【正文】 （ ） 式中 ： ? P──孔道最高工作壓力； d──壓力油孔道直徑； n──安全系數(shù)； ?n 4為改善深孔工藝性，設計時可考慮增大孔徑或采用兩端鉆孔對接的方法。 武漢科技大學本科畢業(yè)論文 — 20— 5工藝孔道應采用螺塞、法蘭等可拆方式封堵，以便孔道的清理、清洗和檢查。螺塞的螺紋應符合 GB 2878 的規(guī)定。在位置不允許時，對直徑不大于 12 mm 的孔道，允許采用球漲式堵頭封堵，球漲式堵頭的安裝尺寸應符合 ZBJ 22021 的規(guī)定。 在一些液壓系統(tǒng)中，有時系統(tǒng)中的管路較多或者為了精簡系統(tǒng)結(jié)構(gòu)便于以后 系統(tǒng)的維修，故須將一些液壓元件集成到一起，而閥塊正是用來連接這些元件的。本系統(tǒng)中涉及到兩個閥塊的設計，以下分別介紹： 閥塊設計 在該系統(tǒng)中，閥塊一集成了兩個單向閥，兩個壓力表，兩個溢流閥，兩個壓力繼電器，為了便于閥塊的安裝和元件的使用，將這些元件分布在閥塊的上面和左右側(cè)面，閥塊的 A口和 B口安排在后面而 P口和 T 口安排在下面，其原理圖如圖 所示，閥塊的裝配圖如圖 。 圖 閥塊一液壓原理圖 知道了各個元件在閥塊的分布位置，下面就是確定各油口的位置了。 該閥塊的設計使用 solidworks 軟件完成。 SolidWorks 公司成立于 1993 年，由 PTC 公司的技術(shù)副總裁與 CV公司的副總裁發(fā)起，總部位于 馬塞諸塞州的 康克爾郡（ Concord,Massachusetts）內(nèi)，當初的目標是希望在每一個工程師的 桌 面 上提供一套具有生產(chǎn)力的實體模型設計系統(tǒng)。從 1995 年推出第一套SolidWorks 三維機械設計 軟件 至今，至 2021 年已經(jīng)擁有位于全球的辦事處，并經(jīng)由 300家經(jīng)銷商在全球 140 個國家進行銷售與分銷該產(chǎn)品。 1997 年， Solidworks 被 法國 達索（ Dassault Systemes）公司收購，作為達索中端主 流市場的主打品牌。 下面是設計的流程圖。 (1)查詢及創(chuàng)建閥塊主體 首先通過所示的查詢系統(tǒng)確定各個閥的底板尺寸，之后根據(jù)以上初步確定的連通關(guān) 武漢科技大學本科畢業(yè)論文 — 21— 系確定閥塊的整體尺寸。 (2)插入溢流閥的草圖及螺紋孔和定位孔 點擊插入底板草圖的菜單，則可以查詢到以 L1 為基點的坐標形式的液壓閥底板尺寸。根據(jù)液壓原理圖和查詢到的兩種形式的液壓閥底板尺寸，確定右基準面上溢流閥上一點的位置，然后點擊計算按鈕，計算其他點的坐標，然后點擊插入草圖按鈕并選擇生成螺紋孔和定位銷孔特征。 (3)插入手動換向閥的草圖及螺紋孔和定位孔特征 由液壓原理圖可以知道，溢流閥的 T口與基準面 3上的單向閥的 T 口相通，通過查詢系統(tǒng)查詢單向閥的尺寸坐標，確定單向閥的 T口的坐標，然后計算其他坐標。 (4)孔的連通 由原理圖可以看到，溢流閥的 P口要與進油口 P 口打通，這個時候溢流閥的 P口位置已經(jīng)確定，所以進油口的 P口的位置也基本確定。選擇油口 P 的草圖圓和溢流閥的 P 的草圖圓，程序會判斷是否需要打工藝孔，點擊孔道連通按鈕，則孔道生成。 (5)以后步驟基本相似。 (6)輔助功能的進行 點擊閥塊或閥塊上的一點或一面，然后點擊透明性按鈕，會發(fā)現(xiàn)閥塊體的表面變?yōu)橥该?，把特征孔同面的設置為同一個顏色。這個時候可以清楚地觀察到孔的通斷情況。 根據(jù)孔道連通要求，可以從 3個方向進行剖切，可以看到剖切位置。經(jīng)檢驗，滿足連通關(guān)系要求，該通的孔都已經(jīng)通，不通的不通，并且達到安全壁厚，如圖 所示。 (7)從三維標準件庫調(diào)用液壓元件進行虛擬裝配。 (8)在 SolidWorks 里為閥塊創(chuàng)建 2D 零件加工圖。 圖 閥塊設計三維視圖 武漢科技大學本科畢業(yè)論文 — 22— （主視圖） （俯視圖） 圖 閥塊一裝配圖 2. 2閥塊設計 閥塊二集成的液壓元件有二位三通手動換向閥，蓄能器和壓力表，其液壓原理圖如圖 所示，集成的三個元件布置在閥塊的上表面，閥塊的進油管在前表面，出油管在后表面，該閥塊的設計方法同閥塊一，其裝配圖如圖 所示。 圖 閥塊二液壓原理圖 （主視圖） （俯視圖） 圖 閥塊二裝配圖 武漢科技大學本科畢業(yè)論文 — 23— 結(jié)束語 1 全文總結(jié) 本文主要是探討了井下高溫高壓模擬試驗臺的改進工作中液壓系統(tǒng)的設計，包括液壓系統(tǒng)原理圖的設計，系統(tǒng)中各液壓元件的計算和選型，閥塊的加工計算等。在這次的畢業(yè)設計中，不僅綜合了大學四年所學的專業(yè)知識，也讓我開始真正的接觸到實際工作中的液壓設計。回顧 這次畢業(yè)設計，共完成了以下任務： （ 1）通過所學的液壓傳動基本知識和設計要求，設計出了高壓環(huán)境模擬實驗臺的液壓系統(tǒng)。