【正文】 新型的適合不同需要的沖擊器。 3．與分層鉆進配套 根據(jù)不同巖層選擇硬合金或者金剛石沖擊回轉(zhuǎn)鉆進。 1．向小口徑發(fā)展 適應(yīng)地質(zhì)巖心鉆探推廣小口徑的趨勢，沖擊器也應(yīng)向小口徑方面發(fā)展。所以這種彈簧必須嚴格設(shè)計和計算，還必須特殊制造工藝。循環(huán)又重復(fù)。這樣，彈簧 9上升，并得到附加預(yù)壓力?；铋y活塞在缸套 5 中運動。所以，不可能同時降低沖擊力和沖擊頻率。所以閥式反作用液動沖擊器的沖擊力又沖錘彈簧剛度決定。沖擊時間與沖擊前沖錘瞬時速度關(guān)系為： 429327226243 vvvvt c ????? ?????????? （ 13） 式中： ct 沖擊時間， S。 19 1k — 活閥彈簧的剛度， N/m。 K=1sl?? (21) 式中 :k— 浮力系數(shù) 。當沖錘上行一段距離后，由于受到被壓縮的沖錘彈簧的阻止，其速度下降，并由沖擊器外殼上的凸肩限制住其上行。當分配液流機構(gòu) (閥門 )打開， 高壓液流暢通，而工作室中的液流壓力降低時，工作彈簧便釋放儲存的能量，驅(qū)動活塞沖錘急速向下運動而產(chǎn)生沖擊 (圖 3— 49)。法國 A， S、S 系列的潛孔錘，其中 65A,S,S 型之外徑僅 59mm,長 700mm，重 l 2kg，鉆頭外徑 65mm，這是一種尺寸較小的產(chǎn)品。這種小型的風動沖擊器值得在地質(zhì)勘探鉆孔中推廣使用。前兩種均為有閥式，風壓較低。閥室由陰蓋 閥片 2 和閥座 3 組成。風動沖擊器亦稱潛孔錘。 所有的液力回轉(zhuǎn)器傳動的沖擊器，其主要缺點是各種型式蝸輪機的傳遞功率不足，而且效率低，若設(shè)計成多級高速的蝸輪機構(gòu)則又過于復(fù)雜，而且又不可能承受長時間的劇烈振動。 液動蝸輪沖擊器液流經(jīng)蝸輪機構(gòu) 1 而迫使錐齒 2 旋轉(zhuǎn)并帶動曲柄 3 作縱向高速回轉(zhuǎn)。 二 鉆桿傳動沖擊器。其核心技術(shù)就是發(fā)展可以從繩索取心鉆桿中能夠和取心器 — 巖心容納管用鋼絲繩和打撈器升降自如的繩索取心式液動沖擊器。 雙作用式液動沖擊器除了上述兩種類型外，近年來還出現(xiàn)了一種氣液混合的雙作用沖擊器，例如日本利根公司的 WH— 120N 型。目前國外最為成功的如蘇聯(lián)Г — 76， Г— 59 以及 Г?！?5 和 ГВ— 6 型沖擊器；美國的如羅、巴辛蓋爾式等。其使用的鉆頭主要是金則石鉆頭，其次才是硬質(zhì)合金鉆頭。 8 推廣液動沖擊回轉(zhuǎn)鉆的經(jīng)濟效益可用年經(jīng)濟效果，既年節(jié)約約值確定。應(yīng)當研究沖擊回轉(zhuǎn)鉆進的碎巖原理，研究設(shè)計新型的沖擊器，應(yīng)盡先研制用于堅硬巖層的大沖擊功的沖擊器，泥漿鉆進用的沖擊器以及小口徑金剛石鉆進用 7 的高頻沖擊器，研究沖擊器的設(shè)計和計算方法；設(shè)計適應(yīng)沖擊回轉(zhuǎn)鉆進用的水泵及鉆機，研究沖擊回轉(zhuǎn)鉆進用的鉆頭結(jié)構(gòu)、硬合金的材質(zhì)和形狀及其鑲焊方法；制訂合理的鉆進工藝參數(shù)。在液動沖擊器的研制方面取得了很大的進展。早期在法國研制過低頻液動沖擊器?？梢詽M足地質(zhì)勘探鉆進的要求。 1． 