【正文】 定，通常是針對(duì)不同的巖層性質(zhì)和鉆頭種類為獲得最優(yōu)鉆進(jìn)指標(biāo)而由試驗(yàn)得到的數(shù)值 。 通過(guò)調(diào)節(jié)給進(jìn)力也就在一定的鉆進(jìn)規(guī)程下調(diào)節(jié)進(jìn)退速度 。 工況分析：支撐回路有幾個(gè)液壓缸組成，幾個(gè)液壓缸共同分擔(dān)系統(tǒng)的負(fù)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(zhǎng)度不一樣，前后夾緊鉗不能夠準(zhǔn)確夾緊兩根鉆桿的鉆帽，操作手動(dòng)換向閥15，調(diào)整浮動(dòng)缸 2 28 的長(zhǎng)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(dá)技術(shù)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(zhuǎn)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(shè)計(jì) 及液壓元件選擇 任何一種型號(hào)的水平定向鉆機(jī)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(jì)算公式為 畢業(yè)設(shè)計(jì) 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(zhǎng)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(dòng)型溢流閥（工作壓力可達(dá) 40MPa，最大流量330L/min）。 動(dòng)力頭最大推拉力 F=450kN，最大推拉力時(shí)的運(yùn)動(dòng)速度為 v=。之后司鉆扳動(dòng)電磁比例換向閥 16 至左位，調(diào)節(jié)進(jìn)給回拖方向閥使動(dòng)力頭和卸扣器之間留出上鉆桿空間，用吊車把鉆桿放在動(dòng)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(zhuǎn)動(dòng)力頭使畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 18 鉆桿擰緊，完成后，操作手動(dòng)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(dòng)泥漿泵馬達(dá)給鉆桿內(nèi)通泥漿，通泥漿的同時(shí)操作比例電磁換向閥 16 至左位，使動(dòng)力頭沿鉆臂前進(jìn)，待鉆頭快到入土位置，一邊繼續(xù)前進(jìn)一邊扳動(dòng)比例電磁換向閥 8 至左位使動(dòng)力頭同轉(zhuǎn)，一邊前進(jìn)一邊回轉(zhuǎn)，使整個(gè)動(dòng)力頭采取螺旋式鉆進(jìn)。 mgsi nc o sF f ）（ ?? ?? f （ ） 式中： fF — 行走系統(tǒng)負(fù)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(zhuǎn)液壓系統(tǒng)具有壓力適應(yīng)、速度可調(diào)、調(diào)速范圍大但不頻繁的特點(diǎn) 。 其中鉆桿存放／提取機(jī)構(gòu)包括鉆桿箱上下抬升和索臂伸縮機(jī)構(gòu)；當(dāng)裝鉆桿時(shí)鉆桿箱上下抬升機(jī)構(gòu) 落到索臂上，畢業(yè)設(shè)計(jì) 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(shí)現(xiàn)安裝；卸時(shí)索臂將拆下鉆桿送到鉆桿箱相應(yīng)列數(shù)下，鉆桿箱落下將鉆桿擠入箱內(nèi)實(shí)現(xiàn)拆卸 。 表 為管徑和鉆孔長(zhǎng)度的鉆機(jī)功率配備選擇對(duì)照表 。 因此 。 因此，本章即在進(jìn)行水平定鉆機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)以前，對(duì)鉆機(jī)的 工 作原理、設(shè)計(jì)參數(shù)、結(jié)構(gòu)部件 、工 作環(huán)境、負(fù)載情況進(jìn)行深入的分析 。從市場(chǎng)需求來(lái)看，用戶對(duì)施工質(zhì)量的要求越來(lái)越高，一些傳統(tǒng)的產(chǎn)品已無(wú)法滿足施工要求，只有自動(dòng)化程度高、適應(yīng)范圍廣、采用先進(jìn)施工工藝的新型機(jī)器才能一顯身手，這也是今后 水平定向鉆機(jī)的發(fā)展方向。 圖 分別是國(guó)外和國(guó)內(nèi)研發(fā)的兩種型號(hào)的水平定向鉆機(jī)的基本外形 。 1. 1. 