首先根據(jù)系統(tǒng)要實現(xiàn)的功能，進行了液壓系統(tǒng)的方案設計，元件進行簡單的組合，能基本達到系統(tǒng)的要求。對一些要實現(xiàn)較復雜控制的地方應反復試探。 （ 2）完成了液壓系統(tǒng)的設計后，開始選型。通過計算，針對液壓系統(tǒng)中每個元件其工作的壓力和流量選出某廠家合適的液壓元件。 （ 3）把一些功能相近的液壓元件組合到一起，形成液壓閥塊，方便以后的維修。根據(jù)選好的液壓元件合理的布置元件的位置，加工出閥塊。 最后繪制液壓原理圖，閥塊零件加工圖和泵站的裝配圖。 2 設計不足和展望 本次畢業(yè)設計由于各方面原因，雖然學到了一學知識，但是還有很多地方有待完善。 （ 1）該液壓系統(tǒng)原理圖在原理上可行，但還沒有經(jīng)過實踐的檢驗。在以后的實驗中可能還會出現(xiàn)一定的問題。 （ 2）在設計液壓閥塊的時候，由于沒有接觸過實物，有很多元件的分布或是油口的布置以及孔道加工的工藝還不是很合理等。 武漢科技大學本科畢業(yè)論文 — 24— 參考文獻 [1] 張利平 . 液壓站設計與使用 [M]. 北京：海洋出版社， 2021 [2] 楊培元 . 液壓系統(tǒng)設計簡明手冊 [M]. 北京：機 械工業(yè)出版社 , 2021 [3] 成大先 . 機械設計手冊 [M]. 北京：化學工業(yè)出版社 ,2021,第四、五版 [4] 張利平 . 液壓傳動系統(tǒng)及設計 [M]. 北京 : 化學工業(yè)出版社 . 2021 [5] Paley R. The world’ s highest pressure injection pump[J]. WORLD PUMPS， 2021(2）： 2227 [6] 田志賓 , 歐陽劍 . 高溫高壓環(huán)境下液壓系統(tǒng)的設計與研究 [J]. 液壓與氣 動 ,2021(7):46 [7] Barnes M., Garoby J. Straighthole drilling device improves[J]. Oil amp。 Gas, 2021(6): 4551 [8] 劉白雁，陳新元，謝劍剛等 . 自動垂直鉆井工具的理論與技術(shù)研究 [J],武 漢科技大學學報， 2021， 31（ 1）： 610 [9] 趙梅 . 深井井下 VDS 糾斜集成塊壓力響應特性的理論與實驗研究 [D].武漢 科技大學， 2021： 2935 [10] 韓家威 ,劉白雁 ,莫文鋒 . 微型液壓動力系統(tǒng)的 PWM 控制研究 [J]. 中國機械工程 , 2021,22（ 23）： 28492852 [11] 黃志堅 . 液壓輔件 . 北京：化學工業(yè)出版社， 2021 [12] 魏洪興，張立勛深 . 水液壓動力源壓力補償器研究 [D].哈爾濱工程大學， 2021（ 2）： 1516 [13] 王明啟 張君 .水下作業(yè)工具深水液壓動力源 [J].哈爾濱工程大學 , 2021,32(1):59 [14] (D).Oil amp。 Gas, 2021(9): 2230 [15] Lubinski Study of Buckling of Rotary Drilling String,Drilling and Production Practice [M].[.]:[.],1950:178214. [16] Franco Donat ,Joachim Oppelt ,Detlef Rognitz , Rotary Closed Loop System. SPE 39328. 武漢科技大學本科畢業(yè)論文 — 25— [17] 張克勤，張金成，戴巍 .西部深井超深 井鉆井技術(shù) [J].鉆采工藝 ,2021,32(1):3639. [18] 張鳴遠 .流體力學 [M].北京：高等教育出版社 ,2021. [19] 蘇義腦 ,李松林 ,葛云華等 . 自動垂直鉆井工具的設計及自動控制方法 [J ].石油 報 ,2021,22 (4). 武漢科技大學本科畢業(yè)論文 — 26— 致 謝 本論文從選題到完成，每一步都是在導師劉白雁老師的精心指導下完成。劉老師淵博的知識、敏銳的洞察力、嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度和精益求精的工作作風給我留下了深刻的印象。從劉老師身上不光是學到了知識，更讓我明白了做人的道理，這將是我一生受用不盡的寶貴財富。在此 ，對劉老師表達我最衷心的感謝和最誠摯的敬意！我深知自身還有很多不足之處，在以后的工作生活中我將不斷提高自己，時刻不忘劉老師的教誨。 同時還要感激本課題組中朱林、余銳、張帥、任瑤、項越、楊飛等同學在畢業(yè)設計中給我的幫助和支持，同時也一并感謝其他的各位老師和同學在學習道路上給我的幫助。 最后，我要感謝父母二十多年來的養(yǎng)育之恩，感謝他們給了我這個寶貴的學習機會。還要感謝其他親朋好友對我的關(guān)心和支持！