3 沖擊回轉(zhuǎn)鉆進的應(yīng)用范圍 沖擊回轉(zhuǎn)鉆進除了可以提高鉆速外，又由于鉆進中所需的軸向壓力較小，轉(zhuǎn)速較低，所以鉆孔不易彎曲，孔內(nèi)事故也較少，原材料的消耗低， 5 所以它是當前的一種現(xiàn)實可行的高效、優(yōu)質(zhì)、低消耗的鉆進方法。 IV 沖擊回轉(zhuǎn)鉆進所以能夠提高鉆進效率的原因，歸納起來有下列幾點： 1．沖擊裁荷的特點是接觸應(yīng)力瞬時可達極 高值，應(yīng)力比較集中。1966 年在湖南柿竹園多金屬礦進行了生產(chǎn)試驗，最大孔深達 430m。匈牙利在六十年代研制了直徑從 48 到 160mm 的五種雙作用液動沖擊器，其特點是組裝在一專用拖車上并配有相應(yīng)的泵、除砂器、取心工具、鉆頭和處理事故工具等，以便能夠靈活運輸，在施工礦區(qū)或工地為好幾臺鉆機服務(wù)。省級期刊主管單位是省級單位。 三、 創(chuàng)造性 學術(shù)論文在形式上是屬于議論文的，但它與一般議論文不同，它必須是有自己的理論系統(tǒng)的，不能只是材料的羅列，應(yīng)對大量的事實、材料進行分析、研究，使感性認識上升到理性認識。 3) 著錄參考文獻能起索引作用。并從技術(shù)和經(jīng)濟學角度分析了液動沖擊回轉(zhuǎn)鉆探的技術(shù)經(jīng)濟效果。 1 摘要 沖擊回轉(zhuǎn)鉆進技術(shù)的設(shè)想始于歐洲。并針對液動沖擊器的關(guān)鍵零件 — 沖錘彈簧進行了詳細的分析計算和驗算。 2) 著錄參考文獻能方便地把論文作者的成果與前人的成果區(qū)別開來。梅森）因此，沒有創(chuàng)造性，學術(shù)論文就沒有科學價值。但各單位一般根據(jù)期刊的主管單位的級別來對期刊劃為省級期刊和國家級期刊。在地質(zhì)礦產(chǎn)鉆探方面國外研究最有成效的是蘇聯(lián)，從 1900— 1905 年間即開展對液動沖擊回轉(zhuǎn)鉆進技術(shù)的研究，但直到 1970 年才開始逐步在生產(chǎn)實踐中得到應(yīng)用，其間歷經(jīng)約七十年。在試驗臺用硬質(zhì)合金鉆頭鉆進 VII 級花崗閃長巖時，最高鉆進速度可達 85mm/min。換言之，沖擊回轉(zhuǎn)鉆就是一種帶有沖擊負荷的回轉(zhuǎn)鉆。 5．因為在沖擊中又有連續(xù)不斷的回轉(zhuǎn)切削作用，改變了沖擊裁荷的傳遞方向，充分發(fā)揮了沖擊碎巖和切削碎巖的效果。 沖擊回轉(zhuǎn)鉆進所鉆的孔深和孔徑日有發(fā)展。早在十九世紀六十年代就有人進行丁潛孔式?jīng)_擊器的試制工作。 二十世紀四十年代，蘇聯(lián)葛奠夫研制了滑閥式正作用液動沖擊器，美國巴辛格爾也研制了活閥式正作用動沖擊器。 沖擊回轉(zhuǎn)鉆進方法雖然應(yīng)用日廣，但尚須進 — 步完善和提高。 最后還應(yīng)當指出，采用液動沖擊回轉(zhuǎn)鉆后大多數(shù)的 IV~VII 級巖石可以采用硬質(zhì)合金鉆頭代替金剛石鉆頭，而硬質(zhì)合金的主要原料 —— 鎢在我同擁有的儲量為世界第一位，從這一點來看大力推廣它也是完全合乎國情，其意義是顯而易見的。利用這樣的沖擊器來實現(xiàn)沖擊回轉(zhuǎn)鉆進時，由于破碎巖石主要是回轉(zhuǎn)鉆進的方式，而沖擊作用則是次要的，這樣的鉆進方式稱之為回轉(zhuǎn) — 沖擊鉆。按照沖擊錘工作過程的運動力學又可以分為以下三個類型： 1．正作用式液動沖擊器 利用泥漿系輸送的高壓液流做為能源，推動沖擊錘下行沖擊鐵砧，而沖錘的回程則靠復(fù)位彈簧的作用而實現(xiàn)。蘇聯(lián)也設(shè)計了一些試驗性的結(jié)構(gòu)。