【正文】 冷卻器的散熱面積為 mhchr tK PPA ??? 。若系統(tǒng)達到熱平衡，則 Phr＝ Phc，油溫不再升高，此時，最大溫差 2211 AKAKPT hr??? （ ） 環(huán)境溫度 為 T0，則油溫 T＝ T0＋Δ T。 4. 2. 2 計算液壓系統(tǒng)的散熱功率 液壓系統(tǒng)的散熱渠道主要是油箱表面，但如果系統(tǒng)外接管路較長，而且計算發(fā)熱功率時，也應考慮管路表面散熱。 ???zi PiiiitrtqpTP11 ? （ ） ???????? ?? ? ?? ?nimj jjWjiWitc tTsFTP 1 11 ? （ ） 畢業(yè)設計 28 28 式中 Tt—— 工作周期 (s)； z、 n、 m—— 分別為液壓泵、液壓缸、液壓馬達的數(shù)量； pi、 qi、η Pi—— 第 i 臺泵的實際輸出壓力、流量、效率； ti—— 第 i 臺泵工作時間 (s)； TWj、ω j、 tj—— 液壓馬達的外載轉矩、轉速、工作時間 (N (4)油液流經(jīng)閥或管路的功率損失 Ph4＝Δ pq （ ） 式中 Δ p—— 通過閥或管路的壓力損失 (Pa)； q—— 通過閥或管路的流量 (m3/s)。 ⑵液壓執(zhí)行元件的功率損失 ?? ??Mj jjrjth tPTP 12 )1(1 ? （ ） 式中 M—— 液壓執(zhí)行元件的數(shù)量； Prj—— 液壓執(zhí)行元件的輸人功率 (W)； η j—— 液壓執(zhí)行元件的效率； tj—— 第 j 個執(zhí)行元件工作時間 (s)。液壓系統(tǒng)的功率損失主要有以下幾種形式： ⑴ 液壓泵的功率損失 ?? ??zi iPirith tPTP 11 )1(1 ? （ ） 式中 Tt—— 工作循環(huán)周期 (s)； z—— 投入工作液壓泵的臺數(shù)； pri—— 液壓泵的輸入功率 (W)。 系統(tǒng)的調整壓力 pT≥ pl＋Δ p 式中 pT—— 液壓泵的工作壓力或支路的調整壓力。 qn—— 閥的額定流量 (m3／ s)； q—— 通過閥的實際流量 (m3／ s)； Δ pn—— 閥的額定壓力損失 (Pa)，可從產(chǎn)品樣本 中查到。 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)。對一般液壓傳動系統(tǒng)來說，主要是進一步確切地計算液壓回路各段壓力損失、容積損失及系統(tǒng)效率，壓力沖擊和發(fā)熱溫升等。管接頭采用焊接管接頭。選用 LXZ 系列箱外自封式吸油過濾器中的 LXZ250? *FCY 型號的吸油過濾器。油箱長、寬、高之比為 1：（ 12）：（ 13），可初步算得油箱尺 寸為長 940mm，高 1400mm，寬 1880mm。 3） 油箱 畢業(yè)設計 25 25 容量 V (單位為 L)的計算公式為 : V＝ aqv () 由于是高壓系統(tǒng)， a=10。據(jù) GB 234893,選取 d=32mm； 液壓缸壁厚計算公式為 ]][ ][[2 ???? ppD ??? () 可算得 ? =。 據(jù)缸筒內(nèi)徑計算公式： p4?FD? () 式中液壓缸負載力 F=450kN，工作壓力 p=28MPa，可得 D=，據(jù) GB 234893取 D=45mm。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）?？紤]到其余工作裝置的需要，供油壓力選擇 20MPa，考慮到齒輪泵的機械效率，消耗發(fā)動機功率： 69kW，扭矩：314N? m。 驅動馬達排量為 314mL/r，最高轉速為 640rpm，為使馬達獲得最高轉速，液壓泵的排量要達到 。 以上 計算值為初步估算值，實際泥漿用量比估算值稍大。國外有關泥漿公司對此進行了量化， 總結出一套泥漿用量的經(jīng)驗公式，用戶可根據(jù)該公式進行初步計算，得到每分鐘泥漿用量、回拖時泥漿用量、工程所用泥漿總量等相關參數(shù)。在回擴或拖管時，由于鉆孔直徑較大，泥漿用量相對較多，泥漿泵要調整為大流量。 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。 馬達的工作壓力 a28pm MP? ，機械效率 m? =。 動力頭最大推拉力 F=450kN，最大推拉力時的運動速度為 v=。 (2)液壓馬達 對于動力頭推拉液壓系統(tǒng)來說：液壓馬達排量大，工作壓力高，輸出扭矩大，通 過減速機、鏈傳動裝置提供給動力頭的推拉力越大；反之則小。 (1)液壓泵 與動力頭回轉液壓系統(tǒng)類似，動力頭推拉液壓系統(tǒng)也是由變量泵和變量馬達構成 的閉式系統(tǒng)。 由計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 ,該泵自帶補油泵，可通軸驅動，技術參數(shù)如表 所示。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小于 242L/min。