2 水平定向鉆進(jìn)鋪管技術(shù)簡(jiǎn)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(lái)了一次技術(shù)革 命 。 4. 3 計(jì)算液壓系統(tǒng)沖擊力 ................................................................ 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 在當(dāng)今中國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)如火如荼的大環(huán)境下，擁有廣泛的市場(chǎng)前景 。 3. 3. 1 動(dòng)力頭回轉(zhuǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及液壓元件選擇 ......................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 廣泛用于市政、電信、電力，煤氣、油氣、自來(lái)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 。 性能大幅提高，不少產(chǎn)品技術(shù)水平很高，到達(dá)國(guó)際先進(jìn)水平 。我國(guó)極具潛 力的非開挖技術(shù)市場(chǎng)也吸引了大批國(guó)際非開挖設(shè)備制造商。 最后，在 第五章 中 ，總結(jié)前幾章的工作，并且對(duì)水平定向鉆機(jī)的發(fā)展方向作出展望 。 圖 回拖鋪管 2. 1. 2 鉆孔鉆進(jìn)原理 由液壓系統(tǒng)提供的靜壓力通過(guò)鉆桿作用在鉆頭上，當(dāng)推進(jìn)力大于土壤作用在鉆頭和鉆桿表面的阻力時(shí)，便可以擠壓土壤在地下成孔 。 另外，作為沖洗介質(zhì)的通道，向孔底鉆具輸送鉆進(jìn)泥漿、壓縮空氣等 。 (3)鉆桿和鉆頭 鉆桿為高強(qiáng)度鋼管制造，每節(jié)長(zhǎng)度 3～ 5m，直徑 60～ 90mm，利用錐管螺紋聯(lián)結(jié)相互聯(lián)結(jié)，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(zhuǎn)矩越大；孔底壓力太大，轉(zhuǎn)矩達(dá)到系統(tǒng)安全閥設(shè)定的最大值時(shí)，會(huì)出現(xiàn)卡鉆現(xiàn)象，不能正常鉆進(jìn) 。 a 為考慮到土質(zhì)不同設(shè)置的修正系數(shù) 。 要求具備如下功能： 1） 回轉(zhuǎn)器正轉(zhuǎn)與夾持器松開及卡盤夾緊聯(lián)動(dòng)； 2） 回轉(zhuǎn)器反轉(zhuǎn)與夾持器夾緊及卡盤夾緊聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)鉆具卸扣； 3） 回轉(zhuǎn)器前進(jìn)與后退與夾持器及卡盤的夾緊與松開聯(lián)動(dòng)，完成起下鉆及倒桿動(dòng)作 。 特別在動(dòng)力頭 進(jìn) 退工況分析中，并給出最大鉆進(jìn)力的具體計(jì)算公式，對(duì)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)以及液壓設(shè)計(jì)都有一定的指導(dǎo)意義 。動(dòng)力頭推拉系統(tǒng)和動(dòng)力頭回轉(zhuǎn)系統(tǒng)可以切換油路分別驅(qū)動(dòng)左、右履帶 行 走，為保持同步，推拉液壓泵與回轉(zhuǎn)液壓泵應(yīng)保持一致，選擇力士樂 A4VGl25 斜盤 式軸向柱塞泵。可以選擇薩奧的 的齒輪泵。 畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 23 4. 液壓系統(tǒng) 的性能驗(yàn)算 液壓系統(tǒng)初步設(shè)計(jì)是在某些估計(jì)參數(shù)情況下進(jìn)行的，當(dāng)各回路形式、液壓元件及聯(lián)接管路等完全確定后，針對(duì)實(shí)際情況對(duì)所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)進(jìn)行各項(xiàng)性能分析。 最好在泵泄油口接一個(gè)壓力 表，以檢查泵體內(nèi)的壓力， 其值應(yīng)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(shí)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(guò)多 5. 油溫太高，粘度減小，考間隙密封或 密封質(zhì)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(biāo)準(zhǔn)值 V=2021L。