非开挖机水平定向钻机地盘行走系统设计
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proe三维图
托链轮体.dwg
托链轮盖.dwg
托链轮装配图.dwg
拖轮体.dwg
拖轮盖.dwg
拖轮轴.dwg
装配图.dwg
轴.dwg
非开挖机水平定向钻机地盘行走系统设计论文.doc
驱动轮齿块.dwg
摘要
水平定向钻机是指在不开挖地表表面的条件下，铺设多种地下公用设施（管道、电缆等）的一种施工机械。本文介绍了非开挖水平定向钻机履带、驱动轮、拖链轮的结构形式及组成，并对其做了结构尺寸设计，给出了驱动轮、拖链轮装配图和各主要零件的零件图。
关键词：水平定向钻机是；驱动轮；拖链轮
Abstract
Horizontal directional drilling refers to the condition of the surface of the ground without excavation, laying a variety of underground utilities (pipelines, cables, etc.) of a construction machinery. This article describes the trenchless horizontal directional drilling crawler, wheel, drag chain structure form and composition, and its design make the structure size, given the driving wheel, drag sprocket assembly drawing and parts diagram of the major components .
Keyword: HDD；driving wheel；drag sprocket
目 录
摘要1
Abstract2
第一章 引言5
1.1、非开挖技术简介5
1.2 非开挖水平定向钻进铺管技术的优势和应用6
1.3 非开挖水平定向钻进施工方法的发展现状7
1.4 非开挖水平定向钻机的基本结构8
第二章 结构参数计算9
2.1履带链轨节节距t与履带板宽度9
2.2驱动轮节圆直径Dq9
2.3导向轮工作面直径Dd9
2.4拖链轮踏面直径Dt9
2.5支重轮踏面直径Dz10
2.6链轨节数n、拖链轮数量10
第三章 性能参数计算11
3.1行驶速度V11
3.2爬坡能力α11
3.3接地比压12
3.4最大牵引力13
第四章 履带设计14
4.1履带介绍14
4.2履带结构和作用15
4.2.1链轨节设计15
4.2.2履带板设计16
4.2.3锁紧销轴和销轴设计17
4.2.4锁紧销套和销套设计18
4.3履带装配设计19
第五章 驱动轮设计21
第六章 拖链轮设计23
6.1拖链轮的工作原理23
6.2拖链轮的结构23
6.3拖链轮技术要求24
6.3.1一般要求24
6.3.2热处理质量要求24
6.3.3外观与装配质量要求24
6.3.4使用寿命要求25
6.4拖链轮的组成零件设计25
6.4.1拖链轮设计总概25
6.4.2拖链轮轴结构设计25
6.4.3拖链轮体结构设计26
6.4.3拖链轮盖结构设计27
第七章 设计小结与体会29
参考文献30
1.1、非开挖技术简介
非开技术是指利用少开挖或不开挖的方法对地下管线、管道进行铺设、维修、更换或者探测的一门施工技术。非开挖施工应用了定向钻进技术的原理，极大地降低了地下管线施工对交通、环境、基础设施、居民生活工作等造成的影响，成为现代城市技术设施施工、建设、管理的一个重要组成部分。
非开挖施工开始于1896年的美国，兴起于上世纪80年代发达国家并形成产业，我国于1953年首次在北京应用非开挖技术施工，上世纪90年代开始起步，近年来发展迅速。目前在石油天然气、城市给排水、煤气供应、电力、通讯、供热等管道铺设与维护领域得到了广泛应用
非开挖水平顶钻机的工作原理和施工程序主要分为下面三个步骤：
1、钻头、钻杆钻进
固定设备后，按照设定的角度，在动力头的作用下，钻头带动钻杆旋转前进，并在导向仪的控制下，按照施工要求的深度和长度进行钻进，穿过地面障碍物后，穿出地面。在钻进的过程中，为防止钻杆被土层夹紧、抱死，需要由泥浆泵通过钻杆、钻头打出膨化水泥或泥浆，同时也起到固化通道，防止管道塌陷的作用。1.2 非开挖水平定向钻进铺管技术的优势和应用
非开挖水平定向钻进铺管技术始于二十世纪七十年代,随着社会的进步和经济的发展,随着城市市容的不断改善和交通、建筑保护意识的不断提高,传统的开挖铺设地下管线的施工方式越来越不能适应社会发展和人们对市容市貌的要求,同时,随着地下工程建设和应用的日益广泛,开挖方式越来越表现出很大的局限性和明显的不足之处,非开挖定向钻进铺管技术是在不开挖地表或尽量少开挖地表的情况下,采用非开挖水平定向钻机将管线埋入地下的一种方法技术。它具有不影响交通、不破坏环境、施工周期短、对周围居民正常生活影响小,社会效益高等等的优点,同时,还可以在开挖施工无法进行或不允许开挖的场地(如穿越河流、湖泊、重要交通干线、重要古迹等)进行施工。非开挖技术可广泛应用各种地下管线,如通信、电力、煤气、供水、天然气、排水等地下管道的铺设施工,在大多数情况下,尤其是在繁华市区或地下管线埋设较深时,非开挖方法是一种很好的管道施工方法,在特殊情况下,如穿越河流、铁路、公路等,非开挖定向钻进施工方法更是一种首选的施工方式。
