【正文】 算的風(fēng)量為Q=(2～),式中，Q為風(fēng)量；d為鉆桿內(nèi)徑（m）；v為上升速度（m/min）。鉆機(jī)水龍頭出口與砂石泵由橡膠軟管聯(lián)在一起，同時(shí)與砂石泵組裝在一起的還有真空泵。滾動(dòng)軸承與軸的定位是借過(guò)渡配合來(lái)保證的，其值徑尺寸公差為m6。軸上零件的軸向定位是以軸肩、套筒、圓螺母、軸端擋圈和軸承端蓋來(lái)保證的。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是根據(jù)軸上零件的安裝、定位以及軸的制造工藝等方面的要求，合理地確定軸的結(jié)構(gòu)形式和尺寸。在鉆進(jìn)過(guò)程中，由于鉆頭不斷被磨損，受到鉆鑿的巖石表面的幾何形狀也隨之變化，因而影響到巖石破碎前的應(yīng)力狀態(tài)。因此，應(yīng)在中心處裝一鉆頭來(lái)保持中心的穩(wěn)定。首先應(yīng)確定中心輪a的結(jié)構(gòu)，因?yàn)樗闹睆絛較大，所以中心輪a應(yīng)該采用中心輪與輸入軸分開(kāi)的結(jié)構(gòu)形式。一般情況下，齒輪a的最少齒數(shù)的范圍為14～18。應(yīng)該指出，行星齒輪傳動(dòng)在其傳動(dòng)比很大時(shí)，仍然可保持結(jié)構(gòu)緊湊﹑質(zhì)量小、體積小等許多優(yōu)點(diǎn)。六是可模塊化設(shè)計(jì)和裝配使用，在鉆具直徑不變時(shí)，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整刃具裝配數(shù)量，可與不同設(shè)計(jì)扭矩的鉆機(jī)匹配。據(jù)有關(guān)業(yè)內(nèi)人士的感覺(jué)判斷，此機(jī)械運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)及原理具有獨(dú)立、獨(dú)創(chuàng)和實(shí)用性。即既可設(shè)計(jì)為地面驅(qū)動(dòng)，也可采用潛水變速電機(jī)一體化設(shè)計(jì)或液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。保證Ⅰ型結(jié)構(gòu)的鉆桿，具有一定的軸向彈性自由度。解決沖擊碎石功能的第二種方法。韶關(guān)產(chǎn)沖擊錘重達(dá)13噸，配套設(shè)備均是個(gè)別設(shè)計(jì)生產(chǎn)。同時(shí)，本設(shè)計(jì)在AutoCAD的基礎(chǔ)上，完成了該型鉆具的總裝圖和絕大部分零件圖的繪制。鑒于以上情況，為適應(yīng)各類(lèi)建筑工程材料、設(shè)計(jì)和施工技術(shù)的發(fā)展需要，如何從鉆孔樁基礎(chǔ)施工成孔設(shè)備著手，綜合沖擊鉆和回旋鉆兩種基本鉆型成孔原理的優(yōu)點(diǎn)，研究開(kāi)發(fā)出新型成孔鉆具，以解決樁基工程施工，要求快速高效、穩(wěn)定可靠、廣泛適用和適應(yīng)超大直徑方向發(fā)展的問(wèn)題，是長(zhǎng)期以來(lái)國(guó)內(nèi)外業(yè)內(nèi)人士不乏探索的命題。壓縮空氣驅(qū)動(dòng)“氣動(dòng)缸”使“沖擊動(dòng)盤(pán)”往復(fù)連動(dòng),其能量通過(guò)“沖擊動(dòng)盤(pán)”向其下面的鉆桿群傳遞和作用，以提高和強(qiáng)化沖擊碎石的頻率和能量，從而充分發(fā)揮刃具復(fù)合運(yùn)動(dòng)（扭掰撬削等效應(yīng)）的作用，確?！靶莿?dòng)鉆具”適應(yīng)硬巖地質(zhì)條件的成孔能力。從模塊化的概念出發(fā)，設(shè)計(jì)上可從密布置，在實(shí)際施工應(yīng)用時(shí)，可根據(jù)不同配套設(shè)備和功率以及地質(zhì)情況，留待現(xiàn)場(chǎng)決定安裝的數(shù)量和位置。潛水驅(qū)動(dòng)Ⅰ型鉆具則由地面約束力和孔底地面產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的摩擦阻力產(chǎn)生。