【正文】 定，通常是針對不同的巖層性質和鉆頭種類為獲得最優(yōu)鉆進指標而由試驗得到的數(shù)值 。 通過調(diào)節(jié)給進力也就在一定的鉆進規(guī)程下調(diào)節(jié)進退速度 。 工況分析：支撐回路有幾個液壓缸組成，幾個液壓缸共同分擔系統(tǒng)的負載，但是也要主要由于有力位置發(fā)生改變而造成的偏載現(xiàn)象，要求液壓缸的需要壓力有一定的余地 。如果鉆桿帽長度不一樣，前后夾緊鉗不能夠準確夾緊兩根鉆桿的鉆帽，操作手動換向閥15，調(diào)整浮動缸 2 28 的長度從而使前后夾緊缸正好能夠夾緊兩根鉆桿帽，有利于鉆桿的拆卸。 表 力士樂 A6VM55 液壓馬達技術參數(shù) 排量 (mL) 額定壓力 (MPa) 最大壓力 (MPa) 最大流量 (L/min) 最高轉速 (r/min) 最大 扭 矩 (N? m) 重量 (kg) 40 45 244 7000 349 26 3. 3. 3 泥漿系統(tǒng)設計 及液壓元件選擇 任何一種型號的水平定向鉆機所配置的泥漿泵流量是一定的。據(jù) GB 234893,選取 d=32mm； 液壓缸壁厚計算公式為 畢業(yè)設計 22 22 ]][ ][[2 ???? ppD ??? () 可算得 ? =。 系統(tǒng)的調(diào)整壓力 pT≥ pl＋Δ p 式中 pT—— 液壓泵的工作壓力或支路的調(diào)整壓力。 4. 1 液壓系統(tǒng)壓力損失 壓力損失包括管路的沿程 損失 Δ p1，管路的局部壓力 損失 Δ p2和閥類元件的局部 損失 Δ p3，總的壓力損失為 Δ p＝Δ p1＋ Δ p2＋Δ p3 （ ） ?? 222 vp ?? ， 23 ???????????nn qqpp 式中 l—— 管道的長度 (m)； d—— 管道內(nèi)徑 (m)； v—— 液流平均速度 (v/s)； ρ —— 油密度 (kg/m3)；λ —— 沿程阻力系數(shù)； ζ —— 局部阻力系數(shù)。因此溢流閥 6 和 11 均可選擇錐閥式 DBD 直動型溢流閥（工作壓力可達 40MPa，最大流量330L/min）。 動力頭最大推拉力 F=450kN，最大推拉力時的運動速度為 v=。之后司鉆扳動電磁比例換向閥 16 至左位，調(diào)節(jié)進給回拖方向閥使動力頭和卸扣器之間留出上鉆桿空間，用吊車把鉆桿放在動力頭主軸和后夾緊缸 32 之間，完成后，操作后夾緊鉗換向閥18 至右位，夾緊鉆桿，另一只手操作電磁比例換向閥 8 至左位，正向高速 旋轉動力頭使畢業(yè)設計 18 18 鉆桿擰緊，完成后，操作手動換向閥 18 至左位，松開后夾緊鉗，然后按下電磁換向閥 9至左位，啟動泥漿泵馬達給鉆桿內(nèi)通泥漿，通泥漿的同時操作比例電磁換向閥 16 至左位，使動力頭沿鉆臂前進，待鉆頭快到入土位置，一邊繼續(xù)前進一邊扳動比例電磁換向閥 8 至左位使動力頭同轉，一邊前進一邊回轉，使整個動力頭采取螺旋式鉆進。 mgsi nc o sF f ）（ ?? ?? f （ ） 式中： fF — 行走系統(tǒng)負載； f — 履帶與地面接觸摩擦系數(shù)； ?— 接觸面傾斜角度，水平接觸面取 0。LcπBπ q u 39。 回轉液壓系統(tǒng)具有壓力適應、速度可調(diào)、調(diào)速范圍大但不頻繁的特點 。 其中鉆桿存放／提取機構包括鉆桿箱上下抬升和索臂伸縮機構；當裝鉆桿時鉆桿箱上下抬升機構 落到索臂上，畢業(yè)設計 11 11 索臂由控制系統(tǒng)控制抓取不同列數(shù)的鉆桿，然后鉆桿箱抬起，索臂伸出將鉆桿送到安裝位置實現(xiàn)安裝；卸時索臂將拆下鉆桿送到鉆桿箱相應列數(shù)下，鉆桿箱落下將鉆桿擠入箱內(nèi)實現(xiàn)拆卸 。 表 為管徑和鉆孔長度的鉆機功率配備選擇對照表 。 因此 。 因此，本章即在進行水平定鉆機液壓系統(tǒng)設計以前，對鉆機的 工 作原理、設計參數(shù)、結構部件 、工 作環(huán)境、負載情況進行深入的分析 。從市場需求來看，用戶對施工質量的要求越來越高，一些傳統(tǒng)的產(chǎn)品已無法滿足施工要求，只有自動化程度高、適應范圍廣、采用先進施工工藝的新型機器才能一顯身手，這也是今后 水平定向鉆機的發(fā)展方向。 