泥土輸送裝置機(jī)設(shè)計(jì)【含圖紙】
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目錄AbstractII第一章 文獻(xiàn)綜述11.1 非開挖水平定向鉆機(jī)簡(jiǎn)介11.2 非開挖鉆機(jī)國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況及發(fā)展趨勢(shì)11.2.1 非開挖鉆機(jī)國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況11.2.2 非開挖鉆機(jī)發(fā)展趨勢(shì)2第二章 泥土輸送裝置設(shè)計(jì)方案32.1 輸送裝置簡(jiǎn)介32.2 輸送裝置方案32.3 帶式輸送機(jī)簡(jiǎn)介42.4 帶式輸送機(jī)布置方式5第三章 帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)選型63.1 原始數(shù)據(jù)63.2 輸送帶速度選擇63.3 輸送帶寬度計(jì)算63.4 功率計(jì)算73.5 最大張力計(jì)算83.6 輸送帶層數(shù)計(jì)算93.7 驅(qū)動(dòng)裝置選型93.8 分配各級(jí)傳動(dòng)比、各軸功率計(jì)算103.9 托輥選型113.10 其他部件選型11第四章 減速器設(shè)計(jì)124.1 齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算124.2 軸設(shè)計(jì)計(jì)算164.3 軸的校核194.4 軸承的選擇及校核計(jì)算214.5 鍵的選擇及校核計(jì)算224.6 聯(lián)軸器選擇234.7 減速器箱體設(shè)計(jì)234.8 減速器潤(rùn)滑密封24第五章 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)255.1 確定計(jì)算功率255.2 選擇帶型號(hào)255.3 選取帶輪基準(zhǔn)直徑255.4 確定軸間距和帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度255.5 驗(yàn)算小帶輪包角265.6 確定v帶根數(shù)z265.7 計(jì)算初拉力265.8 計(jì)算作用在軸上的壓軸力265.9 V帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)26第六章 快速接頭選型286.1 快速接頭簡(jiǎn)介286.2 快速接頭選型29第七章 總結(jié)30參考文獻(xiàn)31致謝32附錄:翻譯原文33附錄:翻譯41 非開挖水平定向鉆機(jī)泥土輸送裝置設(shè)計(jì)摘要: 通過分析非開挖鉆機(jī)泥土輸送裝置國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀,應(yīng)用和具體的檢測(cè)方法,經(jīng)過查閱相關(guān)資料、討論,擬定采用分節(jié)帶式輸送機(jī)實(shí)現(xiàn)該功能,帶式輸送機(jī)為電機(jī)驅(qū)動(dòng),通過一級(jí)齒輪減速箱和V帶傳動(dòng)將動(dòng)力傳輸?shù)綕L筒,滾動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)皮帶運(yùn)輸泥土。本文的設(shè)計(jì)思路主要是先計(jì)算出帶式輸送機(jī)的運(yùn)輸量及阻力,對(duì)帶式輸送機(jī)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行選型,通過阻力計(jì)算選擇電機(jī)型號(hào),再設(shè)計(jì)減速箱、V帶傳動(dòng)以及快速接頭。最后對(duì)關(guān)鍵部件進(jìn)行校核,通過校核計(jì)算得到了該機(jī)構(gòu)的零件選型與零件加工尺寸,并驗(yàn)證了方案的可行性。通過AutoCAD出圖,最終完成設(shè)計(jì)說(shuō)明書的書寫和外文翻譯。 關(guān)鍵字:非開挖水平鉆機(jī);泥土輸送;減速器;帶式輸送機(jī) Trenchless horizontal directional drilling mud conveying designAbstract: Through the analysis of trenchless rig mud conveyer domestic and foreign research present situation, application and specific detection method, through access to relevant data, discussion and formulate the function is realized by using sectional belt conveyor, belt conveyor for motor drive, through a gear reducer and V belt driving power transmission to the roller, roller rotation drive belt transporting soil. Design idea of this article is mainly to calculate the volume and resistance of belt conveyor, the selection of belt conveyor equipment, choose motor model, through the calculation of resistance to design reducer, V belt transmission and fast connection. Finally, the key components, this article got the agency by checking calculation of the selection of the components and parts processing size, and verify the feasibility of the scheme. Through the AutoCAD drawing, the final design specification writing and foreign language translation.Key words: Trenchless horizontal drilling; Soil transport; gear reducer; belt conveyor II第一章 文獻(xiàn)綜述1.1 非開挖水平定向鉆機(jī)簡(jiǎn)介水平定向鉆機(jī)是不開挖表面的時(shí)候,建設(shè)地下公用設(shè)施的一種機(jī)器,水平定向鉆進(jìn)技術(shù)將石油的定向鉆進(jìn)技術(shù)與傳統(tǒng)管線施工方法結(jié)合在一起,具有施工快、精度高成本低等優(yōu)點(diǎn)1。廣泛運(yùn)用于供水、電力、電訊、天然氣、煤氣、石油等鋪設(shè)管線施工中,可以適用沙土、粘土、卵石等各種地況,在我們國(guó)家的大部分非硬質(zhì)巖地區(qū)都可以施工。工作溫度為-15+45。一般來(lái)說(shuō)適用于鋪設(shè)直徑管道3001200 mm的鋼管及PE管,最大鋪管的長(zhǎng)度甚至可以達(dá)到1500 m左右。