大直径桩基础工程成孔钻具设计摘要，式中，为空压机风压为风包喷嘴到泥浆面的高度为泥浆与钻屑的混合程度为空压机压力余量，取.。算得。钻进参数及钻进注意事项．减压钻进大型钻机在钻岩时必须采取减压钻进。所谓减压钻进，就是滚齿刀与岩石的接触压力保持在定的范围。般情况下，个滚齿刀的压力应不超过，钻进时可根据地质情况取每个刀头承受力为宜。只有对特别硬的岩石，才采用较高的钻压。在实际工作中，卷扬机进行减压钻进，刀盘压在岩石上的总压力约为。若加大钻压，刀盘受到的切削阻力加大，钻进时的转矩与功率均相应增加，处理不当，钻机会被迫停止转动，这在工作中要引起重视。．钻机转速在钻进过程中，不同地层应采用不同的转速。粘土层中，为了克服泥包钻头，应采用高转速，钻头外缘的线速度可大于在砂层和岩石层中钻进，则应采用低转速。操作者根据具体的地质情况选择合适的转速。．泥浆循环量采用气举反循环排渣，泥浆循环量按下式计算.式中，为考虑返流中泥浆的上升速度应大于岩屑自重下沉速度而定的系数，.为重力加速度为拟定钻屑的直径是岩屑相对密度，计算中可取.为泥浆相对密度，计算时可取.为回流腔的截面积。对本钻具，.，.，则.，.的钻杆，排浆量为。使用中泥浆的循环量宜定为。泥浆储备量可按孔深所需泥浆的.倍考虑。．钻进注意事项钻孔开始时，孔内泥浆面的高度应至少比护筒外的水位高出。建议水位为.左右。水位差也不宜过大，以防反渗流。钻孔时向孔内的供浆量必须大于从孔内排出的泥浆量。在钻进过程中，应有专人负责，保证孔内外水头差的高度，尽量减小水头过快的变化。在正常钻进时，垂直的钻进速度可取每转钻进。不要急于求成。钻进中卷扬机的钢丝绳应稍微带着些劲，不要完全放松让钻头完全自由下钻。随时注意出土情况，并以此决定下钻的快慢。在排土不太通畅时，可略提起钻杆，使被挤土逐渐松动而排出。开始钻进，或通过软硬层交界处，为保持钻杆垂直，应采用慢进。在含砖瓦的填土层或含水量较大的软塑土层中钻进时，应尽量减少钻杆晃动，以免扩大孔径。当发现阻力过大钻进困难时，应及时提钻检查，查明原因并作处理后再继续钻进。否则可能产生桩孔严重倾斜偏移或者损坏钻具。在砂层中钻孔，孔底标高应高于地下水的标高。钻进时，为了保证不堵吸渣口，应先开动空压机吸泥，让泥浆先循环流动。然后开动钻机，漫漫进给。停钻时，应先停钻，提升，然后停风。钻进过程中，每班工作人员应坚守岗位，司机记录员技术人员要随时观察各种情况，如钻机工作是否正常，空压机供浆量及排浆量是否正常等等，发现异常应及时处理。设计总结本次设计的目的是为了系统地把大学中所学的专业知识连贯起来应用于实际当中，来解决生产实际问题，从而锻炼我们的分析问题和解决问题的能力，从而设计出满足要求的机械产品。本次设计圆满完成了大直径桩基础工程成孔钻具型钻具总体设计。其主要内容包括齿轮传动部分设计钻具的设计主轴的设计以及泥浆循环系统的设计四个部分。第部分齿轮传动部分设计特别是行星齿轮传动的设计是本次设计的关键。此部分是在机械传动学的基础上来进行设计的，确定了行星齿轮传动的传动类型，进行了齿轮的配齿计算，计算出了齿轮的主要参数和几何尺寸，进行了装配条件的验算，计算出传动的效率，并对其进行了结构设计和传动的强度验算。由于其均载装置太复杂，我只选定了其采用中心轮浮动的均载方案。