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的基本外形 。 1. 1. 2 水平定向鉆進鋪管技術簡介 水平定向鉆進鋪管技術是目前應用最為廣泛的非開挖技術之一，它將石油工業(yè)的定向鉆進技術與傳統(tǒng)的管線施工方法相結合，為地下管線 施 工帶來了一次技術革 命 。 4. 3 計算液壓系統(tǒng)沖擊力 ................................................................ 錯誤 !未定義書簽。 在當今中國基礎設施建設如火如荼的大環(huán)境下，擁有廣泛的市場前景 。 3. 3. 1 動力頭回轉系統(tǒng)設計及液壓元件選擇 ......................... 錯誤 !未定義書簽。 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、管棚支護工程以及污染物防滲治理工程等 。 性能大幅提高，不少產(chǎn)品技術水平很高，到達國際先進水平 。我國極具潛 力的非開挖技術市場也吸引了大批國際非開挖設備制造商。 最后，在 第五章 中 ，總結前幾章的工作，并且對水平定向鉆機的發(fā)展方向作出展望 。 圖 回拖鋪管 2. 1. 2 鉆孔鉆進原理 由液壓系統(tǒng)提供的靜壓力通過鉆桿作用在鉆頭上，當推進力大于土壤作用在鉆頭和鉆桿表面的阻力時，便可以擠壓土壤在地下成孔 。 另外，作為沖洗介質的通道，向孔底鉆具輸送鉆進泥漿、壓縮空氣等 。 (3)鉆桿和鉆頭 鉆桿為高強度鋼管制造，每節(jié)長度 3～ 5m，直徑 60～ 90mm，利用錐管螺紋聯(lián)結相互聯(lián)結，最小曲率半徑為 50 節(jié)鉆桿，可根據(jù)用戶需要增加數(shù)量 。 孔底壓力越大，鉆頭切入深度越深，破碎巖石所需轉矩越大；孔底壓力太大，轉矩達到系統(tǒng)安全閥設定的最大值時，會出現(xiàn)卡鉆現(xiàn)象，不能正常鉆進 。 a 為考慮到土質不同設置的修正系數(shù) 。 要求具備如下功能： 1） 回轉器正轉與夾持器松開及卡盤夾緊聯(lián)動； 2） 回轉器反轉與夾持器夾緊及卡盤夾緊聯(lián)動，實現(xiàn)鉆具卸扣； 3） 回轉器前進與后退與夾持器及卡盤的夾緊與松開聯(lián)動，完成起下鉆及倒桿動作 。 特別在動力頭 進 退工況分析中，并給出最大鉆進力的具體計算公式，對機構設計以及液壓設計都有一定的指導意義 。動力頭推拉系統(tǒng)和動力頭回轉系統(tǒng)可以切換油路分別驅動左、右履帶 行 走，為保持同步，推拉液壓泵與回轉液壓泵應保持一致，選擇力士樂 A4VGl25 斜盤 式軸向柱塞泵?？梢赃x擇薩奧的 的齒輪泵。 畢業(yè)設計 23 23 4. 液壓系統(tǒng) 的性能驗算 液壓系統(tǒng)初步設計是在某些估計參數(shù)情況下進行的，當各回路形式、液壓元件及聯(lián)接管路等完全確定后，針對實際情況對所設計的系統(tǒng)進行各項性能分析。 最好在泵泄油口接一個壓力 表，以檢查泵體內(nèi)的壓力， 其值應小于 液壓缸常見的故障分析和排除 表 9 故障現(xiàn)象 故障分析 排除方法 推力不足或工作 速度逐漸下降甚 至停止 1. 液壓缸和活塞配合間隙太大或 O形密 封件損壞，造成高低壓腔互通 2. 由于工作時經(jīng)常用工作行程的某一段 ，造成液壓缸孔徑直線性不良（局部有腰 鼓形）致使液壓缸兩端高低壓油互通 3. 缸端油封壓得太緊或活塞桿彎曲，使 摩擦力或阻力增加 4. 泄漏過多 5. 油溫太高，粘度減小，考間隙密封或 密封質量差的液壓缸行速變慢。所以油箱的容量 V=? 10= 按 JB/T79381999規(guī)定容積取標準值 V=2021L。操作者應掌握合適的鉆進或回擴速度，以保 證有足夠的泥漿供給，形成良好的鉆孔。 以下是根據(jù)各液壓回路對液壓元件進行選擇。 畢業(yè)設計 15 15 除了鉆進 /回拖力以及鉆桿旋轉扭矩兩項最基本的結構參數(shù)以外，鉆機還有一些參數(shù)在鉆機工作過程中也是不可或缺的 。 因此進退系統(tǒng)要求壓力可調(diào)、速度適應 。