使用水平定向鉆機(jī)進(jìn)行管線鋪設(shè)施工,一般分為兩個(gè)階段:第一階段按照設(shè)計(jì)好的曲線鉆一個(gè)導(dǎo)向孔;第二階段將導(dǎo)向孔擴(kuò)大孔徑,并把管線沿?cái)U(kuò)大的導(dǎo)向孔回拖到導(dǎo)向孔中從而完成整個(gè)管線的鋪設(shè)工作。水平定向鉆機(jī)主要是由鉆機(jī)系統(tǒng)、控向系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、泥漿系統(tǒng)、鉆具及輔助機(jī)具組成。他們的功能分別是:鉆機(jī)系統(tǒng)為穿越的設(shè)備鉆進(jìn)工作以及回拖工作的主體控向系統(tǒng)為通過計(jì)算機(jī)檢測(cè)并且控制鉆頭在地下具體位置和其它的參數(shù),引導(dǎo)鉆頭正確的鉆進(jìn)的方向性的工具;動(dòng)力系統(tǒng)是由液壓動(dòng)力源和發(fā)電機(jī)組成的動(dòng)力源為鉆機(jī)系統(tǒng)提供高壓的液壓油作為鉆機(jī)的動(dòng)力。泥漿系統(tǒng)是為鉆機(jī)系統(tǒng)提供適合鉆機(jī)的工況的泥漿。鉆具及輔助的機(jī)具為鉆進(jìn)中鉆孔和擴(kuò)孔時(shí)使用的機(jī)具2。1.2 非開挖鉆機(jī)國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況及發(fā)展趨勢(shì)1.2.1 非開挖鉆機(jī)國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況非開挖的水平鉆機(jī)是20世紀(jì)80年代在發(fā)達(dá)國(guó)家興起的,隨著控制和通訊技術(shù)的快速發(fā)展,非開挖水平鉆機(jī)的整體性能已經(jīng)十分完美。因?yàn)榉情_挖水平鉆機(jī)是地下工作的所以必須要求它有較高的穩(wěn)定性和可靠性。鉆桿的頂進(jìn)和回拖都采用的是一體化技術(shù)用先進(jìn)的無(wú)纜或者有纜式的導(dǎo)向儀引導(dǎo)。同時(shí)機(jī)器也必須具有長(zhǎng)時(shí)間和不間斷的作業(yè)的能力2。行業(yè)主要生產(chǎn)廠家有美國(guó)的Ditch Witch、VERMEER、AUGERS、Case公司;德國(guó)TT、FLX、HUTTE公司;加拿大UTILX公司;意大利TECNIWELL公司;加拿大UTILX公司;英國(guó)POWERMOLE、STEVE VICK公司;瑞士TERRA公司等。國(guó)內(nèi)主要有中國(guó)科學(xué)院勘探技術(shù)研究生產(chǎn)的GBS-10、GBS-8、GBS-5拖式非開挖鉆機(jī)和GBS-40、GBS-20、GBS-12自動(dòng)行走式的非開挖鉆機(jī)。徐工集團(tuán)生產(chǎn)ZD1245等系列非開挖水平鉆采用進(jìn)口的渦輪增壓柴油發(fā)動(dòng)機(jī)為鉆機(jī)提供動(dòng)力,國(guó)際的液壓元器件的廠商為它提供配套的設(shè)備,整機(jī)性能可靠而穩(wěn)定3。有獨(dú)立的液壓驅(qū)動(dòng)的頂進(jìn)回拖、旋轉(zhuǎn)和泥漿輸送功率供給更加充足,雙速驅(qū)動(dòng)的動(dòng)力頭,進(jìn)一步的提高機(jī)器生產(chǎn)的效率,自動(dòng)裝卸鉆桿的裝置很先進(jìn),有線控制可以操控機(jī)器的單獨(dú)的行走。另外,北京土行孫公司開發(fā)生產(chǎn)的DDW80、DDW200等定向鉆;連云港黃海機(jī)械廠與首鋼地址勘察院共同開發(fā)的FDP-15及FDP-12水平定向鉆;深圳鉆通公司生產(chǎn)的ZT20、ZT1 ZT10水平定向鉆中聯(lián)重科的KSD25水平定向鉆是收購(gòu)了英國(guó)保路捷公司推出的新產(chǎn)品,采用分體式的結(jié)構(gòu),用戶可以選配空壓機(jī)和泥漿系統(tǒng)得以實(shí)現(xiàn)干濕兩用4。水平定向鉆按提供的推拉力、扭矩大小分為小、中、大型三大類。各類鉆機(jī)性能參數(shù)應(yīng)用范圍見表1.1。表1.1 水平定向鉆機(jī)參數(shù)分類大型中型小型推拉力(KN)450100-450100扭矩(KN/m)303-303功率(KW)180100-180100鉆桿長(zhǎng)度(m)9.0-12.03.0-9.01.5-3鋪管直徑(mm)600-1200350-60050-350鋪管長(zhǎng)度(m)600-1500300-600300鋪管深度(m)156-1561.2.2 非開挖鉆機(jī)發(fā)展趨勢(shì)水平定向鉆設(shè)備在十幾年時(shí)間內(nèi)得到了飛速的發(fā)展,成為發(fā)達(dá)國(guó)家新興產(chǎn)業(yè)。目前它的發(fā)展朝著大型化、微型化、自備錨固系統(tǒng)、鉆桿自動(dòng)堆放提取、鉆桿連接初自動(dòng)潤(rùn)滑防觸電等自動(dòng)化功能、適應(yīng)硬巖作業(yè)、超深度導(dǎo)向、應(yīng)用范圍大等特征發(fā)展3。第二章 泥土輸送裝置設(shè)計(jì)方案2.1 輸送裝置簡(jiǎn)介輸送裝置按照工作的原理主要可以分為兩類:機(jī)械輸送以及氣流輸送。機(jī)械輸送設(shè)備主要有:管鏈輸送機(jī)、皮帶輸送機(jī)、滾筒輸送機(jī)、斗式提升機(jī)、螺旋輸送機(jī)以及板鏈斗式提升機(jī)等。氣流輸送裝置主要有:負(fù)壓真空輸送、正壓稀相輸送、正壓稀相閉路輸送、旋轉(zhuǎn)閥密相輸送、密相動(dòng)壓氣力輸送、密相高壓發(fā)送罐輸送方式等。鉆機(jī)泥土輸送常采用的有螺旋輸送和皮帶輸送方式。2.2 輸送裝置方案 鉆機(jī)泥土輸送常采用螺旋輸送和皮帶輸送裝置。下面對(duì)這兩種方案進(jìn)行對(duì)比并選擇。 皮帶輸送機(jī)的性能特點(diǎn):輸送帶是根據(jù)摩擦傳動(dòng)的原理運(yùn)動(dòng),具有輸送量很大輸送距離很遠(yuǎn)、輸送穩(wěn)定,物料和輸送帶之間沒有相對(duì)的運(yùn)動(dòng),噪音較小,維修較方便能量消耗少且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、部件標(biāo)準(zhǔn)等優(yōu)點(diǎn)5。螺旋輸送機(jī)(又稱絞龍)。其整體結(jié)構(gòu)與內(nèi)部結(jié)構(gòu)由頭節(jié)中間節(jié)、尾節(jié)和驅(qū)動(dòng)部分構(gòu)成。螺旋輸送機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、占地少、方便多點(diǎn)裝料、設(shè)備很容易密封以及能多點(diǎn)卸料、管理和操作相對(duì)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。常用于水平或小于20傾斜方向輸送各種各樣的粉狀和粒狀物料,如水泥、礦渣、生料和煤粉等。螺旋輸送機(jī)的缺點(diǎn)主要是運(yùn)行阻力很大,相比其他輸送機(jī)來(lái)說(shuō)動(dòng)力消耗更大,機(jī)件磨損很快,維修量較大。不適宜于輸送粘性較大、容易結(jié)塊、粒狀塊大、磨琢大的物料,被輸送的物料溫度一般要低于200度5。而且一般用于中小輸送量以及輸送距離小于50 m的場(chǎng)合??紤]到本文研究的是非開挖水平定向鉆機(jī)的泥土輸送裝置,因此需要輸送的是粘性較大的泥土,而螺旋輸送裝置不能夠很好的輸送粘性較大的物料,因此在本課題中皮帶輸送機(jī)更能夠滿足工作條件的要求。