目录
摘 要 ........................................................................................I
第一章绪论1
1.1课题研究的背景及其意义1
1.2 国内外研究情况2
1.3 非开挖水平钻机的结构及工作原理3
1.4 课题的研究3
第2章 非开挖水平定向钻机动力头装置设计的方案5
2.1动力头现阶段情况5
2.2 动力头方案对比与选择6
第3章 非开挖水平定向钻机动力头装置参数的确定10
3.1最大回拖力10
3.2最大回转扭矩10
3.3动力头零部件选型与设计12
第4章 动力头的三维建模25
4.1 动力头的三维建模26
4.2 动力头传动运动仿真现象........................................................28
第5章 总结30
参考文献:31
非开挖水平定向钻机动力头装置设计
摘 要
非开挖水平定向钻机是完成地下管线铺设和修复的重要机械装置之一，在加大城市化建设的过程中起着不可替代的作用。在该钻机中，动力头起着重要性的作用，它是给钻机提供推进和回拖运动的机械传动执行结构，其性能直接影响整机的工作效率。本文基于非开挖水平钻机动力头进行结构设计，并对其进行三维建模与运动仿真。首先以非开挖水平钻机的背景和意义为入手点，介绍了研究该课题的必要性；接着通过对动力头不同结构的分析，选择出适合该课题的结构类型，并对内部结构进行选型和设计；采用传统的设计和强度校核方法，验证了设计的合理性；最后完成三维建模，并对模型进行整体装配，完成传动部分的运动仿真。本文研究的水平定向钻机，在设计和疲劳强度方面基本符合产品的要求。
关键词：非开挖水平钻机；动力头；设计；三维建模
Trenchless horizontal directional drill head unit design
Abstract
Trenchless horizontal directional drilling is completed underground pipeline repair and laid one of the important mechanical device, the application of trenchless horizontal rigs plays an irreplaceable role during the process of increasing urbanization. Trenchless horizontal drilling rig, the power head plays a role of importance; it is the mechanical drive to the rig and implementation structures provide propulsion and drag back to the action, its performance directly affects the efficiency of the machine. The paper is based on thesefeatures of trenchless horizontal drill head for structure design, and carries on themodeling and Dynamic Simulation. First, this paper through the background and signifc-ance of trenchless horizontal drilling rigs starting point, introduces the necessity to do this project; followed by an analysis of the internal structure of the different power head,choose the appropriate type of structure we need, and completed the selection and designof the internal structure; using the traditional method of design and strength check, verify the rationality of the design; Finally, complete it’s the 3D-modeling based on thewhole assembly model and transmission part of Dynamic Simulation. In this paper, in terms of design and fatigue strength aspect basically with the requirement of product in our study the horizontal directional drilling.
Key Words: Trenchless Horizontal Drill; Power Head; Design; 3D-modeling.
第一章 绪 论
非开挖施工技术虽然距今已有近百年的历史,但其重大发展始于本世纪50年代,尤其是近十几年"近年来,非开挖管线工程施工量已占全部地下管线工程的10%,个别地区如德国柏林市己达到40%左右"我国非开挖技术的市场前景与现代化建设的进程密切相关,加速基础设施和基础工业的建设是最基本的前提,因此对石油管道!煤气管道!电力电缆管道!自来水以及污水管线等各种地下管线的需求可望在短期内内有较大幅度的增长,这为我国非开挖技术的发展提供了有利的条件,市场潜力巨大。
目前,为了避开现有的密集管网系统,大城市管线埋深有加大的趋势,例如上海,北京等,有些管线的埋深已达10m左右"开挖施工的成本随埋深的加大而提高,非开挖施工的优越性更为显著"研究表明,当埋管深度超过4m时,开挖施工的成本开始高于非开挖施工的成本,此外,随着设备利用率的提高,施工经验的丰富,非开挖的施工的成本也会逐渐降低。
此外,随着现代文明意识和环保意识的逐渐加强,开挖路面进行地下管线施工导致的社会问题!交通问题和污染问题已越来越受到人们的关注"城市限制开挖施工的法规也己经陆续出台,其适用面将逐渐扩展,这对非开挖技术的推广应用无疑会产生极大的推动作用"例如,为了保护城市道路,减少地下管线施工导致的交通堵塞,国务院于1996年10月1日公布的5城市道路管理条例6规定,新建道路5年内不准开挖;修复道路3年内不准开挖。
综合社会效益!行业发展趋势!施工规范要求以及不断提高的水平定向钻进施工技术水平几个方面,可见对水平定向钻机的研究有着重要的实际应用意义。
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