這里以全排量來計算系統(tǒng)流量： m i n/.62021 0 0 0/1 2 6 08021 0 0 0/n2Q mi ng ma x2 LV ????? 對于動力頭回轉液壓系統(tǒng)來說：負載扭矩減小，系統(tǒng)壓力降低，馬達排量減小 ，回轉速度增大，鉆進速度加快；負載扭矩增大時情況相反。動力頭由兩個液壓馬達驅動，故系統(tǒng)流量為： m i n/ 0 0 0/4 0 9 0 0 0/ ma xg ma x1 LVQ ??????? 當負載扭矩變大時，動力頭回轉速度降低。 動 力 頭 的 最 高 回 轉 速 度 為 130r/min ， 折 合 到 馬 達 輸 出 軸 上 的 轉 速 為min/r4095n m ax ? 。 液壓馬達選用力士樂公司生產(chǎn) 的 A6VM80 斜軸式柱塞馬達，該變量馬達的技術 參數(shù)如表 所示。 動力頭由兩個相同的液壓馬達共同驅動，單個液壓馬達的輸出扭矩為： 1020i2 3rrm a x0 ???? ??? NTT ? 馬達的工作壓力 a28pm MP? ，機械效率 m? =，由液壓馬達的輸出軸扭矩推算，可以得到馬達的排量： LP TV . 1 .73 3 mm 0g ?? ???? ?? 動力頭的最高回轉速度為 130r/min，折算到液壓馬達輸出軸上的轉速為 n=130=4095r/min，即液壓馬達的最高轉速不應低于 4100 r/min。由于壓力變化范圍較大，所以系統(tǒng)的適應性很強。鉆機在這一壓力范圍內(nèi)工作，可以提高元件的使用 壽命。 (1)液壓馬達 變量馬達有多種結構形式，與斜盤式軸向柱塞馬達相比，斜軸式馬達在耐沖擊、容積效率、機械效率、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。 圖 重慶康明斯 NTA855C 型發(fā)動機的外特性曲線 康明斯 NTA855C型發(fā)動機的額定轉速為 2100r/min，此時的輸出扭矩 為 1356N? m，輸出功率為 298kW。 由式 ，推拉系統(tǒng)最大輸入功率 : WFP .574 5 0vm a x2 ?? ??? ? 綜上所述，動力頭液壓驅動系統(tǒng)所需的輸入功率 kW23221 ??? PPP 水平定向鉆機作業(yè)時，泥漿泵與動力頭液壓驅動系統(tǒng)聯(lián)合工作。動力頭的最大回轉扭矩 maxT =20kN? m，此時的回轉速度 n=40r/min，回轉系統(tǒng) 總效率 ? =。 表 45t 水平定向鉆機動力頭技術參數(shù) 動力頭最大推力 450kN 動力頭最大回轉扭 20KN? m 最大推拉力時運動速度 動力頭最高回轉速度 130r/min 3. 2 發(fā)動機選型和計算 根據(jù)馬達輸出功率的計算公式： 9549nTP? （ ） 式中， T—— 馬達輸出扭矩； n—— 馬達轉速。 由于 45t 水平定向鉆機的工況復雜，對液壓元件的性能要求較高，所以選用了國際上先進成熟的力士樂產(chǎn)品。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。在打導向孔完成后回拉擴孔卸鉆桿時，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 使扭轉缸 33 動作，使其卸松鉆桿螺紋扣，只需卸松一絲扣，然后反轉動力頭即可。之后司鉆扳動電磁比例換向閥 16 至左位，調節(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。 畢業(yè)設計 16 16 畢業(yè)設計 17 17 3. 鉆機液壓系統(tǒng)設計 液壓系 統(tǒng)的構成和工作原理 本液壓系統(tǒng)構成主要包括鉆機動力頭回轉系統(tǒng)、進給回拖系統(tǒng)、鉆桿卸扣系統(tǒng)、泥漿泵控制和整機行走系統(tǒng)等幾大部分。主要分析機構運行的負載特性分析和工況特點分析，對整臺機械的工作特點有了比較詳盡的了解。 此處省略 NNNNNNNNNNNN 字。在本文中給出了一些參數(shù)匹配的表格。 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。 2. 4 本章小結 本章是在進行水平定向鉆機液壓設計以前做的基本的準備工作，主要是對鉆機的工作原理、結構特點以及工況進行介紹和分析。約等于鉆機的拉力或推力。 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。因此主要是 克服由鉆機重力引起的摩擦力做功。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。保證一定的安全系統(tǒng)。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。因此進退系統(tǒng)要求壓力可調、速度適應。進退機構的特性就是保持給定的初始給進力條件下，當巖石可鉆性改變時適應進退速度的變化規(guī)律。當進退機構的力為設定值時，鉆進速度決定于巖石的可鉆性。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