基于SAPB-TRIZ-TAGUCHI設(shè)計方法的輻射井水平鉆機創(chuàng)新設(shè)計.pdf

1、隨著經(jīng)濟的快速發(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/Tag

2、uchi幾種設(shè)計方法對水平鉆機進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計，最終獲得新的設(shè)計方案，提高鉆機性能。本文主要研究工作有:
　　為了獲得輻射井水平鉆機的功能原理解，結(jié)合SAPB設(shè)計方法，利用黑箱法對鉆機總功能進(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

3、對設(shè)計方案中輻射井水平鉆機機架前支撐結(jié)構(gòu)存在的沖突問題，以及鉆機功能發(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)化理論等工具對其進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計，獲得新的改進(jìn)方案。
　　由于新代的輻射井水平鉆機既能夠?qū)崿F(xiàn)旋轉(zhuǎn)運動，又帶有沖擊功能，極大的提高了鉆機的工作效率。但由于技術(shù)有限，以及設(shè)計過程中存在的問題，導(dǎo)致鉆機的兩種運動在工作中遇到較大阻力時不協(xié)調(diào)，因此利用Taguchi設(shè)計方法對相關(guān)的核心部件進(jìn)行穩(wěn)健設(shè)計，獲得最佳的設(shè)

4、計參數(shù)組合，從而避免該問題的出現(xiàn)。
　　輻射井水平鉆機在施工時產(chǎn)生的作用力比較大，而主體機架作為水平鉆機的主要支撐結(jié)構(gòu)，其強度的大小關(guān)系到鉆機工作的穩(wěn)定性。結(jié)合Solidworks Simulation有限元方法對水平鉆機的主體機架進(jìn)行靜應(yīng)力的分析，針對存在的結(jié)構(gòu)缺陷進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn)，使之滿足鉆進(jìn)工作時的要求。
　　通過結(jié)合使用幾種設(shè)計方法，對輻射井水平鉆機從總體方案設(shè)計到具體結(jié)構(gòu)部件進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計研究，解決存在的問題，并獲得相