液壓鉆機的液壓系統設計_畢業設計-文庫吧在線文庫

　　

【正文】 的選擇 壓力 MPa ? 10 ~20 ? 20 速度比 ? ~2 2 取 ? =2，可算得 d=。 選擇雷克工程機械有限公司的 YWB450/320 型泥漿泵。 由式 ，馬達的排量 : LFV . 1 0 6 0 0 04 5 r cimmpg ????? ????? ???? 由系統工作壓力和計算排量，選擇力士樂公司生產的 A6VM55 斜軸式柱塞馬達 ,技畢業設計 23 23 術參數如表 所示。 表 力士樂 A4VGl25 斜盤式軸向柱塞泵技術參數 排量 /mL 額定壓力 (Mpa) 最大壓力 (Mpa) 最高轉速 (r/min) 最 大 流量 (L/min) 最大扭矩 (N? m) 變量泵 輔助泵 125 40 45 2850 356 795 畢業設計 22 22 3. 3. 2 動力頭 推拉系統設計 及液壓元件選擇 動力頭推拉系統采用單泵 +雙馬達 +減速機 +鏈傳動裝置的驅動形式。為保證液壓系統的效率不至于過低，液壓馬達的排量比不應小于 。當負載增大時，若不改變馬達排量，也可以通過提高系統供油壓力，增大液壓馬達輸出扭矩。 由式 ， 回轉系統最大輸入 功率 : WTP 401000209549 nm a x1 ?? ????? ? 根據運動學上功率的定義，可以計算出動力頭推拉系統所需的輸入功率： P=Fv () 動力頭 最大推拉力 NF k450max? ，此時的推進速度 v=，推拉系統總效率 ? =。依次周而復始的完成整個鉆桿的拆卸。如需要完整說明書和 設計 圖紙等 .請聯系 扣扣： 九七 一 九二 零八零零 另提供全套機械畢業設計下載！ 該論文已經通過答辯 工況分析是液壓系統設計的前提和基礎，本章在最后的部分對主要部件的液壓工況進行比較詳盡的分析 。 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的負載，但是也要主要由于有力位置發生改變而造成的偏載現象，要求液壓缸的需要壓力有一定的余地 。 b、工況分析：如前所述鉆機的夾緊機構有兩個卡盤和夾持器，卡盤和夾持器的夾緊與松開是通過與回轉回路、給迸起拔回路聯動實現的 。 通過調節給進力也就在一定的鉆進規程下調節進退速度 。 AP 為掘進所處土層的主動土壓力 (KPa)； BP 為掘進所處 土 層的主動土應力(KPa)； P? 為給土倉的額加壓力 (KPa)。 孔底壓力由鉆進規程確定，通常是針對不同的巖層性質和鉆頭種類為獲得最優鉆進指標而由試驗得到的數值 。 回轉負載的大小除受到所鉆地層巖性、鉆孔 直 徑大小、鉆進 方法、鉆孔深度、回轉速度等因素影響外，畢業設計 12 12 還與孔底鉆頭壓力的大 小有關 。 (6)導向系統 導向系統由探頭、地表手持式接收機和鉆機旁同步顯示器組成 。 動力頭由一個低速大扭矩馬達驅動減速機，由減速機驅動減速箱，由減速箱輸出軸驅動鉆桿轉動，輸出軸中空，便于向鉆頭注入泥漿水 。 當然，為了實現上 料的自動化，有些鉆機還包括吊機的起重、變幅、伸縮、回轉回路及自動上料機構等 。 (3) 鉆桿 鉆桿是地面鉆機于孔內鉆具的唯一動力傳遞環節，實現傳遞給進力、回轉轉矩、反向擴孔和鋪管時的回拖力等作用 。 由此可知，鉆機工作過程中，鉆桿旋轉以及動力頭行走機構是系統的關鍵機構 。 圖 是回拖鋪管過程的示意圖 。 在地面導航儀的引導下，從 A 點向 B 點鉆一個與設計軌跡吻合的導向孔，一般平面誤差為 10cm，深度誤差為 5％ 。第四章是對液壓系統進行性能驗算。液壓系統的結構設計、液壓元件的選擇和參數匹配對整機的性能有較大的影響；而且選擇合 適的液壓元件控制方式，也有利于自動控制的實現。非 開挖技術 在我國已形成了一個新興產業，引起了各級政府和環境部門的高度重視。 與傳統的機械鉆機相比，全液壓鉆機具有功率重量畢業設計 4 4 比大，控制性能好等優點，因此很快得到了推廣和應用 。 如中聯 重 科、深圳鉆通、徐工、北京土行孫、南京地龍等企業都相應開發出自己的產品 。 畢業設計 2 2 1. 2 國內外水平定向鉆機研發現狀和發展 1. 2. 1 國外水平定向鉆機的研發現狀 水平定向鉆機 (HDD， Horizontal Directional Drill)起源于上世紀七十年代末期，隨著技術和裝備的不斷完善和改進，八十年代中期在發達國家才被廣泛接受和認可，得于迅速發展，井以其獨特的技術優勢和廣發的市場前景的道路世界各國的重視 。 非開挖技術比較常用的定義主要有以下兩種： 1)非開挖施工技術是指在不開挖地表的條件下探測、檢查、修復、更換和鋪設各種地下公用設施 (管道和電纜 )的任何一種技術和方法； 2)指利用巖土鉆掘、定向 測 控等技術 手段，在不破壞地面情況下進行不同用途、不同材質管線的鋪設、修復和更換所使用的施工技術 。本文設計的液壓系統 可以使發動機 液壓系統的性能達到較好的狀態，發動機功率利用率、液壓系統傳動效率以及鉆機的作業效率也比較高 。畢業設計 I 摘 要 水平定向鉆機鋪管技術是目前應用最廣泛的非開挖鋪管技術之一，可用于穿越道路、河流、建筑物等障礙物鋪設管線，具有快速、高效、不破壞環境及影響交通等突出優點 。 