【文章內(nèi)容簡介】 該留有一定的余地。保證一定的安全系統(tǒng)。 b、工況分析：如前所述鉆機(jī)的夾緊機(jī)構(gòu)有兩個(gè)卡盤和夾持器，卡盤和夾持器的夾緊與松開是通過與回轉(zhuǎn)回路、給迸起拔回路聯(lián)動實(shí)現(xiàn)的。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； 2）回轉(zhuǎn)器反轉(zhuǎn)與夾持器夾緊及卡盤夾緊聯(lián)動，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，完成起下鉆及倒桿動作。2. 3. 4履帶行走系統(tǒng)工況分析 負(fù)載分析：履帶行走回路主要鉆機(jī)在開始工作以前或者結(jié)束工作以后，通過液壓馬達(dá)驅(qū)動底盤履帶系統(tǒng)在水平地面或者斜坡上行走。因此主要是克服由鉆機(jī)重力引起的摩擦力做功。 （） 式中：—行走系統(tǒng)負(fù)載； —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。 工況分析：在自由地面上行走，工作人員可以在鉆機(jī)上控制鉆機(jī)的轉(zhuǎn)向，但是在鉆機(jī)完成工作以后，鉆機(jī)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(jī)上控制，因此此時(shí)應(yīng)該確保鉆機(jī)履帶行走系統(tǒng)的絕對同步。2. 3. 5支腿支撐回路工況分析負(fù)載分析：支腿支撐的負(fù)載主要分兩部分：1)鉆機(jī)本身的重量；2)鉆機(jī)在工作過程中對地面的支撐作用。約等于鉆機(jī)的拉力或推力。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。2. 4本章小結(jié)本章是在進(jìn)行水平定向鉆機(jī)液壓設(shè)計(jì)以前做的基本的準(zhǔn)備工作，主要是對鉆機(jī)的工作原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及工況進(jìn)行介紹和分析。非開挖水平定向鉆進(jìn)鋪管過程主要分為導(dǎo)向孔鉆進(jìn)、回拉擴(kuò)孔、回拉鋪設(shè)管道三個(gè)階段，在鉆進(jìn)過程中，通過控制鉆頭的傾斜角來控制鉆桿鉆進(jìn)的角度；可以通過控制鉆桿旋轉(zhuǎn)控制鉆桿的路徑，沿直線鉆進(jìn)還是沿曲線鉆進(jìn)，因此可以看出，在水平定向鉆機(jī)工作過程中，鉆桿旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)以及動力頭行走機(jī)構(gòu)是系統(tǒng)完成工作的關(guān)鍵機(jī)構(gòu)。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)工作過程中也是不可或缺的。諸如鉆桿的參數(shù)以及發(fā)動機(jī)的參數(shù)都對鉆機(jī)起至關(guān)重要的影響，各個(gè)參數(shù)之間有一定的匹配關(guān)系。在本文中給出了一些參數(shù)匹配的表格。在現(xiàn)有的鉆機(jī)機(jī)型中，其主要部件可以分成七個(gè)部件：底盤、動力頭總成、鉆桿和鉆頭、鉆桿自動裝卸裝置、發(fā)動機(jī)系統(tǒng)、導(dǎo)向系統(tǒng)、泥漿系統(tǒng)。 此處省略NNNNNNNNNNNN字。扣扣：九七一九二零八零零 另提供全套機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)下載！該論文已經(jīng)通過答辯工況分析是液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的前提和基礎(chǔ)，本章在最后的部分對主要部件的液壓工況進(jìn)行比較詳盡的分析。主要分析機(jī)構(gòu)運(yùn)行的負(fù)載特性分析和工況特點(diǎn)分析，對整臺機(jī)械的工作特點(diǎn)有了比較詳盡的了解。特別在動力頭進(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。