隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,我國面臨著水資源短缺等問題。由于用水量的急劇增加,大量開采地下水資源來補(bǔ)充生活及工程用水已經(jīng)越來越普遍。在開采地下水方面,傳統(tǒng)的單管井已經(jīng)無法滿足日益增長的用水量,而近些年輻射井憑借其出水量大的顯著特點被廣泛使用,并得到快速發(fā)展。水平鉆機(jī)作為輻射井開挖過程中的關(guān)鍵設(shè)備,有著舉足輕重的作用。但是由于相關(guān)核心技術(shù)的不太成熟,在鉆機(jī)設(shè)計施工方面仍然存在著很多問題,該課題正是采用國際上應(yīng)用比較廣泛的SAPB/TRIZ/Taguchi幾種設(shè)計方法對水平鉆機(jī)進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計,最終獲得新的設(shè)計方案,提高鉆機(jī)性能。本文主要研究工作有:為了獲得輻射井水平鉆機(jī)的功能原理解,結(jié)合SAPB設(shè)計方法,利用黑箱法對鉆機(jī)總功能進(jìn)行分析,結(jié)合功能基內(nèi)容對功能進(jìn)行表達(dá);然后利用功能結(jié)構(gòu)圖對鉆機(jī)的總功能進(jìn)行逐次的分解,直到能夠獲得解決方案的分功能,進(jìn)而利用功能元形態(tài)學(xué)映射矩陣確定出每個分功能的原理解,結(jié)合具體情況最終得出總的設(shè)計方案,利用三維軟件建出模型結(jié)構(gòu)圖。針對設(shè)計方案中輻射井水平鉆機(jī)機(jī)架前支撐結(jié)構(gòu)存在的沖突問題,以及鉆機(jī)功能發(fā)展進(jìn)化方面的問題,借助于TRIZ中的沖突矩陣、物-場分析、進(jìn)化理論等工具對...

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究目的及意義
    1.2 水平鉆機(jī)發(fā)展及研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.3 設(shè)計方法綜述
        1.3.1 SAPB方法簡述
        1.3.2 TRIZ理論簡述
        1.3.3 Taguchi方法簡述
    1.4 本文主要研究內(nèi)容
第二章 基于SAPB的輻射井水平鉆機(jī)的方案設(shè)計
    2.1 鉆機(jī)總功能的分析
        2.1.1 鉆機(jī)總功能的抽象
        2.1.2 黑箱法
    2.2 功能分析
        2.2.1 功能的分解
        2.2.2 功能元
        2.2.3 功能模型的建立
    2.3 分功能設(shè)計方案的研究分析
    2.4 分功能結(jié)構(gòu)方案的確定
    2.5 總方案三維模型的建立
    2.6 本章小結(jié)
第三章 基于TRIZ理論的鉆機(jī)功能創(chuàng)新及結(jié)構(gòu)優(yōu)化
    3.1 鉆機(jī)機(jī)架前支撐結(jié)構(gòu)優(yōu)化改進(jìn)
        3.1.1 機(jī)架前支撐結(jié)構(gòu)組成及其工作原理
        3.1.2 現(xiàn)有結(jié)構(gòu)存在的問題及改進(jìn)設(shè)計研究
    3.2 TRIZ理論解決方案
        3.2.1 存在問題的標(biāo)準(zhǔn)化分析
        3.2.2 TRIZ理論解決工具的確定
        3.2.3 TRIZ理論具體設(shè)計過程
    3.3 改進(jìn)方案評價
    3.4 物-場分析在鉆機(jī)鉆進(jìn)功能實現(xiàn)方式發(fā)展中的應(yīng)用
    3.5 原有鉆機(jī)的鉆進(jìn)功能實現(xiàn)方式及存在問題
    3.6 物-場分析方法具體解決過程
    3.7 鉆機(jī)減震復(fù)位功能結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計
        3.7.1 結(jié)構(gòu)的發(fā)展及問題描述
        3.7.2 技術(shù)進(jìn)化系統(tǒng)的預(yù)測
        3.7.3 結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計解
    3.8 本章小結(jié)
第四章 水平液壓旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)核心部件的Taguchi穩(wěn)健設(shè)計
    4.1 水平液壓旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)的基本知識
        4.1.1 水平液壓旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理
        4.1.2 水平液壓旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)對性能的影響
        4.1.3 水平液壓旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)的穩(wěn)健設(shè)計思想
    4.2 活塞的Taguchi穩(wěn)健設(shè)計
        4.2.1 正交試驗安排
        4.2.2 正交試驗直觀分析
    4.3 方差分析
        4.3.1 方差分析的優(yōu)點
        4.3.2 方差分析計算過程
        4.3.3 結(jié)論
    4.4 鉆機(jī)新方案的部分主要參數(shù)及尺寸
    4.5 鉆機(jī)總結(jié)構(gòu)方案三維模型的建立
    4.6 本章小結(jié)
第五章 鉆機(jī)主體機(jī)架的有限元分析
    5.1 水平鉆機(jī)主體機(jī)架基本結(jié)構(gòu)及功能
    5.2 現(xiàn)有水平鉆機(jī)主體機(jī)架的有限元分析
        5.2.1 水平鉆機(jī)主體機(jī)架的Solidworks三維建模
        5.2.2 水平鉆機(jī)主體機(jī)架Solidworks Simulation靜應(yīng)力分析
        5.2.3 材料屬性的定義
        5.2.4 約束及載荷的添加
        5.2.5 主體機(jī)架網(wǎng)格的劃分
        5.2.6 結(jié)果分析
    5.3 存在問題分析
    5.4 對水平鉆機(jī)主體機(jī)架的改進(jìn)
    5.5 有限元檢驗過程
    5.6 方案評價
    5.7 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄



本文編號：3854768