近年來國內(nèi)和國外 (主要是蘇聯(lián) )對發(fā)展繩索取心鈾探與液動沖擊回轉(zhuǎn)鉆探相結(jié)合的繩索取心液動沖擊回轉(zhuǎn)鉆探技術(shù)給予了很大的重視?？梢允钦饔檬?、各種雙作用式等。 12 三、回轉(zhuǎn)器傳動沖擊器 這是一種利用波動蝸輪或類似原理的液力旋轉(zhuǎn)式機構(gòu)帶動回轉(zhuǎn)軸及錐形齒輪和成組的同步偏心機構(gòu)造成對鉆頭連續(xù)沖擊或振動，從而實現(xiàn)沖擊回轉(zhuǎn)鉆進。此種結(jié)構(gòu)的沖擊器曾進行過鉆孔試驗，但缺點甚大而末成功。 五、風動沖擊器 (潛孔錘 ) 風動沖擊器是就是利用壓縮空氣驅(qū)動沖擊錘完成工作行程和實現(xiàn)沖擊錘的回程，因此也一種雙作用式的沖擊器。 風動沖擊器的基本原理：室 (配氣機構(gòu) )控制壓氣使之輪流進入氣缸的上空或下空，以便推動活塞 —— 沖擊錘，對砧 (鉆頭 )進行沖擊或推動沖出錘上行完成回程動作。 我國采礦工業(yè)常用的風動沖擊器目前多為 C— 150、 J— 200 及 w— 200等，其詳細結(jié)構(gòu)圖可從有關(guān)文獻中查到。 CC80 型風動沖擊器經(jīng)在冶金、建材、水電、鐵路和國防工程的井下和露天施工中使用認為是一種高效率和低耗能、壽命較長的潛孔鉆具，其性能達到了國內(nèi)同類產(chǎn)品的先進水平。米森 (Mission)公司出產(chǎn)的A30— 15 型潛孔錘其外徑 76． 2mm，鉆頭外徑 92— 101． 6mm。 2． 2 反作用式液動沖擊器 2． 2． 1 反作用式液動沖擊器的結(jié)構(gòu)原理 反作用式液動沖擊器的結(jié)構(gòu)原理是利用高壓液流的壓力增高推動活塞沖錘上升，活塞沖銹上升的同時壓縮工作彈簧儲存能量。又由于沖錘連桿上端面與活閥下端背面的壓力差作用，使沖錘與活閥一同迅速上行壓縮沖錘彈簧和活閥彈簧。 3．液體靜壓力對活閥和沖錘的影響包含在浮力系數(shù) k 中 :。 2s — 沖錘彈簧預(yù)壓縮量， m。 （ 2）下沖程 〈 1〉沖錘下行 沖錘在其自重和沖錘彈簧等作用下迅速下行，獲得較大的動能，為沖擊鐵砧做好準備，其下行速度為零，以沖錘為研究對象，根據(jù)能量守恒定律和動量定理分別可得： ])[2121 2222222222 ssskgskmvkmSA ????? （ （ 28） 2222222 )]21([ vkktSskgkmA ???? （ 29） 其中： ))((4 24232 HB ppddA ???? （ 210） 式（ 8） ~（ 10）中： 2t 沖錘下行 S 距離所需時間， S； 2v 沖錘與鐵砧撞擊前瞬時速度， m/s； 43,dd 沖錘幾何尺寸（如圖 2 所示）， m； 由式（ 8）和（ 9）解得： 2222222)]2(21)([2kmssskgkmASv ???? （ 211） 第二章 液動沖擊器 21 )21()]2(21)([222222222222sskgkmAssskgkmAskmt??????? （ 212） 〈 2〉沖錘沖擊鐵 22 沖錘下行沖擊鐵砧，鐵砧將沖擊力傳給鉆頭。 又式（ 11），式（ 15）可知，沖擊力與錘重，沖錘彈簧剛度成正比，可以看出，當流量，錘重變化時，沖擊力無 變化，而沖錘彈簧剛度越大， 23 沖擊力越大，這是因為錘重的變化對沖擊力影響很小。可以看出，采用較小的沖錘彈簧剛度，流量和較大的錘重時，沖擊頻率仍然較高。連桿 3是活閥下行行程的限制器。 