3. 鉆機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)本液壓系統(tǒng)構(gòu)成主要包括鉆機(jī)動力頭回轉(zhuǎn)系統(tǒng)、進(jìn)給回拖系統(tǒng)、鉆桿卸扣系統(tǒng)、泥漿泵控制和整機(jī)行走系統(tǒng)等幾大部分。．單向閥111、3該系統(tǒng)的工作原理：當(dāng)鉆機(jī)進(jìn)場條件具備，操作手操作鉆機(jī)的履帶行走手柄即換向閥113至左位驅(qū)動履帶行走馬達(dá)使鉆機(jī)進(jìn)場，待進(jìn)場就位以后，扳動手動換向閥14至右位，升起鉆臂調(diào)整角液壓缸至需要的人土角度(通常為)，調(diào)整完成后，把手動換向閥14扳向中位，液壓鎖鎖緊該支路，然后定位并打下地錨樁。之后司鉆扳動電磁比例換向閥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(zhuǎn)動力頭使鉆桿擰緊，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(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)一邊扳動比例電磁換向閥8至左位使動力頭同轉(zhuǎn)，一邊前進(jìn)一邊回轉(zhuǎn)，使整個(gè)動力頭采取螺旋式鉆進(jìn)。一根鉆桿鉆進(jìn)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(fù)始，完成整個(gè)打?qū)蚩椎倪^程。在打?qū)蚩淄瓿珊蠡乩瓟U(kuò)孔卸鉆桿時(shí)，先操作方向閥17使夾緊缸3l夾緊第一根鉆桿帽，然后操作換向閥18使后夾緊缸32夾緊第2根鉆桿帽，待壓力升高到一定值后打開順序閥19使扭轉(zhuǎn)缸33動作，使其卸松鉆桿螺紋扣，只需卸松一絲扣，然后反轉(zhuǎn)動力頭即可。依次周而復(fù)始的完成整個(gè)鉆桿的拆卸。如果鉆桿帽長度不一樣，前后夾緊鉗不能夠準(zhǔn)確夾緊兩根鉆桿的鉆帽，操作手動換向閥15，調(diào)整浮動缸228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。至此完成了水平定向鉆機(jī)打?qū)蚩缀突乩瓟U(kuò)孔的全過程，也完成了整個(gè)鉆機(jī)液壓系統(tǒng)的功能。由于45t水平定向鉆機(jī)的工況復(fù)雜，對液壓元件的性能要求較高，所以選用了國際上先進(jìn)成熟的力士樂產(chǎn)品。以下是根據(jù)各液壓回路對液壓元件進(jìn)行選擇。 45t水平定向鉆機(jī)動力頭技術(shù)參數(shù)動力頭最大推力450kN動力頭最大回轉(zhuǎn)扭20KNm最大推拉力時(shí)運(yùn)動速度動力頭最高回轉(zhuǎn)速度130r/min3. 2發(fā)動機(jī)選型和計(jì)算根據(jù)馬達(dá)輸出功率的計(jì)算公式： （） 式中，T——馬達(dá)輸出扭矩； n——馬達(dá)轉(zhuǎn)速。 對于動力頭回轉(zhuǎn)系統(tǒng)，將動力頭當(dāng)做馬達(dá)來計(jì)算，可以得到回轉(zhuǎn)系統(tǒng)所需的輸入功率。動力頭的最大回轉(zhuǎn)扭矩=20kNm，此時(shí)的回轉(zhuǎn)速度n=40r/min，回轉(zhuǎn)系統(tǒng)總效率=。 ， 回轉(zhuǎn)系統(tǒng)最大輸入功率: 根據(jù)運(yùn)動學(xué)上功率的定義，可以計(jì)算出動力頭推拉系統(tǒng)所需的輸入功率：P=Fv () 動力頭最大推拉力，此時(shí)的推進(jìn)速度v=，推拉系統(tǒng)總效率=。，推拉系統(tǒng)最大輸入功率: 綜上所述，動力頭液壓驅(qū)動系統(tǒng)所需的輸入功率水平定向鉆機(jī)作業(yè)時(shí)，泥漿泵與動力頭液壓驅(qū)動系統(tǒng)聯(lián)合工作。考慮到泥漿泵的需要，發(fā)動機(jī)選用重慶康明斯NTA855C型發(fā)動機(jī)。 康明斯NTA855C型發(fā)動機(jī)的額定轉(zhuǎn)速為2100r/min，此時(shí)的輸出扭矩為1356Nm，輸出功率為298kW。