 的 非開(kāi)挖 鉆機(jī)。徐工集團(tuán)生產(chǎn) ZD1245等系列非開(kāi)挖水平鉆采用進(jìn)口 的 渦輪增壓柴油發(fā)動(dòng)機(jī) 為鉆機(jī) 提供動(dòng)力，國(guó)際 的 液壓元器件 的 廠商 為它 提供配套 的 設(shè)備 ，整機(jī) 性能 可靠 而 穩(wěn)定 [3]。有獨(dú)立的液壓驅(qū)動(dòng) 的 頂進(jìn)回拖、旋轉(zhuǎn)和 泥漿 輸送 功率供給更 加 充足，雙速驅(qū)動(dòng) 的 動(dòng)力頭，進(jìn)一步 的 提高機(jī)器 生產(chǎn)的 效率，自動(dòng)裝卸鉆桿 的 裝置 很 先進(jìn) ， 有線(xiàn)控制可 以 操控機(jī)器 的 單獨(dú) 的 行走。另外，北京土行 孫 公司開(kāi)發(fā)生產(chǎn) 的 DDW80、 DDW200 等 定向鉆；連云港黃海機(jī)械廠與首鋼地址 勘察院共同開(kāi)發(fā) 的 FDP15 及 FDP12 水平定向鉆 ；深圳鉆通公司生產(chǎn) 的 ZTZT1 ZT10 水平定向鉆中聯(lián)重科 的 KSD25 水平定向鉆是收購(gòu)了英國(guó)保路捷公司 推出的新產(chǎn)品，采用分體式 的 結(jié)構(gòu)，用戶(hù)可 以 選配空壓機(jī)和泥漿系統(tǒng) 得 以實(shí)現(xiàn)干濕兩用 [4]。 水平定向鉆按 提供的推拉力 、 扭矩大小分為小、中、大型三大類(lèi)。各類(lèi)鉆機(jī)性能參數(shù)應(yīng)用范圍見(jiàn) 表 。 表 水平定向鉆機(jī)參數(shù) 分類(lèi) 大型 中型 小型 推拉力（ KN） ＞ 450 100450 ＜ 100 扭矩 (KN/m) ＞ 30 330 ＜ 3 功率 (KW) ＞ 180 100180 ＜ 100 鉆桿長(zhǎng)度 (m) 鋪管直徑 (mm) 6001200 350600 50350 鋪管長(zhǎng)度 (m) 6001500 300600 ＜ 300 鋪管深度 (m) ＞ 15 615 ＜ 6 非開(kāi)挖鉆機(jī)發(fā)展趨勢(shì) 水平定向鉆 設(shè)備 在十幾年 時(shí) 間 內(nèi) 得 到 了 飛速 的 發(fā)展，成為發(fā)達(dá)國(guó)家新興產(chǎn)業(yè)。目前 它的 發(fā)展 朝著大型化、 微型化、 自備錨固系統(tǒng)、鉆桿自動(dòng)堆放提取、鉆桿連接 初 自動(dòng)潤(rùn)滑防觸電等自動(dòng)化 功能、 適應(yīng)硬巖作業(yè)、超深度導(dǎo)向、應(yīng)用范圍 大 等特征 發(fā)展 [3]。 3 第二章 泥土輸送裝置 設(shè)計(jì)方案 輸送裝置簡(jiǎn)介 輸送裝置按 照 工作 的 原理主要可以分為兩類(lèi)：機(jī)械輸送 以及 氣流輸送。機(jī)械輸送設(shè)備主要有：管鏈輸送機(jī)、皮帶輸送機(jī)、滾筒輸送 機(jī)、斗式提升機(jī)、螺旋輸送機(jī)以及板鏈斗式提升機(jī)等。氣流輸送 裝置 主要 有：負(fù)壓真空輸送、正壓稀相輸送、正壓稀相閉路輸送、旋轉(zhuǎn)閥密相輸送 、密相動(dòng)壓氣力輸送、密相高壓發(fā)送罐輸送方式等。鉆機(jī)泥土輸送常采用的有螺旋輸送和皮帶輸送方式。 輸送裝置方案 鉆機(jī)泥土輸送常采用螺旋輸送和皮帶輸送裝置。下面對(duì)這兩種方 案進(jìn)行對(duì)比并選擇。 