自走式攻泥器机构设计+CAD图纸(4)
2.3.2 工作内容
本课题主要设计一款用于城市电信网线入地改造，沉船打捞穿缆等应用的自主式成孔机械。目前采用定向钻进、人工开挖等方法，在风险、效率和成本上都有改善的必要性。研制自走式攻泥器，完成在浅土地层中，有限距离内的成孔工作，可大大提高上述作业的效率，降低作业风险与成本。该机械可完成钻具顶推、自动行走和拖曳胶管尾缆的动作。课题主要内容为：
（1）攻泥器运动机构总体方案的设计；
（2）攻泥器径向鼓缩机构的设计；
（3）攻泥器轴向伸缩机构的设计；
（4）其他一些零部件的设计；
2.3.3 关键技术
（1）该自走式攻泥器是一部可以自主实现钻孔、拖缆等机械工程工作的机器，拖动的负重为200kg，实现的孔径大小为76毫米，每次蠕动前进的距离为50mm。
（2）该攻泥器的驱动主要是靠液压缸实现的，通过双作用单活塞式液压缸的往复运动实现鼓缩机构的固定和收缩，双作用双活塞杆式液压缸的往复运动实现机构的蠕动前进。
3 径向鼓缩机构的设计
径向鼓缩机构主要由一个活塞式液压缸带动一个平面四边形机构，在一个圆形套筒里将三个这种结构这种机构均匀分布实现鼓缩运动，在工作过程中起到固定整体机构的作用，最终达到工程要求。
3. 液压缸 4. 连杆机构
图3.1 径向鼓缩机构简图
3.1 连杆机构的设计与计算 图3.2 鼓缩连杆示意图
3.1.1 连杆的设计
已知成孔直径76mm，设备束态直径不超过66mm，最大张开直径不小于130 mm,设每一个连杆撑起直径的一半。由于故可杆件长度较短，不能按细长杆处理，设连杆铰链处半径为5mm,故设B1M=28mm，BN=60mm，为使连杆机构满足工作要求，则两杆运动的两个极限位置与水平面的夹角要设定在一定范围内。设终了位置的水平夹角为α，65°<α<80°，初始位置的水平夹角为β，25°<β<35°。
现在设α=70°，由B1M=28，BN=60可得
则
要成为一个能实现工作要求的连杆机构还需要知道杆AB的长度，根据已知条件可知AB的长度最好在60~100之间，与连杆BD接近。设AB=65mm。连杆已经完整可以验证连杆的运动性能，看长度是否合适。连杆一般要通过传动角γ的大小来验证运动性能，传动角γmin≥40°~50°的连杆属于运动性能比较好的机构。
在初始位置处γ1的大小为：
(3-1)
其中∠B1A1D=sin-1（B1M/A1B1）= sin-1(28&pide;65)=25.52°>25°
在终了位置处γ2的大小为：
(3-2)
通过计算可知γ1=51.52°和γ2=41.62°的都大于40°，即γmin≥40°~50°条件成立，连杆合符要求。
3.1.2 计算活塞杆的行程和所需推力
（1）求行程S
已知：B1M=28mm，BN=60mm，AB=65mm，BD=63.85mm，α=70°，β=26°
γ1=51.52°，γ2=42.62°。
在三角形A1B1D中，由正弦定理可
在三角形ABD中，由正弦定理可得
所以S=A1A=69.24 mm，由于液压缸工作行程长度可以根据执行机构实际工作的最大行程确定，并参照表3.1 (GB 2349—80)选取标准值。
表3.1 液压缸行程系列(GB 2349—80) /mm
25 50 80 100 125 160 200 250 320 400
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