操作者應(yīng)掌握合適的鉆進(jìn)或回?cái)U(kuò)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(duì)液壓元件進(jìn)行選擇。 畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 15 除了鉆進(jìn) /回拖力以及鉆桿旋轉(zhuǎn)扭矩兩項(xiàng)最基本的結(jié)構(gòu)參數(shù)以外，鉆機(jī)還有一些參數(shù)在鉆機(jī)工作過(guò)程中也是不可或缺的 。 因此進(jìn)退系統(tǒng)要求壓力可調(diào)、速度適應(yīng) 。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(zhǎng)度自重 (KN/m )。 2. 3 鉆機(jī)液壓系統(tǒng)工況分析 準(zhǔn)確分析液壓系統(tǒng)工況是進(jìn)行液壓系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)的前提 。 底盤主要包括車架及行走裝置 。 (1) 推力 (回拖力 ) 鉆機(jī)拉力決定拖拉管道的長(zhǎng)度 。排 出孔內(nèi)多余殘土，等待鋪管 。 施工工藝包括現(xiàn)場(chǎng)勘察工藝、鉆進(jìn)軌跡設(shè)計(jì)工藝、鉆進(jìn)先導(dǎo)孔工藝和擴(kuò)孔鋪管工藝。 1. 3. 2 鉆機(jī)液壓系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì) 20 世紀(jì)是科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的一個(gè)世紀(jì)，各項(xiàng)科學(xué)技術(shù)在各個(gè) 領(lǐng)域取得了全所未有的突破性進(jìn)展 。 目前國(guó)外 HDD 的發(fā)展朝著大型化、微型化、硬巖作業(yè)、機(jī)械自動(dòng)化、超深度導(dǎo)向監(jiān)控等趨勢(shì)發(fā)展 。 附錄一、液壓系統(tǒng)常見故障分析與排除 ........................................ 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 關(guān)鍵詞 ：水平定向鉆機(jī)；液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)； 液壓元件選擇 ； 性能驗(yàn)算 計(jì) 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(shè)計(jì)的液壓系統(tǒng) 可以使發(fā)動(dòng)機(jī) 液壓系統(tǒng)的性能達(dá)到較好的狀態(tài)，發(fā)動(dòng)機(jī)功率利用率、液壓系統(tǒng)傳動(dòng)效率以及鉆機(jī)的作業(yè)效率也比較高 。 附錄 ............................................................................................................ 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 國(guó)外 HDD 產(chǎn)品規(guī)格齊全，自動(dòng)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(dòng)更換鉆桿等方面尤其獨(dú)特的先進(jìn)性和優(yōu)越性 。 因此，在全液壓鉆機(jī)設(shè)計(jì)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(duì)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 水平定向鉆機(jī)智能化控制系統(tǒng)的主要任務(wù)是改進(jìn)鉆機(jī)作業(yè)的經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性，提高鉆機(jī)的作業(yè)效率，同時(shí)簡(jiǎn)化操作人員的操作，通過(guò)友好的人機(jī)界面，在操作靈活簡(jiǎn)便的同時(shí)保證作業(yè)的精度，在這方面要予以高度重視并進(jìn)行深入研究。 圖 （ 2） 回拉擴(kuò)孔 導(dǎo)向孔鉆出目標(biāo)點(diǎn)后，卸下導(dǎo)向斜面鉆頭，換上大徑擴(kuò)孔鉆頭，并在其后連接鉆桿，自 B 向 A 逐級(jí)回拉擴(kuò)孔，直至能夠容放預(yù) 埋管道為止 。 設(shè)計(jì)的主要原則是：根據(jù)施工需求設(shè)畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 9 計(jì)選擇一定拉