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微型定向钻动力装置微型化与节能研究
| 论文题名： | 微型定向钻动力装置微型化与节能研究 |
| 关键词： | 非开挖技术;微型定向钻;动力装置;可控单路稳流阀;地下管线施工技术 |
| 摘要： | 非开挖地下管线施工技术是一项新崛起并迅速发展的产业，在城市和许多其他场合，采用非开挖技术进行地下管线施工是现代文明发展的需要，因而非开挖方法迅速得到应用和推广是当今世界发展趋势。 随着我国经济建设的不断发展，市政建设需要的不断扩大，以及国内对施工环境要求不断提升，微型水平定向钻进技术逐步得到广泛应用。但是目前微型定向钻的动力源重量和体积均较大，在施工中运送不方便、不灵活，在很大程度上影响了施工进度和工作效率，因此，微型定向钻动力装置的进一步微型化是该行业发展的必然趋势。其次，在微型定向钻的节能研究方面，目前国内外都尚属于起步阶段，微型定向钻节能方面的研究成果在国内外也同样是一片空白。对于能源稀缺的当今社会，微型定向钻节能研究也必将在今后成为人们研究的一个重要方向。 本课题是上海市教委重点学科资助项目“微型定向钻的研制与开发”的子项目。本课题首先对微型定向钻动力装置微型化做了深入研究，在其液压系统中使用单泵加可控单路稳流阀形式代替双泵动力源，并利用计算机控制其旋转和推进系统的速度，从而使微型定向钻的尺寸减小、重量减轻，同时又满足其旋转扭矩、推拉力及调节钻进速度的正常工作的要求。 其次，本课题对微型定向钻的动力装置节能研究做了深入探索。在研究土力学的基础上，对微型定向钻在钻进过程中所受的旋转阻力及推进阻力进行受力分析，建立数学模型，推导出推进速度与推进阻力，旋转速度与旋转阻力，回拖速度与回拖阻力之间的关系，建立通过改变推进速度、旋转速度的方式来改变微型定向钻钻进阻力的理论，为节能研究提供理论依据。 此外，由于本课题在对微型定向钻动力装置微型化过程中采用可控单路稳流阀对液压油进行分流，因此在一定程度上造成了功率损失。本课题在根据土力学研究建立的微型定向钻在钻进过程中所受的阻力与其速度关系的基础上，对如何进行可控单路稳流阀的节能也展开了具体分析。 本课题设计的微型定向钻动力装置微型化方案，经过实验验证完全符合实际要求，此外，本课题对微型定向钻的动力装置节能的研究成果，对中、大型定向钻也具有很大的借鉴和应用意义。 |
| 作者： | 姜涛 |
| 专业： | 机械电子 |
| 导师： | 陆敏恂 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 同济大学 |
| 学位年度： | 2006 |
| 正文语种： | 中文 |
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