有望開(kāi)發(fā)生產(chǎn)出掘進(jìn)刀盤(pán)（控制系統(tǒng)除外）結(jié)構(gòu)原理全新、工況條件合理、效率更高、易維護(hù)和適用于各類(lèi)地質(zhì)情況的新刀盤(pán)類(lèi)型的機(jī)械。它的最顯著的特點(diǎn)是：在傳遞動(dòng)力時(shí)它可以進(jìn)行功率分流；同時(shí)，其輸入軸與輸出軸具有同軸性，即輸出軸與輸入軸均設(shè)置在同一主軸線上。因此，行星齒輪傳動(dòng)現(xiàn)已廣泛地應(yīng)用于工程機(jī)械、礦山機(jī)械、冶金機(jī)械、起重運(yùn)輸機(jī)械、輕工機(jī)械、石油化工機(jī)械、機(jī)床、機(jī)器人、汽車(chē)、坦克、火炮、飛機(jī)、輪船、儀器和儀表等各方面。中心齒輪名義轉(zhuǎn)矩；取算式系數(shù)=；按表（67）取使用系數(shù)=2；按表（64）取綜合系數(shù)=；取接觸強(qiáng)度計(jì)算的行星輪間載荷分布不均勻系數(shù)=，由公式（712）可得=1+（1）=1+（）=；由圖（622）查得齒形系數(shù)=；由表（66）查得齒寬系數(shù)=，則齒輪模數(shù)m為： 取齒輪模數(shù)為12mm?，F(xiàn)已知嚙合中心距(mm),則得：(mm)取。從鉆機(jī)送入的排渣壓氣通過(guò)噴嘴，形成了高速氣流，噴入孔底表，三個(gè)牙爪焊成一體，在端部加工成錐螺紋，與鉆桿聯(lián)結(jié)。軸壓計(jì)算：當(dāng)鉆頭對(duì)巖石的作用力大于巖石的臨界抗壓應(yīng)力時(shí)，巖石才會(huì)迅速破碎。合金鋼比碳鋼具有更高的機(jī)械性能和更好的淬火性能。上端中心傳動(dòng)齒輪處h=(～)150=～15mm,取12mm。計(jì)算的數(shù)值如下：載荷水平面H垂直面V支反力R彎矩Mmmmm,mm總彎矩扭矩T=96000計(jì)算彎矩可得：前已選定軸的材料為40Cr調(diào)質(zhì)鋼，查得［］=70Mpa，因此［］，故安全。當(dāng)氣體與泥漿混合后，混合體的密度大大降低，從而迅速?gòu)你@桿中心孔中上升，使風(fēng)包下部形成真空，于是便將鉆渣吸上來(lái)，并隨著氣漿混合體從水龍頭處排出。所謂減壓鉆進(jìn)，就是滾齒刀與巖石的接觸壓力保持在一定的范圍。在鉆進(jìn)過(guò)程中，應(yīng)有專(zhuān)人負(fù)責(zé)，保證孔內(nèi)外水頭差的高度，盡量減小水頭過(guò)快的變化。本次設(shè)計(jì)圓滿完成了大直徑樁基礎(chǔ)工程成孔鉆具I型鉆具總體設(shè)計(jì)。特別是匡老師，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，給予我很大的幫助，幫我解決了不少難題，提出了不少的建議和意見(jiàn)，并且也介紹了許多寶貴的經(jīng)驗(yàn)，我再次向他表示感謝。節(jié)線速度是節(jié)圓的速度。這種齒輪的節(jié)面不是滾錐，它們的平均直徑比不等于速比。在羅馬衰敗之后的蕭條時(shí)期，齒輪傳動(dòng)技術(shù)傳遍了整個(gè)歐洲并在穆斯林儀表中得到應(yīng)用，如計(jì)算天體位置的齒輪觀測(cè)儀。Archimedes也用齒輪來(lái)仿造天體比例儀。然而，由于沿齒的附加滑動(dòng)使蝸輪蝸桿的效率通常低于平行軸齒輪。這就是說(shuō)在互相嚙合齒輪的節(jié)圓上，小齒輪的間隙寬度必須稍大于大齒輪的齒厚，反之亦然。軸的下端與中心牙輪鉆頭的聯(lián)結(jié)，采用將牙輪鉆頭的基座焊接在軸上，再將牙輪鉆頭用螺釘聯(lián)結(jié)起來(lái)，這樣便于牙輪鉆頭的拆卸和維修。(5)在砂層中鉆孔，孔底標(biāo)高應(yīng)高于地下水的標(biāo)高。使用中泥漿的循環(huán)量宜定為600～1000m/h。選用空氣壓縮機(jī)要考慮兩個(gè)指標(biāo)：風(fēng)量與風(fēng)壓。先在樁位上插入比樁徑大10%～15%的鋼護(hù)筒，護(hù)筒的頂面標(biāo)高至少應(yīng)比最高地下水位高出2m。