本次課題擬定采用皮帶輸送機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)鉆機(jī)的泥土輸送。鉆機(jī)鉆進(jìn)過程中鉆桿慢慢的深入地下,皮帶輸送機(jī)隨著鉆桿一起進(jìn)入,因此皮帶輸送機(jī)應(yīng)該與鉆桿配套,尺寸也應(yīng)該相當(dāng),所以采用分節(jié)式皮帶輸送機(jī),相鄰兩節(jié)之間運(yùn)用快速接頭連接??紤]到每一節(jié)皮帶輸送裝置的設(shè)計(jì)參數(shù)一樣,因此取一節(jié)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算即可。本次設(shè)計(jì)主要內(nèi)容為:帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)選型以及減速器設(shè)計(jì)。其中帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)主要為輸送機(jī)的布置的形式,驅(qū)動(dòng)的方式,輸送帶的選型,拉緊裝置的設(shè)計(jì),清掃裝置的設(shè)計(jì)等,以設(shè)計(jì)出合適的驅(qū)動(dòng)和控制系統(tǒng)。設(shè)計(jì)出各個(gè)系統(tǒng)后,還要對(duì)某些關(guān)鍵部位進(jìn)行校核,以保證所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)能符合工作要求正常運(yùn)行。2.3 帶式輸送機(jī)簡(jiǎn)介皮帶輸送機(jī)包括: 180度皮帶轉(zhuǎn)彎?rùn)C(jī)、90度皮帶轉(zhuǎn)彎?rùn)C(jī)、不銹鋼皮帶轉(zhuǎn)彎?rùn)C(jī)、45度皮帶轉(zhuǎn)彎?rùn)C(jī)、皮帶提升機(jī)、電子原件皮帶輸送機(jī)、燈檢皮帶輸送機(jī)、不銹鋼皮帶輸送機(jī)、塑料噴嘴皮帶輸送機(jī)、多層皮帶輸送機(jī)等。主要由:頭架、驅(qū)動(dòng)裝置、傳動(dòng)滾筒、尾架、托輥、中間架、尾部改向裝置、卸載裝置、清掃裝置、安全保護(hù)裝置等部件組成5。皮帶輸送機(jī)是利用輸送帶間歇或連續(xù)運(yùn)動(dòng)來(lái)輸送輕重不同的物品,既可以輸送各種散料,又可以輸送各種紙箱、包裝袋等單件重量不大的件貨,用途非常的廣泛。結(jié)構(gòu)形式主要有:槽型皮帶機(jī)、爬坡皮帶機(jī)、轉(zhuǎn)彎皮帶機(jī)、平型皮帶機(jī)等,輸送帶上還可以增設(shè)提升擋板、裙邊等附件,從而能滿足各種工藝要求。輸送帶是帶式輸送機(jī)承載物料的構(gòu)件,帶上物料隨輸送帶運(yùn)行,物料根據(jù)需要可以在輸送機(jī)的端部和中間部位卸下。輸送帶用旋轉(zhuǎn)的托棍支撐,運(yùn)行阻力小。帶式輸送機(jī)可以水平或沿傾斜的線路布置。使用光面輸送帶沿傾斜的線路布置時(shí),不同物料的最大運(yùn)輸傾角不同,具體數(shù)據(jù)如下表2-1所示:表2-1 不同物料的最大運(yùn)角5物料種類角 度物料種類角 度煤 塊18 篩分后的石灰石 12煤 塊20 干 沙 15篩分后的焦碳17 未篩分的石塊180350mm礦石16 水 泥200200mm油田頁(yè)巖22干 松 泥 土202.4 帶式輸送機(jī)布置方式電動(dòng)機(jī)通過聯(lián)軸器、減速器帶動(dòng)傳動(dòng)滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)或其他驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu),再借助滾筒或其他的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與輸送帶的摩擦力,使輸送帶運(yùn)動(dòng)。通用固定式輸送帶輸送機(jī)一般采用單點(diǎn)驅(qū)動(dòng),驅(qū)動(dòng)裝置集中安裝在輸送機(jī)長(zhǎng)度某一位置,一般在機(jī)頭處。單點(diǎn)驅(qū)動(dòng)方式按傳動(dòng)滾筒的數(shù)目分,可分為單滾筒和雙滾筒驅(qū)動(dòng)兩種。對(duì)每個(gè)滾筒的驅(qū)動(dòng)又可以分為單電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)和多電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方式。因?yàn)閱吸c(diǎn)驅(qū)動(dòng)方式最常用,因此凡是沒有指明是多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)方式的,一般都為單驅(qū)動(dòng)方式6。單筒、單電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方式最簡(jiǎn)單,考慮驅(qū)動(dòng)方式時(shí)是首選。在大運(yùn)量、長(zhǎng)距離鋼繩芯膠帶輸送機(jī)中常采用的是多電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。綜上:針對(duì)本次設(shè)計(jì)要求,決定采用單筒單電機(jī)驅(qū)動(dòng),向上運(yùn)輸布置形式的移動(dòng)帶式輸送機(jī)。帶式輸送機(jī)傳動(dòng)方案如圖2-2所示: 1-電動(dòng)機(jī);2 -聯(lián)軸器;3-減速器;4、5-齒輪;6、7-帶輪;8-滾筒圖2-1 帶式輸送機(jī)傳動(dòng)簡(jiǎn)圖第三章 帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)選型3.1 原始數(shù)據(jù)1. 輸送物料為泥土,最大輸送量:40 t/h;2. 物料細(xì)度為50 mm,松散密度為1.8 t/m3;3. 輸送機(jī)布置形式為上運(yùn);4. 給料點(diǎn)位于機(jī)頭位置;5. 工作環(huán)境:室外、潮濕、少量塵土;6. 輸送機(jī)傾角為18;7. 動(dòng)堆積角為30。3.2 輸送帶速度選擇1) 輸送散狀物料一般取帶速v=0.82 m/s;2) 輸送成件物品一般取帶速v=0.251 m/s;3) 輸送易碎、易飛揚(yáng)的物料一般取帶速v=0.81 m/s為宜。本次設(shè)計(jì)輸送物品為泥土,且有少量塵土,因此選擇帶速v=1 m/s。3.3 輸送帶寬度計(jì)算對(duì)于散狀物料,輸送帶寬度按照:式中:B輸送帶寬度,m; Q所需輸送量,t/h; 物料松散密度,t/m3; V輸送帶速度,m/s; Y斷面系數(shù),動(dòng)堆積角為30的兩節(jié)式槽型托輥取y=0.132; C傾角系數(shù),輸送機(jī)傾角為18時(shí)傾角系數(shù)為0.85; K裝載系數(shù),一般取h=0.80.9。所以:取帶寬為:200 mm。3.4 功率計(jì)算傳動(dòng)滾筒軸功率P0按下式計(jì)算:式中:P0傳動(dòng)滾筒軸功率,KW; P1空載功率,KW; P2水平負(fù)載功率,KW; P3垂直負(fù)載功率,KW; P4附加功率,KW; f托輥?zhàn)枇ο禂?shù),取f=0.03; L傳動(dòng)滾筒至尾部滾筒的水平中心距,m; 中心距修正值,m,取=49 m; H垂直提升高度,m; W除物料外,輸送機(jī)單位長(zhǎng)度內(nèi)所有運(yùn)動(dòng)部件質(zhì)量之和,Kg/m,帶寬為200 mm時(shí)W=15 Kg/m。