本文關(guān)鍵詞：鉆頭自回轉(zhuǎn)型氣動(dòng)潛孔錘的研究與設(shè)計(jì)

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【摘要】：氣動(dòng)潛孔錘因鉆孔效率高、成孔質(zhì)量好、不污染環(huán)境等優(yōu)點(diǎn),在爆破孔施工、水文水井鉆鑿、工程地質(zhì)勘探等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。但是氣動(dòng)潛孔錘在實(shí)際運(yùn)用中也存在孔壁擾動(dòng)、鉆機(jī)利用率低等問題。針對(duì)這些問題,本文設(shè)計(jì)了一種鉆頭自回轉(zhuǎn)型氣動(dòng)潛孔錘,該潛孔錘只需要輸入高壓氣體,即可實(shí)現(xiàn)潛孔錘的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和沖擊運(yùn)動(dòng),因潛孔錘上設(shè)計(jì)有回轉(zhuǎn)接頭,能實(shí)現(xiàn)工作過程中潛孔錘回轉(zhuǎn)而鉆桿不回轉(zhuǎn)。這樣不僅省略了鉆機(jī),減少了鉆進(jìn)設(shè)備,還可以有效地減小鉆進(jìn)過程中鉆具磨損、孔壁擾動(dòng)等問題。全文主要結(jié)論如下:(1)氣動(dòng)沖擊設(shè)備的工作原理研究。主要研究了國(guó)內(nèi)外典型的無閥式氣動(dòng)潛孔錘的結(jié)構(gòu)和工作原理,以及典型的鑿巖機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理。通過研究各種各樣的氣動(dòng)沖擊設(shè)備的結(jié)構(gòu)和原理,分析其利弊,借鑒其設(shè)計(jì)方法,拓展設(shè)計(jì)鉆頭自回轉(zhuǎn)型氣動(dòng)潛孔錘的思路。(2)鉆頭自回轉(zhuǎn)型氣動(dòng)潛孔錘結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、參數(shù)設(shè)計(jì)、具體零部件設(shè)計(jì)。本文在研究了氣動(dòng)沖擊設(shè)備工作原理的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了一種能實(shí)現(xiàn)鉆頭自回轉(zhuǎn)的氣動(dòng)潛孔錘。并依據(jù)氣動(dòng)沖擊設(shè)備設(shè)計(jì)理論及方法,進(jìn)行了參數(shù)設(shè)計(jì)及具體零件設(shè)計(jì)。(3)關(guān)鍵零件強(qiáng)度校核。本文利用有限元分析軟件ANSYS對(duì)關(guān)鍵零件螺旋棒和棘輪、棘齒的強(qiáng)度進(jìn)行了校核,表明其強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。(4)活塞沖擊鉆頭的動(dòng)力學(xué)分析。為了研究活塞沖擊鉆頭這一過程中的能量傳遞規(guī)律,并驗(yàn)證在動(dòng)載荷的作用下,活塞的強(qiáng)度是否滿足設(shè)計(jì)要求,本文利用ANSYS/Explicit Dynamics對(duì)活塞沖擊鉆頭這一過程進(jìn)行了沖擊動(dòng)力學(xué)分析。
【關(guān)鍵詞】：沖擊回轉(zhuǎn) 氣動(dòng)潛孔錘 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 強(qiáng)度校核 動(dòng)力學(xué)分析
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：P634.41
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-11
• 第1章 緒論11-19
• 1.1 課題意義11-12
• 1.2 潛孔錘研究概況及國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-16
• 1.2.1 氣動(dòng)沖擊器發(fā)展概述12-14
• 1.2.2 國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀14-15
• 1.2.3 國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀15-16
• 1.3 研究?jī)?nèi)容、技術(shù)路線、創(chuàng)新點(diǎn)16-18
• 1.3.1 研究?jī)?nèi)容16-17
• 1.3.2 技術(shù)路線17
• 1.3.3 創(chuàng)新點(diǎn)17-18
• 1.4 本章小結(jié)18-19
• 第2章 氣動(dòng)沖擊器簡(jiǎn)介19-27
• 2.1 沖擊回轉(zhuǎn)式?jīng)_擊器破碎巖石的原理19-20
• 2.2 氣動(dòng)鑿巖機(jī)的結(jié)構(gòu)和原理20-22
• 2.3 氣動(dòng)潛孔錘的結(jié)構(gòu)和原理22-26
• 2.4 本章小結(jié)26-27
• 第3章 鉆頭自回轉(zhuǎn)型氣動(dòng)潛孔錘方案設(shè)計(jì)27-51
• 3.1 參數(shù)設(shè)計(jì)27-31
• 3.1.1 工作參數(shù)27
• 3.1.2 設(shè)計(jì)參數(shù)27-29
• 3.1.3 結(jié)構(gòu)參數(shù)29-31
• 3.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)31-39
• 3.2.1 鉆頭自回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)33
• 3.2.2 配氣機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)33-35
• 3.2.3 進(jìn)氣逆止機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)35-37
• 3.2.4 排氣吹渣機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)37
• 3.2.5 防空打機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)37-38
• 3.2.6 鉆頭吊掛機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)38
• 3.2.7 增大沖擊面積機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)38-39
• 3.3 零件的詳細(xì)設(shè)計(jì)39-50
• 3.3.1 棘輪機(jī)構(gòu)39-45
• 3.3.2 配氣座的設(shè)計(jì)45-46
• 3.3.3 螺旋棒和螺旋母的設(shè)計(jì)46-48
• 3.3.4 活塞的設(shè)計(jì)48-49
• 3.3.5 回轉(zhuǎn)接頭的設(shè)計(jì)49-50
• 3.4 本章小結(jié)50-51
• 第4章 關(guān)鍵零部件有限元強(qiáng)度校核51-61
• 4.1 有限元模型的建立與材料賦予、接觸設(shè)置51-53
• 4.1.1 有限元模型51-52
• 4.1.2 材料賦予52-53
• 4.1.3 接觸設(shè)置53
• 4.2 網(wǎng)格劃分53-54
• 4.3 載荷及邊界條件的確定54-57
• 4.4 有限元計(jì)算結(jié)果分析57-59
• 4.5 本章小結(jié)59-61
• 第5章 活塞-鉆頭碰撞動(dòng)力學(xué)分析61-73
• 5.1 氣動(dòng)潛孔錘破碎巖石過程中的能量傳遞過程61-62
• 5.2 前處理62-64
• 5.2.1 建立活塞與鉆頭的模型62-63
• 5.2.2 材料賦予63
• 5.2.3 接觸設(shè)置63
• 5.2.4 網(wǎng)格劃分63-64
• 5.2.5 載荷與約束64
• 5.3 結(jié)果分析64-72
• 5.3.1 應(yīng)力波傳遞64-69
• 5.3.2 能量傳遞69-71
• 5.3.3 活塞沖擊末速度分析71-72
• 5.4 本章小結(jié)72-73
• 第6章 結(jié)論與展望73-75
• 6.1 結(jié)論73
• 6.2 展望73-75
• 參考文獻(xiàn)75-80
• 致謝80

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：684095