【正文】 國內(nèi) HDD 現(xiàn)狀 .............................................................................................. 2 1. 3 水平定向鉆機液壓系統(tǒng) ............................................................................................. 3 1. 3. 1 水平定向鉆機液壓系統(tǒng)簡介 ......................................................................... 3 1. 3. 2 鉆機液壓系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢 ................................................................. 4 1. 4 課題背景及論文主要工作內(nèi)容 ................................................................................. 4 1. 4. 1 課題背景及來源 ............................................................................................. 4 1. 4. 2 論文主要內(nèi)容及各章安 排 ............................................................................. 5 2. 鉆機結(jié)構(gòu)及液壓系統(tǒng)工況分析 ........................................................................................... 6 2. 1 水平定向鉆機的工作原理 ......................................................................................... 6 2. 1. 1 水平定向鉆進鋪管過程 ................................................................................. 6 2. 1. 2 鉆孔鉆進原理 ................................................................................................. 7 2. 2 水平定向鉆機的結(jié)構(gòu)特點 ......................................................................................... 8 2. 2. 1 鉆機的主要設計參數(shù) ..................................................................................... 8 2. 2. 2 鉆機結(jié)構(gòu)的主要組成部分 ........................................................................... 10 2. 3 鉆機液壓 系統(tǒng)工況分析 ............................................................................................11 2. 3. 1 鉆桿旋轉(zhuǎn)工況分析 ........................................................................................11 2. 3. 2 動力頭進退工況分析 ................................................................................... 12 2. 3. 3 鉆具夾緊及擰卸回路工況分析 ................................................................... 13 2. 3. 4 履帶行走系統(tǒng)工況分析 ............................................................................... 14 2. 3. 5 支腿支撐回路工況分析 ............................................................................... 14 湖南理工學院畢業(yè)設計 II 2. 4 本章小結(jié) ................................................................................................................... 14 3. 鉆機液壓系統(tǒng)設計 ............................................................................................................. 17 液壓系統(tǒng)的構(gòu)成和工作原理 .................................................................................... 17 3. 2 發(fā)動機選型和計算 ................................................................................................... 18 3. 