由手冊(cè)查得平鍵截面bh=28，為了保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為H7/n6；聯(lián)軸器與軸的聯(lián)結(jié)，選用的平鍵為2816200。(二)軸上零件的定位為了防止軸上零件受力時(shí)發(fā)生沿軸向或周向的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，軸上零件除了有游動(dòng)或空轉(zhuǎn)的要求者外，都必須進(jìn)行軸向和周向定位，以保證其準(zhǔn)確的工作位置。第9章 主軸的設(shè)計(jì)軸的設(shè)計(jì)也和其它零件的設(shè)計(jì)相似，包括結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工作能力計(jì)算兩方面。鉆頭旋轉(zhuǎn)時(shí)，牙輪還繞本身軸線旋轉(zhuǎn)，則牙輪以一個(gè)齒著地或兩個(gè)齒著地，牙輪中心隨之上下運(yùn)動(dòng)，對(duì)巖石產(chǎn)生沖擊作用。耗氣量： 總共裝有9個(gè)汽缸，則：第8章 主鉆頭的設(shè)計(jì)按本鉆具的特點(diǎn)來(lái)分析，由于運(yùn)動(dòng)不能使徑向力完全達(dá)到平衡，就可能使鉆具工作時(shí)不穩(wěn)定，影響工作效率，且中心處是刀具路徑不能到達(dá)的地方。查表（71）得齒面接觸強(qiáng)度的行星輪間載荷分布不均勻系數(shù)，則齒根彎曲強(qiáng)度的載荷分布不均勻系數(shù)=1+根據(jù)2ZX(A)型行星傳動(dòng)的工作特點(diǎn)、傳遞功率的大小和轉(zhuǎn)速的高低等情況，對(duì)其進(jìn)行具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。由①式可得： 由上式可知，當(dāng)選定最小齒數(shù)時(shí)，便容易求得內(nèi)齒輪b的齒數(shù)值。在僅作為傳遞運(yùn)動(dòng)的行星齒輪傳動(dòng)中，其傳動(dòng)比可到幾千。與同直徑常規(guī)鉆具相比，需匹配的驅(qū)動(dòng)扭矩小。有待進(jìn)一步考證其機(jī)械運(yùn)動(dòng)原理的新穎性和適用范圍。既能適配一般回旋鉆機(jī)，也可適配潛水鉆機(jī)。另外氣升排渣除需解決氣體密封問(wèn)題外，還需在氣道安裝活門(mén)，解決意外停機(jī)時(shí)泥渣反流沉淀堵塞氣管的問(wèn)題。解決方案可采用加簧的蓄能錘，從而有效保證鉆具的破石能力。在第二個(gè)枯水施工季節(jié)，終于以60多萬(wàn)的價(jià)格，新購(gòu)置到重型沖擊鉆機(jī)設(shè)備，開(kāi)始進(jìn)行返工施工。設(shè)計(jì)后的鉆具配套功率小，既能夠產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)又能產(chǎn)生沖擊運(yùn)動(dòng)，且利用氣舉反循環(huán)排渣快速成孔。第2章 概述在樁基工程施工中大量使用的沖擊鉆和回旋鉆，它們工作狀態(tài)的一個(gè)共同特點(diǎn)，是切削刀刃與孔壁和孔底保持整體的或線或面的接觸，摩擦阻力大，切削相對(duì)速度低，能量分散，分布不合理，無(wú)效功耗大，效率低。氣動(dòng)沖擊的排氣可作為氣舉排渣動(dòng)力的利用和補(bǔ)充。合理確定Ⅰ型結(jié)構(gòu)中刃具的工作層面高度。當(dāng)然也可以另輔助增設(shè)接觸孔壁的單向連動(dòng)自鎖機(jī)構(gòu)，以有效增加和確保鉆具運(yùn)行的超強(qiáng)反向平衡力矩。（也需要在托板上以主動(dòng)軸為圓心，分別圍繞星形齒輪一側(cè)，安裝三條帶狀螺旋機(jī)構(gòu)，以將渣土攏耙集中在中空軸孔中排出，實(shí)現(xiàn)各單元獨(dú)立排渣）綜上所述，樁基礎(chǔ)工程施工的效率，首先決定于成孔設(shè)備的效率，成孔設(shè)備的效率又主要決定于鉆具的綜合性能，而鉆具的性能主要是體現(xiàn)對(duì)巖土的成渣和排渣能力兩方面。