附加功率P4按下式計(jì)算: 式中:F1導(dǎo)料槽阻力,N; F2犁式卸料器阻力,N; F3內(nèi)、外清掃器阻力,N; V帶速,m/s; B帶寬,m; 物料松散密度,t/m3; L1導(dǎo)料槽長(zhǎng)度,0.5 m; 輸送帶上每米長(zhǎng)度物料的質(zhì)量,=A,kg/m; a犁式卸料器阻力系數(shù)。帶寬小于300時(shí)不用犁式卸料器,所以a=0。所以:故:電動(dòng)機(jī)功率按下式計(jì)算:式中:P電動(dòng)機(jī)功率,KW; P0傳動(dòng)滾筒軸功率,KW; 傳動(dòng)總效率; K備用系數(shù),P05 KW時(shí)取K=11.1。查機(jī)械課程設(shè)計(jì)可知:閉式齒輪傳動(dòng)、滾動(dòng)軸承和聯(lián)軸器的效率分別?。?0.97 =0.99、 =0.99;所以傳動(dòng)總效率所以:即電動(dòng)機(jī)功率為1.348 KW,分10節(jié)所以電機(jī)總功率為13.48 KW。3.5 最大張力計(jì)算在單驅(qū)動(dòng)的帶式輸送機(jī)中,驅(qū)動(dòng)滾筒的趨入點(diǎn)的張力通常為輸送帶的最大張力,可按下式計(jì)算:式中:趨入點(diǎn)張力,N; e自然對(duì)數(shù)的底; 輸送帶與滾筒的摩擦系數(shù),=0.2; 輸送帶在滾筒上的包角,=180;所以:3.6 輸送帶層數(shù)計(jì)算輸送帶層數(shù)按下式計(jì)算:式中:Z輸送帶帶芯層數(shù); 最大工作張力,N; n安全系數(shù),一般多層帶取n=810; B輸送帶寬度,mm; 帶芯徑向扯斷強(qiáng)力,N/(mm層) 經(jīng)計(jì)算Z1,所以輸送帶為單層。 3.7 驅(qū)動(dòng)裝置選型QD80輕型帶式輸送機(jī)有與其配套的QDF風(fēng)冷電動(dòng)滾筒,而驅(qū)動(dòng)裝置即電機(jī)應(yīng)與Q D F風(fēng)冷電動(dòng)滾筒相匹配。查運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè)可知:帶寬200 mm時(shí)QDF風(fēng)冷滾筒的參數(shù)如下表3-1:表3-1 QDF風(fēng)冷滾筒參數(shù)5帶寬 mm滾筒直徑 mm名義轉(zhuǎn)矩 Nm功率 KW參考重量 kg2001602500.55或0.755570電動(dòng)機(jī)功率經(jīng)計(jì)算為P=13.48 KW,所以選用電動(dòng)機(jī)功率為15 KW,滾筒軸轉(zhuǎn)速為:配合計(jì)算出的功率決定選擇Y200L型電動(dòng)機(jī),其參數(shù)見表3-2:表3-2 YH132S-8型電動(dòng)機(jī)7電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率轉(zhuǎn)速軸外伸軸徑軸外伸長(zhǎng)度Y200L15kw730 r/min28mm60mm3.8 分配各級(jí)傳動(dòng)比、各軸功率計(jì)算(1)總傳動(dòng)比: (2)分配帶傳動(dòng)比為2,則減速器傳動(dòng)比為4.1,傳動(dòng)比小于5,可以采用一級(jí)圓柱齒輪減速器。 (4)計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速:I軸轉(zhuǎn)速:軸轉(zhuǎn)速:(5)各軸的輸入功率:I軸輸入功率:II軸輸入功率:(6)各軸的轉(zhuǎn)矩各軸的輸出轉(zhuǎn)矩: 各軸轉(zhuǎn)速、功率及轉(zhuǎn)矩見下表3-3:表3-3各軸轉(zhuǎn)速、功率及轉(zhuǎn)矩軸號(hào)轉(zhuǎn)速n/(r/min)輸入功率P(kW)轉(zhuǎn)矩T()傳動(dòng)比i軸73014.8531.54.1軸16114.1122.83.9 托輥選型本系列配置的托輥分為:分為平行托輥和槽型托輥兩類,此處選擇槽型托輥。初選QDC11型托輥。3.10 其他部件選型 由于本次設(shè)計(jì)的是小型輸送機(jī),機(jī)長(zhǎng)較短,功率較小,故可以采用螺旋拉緊裝置采用固定落地式機(jī)架,角鋼焊接。該輸送機(jī)輸送速度慢不用考慮制動(dòng)裝置,只選擇空段清掃器、頭部清掃器。螺旋拉緊裝置采用QDD13型,空段清掃器采用QDE11型頭部清掃器采用QDE24型。機(jī)架采用QDJ1-55型。導(dǎo)料槽采用QDJ1-91型5。第四章 減速器設(shè)計(jì)4.1 齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算按圖2-1所示的傳動(dòng)方案,選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器,速度不高,所以選用七級(jí)精度(GB 10095-88)。選擇小齒輪材料為40Cr(調(diào)質(zhì)),硬度為2 80HBS,大齒輪材料為45鋼(調(diào)質(zhì)),硬度為240HBS,硬度相差40HBS。選擇小齒輪齒數(shù)z1=20,大齒輪齒數(shù)z2=204.1=82,取z2=82。螺旋角通常在之間選擇這里取。按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì):式中:K載荷系數(shù),初選K=1.3; T1小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩; 齒寬系數(shù),初選=1; 材料的彈性影響系數(shù),根據(jù)材料選擇=189.8; 齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限,按齒面硬度查得小齒輪;大齒輪;應(yīng)力循環(huán)次數(shù):式中:j齒輪轉(zhuǎn)一圈時(shí),同一齒面嚙合次數(shù),j=1; 齒輪工作壽命,取=48000 h;所以大小齒輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù)分別為:查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可知:大小齒輪接觸疲勞壽命系數(shù)分別為:和。接觸疲勞許用應(yīng)力:式中:S安全系數(shù),取S=1;所以大小齒輪接觸疲勞許用應(yīng)力:1. 計(jì)算1) 計(jì)算小齒輪分度圓直徑,帶入中較小的值:2) 計(jì)算圓周速度v:3) 計(jì)算齒寬:4) 計(jì)算齒寬與齒高比:模數(shù):齒高:齒寬與齒高比:5) 計(jì)算載荷系數(shù):根據(jù),7級(jí)精度,查得動(dòng)載系數(shù);直齒輪:;查機(jī)械設(shè)計(jì)可知:使用系數(shù):;七級(jí)精度、小齒輪相對(duì)支承非對(duì)稱布置時(shí),;由,查得:;故動(dòng)載系數(shù):6) 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正分度圓直徑:7) 計(jì)算模數(shù)m:2. 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)式中:齒形系數(shù); 應(yīng)力校正系數(shù)。