回旋冲击钻具轴承结构及润滑方式设计毕业论文.doc

回旋冲击钻具轴承结构及润滑方式设计1目录中文摘要与关键词.1英文摘要与关键词.3第一章绪论.41.1课题来源.41.2设计的目的及意义.51.3主要工作任务.6第二章轴承结构及密封润滑方式设计.72.1轴承结构及密封润滑的主要功用分析.72.2主轴轴承结构及密封润滑方案设计与确定.82.3传动部分轴承结构及润滑方式设计.112.4轴承结构主要零件的工艺分析.16第三章排渣压力气缸密封润滑方式设计.183.1上轴承座处密封设计.183.2下轴承座处密封设计.203.3上轴承座与下轴承座连接处密封设计.21第四章滚筒设计.244.1芯轴的设计.244.2滚筒结构与密封润滑方式设计.26第五章气动驱动结构零件的选材与载荷设计.285.1气动驱动结构零件的选材.285.2冲击载荷的设计与主要零件的强度校核.28第六章成本、效益的比较计算.316.1钻具成孔速度的估算.316.2成本效益的比较.33总结.34参考文献.35回旋冲击钻具轴承结构及润滑方式设计2致谢36中文摘要与关键词摘要：本文系统的阐述了回旋冲击钻具轴承结构和密封润滑方式的设计。设计内容包括轴承结构设计、密封润滑方式设计、轴承结构主要零件的工艺分析、气动驱动结构的载荷设计以及成本、效益的比较计算等几个主要部分。同时，在AutoCAD的基础之上，完成了回旋冲击钻具轴承结构的装配图和主要零件图的绘制。通过对轴承结构和润滑方式的研究以及结合回旋冲击钻具的工作要求，设计出了主轴组合轴承结构、环型轴承结构、芯捻润滑和局部密封润滑方式，成功的解决了回旋冲击钻具工作中传动摩擦大，密封润滑难的问题，有效的保证了钻具的工作条件，使设计后的钻具功率损耗小，提高了钻具的工作效率。关键词：轴承结构；局部密封；芯捻润滑；工作效率回旋冲击钻具轴承结构及润滑方式设计3AbstractAbstract:Thisgraduationdesignsystematicallyelaboratedthedesigningofthebearstructureofrotatingstrikingdrilltoolandthemethodofsealing,whichincludingbearstructuredesigning,sealinglubricatingmethoddesigning,theanalysisoftheprocessofmainpartsofthebearstructure,airdrivingstructureloadingdesigningandthecomparingcalculateofthecostandprofit.Atthesametime,basedontheAutoCAD,theassemblydrawingandmainpartsdrawingofthebearstructureofrotatingstrikingdrilltoolwerefinished.Viathestudyofbearstructureandlubricatingmethod,connectingtotheworkingrequirementoftherotatingstrikingdrilltool,thecombinedbearstructureofthemainshaft,roundbearstructureandtwirl-coringlubricatingandlocatedsealinglubricatingweredesigned.Andsomeproblemssuchaslargefricationintransmissionanddifficultyofsealinglubricatingwhenrotatingstrikingdrilltoolwasworking,wereresolvedsuccessfully,thentheworkingconditionsofthedrilltoolwereguaranteedeffectively,andthepowerusingwasdecreased,andtheefficiencywaspromoted.Keywords:bearstructure；locatedsealing；twirl-coringlubricating；workingefficiency回旋冲击钻具轴承结构及润滑方式设计4第一章绪论1.1课题来源基于高层、超高层建筑物及大型桥主塔基础等承载的需要，对大直径桩工机械要求越来越大。国内大直径的钻具设备研发，少有研究采用新的运动原理和结构，一般只能采取加大直径，增加配套功率和扭矩，以及选用高硬刃具材料等办法，因而有逼向高功率配置和笨重方向发展的趋势，不仅固有的弱点问题没有解决，而且又更加大了施工设备投资，影响工程建设效益。如：湖南省道1804线周家店至常德公路改建工程，在柳叶湖大桥四根3.0米直径桩基础施工中，由于施工成本的原因，第一个枯水施工季节，没有进场大直径成孔设备，施工单位采取沉井明挖法施工失败。在第二个枯水施工季节，终于以60多万的价格，新购置到重型冲击钻机设备，开始进行返工施工。韶关产冲击锤重达13吨，配套设备均是个别设计生产，使用直径4.5公分钢丝绳。由于锤重绳粗，常规的设备匹配和连接方式，在这“重型”面前显得非常脆弱，出现了每两个工作班必须更换连接，每次需三小时，每15个工作班，损坏一次导轮或轴，每次更换需时间12天的情况，另外31#桩基出现了严重的孔壁失圆现象，明显地影响了工程质量、进度和效率。针对以上桩基础工程中的具体数据和施工情况来看，常规的钻具已经难以满足施工要求，而且常规直径桩基础成孔施工广泛使用冲击钻和回旋钻两种基本钻型，排渣采用泥浆护壁正循环方法排渣，这两种基本钻型它们工作的一个共同特点就是切削刀刃与孔壁和孔底保持整体的或线或面的接触，至使摩擦阻力大，切削相对速度低，能量分散，分布不合理，无效功耗大，效率低。根据以上两种钻具的缺点以及结合目前现实施工中所面临的问题，构想出了一种兼有冲击钻和回旋钻优势功能的全新型结构的“回旋冲击钻具”。该回旋冲击钻具的结构和功能特点是：在常规主动力杆（空心杆）的驱动下，回旋冲击钻具运动机构可靠地建立起了由若干小直径钻杆组成的钻头群连续稳定的径向复星形旋转切削运动，另用气动力或电磁力