【正文】 帶傳動將動力傳輸?shù)綕L筒，滾動轉(zhuǎn)動帶動皮帶運輸 泥土 。 本文 的設(shè)計思路主要是先計算出帶式輸送機的運輸量及阻力 ， 對帶式輸送機相關(guān)設(shè)備進行選型，通過阻力計算選擇電機型號 ， 再設(shè)計 減速箱、 V帶傳動以及快速接頭。最后對關(guān)鍵部件進行校核，通過校核 計算得到了該機構(gòu)的零件選型與零件加工尺寸， 并驗證了方案的可行性。 通過 AutoCAD出圖，最終完成設(shè)計說明書的書寫和外文翻譯。 [關(guān)鍵字 ]： 非開挖水平鉆機； 泥土輸送 ； 減速器；帶式輸送機 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 文獻綜述 非開挖水平定向鉆機簡介 水平定向鉆機是 不開挖 表面的 時候 ， 建設(shè) 地下公用設(shè)施 的一種 機器 ， 水平定向鉆進技術(shù)將石油的定向鉆進技術(shù) 與 傳統(tǒng)管線施工方法結(jié)合在一起， 具有施工 快、精度高成本低等優(yōu)點 [1]。 廣 泛 運 用于供水、電力、電訊、天然氣、煤氣、石油等 鋪設(shè) 管線 施工中， 可以 適用 沙 土、粘土、卵石等 各種 地況 ， 在 我 們 國 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 來說 適用于鋪設(shè) 直徑 管 道 300~1200 mm 的鋼管及 PE 管，最大鋪管 的 長度 甚至 可以達到 1500 m 左右 。 使用水平定向鉆機進行管線鋪設(shè)施工，一般 分為兩個階段：第一階段 按照設(shè)計 好的 曲線鉆 一個 導向孔；第 二階段 將導向孔 擴 大 孔 徑 ，并 把 管線沿擴大 的 導向孔回拖到導向孔中從而完成 整個 管線 的 鋪設(shè)工作。水平定向鉆機主 要 是 由鉆機系統(tǒng)、控向系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、泥漿系統(tǒng)、鉆具及輔助機具組成。他們的功能分別是：鉆機系統(tǒng)為穿越 的 設(shè)備鉆進 工作 以及回拖 工作 的主體 控向系統(tǒng)為通過計算機檢測并 且 控制鉆頭在地下 具體位置和其它 的 參數(shù)，引導鉆頭正確 的 鉆進 的方向性 的 工具；動力系統(tǒng) 是 由 液壓動力源和發(fā)電機組成 的 動力源為鉆機系統(tǒng)提供高壓 的 液壓油作為鉆機的動 力。泥漿系統(tǒng)是為鉆機系統(tǒng)提供適合鉆機 的 工況的泥漿。鉆具及輔助 的 機具為鉆進中鉆孔和擴孔時使用的 機具 [2]。 非開挖鉆機國內(nèi)外發(fā)展概況及發(fā)展趨勢 非開挖鉆機國內(nèi)外發(fā)展概況 非開挖 的 水平 鉆機是 20 世紀 80 年代 在發(fā)達國家興起的，隨著 控制 和 通訊 技術(shù) 的快速發(fā)展，非開挖水平鉆機 的 整體性能已經(jīng)十分 完美 。 因為 非開挖水平 鉆機是 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 頂進和回拖都采用 的是 一體化技術(shù) 用先進 的 無纜或 者 有纜式 的 導向儀引導。同時機器 也 必須具有長時間 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 的 Ditch Witch、 VERMEER、 AUGERS、 Case公司；德國 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 POWERMOLE、 STEVE VICK 公司；瑞士 TERRA 公司等。 2 國內(nèi)主要有中國科學院勘探技術(shù)研究 生產(chǎn)的 GBS GBS GBS5 拖式非開挖鉆機和 GBS GBS GBS12 自動行走 式 的 非開挖 鉆機。徐工集團生產(chǎn) ZD1245等系列非開挖水平鉆采用進口 的 渦輪增壓柴油發(fā)動機 為鉆機 提供動力，國際 的 液壓元器件 的 廠商 為它 提供配套 的 設(shè)備 ，整機 性能 可靠 而 穩(wěn)定 [3]。有獨立的液壓驅(qū)動 的 頂進回拖、旋轉(zhuǎn)和 泥漿 輸送 功率供給更 加 充足，雙速驅(qū)動 的 動力頭，進一步 的 提高機器 生產(chǎn)的 效率，自動裝卸鉆桿 的 裝置 很 先進 ， 有線控制可 以 操控機器 的 單獨 的 行走。另外，北京土行 孫 公司開發(fā)生產(chǎn) 的 DDW80、 DDW200 等 定向鉆；連云港黃海機械廠與首鋼地址 勘察院共同開發(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 水平定向鉆是收購了英國保路捷公司 推出的新產(chǎn)品，采用分體式 的 結(jié)構(gòu)，用戶可 以 選配空壓機和泥漿系統(tǒng) 得 以實現(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。各類鉆機性能參數(shù)應用范圍見 表 。 表 水平定向鉆機參數(shù) 分類 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 鉆桿長度 (m) 鋪管直徑 (mm) 6001200 350600 50350 鋪管長度 (m) 6001500 300600 ＜ 300 鋪管深度 (m) ＞ 15 615 ＜ 6 非開挖鉆機發(fā)展趨勢 水平定向鉆 設(shè)備 在十幾年 時 間 內(nèi) 得 到 了 飛速 的 發(fā)展，成為發(fā)達國家新興產(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)、鉆桿自動堆放提取、鉆桿連接 初 自動潤滑防觸電等自動化 功能、 適應硬巖作業(yè)、超深度導向、應用范圍 大 等特征 發(fā)展 [3]。 