浅析大直径气动潜孔锤钻头球齿与本体的过盈量

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1、HydraulicsPneumatics＆Seals／No．12．2013大直径气动潜孔锤钻头球齿与本体的过盈量分析阖耀保，张昌钧，岑斌．郭传新(1．同济大学机械与能源工程学院，上海200092；2．北京建筑机械化研究院，北京100007)摘要：大直径气动潜孔锤钻头一般采用冷压工艺进行钻齿与本体装配．即固齿。固齿过盈量的大小直接决定钻头制造工艺过程及其服役性能。采用弹性力学的方法初步计算过盈量，用有限元数值解法模拟冷压固齿过程，获取过盈量与齿孔、柱齿应力间的关系，得到较精确的过盈值用于指导冷压固齿装配过程。关键词：气动技术；潜孔锤钻头；冷

2、压固齿；过盈量中图分类号：TH138文献标识码：A文章编号：1008—0813(2013)12—0017—04InterferenceAnalysisofDrillandDo#forLargeDiameterPneumaticDTHHammerYINYao-bao，ZHANGChang-jun，CENBin，GUOChuan-xin(1．CollegeofMechanicalEngineering，Ton~iUniversity，Shanghai200092，China；2．BeijingInstituteofConstructionMe

3、chanization，Beijing100007，China)Abstract：Thecold-pressholdingtechnologyisusedinthelargediameterpneumaticdown-the—holehammer．Theclearanceofdrillandbodyinfluencesthemanufacturingprocessandservicebehavior．Thetheo~ofelasticityisusedtomakearoughcalculation，andfinite-elementana

4、lysisisadoptedtosimulatetheprocessofcold-pressholdingSOastogettherelationshipbetweentheclearanceandtooth—holeordril1．Atlastthepreciseclearanceisobtainedtoguidetheassemblyprocessofcold-pressholdingprocess．Keywords：pneumatics；down——the——holehammerdrill；cold-pressholding；int

5、erference0引言缩空气作为介质驱动锤体进行冲击和旋转．实现破岩和钻进，适用于各种软硬松散地层、碎石层、卵石层及气动潜孔锤是一种重要的入岩钻孔装备．它以压岩层等复杂地质条件下的快速钻孔．并形成大承载力基金项目：国家科技支撑计划资助项目(2011BAJ02B06)；国家自然科学嵌岩(入岩)桩和防治地质灾害的抗滑桩，适应性强、施基金资助项目(51175378，51275356)；航空科学基金资助项目工效率高且为普通冲击回转钻进的3～10倍．成孔质量(20120738001，20128038003)；好．无泥浆污染。是目前有效的先进大直径

6、入岩钻进施收稿日期：2013—04—26工设备[”。钻头直接作用于岩石．影响潜孔锤整机的寿作者简介：阉耀保(1965一)，男，湖北麻城人，教授，博士，研究方向为极限环境下的流体传动与控制基础理论、飞行器能源与舵机、高速气动控制。命与性能。目前潜孔锤钻头多为柱齿钻头，即柱齿(球·+-—+一-+-—·行联合仿真。联合仿真技术不需要推导数学模型，建模效率高，能充分发挥不同软件在各自领域的优势，智能控制算法精度高。参考文献马长林．李锋．等．基于Simulink的机电液系统集成化仿真平台研究[J]．系统仿真学报，2008，9(17)：4578--4

7、581．郑建荣．ADAMS一虚拟样机技术入门与提高『M]．北京：机械工图7角度偏差业出版社．2004．冯永保．常钰．基于Fuzzy-PID控制的调平支腿精确定位的仿5结论真研究叨．液压气动与密封，2011，(9)：19—22．为了对机电液一体化复杂系统进行仿真研究．运用石辛民，郝整清．模糊控制及其MATLAB仿真[M]．北京：清华Pro／Engineer、ADAMS、ANSYS、AMESim和Simulink分大学出版社．20o8．别建立机械、液压和控制模型，在Simulink主环境中进刘坤．电液伺服系统的智能控制研究．秦皇岛：燕山大学，

8、2003．】7液压气动与密封／2013年第12期形、锥形、弹头形等)通过固齿嵌入钻头本体。潜孔锤钻头的固齿工艺主要有三种：钎焊固齿、热嵌固齿和冷压法固齿嘲。前两种效果好，对钻头体产生的应力小。