1.3 非开挖水平定向钻进施工方法的发展现状
非开挖水平定向钻进铺管技术在国外的发展较早,非开挖技术的推广和应用己经趋于成熟,在其发展初期,即形成了一场地下管线施工的技术变革,并以其独特的市场优势和广阔的市场发展前景得到了极大的重视,使得这项技术成为企业参与,政府支持,社会关注的一个新的应用技术行业,成为发达国家的一个新兴的产业和技术。
我国的非开挖定向钻进铺管技术起步较晚,对非开挖技术设备的研制开发还未形成较大规模,在二十世纪90年代初,非开挖技术刚刚引进国内,在一段时间内并未引起企业及政府的重视,到了二十世纪90年代末,随着我国信息产业的迅猛发展和地下管线建设的规模不断扩大,非开挖定向钻进铺管技术才引起各界的重视,特别在我国大中城市的闹市区,开挖所带来的影响及干扰已越来越弓}起社会和政府的重视,非开挖定向钻进铺管技术的优越性得到了很好的体现,从而使得这一技术在短短几年内得到了迅猛发展。国家和地方行业协会的建立,各地政府的大力提倡和政策引导,使得这一技术得到迅速的普及推广,非开挖施工企业以几何倍数急聚膨胀,仅以上海地区来说,95年仅有一家企业引进一台非开挖定向钻机,由于市场意识及社会环境等的原因,至99年只在很小范围内完成了几段非开挖工程,自99年开始,随着非开挖技术在上海信息港建设中的使用和推广,仅仅在五年的时间内,上海现有的专业从事非开挖水平定向钻进铺管技术的企业已达100多家,各类定向钻进铺管设备200多台套。上海市区内的主要交通路段及过河的地下管线铺设已基本实现非开挖,非开挖工程在市区内地下管线施工的约占有量已达到整个管线铺设量的10%。
随着非开挖定向钻进铺管技术的发展和推广应用,非开挖施工技术也得到了长足的进步和提高。同时,由于这一技术的起步晚,发展迅猛,非开挖定向钻进铺管技术的行业管理和技术规范还很不成熟,又因这一技术从表面看来主要是非开挖水平定向钻机设备,对具体的施工技术没有引起足够的重视,对这一施工方法的风险及安全性没有足够的认识,使得当前的非开挖市场规范管理的难度很大,各企业之间施工的技术水平差距很大,使这一施工方法始终存在着较大的安全隐患和对后续地下资源空间管理和利用的极大浪费。由于大多数非开挖企业不具备前期物探的能力和对原有地下管线的保护意识,对地下资源空间的合理利用方面更是不加考虑,同时由于行业规范的不完善及在企业内的推广和应用的不广泛,使得非开挖企业在施工时的随意性很大,甚或没有最基本的反映非开挖管道走向及埋深、位置等的技术资料,无法获悉非开挖管道的准确位置及埋深等的情况,地下空间在完成一次非开挖后无法再利用。造成极大的地下资源空间浪费。
1.4 非开挖水平定向钻机的基本结构
无论是大型还是中小型水平定向钻机, 其基本结构都包括主机、钻具、导向系统、泥浆系统，有的还配备智能辅助系统。我们设计的JF380非开挖水平定向钻机设计思路为中端产品，故未配备智能辅助系统。 驱动轮中心的高度应有利于降低整机的重心高度，其直径尺寸应有利于增加履带的接地长度，但在决定上述两个尺寸时，还需综合考虑整机的离地间隙和离去角的值。履带推土机的离去角值一般不超过2o～5o。
在履带推土机等工程机械上，多数是把驱动轮布置在后方。
驱动轮前置或者后置，主要依据所选定的发动机安装位置来决定。试验表明，使用前置驱动轮时，滚动阻力比使用后置驱动轮时要大50%。这是因为完全张紧的履带必须绕过后置引导轮，致使履带销和轮齿处的摩擦损耗增大，其优点是，上部履带张紧容易防止履带发生共振现象，履带在与驱动轮啮合前的长度增大也便于排除泥土，从而减少履带跳齿的可能性。
驱动轮的形状决定于它同履带的啮合形式。一般分为整体式履带啮合的驱动轮和组合式啮合的驱动轮。驱动轮有整体铸造齿圈和轮毂、分开铸造以及分段铸造三种。后两种形式一般采用螺栓固定，磨损后修复方便也可以节约钢材。但与整体式比较制造较为复杂。本次设计中采用的是组合式啮合的驱动轮。
驱动轮的轮齿工作面要承受销套反作用力的弯曲压应力，轮齿与销套之间存在磨料磨损，齿面节圆处磨损后，机器继续行走，就会产生跳齿和冲击性磨损。所以驱动轮选择有较高的淬透性和较高的热敏感性的材料制成。以提高使用寿命。目前已采用50Mn和35SiMn钢来代替35和45钢。轮齿的热处理为中频淬火，低温回火，硬度HRC55~58。
驱动轮的节距与履带节距保持一致，取为216。根据《工程机械设计》，通常驱动轮的齿数取27～33，参考JB/T 2984.4－1999中履带节距为216mm的驱动轮的参数，可以得出齿数为30。根据《工程机械设计》，一般节圆半径取为400~500mm，查履带式推土机驱动轮齿块行业标准JB/T 2984.4－1999 ，节距为216mm的驱动轮节圆直径为D=868.55mm,其它安装尺寸与技术要求可参考该标准。本文设计的驱动轮齿块如图5.1，图5.2所示。
参考文献
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