所以，行星齒輪傳動(dòng)現(xiàn)已被人們用來(lái)代替普通齒輪傳動(dòng)，而作為各種機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)中的減速器，增速器和變速裝置。行星傳動(dòng)不僅適用于高轉(zhuǎn)速、大功率，而且在低速大轉(zhuǎn)矩的傳動(dòng)裝置上也已獲得了應(yīng)用。在兩個(gè)嚙合副ac，bc中，其標(biāo)準(zhǔn)中心距a為：==12(23+34)/2=342mm==12(9134)/2=342mm由此可知，兩個(gè)齒輪副的標(biāo)準(zhǔn)中心距相等，因此，該行星齒輪傳動(dòng)滿足非變位的同心條件。各行星輪軸孔的孔距相對(duì)偏差可按公式（92）計(jì)算，即： (3～5)=(3～)=～ (mm)取=。吹洗風(fēng)道用于通入壓縮空排渣。軸壓越大，越容易達(dá)到體積破碎，鉆進(jìn)速度就越快。因此，在傳遞大動(dòng)力，并要求減小尺寸與質(zhì)量，提高軸頸的耐磨性，以及處于高溫或低溫條件下工作的軸，常采用合金鋼。其上裝有三個(gè)滾動(dòng)軸承，對(duì)于滾動(dòng)軸承的定位，其定位軸肩高度必須低于軸承內(nèi)圈端面的高度，以便拆卸方便。第10章 泥漿循環(huán)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)盤(pán)式鉆機(jī)的出渣形式有反循環(huán)出渣方法與正循環(huán)出渣方法。當(dāng)鉆孔深度超過(guò)50m，排渣能力下降，此時(shí)可改為使用中間風(fēng)包出氣。一般情況下，一個(gè)12in滾齒刀的壓力應(yīng)不超過(guò)35KN，鉆進(jìn)時(shí)可根據(jù)地質(zhì)情況取每個(gè)刀頭承受20～30KN力為宜。 (2)在正常鉆進(jìn)時(shí)，垂直的鉆進(jìn)速度可取每轉(zhuǎn)鉆進(jìn)10～30mm。其主要內(nèi)容包括齒輪傳動(dòng)部分設(shè)計(jì)、鉆具的設(shè)計(jì)、主軸的設(shè)計(jì)以及泥漿循環(huán)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)四個(gè)部分。同時(shí)也非常感謝學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)的深切關(guān)懷。由于輪齒與旋轉(zhuǎn)軸傾斜，所以斜齒輪會(huì)產(chǎn)生軸向推力。因此，小齒輪的齒數(shù)較小，其大小能適應(yīng)承載的需要。也許是這一技術(shù)又被14世紀(jì)歐洲的鐘表儀器制造專(zhuān)家再次采用，也許是一些奇特的構(gòu)思，在十一世紀(jì)至十三世紀(jì)的改舉運(yùn)行之后，這些機(jī)構(gòu)又從東方引入。實(shí)際上，齒輪機(jī)構(gòu)可能是在公元前約250年由Archimedes發(fā)明的，他發(fā)明了螺桿用以驅(qū)動(dòng)一個(gè)帶齒的輪子，這種輪子用于軍用發(fā)動(dòng)機(jī)。蝸輪蝸桿提供了獲得一對(duì)大速比齒輪的最簡(jiǎn)單的方法。為了避免由于熱膨脹而出現(xiàn)的卡住現(xiàn)象；為了便于潤(rùn)滑和補(bǔ)償制造中不可避免的誤差，所有傳遞動(dòng)力的齒輪必須具有側(cè)向間隙。由于安裝其上的齒輪尺寸較大，軸與齒輪都采用鍵聯(lián)結(jié)。否則可能產(chǎn)生樁孔嚴(yán)重傾斜、偏移或者損壞鉆具。對(duì)本鉆具，D=，k=，則V=，S=，排漿量為Q=120m/h。本鉆具采用氣舉反循環(huán)排渣。泵吸反循環(huán)施工原理。齒輪、聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵連接。根據(jù)以上分析，選擇零件從主軸上兩端進(jìn)行裝配的方案。本鉆具通過(guò)調(diào)節(jié)水下電機(jī)的變速器達(dá)到這一要求。