查機(jī)械設(shè)計(jì)可知:小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限;大齒輪的彎曲強(qiáng)度極限;彎曲疲勞壽命系數(shù):,;1) 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力:取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4,則:2) 計(jì)算載荷系數(shù)K:3) 查齒形系數(shù)及應(yīng)力校正系數(shù):由齒數(shù)查得 ,。4) 計(jì)算大小齒輪的并比較:顯然大齒輪的數(shù)值較大。5) 設(shè)計(jì)計(jì)算:由于齒輪模數(shù)大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力,所以齒輪模數(shù)按彎曲強(qiáng)度計(jì)算的更接近真實(shí)情況,就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值:m=2。小齒輪齒數(shù):大齒輪齒數(shù): ,取。3. 幾何尺寸計(jì)算:A. 計(jì)算分度圓直徑:B. 計(jì)算中心距:C. 計(jì)算齒寬:,取,減速器齒輪數(shù)據(jù)見表5-1:4-1減速器齒輪數(shù)據(jù)齒輪齒數(shù)齒頂高齒根高分度圓直徑中心距齒寬齒頂圓直徑齒根圓直徑小齒輪341.5268164557164大齒輪1301.52260502632564.2 軸設(shè)計(jì)計(jì)算(一) 高速軸設(shè)計(jì)1. 初定軸的最小直徑軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理。由機(jī)械設(shè)計(jì)取圓整后:d=20 mm。輸入軸與輸出軸之間的最小直徑是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑所以先選聯(lián)軸器。聯(lián)軸器計(jì)算轉(zhuǎn)矩,查機(jī)械設(shè)計(jì),由于轉(zhuǎn)矩的變化很小,所以=1.3,則:聯(lián)軸器選擇彈性柱銷聯(lián)軸器,型號(hào)為:HL3型聯(lián)軸器7,轉(zhuǎn)矩高速軸聯(lián)軸器的孔徑應(yīng)該與電動(dòng)機(jī)外伸軸直徑(d=28 mm)相當(dāng),所以半聯(lián)軸器長(zhǎng)度,半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度為:。2、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1) 軸上零件定位,固定及裝配齒輪左面是由套筒定位,右面是由軸肩定位,聯(lián)接均以平鍵作為過渡配合固定兩軸承均以軸肩定位。2) 確定軸各段直徑和長(zhǎng)度為了滿足半聯(lián)軸器軸向定位要求,軸段右端必須制出一軸肩,所以取段的直徑,半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度:,所以為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸端面上,這一段的長(zhǎng)度應(yīng)比略短?。阂?yàn)檩S承只承受徑向力的作用,所以選用深溝球軸承,參照工作要求并根據(jù):,選取6308型軸承8,尺寸:所以,左邊的滾動(dòng)軸承用套筒進(jìn)行軸向定位,右邊軸承采用軸肩定位。所以取,齒輪軸軸段的直徑:?。?。 軸承端蓋總寬度為:,所以?。?。取。至此,初步確定了軸的各段直徑和長(zhǎng)度。3) 軸上零件的周向定位齒輪,半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵聯(lián)接。a.齒輪與軸的連接由于齒輪分度圓直徑過小,因此采用齒輪軸形式。為了保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性,故選擇齒輪輪轂與軸的配合為:b.半聯(lián)軸器與軸的聯(lián)接選用平鍵為:,半聯(lián)軸器與軸的配合為: 滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是通過過渡配合來(lái)實(shí)現(xiàn)的,選軸的直徑尺寸公差為:。4) 確定軸上圓角和倒角尺寸取軸端倒角1.645,處圓角為R2,軸肩處圓角半徑為。軸尺寸參數(shù)如圖4-1:圖4-1 高速軸參數(shù)(二) 低速軸設(shè)計(jì)1)初步估計(jì)軸的最少直徑軸材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)取取d=40mm。2)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)初步選擇滾動(dòng)軸承。因?yàn)檩S承同時(shí)受到徑向力與軸向力的作用,所以決定選用6311型深溝球軸承。參照軸的最小直徑,其尺寸,所以:,。左邊的滾動(dòng)軸承采用套筒實(shí)現(xiàn)軸向定位,右邊的滾動(dòng)軸承用軸肩定位,所以取。3) 確定軸各段直徑和長(zhǎng)度軸段右端必須制出一軸肩,所以段直徑,帶輪與軸配合的轂孔長(zhǎng)度為,為保證軸端擋圈只壓在帶輪上而不壓在軸的端面上,所以該段的長(zhǎng)度應(yīng)比帶輪長(zhǎng)度略短,取:。選取安裝齒輪處軸段的直徑為,齒輪左邊與左邊軸承之間用套筒進(jìn)行定位,已知齒輪輪轂的寬度為,為使套筒端面可靠地壓緊齒輪,該軸段應(yīng)略短于輪轂寬度,所以?。海X輪右端用軸肩定位,軸肩高度為,所以取,則軸環(huán)處的直徑:,軸環(huán)寬度:,取。 軸承端蓋的總寬度為:,所以取。取,至此初步確定了低速軸各段直徑和長(zhǎng)度。4)軸上零件的周向定位齒輪及半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵聯(lián)接。a齒輪與軸的連接按得:平鍵截面,鍵槽用鍵槽銑刀加工,長(zhǎng)為:。為保證齒輪與軸的配合有良好對(duì)中性,所以選擇齒輪輪轂與軸的配合為:b帶輪與軸的聯(lián)接選用平鍵為:,半聯(lián)軸器與軸的配合為: 由于滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是通過過渡配合來(lái)實(shí)現(xiàn)的,所以選軸的直徑尺寸公差為:。5)確定軸上的圓角和倒角尺寸取軸端倒角,處圓角R2,軸肩處圓角半徑。軸尺寸參數(shù)如圖4-2:圖4-2 低速軸參數(shù)4.3 軸的校核(1) 求軸上的載荷確定軸承支點(diǎn)位置時(shí),深溝球軸承的作用點(diǎn)在對(duì)稱中心處,而作為簡(jiǎn)支梁的軸的支撐跨距,根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖可以作出軸的彎矩圖、扭矩圖和計(jì)算彎矩圖,可看出截面處計(jì)算彎矩最大的是軸的危險(xiǎn)截面。軸的彎矩圖如圖4-3:圖4-3 彎矩圖(2) 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩圖和扭矩圖中可以看二面C是軸的危險(xiǎn)截面。作用在齒輪上的圓周力、徑向力和軸向力分別為:圓周力:徑向力:軸向力:根據(jù)軸承支反力作用點(diǎn)以及軸承和齒輪在軸上的安裝位置得:水平面徑向支反力:垂直面徑向支反力:水平面彎矩:垂直面彎矩: 合成彎矩: 轉(zhuǎn)矩:因?yàn)檩S是單向回轉(zhuǎn)的,所以轉(zhuǎn)矩為脈動(dòng)循環(huán),。危險(xiǎn)截面初的當(dāng)量彎矩:。