基于TRIZ理论的钻机创新设计研究

发布时间：2017-08-11 02:24

  本文关键词：基于TRIZ理论的钻机创新设计研究

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【摘要】：ZLJ4000D型钻机自身机架仅可纵向移动，工作空间受到了一定的限制，如要进行全方位钻探必须挪动整机，其机架设计方案需要改进；卡盘是钻机中夹紧钻杆的装置，在实际工作过程中，大扭矩情况下出现了钻杆滑动现象，导致钻杆磨损，需要重新设计。本文以钻机这两方面问题为对象，研究应用TRIZ理论进行钻机创新设计的方法。 论文通过应用TRIZ矛盾矩阵法对钻机工作空间问题进行分析，应用物-场分析法对钻杆磨损问题进行了分析，分别得到了相应的解决方案，并对最终方案确定的结构形式分别进行了结构设计和强度分析。 论文还基于TRIZ创意评价方法对所设计的方案进行了创意评价，应用TRIZ技术进化法则-S曲线法指出了钻机技术的发展方向。最后通过制作样机进行了实验验证。结果表明：对于钻机工作空间问题的解决，升降部分创意不够，转动部分效果明显；卡盘的创新设计得到了很好的效果。 通过利用TRIZ理论解决ZLJ4000D型钻机所存在的问题，实现了钻机大扭矩情况下可靠工作的目的，钻机的工作空间有了一定的的提高。本文将TRIZ理论应用到实际问题中，针对具体设计问题得到了解决方案，，对钻机的创新设计具有指导意义，同时本文也对TRIZ理论如何应用于机械产品设计进行了实际验证和推广。
【关键词】：钻机 卡盘 TRIZ 矛盾矩阵 物-场分析法
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH122
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-10
• 目录10-13
• 插图清单13-16
• 表格清单16-17
• 第一章 绪论17-28
• 1.1 引言17-18
• 1.2 钻机的发展概述18-21
• 1.3 TRIZ 理论概述21-24
• 1.3.1 TRIZ 理论的产生与发展22-23
• 1.3.2 TRIZ 理论的特点23-24
• 1.4 研究的内容、意义与工作安排24-28
• 1.4.1 研究内容24
• 1.4.2 研究意义24-26
• 1.4.3 工作安排26-28
• 第二章 TRIZ 主要理论与钻机存在问题28-40
• 2.1 TRIZ 理论的矛盾矩阵法28-33
• 2.1.1 技术矛盾28-29
• 2.1.2 39 个通用工程参数29-30
• 2.1.3 40 个发明原理30-32
• 2.1.4 矛盾矩阵法及解题流程32-33
• 2.2 物-场分析法33-37
• 2.2.1 物-场模型的定义34-35
• 2.2.2 物-场模型的类型35-36
• 2.2.3 物-场模型法的 6 个一般解法36-37
• 2.3 钻机存在问题及设计要求37-39
• 2.3.1 ZLJ4000D 型钻机简介37-38
• 2.3.2 钻机存在问题及设计要求38-39
• 2.4 本章小结39-40
• 第三章 基于 TRIZ 理论的钻机工作空间的创新设计40-58
• 3.1 钻机工作空间问题分析与解决40-47
• 3.1.1 钻机工作空间问题分析40-42
• 3.1.2 钻机工作空间和灵活性初次方案分析42-45
• 3.1.3 钻机工作空间二次方案分析45-47
• 3.2 引入装置的二次方案结构形式分析47-52
• 3.2.1 二次方案 1 的结构方案分析47-48
• 3.2.2 二次方案 2 的结构方案分析48-51
• 3.2.3 二次方案的比较与最终方案确定51-52
• 3.3 最终方案的结构设计52-55
• 3.3.1 机架的主体结构设计52-54
• 3.3.2 液压支撑腿的设计54-55
• 3.4 有限元强度分析55-57
• 3.5 本章小结57-58
• 第四章 基于 TRIZ 理论的卡盘创新设计58-75
• 4.1 原卡盘介绍58-59
• 4.2 基于 TRIZ 理论的卡盘问题分析59-62
• 4.2.1 物-场模型的建立59-60
• 4.2.2 基于物-场模型的问题分析和解法选择60-62
• 4.3 卡瓦夹持钻杆的物-场模型求解62-65
• 4.3.1 基于物-场一般解法 2 的方案设计62-63
• 4.3.2 偏心轮夹紧方式的计算分析63-65
• 4.4 碟簧推持卡瓦的物-场模型的求解65-74
• 4.4.1 基于物-场一般解法 4 的方案设计65-67
• 4.4.2 基于物-场一般解法 5 的方案设计67-68
• 4.4.3 方案的选取与结构设计68-70
• 4.4.4 关键部件的强度分析70-74
• 4.5 本章小结74-75
• 第五章 创意评价与技术进化方向探究75-83
• 5.1 创意评价75-78
• 5.1.1 TRIZ 创意评价方法与指标75-76
• 5.1.2 解决钻机工作空间问题的创意评价76-77
• 5.1.3 卡盘创新设计的创意评价77-78
• 5.2 创新设计结果实践反馈78-79
• 5.3 钻机及附件的技术进化方向探究79-82
• 5.3.1 TRIZ 技术进化法则-S 曲线法则80-81
• 5.3.2 钻机相关技术的进化方向探究81-82
• 5.4 本章小结82-83
• 第六章 总结与展望83-85
• 6.1 总结83
• 6.2 展望83-85
• 参考文献85-88
• 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况88-89

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 雷创国;邓月婷;李拉练;;石油钻机中电子司钻的应用[J];电气传动自动化;2008年03期

2 王达;;我国地质钻探设备发展战略探讨[J];地质装备;2009年06期

3 宫为天;;中国代工企业的升级条件——基于微笑曲线的二元视角[J];北方经贸;2013年07期

4 ;自主创新,不只是一个概念——本刊专访中国电工技术学会执行副理事长段瑞春[J];电气技术;2007年11期

5 许刘万;王艳丽;伍晓龙;;我国钻探技术与装备开发引进应用新格局[J];地质装备;2013年05期

6 曾硝,邓家y

本文编号：653822