在軟巖中使用的銑齒牙輪鉆頭，應(yīng)具有較大的滑動(dòng)力切削巖石。汽缸往復(fù)沖擊次數(shù)：。在本設(shè)計(jì)中，采用齒輪聯(lián)軸器作為其均載機(jī)構(gòu)。一般應(yīng)選取p=3～8。（3）傳動(dòng)比較大，可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的合成與分解 只要適當(dāng)選擇行星齒輪傳動(dòng)的類(lèi)型及配齒方案，便可以用少數(shù)幾個(gè)齒輪而獲得很大的傳動(dòng)比。刃具工作面小，因而摩阻力小，無(wú)效功耗小，功率因數(shù)高。這樣就可以充分發(fā)揮星形輪上刃具群在大面積切削中的功能性作用。要求鉆具適配性好。對(duì)于反循環(huán)排渣，要求壓縮機(jī)或泥漿泵功率相匹配，且及時(shí)和充分的分離泥渣，返回泥漿確保施工泥漿面高度。如采取加大錘重和行程的辦法，則鉆具空間有限，沖擊頻率會(huì)更降低，也與輕型化設(shè)計(jì)要求不相適應(yīng)，僅自由落體能量是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。如：湖南省道1804線周家店至常德公路改建工程，由于施工成本的原因，第一個(gè)枯水施工季節(jié)，沒(méi)有進(jìn)場(chǎng)大直徑成孔設(shè)備，施工單位采取沉井明挖法施工失敗。關(guān)鍵詞：成孔鉆具；行星運(yùn)動(dòng)；旋轉(zhuǎn)沖擊；氣舉反循環(huán)排渣ABSTRACTThe graduate design presents the collectivity design of I type drill hole machine,which can make a big diameter stake of substructure .The design contents include the main parts of the following,which are the spread of the planet wheel gear,drill facility,the principal spindle and the slurry circle , it has finished the assembly drawing of the drill machine and also most of its part drawings based on the a result,the drill machine with a small power which not only could circumgrate movement, but also could impact movement,and could aliminate the dregs with air anti circulate. So it can quick drill the hole.Keywords: hole drill machine；planet movement；circumgyrateimpact；aliminate the dregs with air anti circulate第1章 前言長(zhǎng)期以來(lái)，橋梁、港口、碼頭、水工和工民建筑物的基礎(chǔ)工程，廣泛使用沖擊鉆和回旋鉆兩種基本鉆型，以及泥漿護(hù)壁正循環(huán)排渣方法施工。如果單個(gè)刃具能實(shí)現(xiàn)如下圖所示的平面單跡線星形運(yùn)動(dòng)，并同時(shí)具有徑向旋削軟散顆粒，軸向沖擊破碎整體巖石的功能。為有利于成孔垂直度的控制，根據(jù)需要星形齒輪及托盤(pán)可采取適宜的圓錐形布置設(shè)計(jì)，但將會(huì)加大機(jī)械設(shè)計(jì)和加工的難度。安裝在三個(gè)行星輪上的鉆桿及刃具，如在松軟地質(zhì)層施工，以均衡的分布在3個(gè)不同的工作層面高度為宜，這樣可以提高整體工作效率。1合理解決機(jī)械運(yùn)動(dòng)潤(rùn)滑的問(wèn)題。本文提出的方案，就是綜合解決鉆