前面選擇軸的材料為45鋼,調(diào)制處理,查得9。因此軸是安全的。4.4 軸承的選擇及校核計(jì)算1. 軸承選擇軸承1:深溝球軸承6308型,409023。軸承2:深溝球軸承6311型,5512029。2. 校核軸承校核軸承1,查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)得,。取由于軸承只受徑向力作用所以:,對(duì)于球軸承,所以:按每年300個(gè)工作日,每天兩班制,壽命大概為30年,所以該深溝球合適。校核軸承2,查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì),取由于軸承只受到徑向力作用,所以,對(duì)于球軸承,按每年300個(gè)工作日,每天兩班制,壽命大概為34年,所以該深溝球合適。4.5 鍵的選擇及校核計(jì)算1. 選擇鍵聯(lián)接的類型8級(jí)以上精度尺寸齒輪有定心的精度要求,所以應(yīng)當(dāng)采用平鍵,且鍵的材料為鋼,所以2. 軸與聯(lián)軸器相聯(lián)處鍵的校核鍵A:,為單鍵。由:所以軸與聯(lián)軸器相連的鍵滿足要求。3. 軸上鍵的校核1)齒輪與軸相聯(lián)處鍵A:,為單鍵。由:所以齒輪與軸相連的鍵滿足要求。2)帶輪與軸相聯(lián)處鍵A:,為單鍵。由:所以帶輪與軸相連的鍵滿足要求。上述計(jì)算可知全部鍵均滿足要求。4.6 聯(lián)軸器選擇由前面設(shè)計(jì)已經(jīng)選擇彈性柱銷聯(lián)軸器,HL3型聯(lián)軸器,其公稱轉(zhuǎn)矩為:,經(jīng)計(jì)算能夠滿足要求。聯(lián)軸器的孔徑為,聯(lián)軸器長(zhǎng)度為,聯(lián)軸器與軸配合轂孔的長(zhǎng)度為:。4.7 減速器箱體設(shè)計(jì)減速器箱體結(jié)構(gòu)計(jì)算匯總見表4-2:表4-2 減速器箱體參數(shù)7名稱符號(hào)計(jì)算公式結(jié)果箱座壁厚8箱蓋壁厚6箱蓋凸緣厚度9箱座凸緣厚度12箱座底凸緣厚度20地腳螺釘直徑查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)18地腳螺釘數(shù)目n查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)4軸承旁聯(lián)接螺栓直徑9機(jī)蓋與機(jī)座聯(lián)接螺栓直徑=(0.50.6)8軸承端蓋螺釘直徑=(0.40.5)8視孔蓋螺釘直徑=(0.30.4)5定位銷直徑=(0.70.8)10外機(jī)壁至軸承座端面距離=+(812)15大齒輪頂圓與內(nèi)機(jī)壁距離1.219齒輪端面與內(nèi)機(jī)壁距離16機(jī)蓋,機(jī)座肋厚64.8 減速器潤(rùn)滑密封對(duì)于一級(jí)圓柱齒輪減速器,傳動(dòng)裝置為輕型,而且傳速較低,所以采用飛濺潤(rùn)滑即可,故箱體內(nèi)選用全AN150全耗損系統(tǒng)用油(GB443-1989),油裝至規(guī)定高度10。密封性為了保證機(jī)蓋與機(jī)座聯(lián)接處密封,聯(lián)接凸緣應(yīng)有足夠的寬度,聯(lián)接表面應(yīng)精創(chuàng),其表面粗度應(yīng)為密封的表面要經(jīng)過刮研。而且,凸緣聯(lián)接螺柱之間的距離不宜太大,并勻均布置,保證部分面處的密封性11。第五章 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)5.1 確定計(jì)算功率查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得:工作情況系數(shù):KA=1.1,則計(jì)算功率:5.2 選擇帶型號(hào)根據(jù),,選用帶型為B型帶5.3 選取帶輪基準(zhǔn)直徑1)初選小帶輪基準(zhǔn)直徑 根據(jù)和查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得小帶輪基準(zhǔn)直徑為。取小帶輪直徑2)驗(yàn)算帶速v在525m/s范圍內(nèi),故V帶合適3)計(jì)算大帶輪基準(zhǔn)直徑5.4 確定軸間距和帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)初步選取中心距所以帶長(zhǎng),=選取基準(zhǔn)長(zhǎng)度得實(shí)際中心距中心距地變化范圍為438510mm5.5 驗(yàn)算小帶輪包角包角合適,所以不用采用張緊輪。5.6 確定v帶根數(shù)z1)計(jì)算單根V帶額定功率由和查得,轉(zhuǎn)速,傳動(dòng)比,得。查得,2)帶的根數(shù)所以選Z=5根帶。5.7 計(jì)算初拉力單根普通V帶張緊后的初拉力為:5.8 計(jì)算作用在軸上的壓軸力5.9 V帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(1)(2)小帶輪設(shè)計(jì)采用材料HT150鑄鐵9因?yàn)镈1=120mm3d,d為減速器軸的直徑d=40mm, 而且300mm,所以采用腹板式。腹板上不開孔。部分結(jié)構(gòu)尺寸如下:(3)大帶輪設(shè)計(jì)由于 D2=240mm, 故仍采用腹板式。有關(guān)結(jié)構(gòu)尺寸如下:第六章 快速接頭選型6.1 快速接頭簡(jiǎn)介 快速接頭多用于移動(dòng)管道中,主要分為以下幾種:(1) 插座式接頭:具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,使用方便的優(yōu)點(diǎn)。有一定的撓度,能適應(yīng)管道隨溫度變化而伸縮變形的工況。其原理是靠摩擦力定位因此不能承受軸向力。壓力過大時(shí)容易產(chǎn)生脫節(jié)現(xiàn)象。(2) 牙扣式快速接頭:主要可分為兩種:三爪式和消防水帶式,前一種結(jié)構(gòu)為承口內(nèi)有凹槽,插口有三個(gè)凸緣,和高壓鍋的鍋蓋類似。后一種插口和承口結(jié)構(gòu)一樣,靠牙扣和凹槽結(jié)合初承受軸向力。(3) 搭扣式接頭:可分為單掛鉤式和雙掛鉤式,前一種掛鉤在插口上,由掛鉤承受軸向力,且接頭處允許有15到20度的轉(zhuǎn)角。后一種掛鉤在承口上,插口上邊有掛鉤槽,靠插口硬插入自動(dòng)掛鉤。具有使用方便、受力好以及性能好的優(yōu)點(diǎn),其缺點(diǎn)是連接速度較慢。(4) 暗鎖式接頭:該接頭常用于金屬管道上,承口開四個(gè)孔,可以插鎖片,插口上有四個(gè)鎖槽,插入承口后旋轉(zhuǎn)管道使鎖片進(jìn)入鎖槽即可卡死。其缺點(diǎn)是連接速度慢優(yōu)點(diǎn)是連接可靠。(5) 彈簧壓緊式接頭:彈簧壓緊式接頭用鋼管加工,熱浸電鍍后焊接在管子兩端承口和插口做成了兩個(gè)直徑不同的球形。這種接頭的優(yōu)點(diǎn)是可抗震動(dòng),允許轉(zhuǎn)角較大缺點(diǎn)是承受軸向力不大。(6) 杠桿緊扣式接頭:杠桿緊扣式接頭的承口和插口都呈半球形,其原理與箱子上的扣吊掛鉤相同,利用杠桿原理壓緊,所以具有結(jié)合牢固,密封性好撓性好的優(yōu)點(diǎn),主要缺點(diǎn)是需要人工拆卸,速度較慢。(7) 雙平口抱箍式接頭:其承口和插口結(jié)構(gòu)相同,都是在管端加工出45度角的凸緣,在凸緣端面設(shè)置止水墊,再用兩段鉸接的抱箍扣在承插口的凸緣上,通過旋轉(zhuǎn)抱箍上的連接螺栓卡緊。優(yōu)點(diǎn)是可在較小的空間實(shí)現(xiàn)連接;缺點(diǎn)是連接速度慢,不允許有連接轉(zhuǎn)角。