3. 3各液壓子系統(tǒng)設(shè)計(jì)及液壓元件選擇3. 3. 1動力頭回轉(zhuǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及液壓元件選擇 動力頭回轉(zhuǎn)系統(tǒng)采用采用單泵+雙馬達(dá)+減速機(jī)的驅(qū)動形式。(1)液壓馬達(dá)變量馬達(dá)有多種結(jié)構(gòu)形式，與斜盤式軸向柱塞馬達(dá)相比，斜軸式馬達(dá)在耐沖擊、容積效率、機(jī)械效率、功率密度等方面均高于前者，在啟動性能方面也具有明顯優(yōu)勢。為保證系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)和泵的使用壽命，系統(tǒng)正常的工作壓力為泵的額定壓力的60％~80％之間，約為24~32MPa。鉆機(jī)在這一壓力范圍內(nèi)工作，可以提高元件的使用壽命。當(dāng)負(fù)載增大時(shí)，若不改變馬達(dá)排量，也可以通過提高系統(tǒng)供油壓力，增大液壓馬達(dá)輸出扭矩。由于壓力變化范圍較大，所以系統(tǒng)的適應(yīng)性很強(qiáng)。動力頭的最大回轉(zhuǎn)扭矩為=20kNm，最高回轉(zhuǎn)速度為130r/min，顯然需要減速機(jī)，選用SumerNR350二級減速機(jī)，減速比為，額定輸出扭矩8kNm，傳動效率為=。 動力頭由兩個(gè)相同的液壓馬達(dá)共同驅(qū)動，單個(gè)液壓馬達(dá)的輸出扭矩為： 馬達(dá)的工作壓力，機(jī)械效率=，由液壓馬達(dá)的輸出軸扭矩推算，可以得到馬達(dá)的排量：動力頭的最高回轉(zhuǎn)速度為130r/min，折算到液壓馬達(dá)輸出軸上的轉(zhuǎn)速為n=130=4095r/min，即液壓馬達(dá)的最高轉(zhuǎn)速不應(yīng)低于4100 r/min。由上述計(jì)算可知，系統(tǒng)額定壓力為40MPa，馬達(dá)最大輸出扭矩時(shí)的工作壓力取28MPa，，最高轉(zhuǎn)速為4100 r/min。液壓馬達(dá)選用力士樂公司生產(chǎn)的A6VM80斜軸式柱塞馬達(dá)，該變量馬達(dá)的技術(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(Nm)重量(kg)804045312615050934(2) 液壓泵 由于斜軸式軸向柱塞泵不能通軸驅(qū)動，所以不宜在閉式液壓系統(tǒng)中使用，在這里選用斜盤式軸向柱塞泵。 動力頭的最高回轉(zhuǎn)速度為130r/min，折合到馬達(dá)輸出軸上的轉(zhuǎn)速為。為保證液壓系統(tǒng)的效率不至于過低。動力頭由兩個(gè)液壓馬達(dá)驅(qū)動，故系統(tǒng)流量為： 當(dāng)負(fù)載扭矩變大時(shí)，動力頭回轉(zhuǎn)速度降低。為保證作業(yè)效率，參照其它同種規(guī)格水平定向鉆機(jī)的技術(shù)參數(shù)，動力頭回轉(zhuǎn)速度不應(yīng)低于40r/min，折合到馬達(dá)輸出軸上的轉(zhuǎn)速為=1260r/min，此時(shí)馬達(dá)在大排量下工作。這里以全排量來計(jì)算系統(tǒng)流量：對于動力頭回轉(zhuǎn)液壓系統(tǒng)來說：負(fù)載扭矩減小，系統(tǒng)壓力降低，馬達(dá)排量減小，回轉(zhuǎn)速度增大，鉆進(jìn)速度加快；負(fù)載扭矩增大時(shí)情況相反。由計(jì)算得到的、可以看出，系統(tǒng)的流量變化不大。系統(tǒng)在中高壓下工作，取泄漏系數(shù)K=，故液壓泵的流量不應(yīng)小于242L/min。發(fā)動機(jī)的額定轉(zhuǎn)速為2100 r/min，由此計(jì)算出泵的排量為115mL。由計(jì)算所得到的排量和系統(tǒng)工作壓力，選擇力士樂A4VGl25斜盤式軸向柱塞泵,該泵自帶補(bǔ)油泵，可通軸驅(qū)動。排量/mL額定壓力(Mpa)最大壓力(Mpa)最高轉(zhuǎn)速 (r/min)最大流量(L/min) 最大扭矩(Nm)變量泵輔助泵12540452850356795 3. 