3 第二章 泥土輸送裝置 設(shè)計方案 輸送裝置簡介 輸送裝置按 照 工作 的 原理主要可以分為兩類：機械輸送 以及 氣流輸送。機械輸送設(shè)備主要有：管鏈輸送機、皮帶輸送機、滾筒輸送 機、斗式提升機、螺旋輸送機以及板鏈斗式提升機等。氣流輸送 裝置 主要 有：負壓真空輸送、正壓稀相輸送、正壓稀相閉路輸送、旋轉(zhuǎn)閥密相輸送 、密相動壓氣力輸送、密相高壓發(fā)送罐輸送方式等。鉆機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 鉆機泥土輸送常采用螺旋輸送和皮帶輸送裝置。下面對這兩種方 案進行對比并選擇。 皮帶輸送機 的 性能特點 ： 輸送帶 是 根據(jù)摩擦傳動 的 原理運動， 具 有輸送量 很 大 輸送距離 很 遠、輸送穩(wěn)定，物料 和 輸送帶 之 間沒有相對 的 運動，噪音 較 小，維修 較 方便能量消耗少 且 結(jié)構(gòu)簡單、部件標準 等優(yōu)點 [5]。 螺旋輸送機（ 又 稱絞龍）。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)動部分構(gòu)成。螺旋輸送機 具 有結(jié)構(gòu)簡單、占地少、 方便 多點裝料、設(shè) 備 很 容易密封以及 能 多點卸料、管理和操作相對簡單等優(yōu)點。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。螺旋輸送機的缺點主要是運行阻力 很 大，相比其他輸送機 來說 動力消耗 更 大，機件磨損 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的場合。 考慮到 本文研究的是非開挖水平定向鉆機的泥土輸送裝置， 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更能 夠 滿足工作 條件的 要求。本次課題擬定采用皮帶輸送 機 來 實現(xiàn)鉆機 的泥土輸送。鉆機鉆進過程中鉆桿慢慢 的 深入地下，皮帶輸送機 隨 著 鉆桿一起進入，因此皮帶輸送機應 該 與鉆桿配套，尺寸 也應該 相當， 所以 采用分節(jié)式皮帶輸送機，相鄰兩節(jié)之間 運 用快速接頭連接。 4 考慮到每一節(jié)皮帶輸送裝置 的 設(shè)計參數(shù)一樣，因此取一節(jié)進行設(shè)計計算即可。本次設(shè)計主要內(nèi)容為：帶式輸送機設(shè)計選型以及減速器設(shè)計。 其中帶式輸送 機設(shè)計主要為輸送機 的 布置 的 形式，驅(qū)動 的 方式，輸送帶 的 選型，拉緊裝置 的 設(shè)計，清掃裝置 的 設(shè)計等，以設(shè)計出合適的驅(qū)動 和控制系統(tǒng)。設(shè)計出各個系統(tǒng) 后，還要對某些關(guān)鍵部位進行校核，以保證所設(shè)計的系統(tǒng)能符合工作要求正常運行。 帶式輸送機簡介 皮帶輸送機包括： 180 度皮帶轉(zhuǎn)彎機 、 90 度皮帶轉(zhuǎn)彎機、 不銹鋼 皮帶轉(zhuǎn)彎機、 45度皮帶轉(zhuǎn)彎機、皮帶提升機、電子原件皮帶輸送機、燈檢皮帶輸送機、不銹鋼皮帶 輸送 機、塑料噴嘴皮帶輸送機、多層皮帶輸送機等 。 主要由：頭架、驅(qū)動裝置、傳動滾筒、尾架、托輥、中間架、尾部改向裝置、卸載裝置、清掃裝置、安全保護裝置等部件組成 [5]。 皮帶輸送機 是 利用輸送帶 間歇或連續(xù)運動來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、爬坡皮帶機、轉(zhuǎn)彎皮帶機、平型皮帶機等，輸送帶上還可 以 增設(shè)提升擋 板、裙邊等附件， 從而 能滿足各種工藝要求。 輸送帶是帶式輸送機承載物料的構(gòu)件，帶上 物料隨輸送帶 運行，物料根據(jù)需要可以在輸送機 的 端部和中間部位卸下。輸送帶用旋轉(zhuǎn) 的 托棍支撐，運行阻力小。帶式輸送機可 以 水平或 沿 傾斜 的 線路布置。使用光面輸送帶 沿傾斜 的 線路布置時，不同物料的 最大運輸傾角不同，具體數(shù)據(jù)如下表 21 所示： 表 21 不同物料的最大運角 [5] 物料種類 角 度 物料種類 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 油田頁巖 22176。 干 松 泥 土 20176。 5 帶式輸送機布置方式 電動機通過聯(lián)軸器、減速器帶動傳動滾筒轉(zhuǎn)動或其他驅(qū)動機構(gòu)，再借助滾筒或其他 的 驅(qū)動機構(gòu)與輸送帶的摩擦力，使輸送帶運動。通用固定式輸送帶輸送機一般采用單點驅(qū)動， 驅(qū)動裝置集中安裝在輸送機長度某一位置，一般 在 機頭處。單點驅(qū)動方式按傳動 滾筒的數(shù)目分，可分為單滾筒和雙滾筒驅(qū)動 兩種 。對每個滾筒的驅(qū)動又可 以 分為 單電動機驅(qū)動和多電動機 驅(qū)動 方式 。因 為 單點驅(qū)動方式最常用，因此凡是沒有指明是多點驅(qū)動方式的， 一般 都 為單驅(qū)動方式 [6]。 單筒、單電動機驅(qū)動方式最簡單，考慮驅(qū)動方式時 是首選 。在大運量、長距離 鋼繩芯膠帶輸送機中 常