回旋冲击钻具星形运动结构设计说明书毕业论文.doc

回旋冲击钻具星形运动结构设计中文摘要与关键词摘要：本毕业论文在建立星型运动原理的基础上，阐述了大直径桩基础工程施工中成孔钻具的总体设计的内容，其主要内容包括整体结构设计、传动方案设计、冲击功能的实施方案、气举排渣方案、钻具主要零件的材料选择及热处理方式、传动部分的齿轮设计、小钻具的设计以及传动轴的设计等几个主要部分。通过对行星轮传动的研究，结合目前桩工基础工程存在的问题，建立起了大直径桩基础工程成孔钻具复合行星传动的运动结构，设计出来的钻具兼有冲击钻具和回旋钻具两种成孔钻具的优点，设计出来的钻具结构确保了钻具冲击和快速、及时排渣功能的实现。关键词：复合行星运动；整体结构；气举反循环排渣；气动驱动回旋冲击钻具星形运动结构设计AbstractAndKeywordAbstract：Basingonstarmovementprinciple,thisgraduationpapershowedthedesigningoftheoverallconstructionoftheholesdrillingtoolusedinthelargediameterpilefoundationproject.Itscontentmainlyincludesthedesigningoftheoverallconstruction,thedesigningoftransmission,theplanofhowtopercussion,theplanofhowtolifttheashes,thechoiceofdrillingtoolmajorpartsmaterialandtheirheattreatmentway,thedesigningofgearsonthetransmissionpart,thedesigningofthesmalldrillingtool,thedesigningofthedriveshaftandsoon.Throughtheresearchoftheplanetarygeartransmissionandanalysisoftheproblemswhichisexistingonpresentpilelaborfoundationengineering,themovingstructureofthedrillingtoolscompoundplanettransmissioninthelargediameterpilefoundationproject.Thedesigneddrillingtoolhastheadvantagesofboththegeneraldrillingtoolandthemaneuverdrills.Thedrillingtoolsdesignedconstructionhasensuredthepercussionandlifttheashwithhighspeed.Keywords:Compoundplanetarymotion；Overallconstruction；reversecirculationliftingtheashbyair；air-operateddrive回旋冲击钻具星形运动结构设计第一章前言目前，大口径钻孔灌注桩在重大基础工程中得到了广泛的应用。在现实生活中桥梁、港口、码头、水工和工民建筑物的建筑工程中，在0.8米以上2.0米以下常规直径桩基础成孔施工中，广泛使用冲击钻和回旋钻两种基本钻型。但是这两种钻具存以下缺点，主要是：1、普通回旋成孔钻，成孔稳定，但成渣能力低，对不同工程地质条件适应性差，特别不适应胶结砾石地质和破岩成孔，地质适应范围受限。2、一般冲击钻虽然地质适应性好，破岩能力强，但大直径成孔施工进度慢，震动大易致孔壁坍塌，同时大直径的重型冲击锤自旋性差，还易使成孔失圆。3、大直径的成孔设备研发需要创新思路，以及泥浆护壁正循环排渣方法施工。在钻具方面还需要对刃具切削运动和机构继续进行创新探索，因为使用常规钻头解决大直径成孔需要，一般采取了开发大功率钻机，寻求超硬刃具材料等办法，而有逼向大功率配置和设备笨重的方向发展趋势。这样不仅固有的问题没有解决，而且又更加大了施工设备投资，影响了工程建设效益。4、沉井护壁非排水施工的设备缺乏。非排水沉井护壁施工可避免发生沉井偏位、滞留和井口沉陷以及下沉缓慢等诸多问题，还可解决如污水处理需要的大直径曝气井的同步施工问题。随着国内外桩基础工程机械的研究开发，为了适应各种工程地质条件施工，提高成孔施工效率，降低设备投入量和适应大直径桩基成孔需要，目前在传统的冲击钻和回旋钻的基础上，已生产出了如：重型冲击钻、连杆冲击反循环钻、套管钻机、潜孔冲击锤、潜水回旋钻、回转斗钻、短螺旋钻和扩底钻头等施工机械设备，大部分产品实现了反循环排渣，明显地提高了成孔施工效率，一般岩层成孔直径可达到2.5米左右，进口设备成孔直径已可达6米。其中结构简单的国产重型冲击钻成孔直径也可达3.0米。但是仍然避免不了上文提及的一些实际问题，如钻具的使用寿命短，钻具的成本高；有的只是提高了成孔的效率，没有结合工程实际解决钻具实用性的要求。最近，日本利根公司生产的RRC型潜水钻机，通过理论分析钻机能综合实现回旋钻具和冲击钻具的优点，但实践表明：这种钻机在实际运用过程中只具回旋钻的工作特点，不能实现冲击钻的冲击功能，只能实现回旋钻的基本功能；而且其工作范围也因它的工作原理受到一定的局限，比如在地质条件较差的工地上施工，其工作效率低，消耗的能量也比较多。回旋冲击钻具星形运动结构设计鉴于以上情况，为适应各类建筑工程钻孔灌注桩基础设计和施工的发展需要，通过探索一种能建立起成孔刃具群进行复星形运动的机构，使钻具兼有冲击钻和回旋钻两种基本钻型成孔原理的优点，创新开发出一种新型成孔钻具是发展的需要，这样可以满足桩基工程施工要求快速高效、稳定可靠、广泛适用的要求以及超大直径方向发展。