3. 2動力頭推拉系統(tǒng)設(shè)計(jì)及液壓元件選擇 動力頭推拉系統(tǒng)采用單泵+雙馬達(dá)+減速機(jī)+鏈傳動裝置的驅(qū)動形式。(1)液壓泵 與動力頭回轉(zhuǎn)液壓系統(tǒng)類似，動力頭推拉液壓系統(tǒng)也是由變量泵和變量馬達(dá)構(gòu)成的閉式系統(tǒng)。動力頭推拉系統(tǒng)和動力頭回轉(zhuǎn)系統(tǒng)可以切換油路分別驅(qū)動左、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。(2)液壓馬達(dá) 對于動力頭推拉液壓系統(tǒng)來說：液壓馬達(dá)排量大，工作壓力高，輸出扭矩大，通過減速機(jī)、鏈傳動裝置提供給動力頭的推拉力越大；反之則小。 選用SumerNR350三級減速機(jī)，減速比，驅(qū)動半徑為r=。動力頭最大推拉力F=450kN，最大推拉力時(shí)的運(yùn)動速度為v=。動力頭推進(jìn)力的計(jì)算公式： （） 式中，——單馬達(dá)輸出扭矩； ——減速機(jī)的效率，； ——鏈傳動的機(jī)械效率。馬達(dá)的工作壓力，機(jī)械效率=。，馬達(dá)的排量:由系統(tǒng)工作壓力和計(jì)算排量，選擇力士樂公司生產(chǎn)的A6VM55斜軸式柱塞馬達(dá),。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(Nm)重量 (kg)40452447000349263. 3. 3 泥漿系統(tǒng)設(shè)計(jì)及液壓元件選擇 任何一種型號的水平定向鉆機(jī)所配置的泥漿泵流量是一定的。在鉆進(jìn)時(shí)，泥漿用量相對較少，泥漿泵調(diào)整為小流量。在回?cái)U(kuò)或拖管時(shí)，由于鉆孔直徑較大，泥漿用量相對較多，泥漿泵要調(diào)整為大流量。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。國外有關(guān)泥漿公司對此進(jìn)行了量化，總結(jié)出一套泥漿用量的經(jīng)驗(yàn)公式，用戶可根據(jù)該公式進(jìn)行初步計(jì)算，得到每分鐘泥漿用量、回拖時(shí)泥漿用量、工程所用泥漿總量等相關(guān)參數(shù)。泥漿用量的經(jīng)驗(yàn)公式： () 式中，Q——泥漿用量，單位：L/m； D——回?cái)U(kuò)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(yán)重的地質(zhì)取4~5。 以上計(jì)算值為初步估算值，實(shí)際泥漿用量比估算值稍大。 選擇雷克工程機(jī)械有限公司的YWB450/320型泥漿泵。驅(qū)動馬達(dá)排量為314mL/r，最高轉(zhuǎn)速為640rpm，為使馬達(dá)獲得最高轉(zhuǎn)速?？紤]到其余工作裝置的需要，供油壓力選擇20MPa，考慮到齒輪泵的機(jī)械效率，消耗發(fā)動機(jī)功率：69kW，扭矩：314Nm。3. 3. 4其他液壓元件的選擇1） 溢流閥 由上述3. 3. 1計(jì)算可知，系統(tǒng)最大工作壓力為40MPa，流量不小于242L/min，主油路上溢流閥6的壓力值即為40MPa；另外，回轉(zhuǎn)系統(tǒng)的最大工作壓力為32MPa。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(dá)40MPa，最大流量330L/min）。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(fù)運(yùn)動速度比等，它們都有標(biāo)準(zhǔn)系列。據(jù)缸筒內(nèi)徑計(jì)算公式： ()式中液壓缸負(fù)載力F=450kN，工作壓力p=28MPa，可得D=，據(jù)GB 234893取D=45mm?；钊麠U直徑計(jì)算公式為： ()壓力MPa10~2020速度比~22取=2，可算得d=。據(jù)GB 234893,選取d=32mm；液壓缸壁厚計(jì)算公式為 () 可算得=。外徑 取。3） 油箱容量(單位為L)的計(jì)算公式為: V＝aqv