皮帶輸送機(jī) 的 性能特點(diǎn) ： 輸送帶 是 根據(jù)摩擦傳動(dòng) 的 原理運(yùn)動(dòng)， 具 有輸送量 很 大 輸送距離 很 遠(yuǎn)、輸送穩(wěn)定，物料 和 輸送帶 之 間沒(méi)有相對(duì) 的 運(yùn)動(dòng)，噪音 較 小，維修 較 方便能量消耗少 且 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、部件標(biāo)準(zhǔn) 等優(yōu)點(diǎn) [5]。 螺旋輸送機(jī)（ 又 稱(chēng)絞龍）。其整體結(jié)構(gòu) 與 內(nèi)部結(jié)構(gòu)由頭節(jié) 中間節(jié)、尾節(jié) 和 驅(qū)動(dòng)部分構(gòu)成。螺旋輸送機(jī) 具 有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、占地少、 方便 多點(diǎn)裝料、設(shè) 備 很 容易密封以及 能 多點(diǎn)卸料、管理和操作相對(duì)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。常用于水平或 小于 20176。 傾斜方向輸送各種 各樣的 粉狀和粒狀物料，如水泥、礦渣、生料和煤粉等。螺旋輸送機(jī)的缺點(diǎn)主要是運(yùn)行阻力 很 大，相比其他輸送機(jī) 來(lái)說(shuō) 動(dòng)力消耗 更 大，機(jī)件磨損 很快 ，維修量 較 大。不適宜于輸送粘性 較 大、 容 易結(jié)塊、粒狀塊 大 、磨琢大的物料， 被輸送的物料溫度 一般 要低于200 度 [5]。 而且 一般 用于中小輸送量 以 及輸送距離小于 50 m的場(chǎng)合。 考慮到 本文研究的是非開(kāi)挖水平定向鉆機(jī)的泥土輸送裝置， 因此 需要輸送的是粘性較大的泥土，而螺旋輸送裝置不能 夠 很好的輸送粘性 較 大的物料，因此在本課題中皮帶輸送機(jī)更能 夠 滿(mǎn)足工作 條件的 要求。本次課題擬定采用皮帶輸送 機(jī) 來(lái) 實(shí)現(xiàn)鉆機(jī) 的泥土輸送。鉆機(jī)鉆進(jìn)過(guò)程中鉆桿慢慢 的 深入地下，皮帶輸送機(jī) 隨 著 鉆桿一起進(jìn)入，因此皮帶輸送機(jī)應(yīng) 該 與鉆桿配套，尺寸 也應(yīng)該 相當(dāng)， 所以 采用分節(jié)式皮帶輸送機(jī)，相鄰兩節(jié)之間 運(yùn) 用快速接頭連接。 4 考慮到每一節(jié)皮帶輸送裝置 的 設(shè)計(jì)參數(shù)一樣，因此取一節(jié)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算即可。本次設(shè)計(jì)主要內(nèi)容為：帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)選型以及減速器設(shè)計(jì)。 其中帶式輸送 機(jī)設(shè)計(jì)主要為輸送機(jī) 的 布置 的 形式，驅(qū)動(dòng) 的 方式，輸送帶 的 選型，拉緊裝置 的 設(shè)計(jì)，清掃裝置 的 設(shè)計(jì)等，以設(shè)計(jì)出合適的驅(qū)動(dòng) 和控制系統(tǒng)。設(shè)計(jì)出各個(gè)系統(tǒng) 后，還要對(duì)某些關(guān)鍵部位進(jìn)行校核，以保證所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)能符合工作要求正常運(yùn)行。 帶式輸送機(jī)簡(jiǎn)介 皮帶輸送機(jī)包括： 180 度皮帶轉(zhuǎn)彎?rùn)C(jī) 、 90 度皮帶轉(zhuǎn)彎?rùn)C(jī)、 不銹鋼 皮帶轉(zhuǎn)彎?rùn)C(jī)、 45度皮帶轉(zhuǎn)彎?rùn)C(jī)、皮帶提升機(jī)、電子原件皮帶輸送機(jī)、燈檢皮帶輸送機(jī)、不銹鋼皮帶 輸送 機(jī)、塑料噴嘴皮帶輸送機(jī)、多層皮帶輸送機(jī)等 。 