6.2 快速接頭選型 將快速接頭運(yùn)用到帶式輸送機(jī)連接裝置中的主要要考慮的有以下幾點(diǎn):1. 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造方便;2. 連接可靠,不會(huì)產(chǎn)生脫節(jié)現(xiàn)象;3. 裝卸簡(jiǎn)單快捷;4. 有一定的撓度,在接頭處允許有一定的轉(zhuǎn)角;5. 有一定的剛度,能承受一定的重量而不用支撐裝置;6. 能承受一定的軸向力。結(jié)合快速接頭工作環(huán)境以及各種快速接頭的優(yōu)缺點(diǎn),決定采用雙掛鉤式接頭。第七章 總結(jié) 本人自3月20號(hào)起開始畢業(yè)設(shè)計(jì),按照學(xué)院及指導(dǎo)老師安排的進(jìn)度循序漸進(jìn)。在查閱參考文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,理論聯(lián)系實(shí)際,基于我國(guó)現(xiàn)階段的非開挖水平鉆機(jī)泥土輸送裝置,參考國(guó)內(nèi)外一些先進(jìn)的鉆機(jī)生產(chǎn)廠家,對(duì)帶式輸送裝置和傳動(dòng)方案進(jìn)行合理選型及設(shè)計(jì),并且深入了解了影響減速器以及其它主要設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)的原因。通過阻力計(jì)算得出電動(dòng)機(jī)功率,再選擇電動(dòng)機(jī),根據(jù)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速分配傳動(dòng)比再計(jì)算齒輪、軸以及帶輪并進(jìn)行校核,最后對(duì)快速接頭進(jìn)行選型。從而設(shè)計(jì)出一套技術(shù)先進(jìn),經(jīng)濟(jì)合理的鉆機(jī)泥土輸送裝置 。在設(shè)計(jì)過程中,就所選技術(shù)方案及工藝參數(shù)進(jìn)行了論證,比較及說(shuō)明。在設(shè)計(jì)過程中,通過自己查閱文獻(xiàn)以及指導(dǎo)老師的幫助,解決了在設(shè)計(jì)中遇到的一些問題。在計(jì)算完相關(guān)的數(shù)據(jù)后,自行繪制圖紙,主要繪制了減速器裝配圖,以及軸和齒輪的零件圖。最后詳細(xì)、規(guī)范的書寫了設(shè)計(jì)說(shuō)明書。順利地完成設(shè)計(jì)工作。 通過完成本次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我熟悉了機(jī)械設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容和方法以及非開挖水平定向鉆機(jī)的運(yùn)行流程。提高了自己的動(dòng)手能力、學(xué)習(xí)能力以及解決問題的能力。參考文獻(xiàn)1 劉軍.非開挖水平定向鉆進(jìn)鋪管施工技術(shù)及工程應(yīng)用研究D.西安建筑科技大學(xué),2004.2 花蓉. 非開挖水平鉆機(jī)中幾種主要結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)J.探礦工程(巖土鉆掘工程).2009(08) 3 徐工水平定向鉆機(jī)亮相2013國(guó)際非開挖展J.建筑機(jī)械化,2013,11:14.4 趙丁選,楊力夫,李鎖云,尚濤,烏效鳴.國(guó)內(nèi)外非開挖定向鉆機(jī)及其智能控制技術(shù)J.吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版),2005. 5 運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè)編輯委員會(huì).運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè)M.北京:化學(xué)工業(yè)出版社2006.6 孫靖民.機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì).4版.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2009.7 成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).化學(xué)工業(yè)出版社,2002.8 王振華.實(shí)用軸承手冊(cè).上海:上??茖W(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社,1991.9 張代東,機(jī)械工程材料應(yīng)用基礎(chǔ).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2001.10 濮良貴,紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì).8版.北京:高等教育出版社,2006.11 吳宗澤,羅圣國(guó).機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)M.3版.北京:高等教育出版社,2006.致謝通過幾個(gè)月的努力,我的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于完成了,這也意味著我的大學(xué)生活即將結(jié)束。大學(xué)四年,無(wú)論是在學(xué)習(xí)上還是思想上,我都得到了顯著的提升,這除了我自身的努力外跟老師和同學(xué)們的關(guān)心支持也是分不開的。特別是在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中,我的導(dǎo)師周友行老師以及黃健凱師兄從選題到開題再到中期檢查一直都耐心的指導(dǎo)我嚴(yán)格把關(guān)、循循善誘讓我受益匪淺。同時(shí)也要感謝在這期間給予我?guī)椭耐跬约捌渌瑢W(xué)。畢業(yè)設(shè)計(jì)能系統(tǒng)的訓(xùn)練我們對(duì)知識(shí)的運(yùn)用能力,在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中我各方面的能力都得到了一定的提升,對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)的流程也更了解。畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成也意味著我將開始人生新的旅程。我將永遠(yuǎn)銘記我曾是湘潭大學(xué)興湘學(xué)院的一名學(xué)生,在今后的工作和生活中時(shí)刻牢記博學(xué)篤行、盛德日新的校訓(xùn)。再次感謝老師以及同學(xué)們對(duì)我的幫助,謝謝!