3 各液壓子系統(tǒng)設計及液壓元件選擇 ......................................... 錯誤 !未定義書簽。 首先 ，比較詳盡地描述了水平定向 鉆 機的工作原理、各項性能指標、設計參數(shù)、結(jié)構(gòu)組成，同時分析了各機構(gòu)的工況和負載情況，為下一步液壓系統(tǒng)的設計提供設計依據(jù) 。 目前，對比與國外先進的水平定向鉆機研發(fā)水平，我國的鉆機研發(fā)還處于一個比較落后的水平，因此加快水平定向鉆機的研發(fā)工作具有明顯的社會意義和經(jīng)濟意義 。s performance to good condition, engine power utilization, rig hydraulic system transmission efficiency and higher operating efficiency. Key words: horizontal directional drilling。 5. 總結(jié)與展望 ........................................................................................... 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。 特別是在需要穿越地表以上障礙物或大中型河流時，定向鉆進方法是最好的管線鋪設方法之一 。 90 年代中期以來，原地礦部、建設部、冶金部等相關單位，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 。 畢業(yè)設計 3 3 a)國外某型號水平定向鉆機 b） 國內(nèi)某廠商研制的水平定向鉆機 圖 水平定向鉆機的基本外形 1. 3 水平定向鉆機液壓系統(tǒng) 1. 3. 1 水平定向鉆機液壓系統(tǒng)簡介 液壓技術(shù)在水平定向鉆機上特別是在中大功率鉆機上被廣泛采用 。特別是 20 世紀下半葉以來，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)展了機械電子液壓一體化的器件和系統(tǒng) 。 為了滿足日益增長的非開挖施工建設的需要，應盡快提高我國水平定向鉆進技術(shù)水平，這需要從結(jié)構(gòu)設計、液壓系統(tǒng)、智能控制以及施工工藝等幾個方面入手。 1. 4. 2 論文主要內(nèi)容及各章安 排 本文主要是對 45t 水平定向 鉆機的結(jié)構(gòu)特點以及工況特點做了比較詳細的分析，在原液壓系統(tǒng)的基礎上對鉆機的液壓系統(tǒng)進行全面地設計 。 2. 1 水平定向鉆機的工作原理 2. 1. 1 水平定向鉆進鋪管過程 非開挖水平定向鉆進鋪管過程主要分為導向孔鉆進、回拉擴孔、回拉鋪設管道三個階段 。 預埋管徑內(nèi)采用排土法擴孔，以外采用擠壓法擴孔，將余土擠向孔壁四周，待鋪管后，應力釋放自然回填，既避免了過量 排 土造成地面塌陷，也解決了擠壓過度形成的地面開裂難題 。 當鉆頭斜面向下而鉆桿只推進不旋轉(zhuǎn)時，鉆頭將帶動鉆桿向上偏移 ； 而當鉆桿帶動鉆頭高速旋轉(zhuǎn)時，由于垂直方向的力相互抵消，所以鉆機將直線前進 (如圖 所 示 )。 因此，推力 (回拖力 )是鉆機最重要 的參數(shù) 。 表 是鉆機的主要參數(shù) 。 車架為整體式焊接：兩縱梁與車架用高強度螺栓 連接成一體，后端帶有兩垂直支腿、兩縱粱前部設置了導向輪及張緊裝置 )后部設置了驅(qū)動輪及其傳動裝置，行走減速機選用進口的馬達、減速機一體的內(nèi)藏式減速機，該減速機有快慢速兩擋，結(jié)構(gòu)緊湊 。 夾持／擰卸機構(gòu)均配有雙夾持器，與回轉(zhuǎn)機構(gòu)和動力頭進退相配合， — 起組成鉆機的鉆桿夾卸系統(tǒng) 。 水平定向鉆機的液壓系統(tǒng)根據(jù)所實現(xiàn)的功能不同，可分為以下幾個個基本回路：鉆桿旋轉(zhuǎn)回路、動力頭進退回路、履帶行走回路 、 鉆具夾緊及擰卸回路、泥漿泵回路、大粱支 排 回路支腿回路 。 2. 3. 2 動力頭進退工況分析 a、 負載特性分析：動力頭進退 主要是回拖力的計算 。為管與土之間的摩擦系數(shù) (v39。LFF ????? 0 () 上式代表的意思是，鉆機的總回拖力是由以下四部分組成： (1)管道前端的迎面阻力；(2)由于上理荷載作用管外壁上產(chǎn)生的摩阻力； (3)由于管外壁與土之問的粘聚力產(chǎn)生的摩阻力； (4)由于管段重量產(chǎn)生的摩阻力 。 夾緊環(huán)節(jié)的負載主要是由兩個液壓缸完成，從理論上之需要克服液壓缸本身的摩擦力即可，但在實際饋況下要增加一定量的壓力；而擰卸環(huán)節(jié)的負載主要的克服鉆桿 之聞錐螺紋的擰緊里和卸扣力 。 工況分析：在自由地面上行走，工作人員可以在鉆機上控制鉆機的轉(zhuǎn)向，但是在鉆機完成工作以后，鉆機需要自身在事先搭好的斜坡平板上行駛，并且平板的寬度有限，工作人員本能停留在鉆機上控制，因此此時應該確保鉆機履帶行走系統(tǒng)的絕對同步 。 在本文中給出了一些參數(shù)匹配的表格 。一根鉆桿鉆進完成后扳動比例電磁換向閥 16 至右位退回動力頭到原先位置，上第 2 根鉆桿，如此周而復始，完成整個打?qū)蚩椎倪^程。 對于動力頭回轉(zhuǎn)系統(tǒng)，將動力頭當做馬達來計算，可 以得到回轉(zhuǎn)系統(tǒng)所需的輸入 畢業(yè)設計 19 19 功率。 動力頭推進力的計算公式： cipmgmcipm irr/i2 ?????? VPTF ?? （ ） 式中， mT —— 單馬達輸出扭矩； i?—— 減速機的效率，取 ； c? —— 鏈傳動的機械效率，取 。 泥漿用量的經(jīng)驗公式： 42 10)13/( ??? KDQ () 式中， Q—— 泥漿用量，單位： L/m； D—— 回擴頭直徑，單位： m； K—— 漏失系數(shù)，通常在 2~5 之間，根據(jù)地質(zhì)條件的不同而選擇，如：在粘 性 土壤中取 2～ 3，而在砂石或泥漿漏失嚴重的地質(zhì)取 4~5。 2）液壓缸 液壓缸基本參數(shù)有公稱壓力 p、缸筒內(nèi)徑（活塞直徑） D 和外徑 D1 、活塞桿直徑d、活塞行程、往復運動速度比等，它們都有標準系列。 4）濾油器 系統(tǒng)壓力可大于 32MPa，因