關鍵詞 ：水平定向鉆機；液壓系統設計； 液壓元件選擇 ； 性能驗算 畢業設計 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。 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 。 據了 解，目前國外有三十余家 HDD 制造商， 例 如，典型廠家有美國的 DITCH WITCH 公司、威猛公司、凱斯公司、英格索蘭公司等 。 性能大幅提高，不少產品技術水平很高，到達國際先進水平 。 隨著鉆機功率的增大，系統的能耗和發熱問題越來越突出 ， 成為制約和影響鉆機性能發揮的重要因素 。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。 智能控制主要包括鉆進導向控制技術、定向鉆機專用控制技術、地下電纜與管道探 測防觸碰安全保護技術、鉆進規劃軟件了 開 發技術以及智能故障診斷技術。 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展方向作出展望 。 圖 是導向孔鉆進過程的示意圖 。 圖 回拖鋪管 2. 1. 2 鉆孔鉆進原理 由液壓系統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 。 2. 2 水平定向鉆機的結構特點 2. 2. 1 鉆機的主要設計參數 由上可知，最大回拖力以及扭矩是水平定向鉆機最重要的參數，但設計鉆機時，不應該把最大回拖力作為主要參數而忽略其他參數 。 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 。 從結構上講，水平定向鉆機主要包括以下幾個部分 。 (3)鉆桿和鉆頭 鉆桿為高強度鋼管制造，每節長度 3～ 5m，直徑 60～ 90mm，利用錐管螺紋聯結相互聯結，最小曲率半徑為 50 節鉆桿，可根據用戶需要增加數量 。 (7)泥漿系統 泥漿系統由隨車泥漿系統與泥漿攪拌系統組成 。 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，轉矩達到系統安全閥設定的最大值時，會出現卡鉆現象，不能正常鉆進 。 總回拖力，鉆進的計算公式 ： LFF ee f?? （ ） 式中： F 為總回拖力 (KN)； eF 為管道的端面阻力 (KN)； ef 為單位長度管子的綜合摩擦阻力因子 (KN/m)； L(m)為管道長度 。 a 為考慮到土質不同設置的修正系數 。 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律 。 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動； 2） 回轉器反轉與夾持器夾緊及卡盤夾緊聯動，實現鉆具卸扣； 3） 回轉器前進與后退與夾持器及卡盤的夾緊與松開聯動，完成起下鉆及倒桿動作 。 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 。 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 。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。 由式 ，推拉系統最大輸入 功率 : WFP .57450vm a x2 ????? ? 綜上所述，動力頭液壓驅動系統所需的輸入功率 kW23221 ??? PPP 水平定向鉆機作業時，泥漿泵與動力頭液壓驅動系統聯合工作。由于壓力變化范圍較大，所以系統的適應性很強。動力頭由兩個液壓馬達驅動，故系統流量為： m i n/??????? 當負載扭矩變大時，動力頭回轉速度降低。 (1)液壓泵 與動力頭回轉液壓系統類似，動力頭推拉液壓系統也是 由 變量泵和變量馬達構成 的閉式系統。 表 力士樂 A6VM55 液壓馬達技術參數 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。 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 。據 GB 234893,選取 d=32mm； 液壓缸壁厚計算公式為 ]][ ][[2 ???? ppD ??? () 可算得 ? =。管接頭采用焊接管接頭。 系統的調整壓力 pT≥ pl＋Δ p 式中 pT—— 液壓泵的工作壓力或支路的調整壓力。 ???zi PiiiitrtqpTP11 ? （ ） ???????? ?? ? ?? ?nimj jjWjiWitc tTsFTP 1 11 ? （ ） 畢業設計 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. 2. 2 計算液壓系統的散熱功率 液壓系統的散熱渠道主要是油箱表面，但如果系統外接管路較長，而且計算發熱功率時，也應考慮管路表面散熱。液壓系統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 ?