附錄:翻譯原文Modeling of an obstacle detection sensor for horizontal directional drilling (HDD) operationsA.P. Jaganathan a, J.N. Shah a, E.N. Allouche a, M. Kieba b, C.J. Ziolkowski bKeywords: Look-ahead;Numerical modeling;Differential impedance;Obstacle detection;Horizontal directional drillingAbstract: Horizontal Directional Drilling (HDD) is a commonly used construction method for the installation of underground pipelines, conduits and cables in urban areas and across obstacles such as rivers, railways and highways. A key concern in using the HDD method is the risk of hitting existing buried utilities during the pilotboring operation, which could potentiallly result in significant economic losses, disruption of services and injuries and/or loss of life. The Differential Impedance Obstacle Detection (DIOD) is a “l(fā)ook-ahead” sensory system, developed for the purpose of detecting metallic and thermo plastic pipes in the path of the boring head. The DIOD sensor was numerically simulated, and the model was validated by comparing its predictions with experimental measurements performed on a physical prototype in a controlled environment. Following validation of the model, a parametric study was undertake n to predict the performance of the DIOD under various scenarios that could be encountered in practice.1、 IntroductionBeneath the US landscape lie a vast network of buried utilities and pipelines, stretching for nearly 10.6million miles, which include natural gas lines, power lines, water distribution and collection systems and optical-fiber communication lines 1. The need for laying new utilities to support newtechnologies (i.e., the lastmile program), coupled with increasing dem ands of an ever growing population, has resulted in a highly congested underground space, particularly in urban areas. A parallel trend is the increase in the utilization of newer construction methods that minimize excavation, and reduce disruption to traffic patterns and the built environment. Horizontal Directional Drilling (HDD), a trenchless method for installing pipelines and conduits underground, has become in recent years a midstream construction method due to its versatility, cost effectiveness and relatively small foot print 2. A major concern in employing t he HDD method is the occurrence of an inadvertent utility strike during the boring process. As the drill head advances underground, it might damage an existing utility located along its path. Such utility strikes can cause significant economic losses (i.e., service interruptions, damage to a buried utility or building foundation) as well as injuries and fatalities if a hazardous utility (i.e., flammable liquid lines, electrical conduits, natural gas lines) is hit. Thousands of inadvertent utility strikes have been reported over the past fifteen years, some with severe consequences. The Damage Information Reporting Tool (DIRT), sponsored by the Common Ground Alliance, reported 258 HDD related utility hits in 2005 alone across the country 3. A specific concern during HDD installations in urban areas is the accidental placement of a natural gas line in a way that it transects a lateral connection or a gravity sewer line. Such occurrences, commonly named cross-bores, could create a long-term risk as an attempt to remove blockade in the drain (induced by the presence of the transecting gas line) could compromise the gas line, resulting in leakage of natural gas into adjacent homes via the sewer system4. Fig. 1 shows photographs of typical cross-bores created during HDD installations. Between 1996 and 200 6 at least 20 explosions occurred in 13 states due to attempts to clear sewer lat
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