回旋冲击钻钻具星型运动结构设计说明书(全套,CAD有图)

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

Abstract And Keyword

Abstract：Basing on star movement principle, this graduation paper showed the designing of the overall construction of the holes drilling tool used in the large diameter pile foundation project. Its content mainly includes the designing of the overall construction, the designing of transmission, the plan of how to percussion, the plan of how to lift the ashes, the choice of drilling tool major parts’material and their heat treatment way, the designing of gears on the transmission part, the designing of the small drilling tool, the designing of the drive shaft and so on . Through the research of the planetary gear transmission and analysis of the problems which is existing on present pile labor foundation engineering, the moving structure of the drilling tool’s compound planet transmission in the large diameter pile foundation project. The designed drilling tool has the advantages of both the general drilling tool and the maneuver drills. The drilling tool’s designed construction has ensured the percussion and lift the ash with high speed.

Keywords: Compound planetary motion; Overall construction; reverse circulation lifting the ash by air; air-operated drive

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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，

回旋冲击钻具星形运动结构设计

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。

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。