qf e ）（ () PPPP BAc ???? () 4/20 DPF C ?? ?? () 式中： D為管道外徑 (m)； q為管道周邊均布載荷 (KPa)； W為管道單位長度自重 (KN/m )。 2. 3 鉆機液壓系統(tǒng)工況分析 準確分析液壓系統(tǒng)工況是進行液壓系統(tǒng)功能設計的前提 。 底盤主要包括車架及行走裝置 。 (1) 推力 (回拖力 ) 鉆機拉力決定拖拉管道的長度 。排 出孔內(nèi)多余殘土，等待鋪管 。 施工工藝包括現(xiàn)場勘察工藝、鉆進軌跡設計工藝、鉆進先導孔工藝和擴孔鋪管工藝。 1. 3. 2 鉆機液壓系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢 20 世紀是科學技術飛速發(fā)展的一個世紀，各項科學技術在各個 領域取得了全所未有的突破性進展 。 目前國外 HDD 的發(fā)展朝著大型化、微型化、硬巖作業(yè)、機械自動化、超深度導向監(jiān)控等趨勢發(fā)展 。 附錄一、液壓系統(tǒng)常見故障分析與排除 ........................................ 錯誤 !未定義書簽。 關鍵詞 ：水平定向鉆機；液壓系統(tǒng)設計； 液壓元件選擇 ； 性能驗算 計 II Abstract Horizontal Directional Drill pipe laying technology is currently the most widely used technique for trenchless pipelaying can be used across the roads, rivers, buildings, obstacles such as laying pipelines, with a fast, efficient, without damaging the environment and highlight the advantages of traffic. Infrastructure construction in China today in full swing environment, have broad market prospects. At present, the parison with foreign advanced level of research and development of horizontal directional drilling, drilling rig in China is still in a backward R amp。本文設計的液壓系統(tǒng) 可以使發(fā)動機 液壓系統(tǒng)的性能達到較好的狀態(tài)，發(fā)動機功率利用率、液壓系統(tǒng)傳動效率以及鉆機的作業(yè)效率也比較高 。 附錄 ............................................................................................................ 錯誤 !未定義書簽。 國外 HDD 產(chǎn)品規(guī)格齊全，自動化程度高，結構緊湊，地層適應性強，性能覆蓋范圍大，功率匹配合理、可靠，技術水平含量高，尤其是在 PLC 控制、自動更換鉆桿等方面尤其獨特的先進性和優(yōu)越性 。 因此，在全液壓鉆機設計中，迫切需要應用液壓技術和液壓元件發(fā)展的最新成果，對傳統(tǒng)的液壓系統(tǒng)進行技術改造，達到完善功能、提高效率的目的 水平定向鉆機智能化控制系統(tǒng)的主要任務是改進鉆機作業(yè)的經(jīng)濟性和動力性，提高鉆機的作業(yè)效率，同時簡化操作人員的操作，通過友好的人機界面，在操作靈活簡便的同時保證作業(yè)的精度，在這方面要予以高度重視并進行深入研究。 圖 （ 2） 回拉擴孔 導向孔鉆出目標點后，卸下導向斜面鉆頭，換上大徑擴孔鉆頭，并在其后連接鉆桿，自 B 向 A 逐級回拉擴孔，直至能夠容放預 埋管道為止 。 設計的主要原則是：根據(jù)施工需求設畢業(yè)設計 9 9 計選擇一定拉