當鉆頭到達孔底后，鐵砧上移一定值， 頂?shù)较拗谱稀_錘又被襯套的限制座限住，而活閥活塞又以慣性繼續(xù)向上運動并脫離閥座。同時這些彈簧還經(jīng)受著沖洗液的磨損和化學腐蝕。從當前國內(nèi)外情況來 29 看，今后應(yīng)從下列幾個方面進行研究和完善。如進一步增加沖擊功則可鉆到 1500 米或更深。 6．擴大沖擊回轉(zhuǎn)的使用范圍 沖擊回轉(zhuǎn)鉆不僅在地質(zhì)部門可以應(yīng)用，還可有效地應(yīng)用于煤田、冶金，采礦，水電等部門，不僅可用于地質(zhì)勘探孔，而且更便于鉆進工程施工鉆孔。現(xiàn)用水泵原為洗井面設(shè)計，因此滿足不了沖擊回轉(zhuǎn)鉆進的需要，勉強使用既限制了沖擊器的能力，又加劇了水泵的磨損。其主要任務(wù)是：揭露具有上述特點的碎巖能耗和碎巖效果之間的聯(lián)系；研究預(yù)壓應(yīng)力、沖擊動載和轉(zhuǎn)這三種載荷的合理數(shù)值以及它們之間與巖石物 理機械性質(zhì)的關(guān)系，尋求合理的定量數(shù)值以指導(dǎo)研制性能優(yōu)越而又經(jīng)濟合理的液動沖擊器；制定經(jīng)濟合四的鉆進參數(shù)；制定我國液動沖擊鉆巖分級表為擬定生產(chǎn)定額的基礎(chǔ)。包括各種繩索取心式、處理孔內(nèi)卡鉆事故用的各種液動沖擊器以及適用于反循環(huán)連續(xù)取心的液動沖擊器等。 這些新型高硬度、高抗彎強度的硬質(zhì)合金的出現(xiàn)是令人鼓舞的、若能運用于液動沖擊，則必將對提高液動沖擊鉆的技術(shù)經(jīng)濟效益產(chǎn)生更加良好的效果。 二位老師 一絲不茍的 工作 作風，嚴謹求實的態(tài)度，踏踏實實的精神，不僅授我以文，而且教我做人，雖歷時 幾月 ，卻給以終生受益無窮之道。 MOV SP,60H MOV 20H,00H MOV P2,7EH。 鉆頭的研究也是一個十分重要的方而。主要任務(wù)是設(shè)計和改進液動沖擊器結(jié) 構(gòu)參數(shù)，使其達到既有優(yōu)良的技術(shù)指標又具有合理的經(jīng)濟目的。從當前的情況看，應(yīng)在風動沖擊回 轉(zhuǎn)鉆進中，研究推廣空氣泡沫劑，以解決粉塵飛揚和井內(nèi)含水曾排粉等問題。沒有優(yōu)良的鉆頭，不可能推廣和發(fā)展沖 擊回轉(zhuǎn)鉆進方法。 4．使沖擊器能用于泥漿鉆進 現(xiàn)在大多數(shù)沖擊器只適用于清水鉆進，這就大大限制了沖擊回轉(zhuǎn)鉆進的推廣和使用。 2．擴大沖擊回轉(zhuǎn)鉆進深度 液動沖擊回轉(zhuǎn)鉆進的深度受送水管路能量損失及沖擊器沖擊功的大小所限。 2． 材料選擇：選擇錫青銅線（ GB3124），因為此材料有較高的耐磨性，耐腐蝕性，而且具較好的性價比，所以選擇次材料。同時這些彈簧還經(jīng)受著沖洗液的磨損和化學腐蝕。沖洗液流入活閥與閥座間形成的縫隙狀的間隙，因而液壓下降，上升力停止作用。彈簧系統(tǒng) 9 使沖擊部分向下運行，完成工作沖程。 2． 4 本章小結(jié) 1．為增加鉆速，提高效率，閥式反作用液動沖擊器應(yīng)在中到中硬以上地層中使用。同時應(yīng)提高沖擊頻率和沖擊力，增加流量和采用較大沖錘彈簧剛度。 由式（ 14）解得： SkgkmAt vkmF cc 22222 ???? （ 215） 綜上可得沖擊頻率為 60121 ???? ctttf （ 216） 式中： f— 沖擊頻率， ?min