主要由：頭架、驅(qū)動(dòng)裝置、傳動(dòng)滾筒、尾架、托輥、中間架、尾部改向裝置、卸載裝置、清掃裝置、安全保護(hù)裝置等部件組成 [5]。 皮帶輸送機(jī) 是 利用輸送帶 間歇或連續(xù)運(yùn)動(dòng)來(lái)輸送輕重不同的物品，既可以輸送各種散料，又可以輸送各種紙箱、包裝袋等單件重量不大的件貨，用途非常 的 廣泛。結(jié)構(gòu)形式主要有：槽型皮帶機(jī)、爬坡皮帶機(jī)、轉(zhuǎn)彎皮帶機(jī)、平型皮帶機(jī)等，輸送帶上還可 以 增設(shè)提升擋 板、裙邊等附件， 從而 能滿(mǎn)足各種工藝要求。 輸送帶是帶式輸送機(jī)承載物料的構(gòu)件，帶上 物料隨輸送帶 運(yùn)行，物料根據(jù)需要可以在輸送機(jī) 的 端部和中間部位卸下。輸送帶用旋轉(zhuǎn) 的 托棍支撐，運(yùn)行阻力小。帶式輸送機(jī)可 以 水平或 沿 傾斜 的 線(xiàn)路布置。使用光面輸送帶 沿傾斜 的 線(xiàn)路布置時(shí)，不同物料的 最大運(yùn)輸傾角不同，具體數(shù)據(jù)如下表 21 所示： 表 21 不同物料的最大運(yùn)角 [5] 物料種類(lèi) 角 度 物料種類(lèi) 角 度 煤 塊 18 176。 篩分后的石灰石 12176。 煤 塊 20 176。 干 沙 15176。 篩分后 的焦碳 17 176。 未篩分的石塊 18176。 0— 350mm 礦石 16 176。 水 泥 20176。 0— 200mm 油田頁(yè)巖 22176。 干 松 泥 土 20176。 5 帶式輸送機(jī)布置方式 電動(dòng)機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器、減速器帶動(dòng)傳動(dòng)滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)或其他驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，再借助滾筒或其他 的 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與輸送帶的摩擦力，使輸送帶運(yùn)動(dòng)。通用固定式輸送帶輸送機(jī)一般采用單點(diǎn)驅(qū)動(dòng)， 驅(qū)動(dòng)裝置集中安裝在輸送機(jī)長(zhǎng)度某一位置，一般 在 機(jī)頭處。單點(diǎn)驅(qū)動(dòng)方式按傳動(dòng) 滾筒的數(shù)目分，可分為單滾筒和雙滾筒驅(qū)動(dòng) 兩種 。對(duì)每個(gè)滾筒的驅(qū)動(dòng)又可 以 分為 單電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)和多電動(dòng)機(jī) 驅(qū)動(dòng) 方式 。因 為 單點(diǎn)驅(qū)動(dòng)方式最常用，因此凡是沒(méi)有指明是多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)方式的， 一般 都 為單驅(qū)動(dòng)方式 [6]。 單筒、單電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方式最簡(jiǎn)單，考慮驅(qū)動(dòng)方式時(shí) 是首選 。在大運(yùn)量、長(zhǎng)距離 鋼繩芯膠帶輸送機(jī)中 常