第二部分钻具的设计也是本设计的关键部分，课题要求钻具既产生回转运动又产生轴向冲击运动。其回转运动由传动齿轮来提供，而轴向冲击运动，我参考流体推杆高能冲击锤的工作原理后，采用了冲击汽缸来进行轴向冲击运动。其冲击缓冲后的高压气体通过钻杆上的中心孔由小钻头排出，这就为排渣准备了气体来源。第三部分主轴的设计，该部分先拟订轴上零件的装配方案和零件的定位，既轴的结构设计，后对轴进行了强度校何。由于安装其上的齿轮尺寸较大，轴与齿轮都采用键联结。轴的下端与中心牙轮钻头的联结，采用将牙轮钻头的基座焊接在轴上，再将牙轮钻头用螺钉联结起来，这样便于牙轮钻头的拆卸和维修。第四部分泥浆循环系统的设计，该部分的设计是在已有泥浆循环系统的基础上进行选用和改进。由于本钻具要求的钻进深度超过，排渣方案选定为气举反循环排渣，这样钻具可以边钻进边排渣，提高了工作效率，降低了钻孔成本。本人在这次设计中最大的感受是理论与实践必须相结合，只有将正确的理论应用于实践中，才能真正发挥理论的价值，才能更深刻地了解和掌握理论的真正内涵要作到理论与实践相结合必须有定的理认基础和丰富的实践经验，在这方面，我很欠缺，还在待于在日后的进步学习和工作中来弥补和提高，此外，设计工作是项繁重的工作，必须具有严谨细致的工作作风和顽强的决心和毅力。参考文献孙恒，陈作模.机械原理.北京高等教育出版社，濮良贵，纪名刚.机械设计.北京高等教育出版社，王伯惠，上官兴著.中国钻孔灌注桩新发展.北京人民交通出版社，吴宗泽，罗圣国.机械设计课程设计.北京高等教育出版社，邹慧君.机械原理课程设计手册.北京高等教育出版社，范钦珊.材料力学.北京高等教育出版社，.现代机械传动手册编辑委员会.现代机械传动手册.北京机械工业出版社，成大先.机械设计手册第卷.北京化学工业出版社，刘古岷，王渝，胡国庆.桩工机械.北京机械工业出版社，成大先.机械设计图册第卷.北京化学工业出版社，机械工程手册编委会.机械工程手册第卷机械产品.北京机械工业出版社，郭爱莲.新编机械工程技术手册.北京经济日报出版社，大直径桩基础工程成孔钻具设计摘要块化设计和装配使用，在钻具直径不变时，通过现场调整刃具装配数量，可与不同设计扭矩的钻机匹配。七是可开发出两种钻具形式产品，分别适用于桩基泥浆护壁成孔和各种材质的套管护壁成孔或沉井密集开挖不排水施工。八是施工震动小，运动可靠，稳定高效。总之很适合与回旋系列钻机配套使用，特别是可进步发掘回旋系列钻机的潜能和提升其综合性能。第章行星齿轮设计.行星齿轮传动的特点行星齿轮传动与普通齿轮传动相比较，它具有许多独特的优点。它的最显著的特点是在传递动力时它可以进行功率分流同时，其输入轴与输出轴具有同轴性，即输出轴与输入轴均设置在同主轴线上。所以，行星齿轮传动现已被人们用来代替普通齿轮传动，而作为各种机械传动系统中的减速器，增速器和变速装置。尤其是对于那些要求体积小质量小结构紧凑和传动效率高的航空发动机起重运输石油化工和兵器等的齿轮传动装置以及需要差速器的汽车和坦克等车辆的齿轮传动装置，行星齿轮传动已得到了越来越广泛的应用。行星齿轮传动的主要特点如下体积小，质量小，结构紧凑，承载能力大由于行星齿轮传动具有功率分流和各中心轮构成共轴线式的传动以及合理地应用内啮合齿轮副，因此可使其结构紧凑。再由于在中心轮的周围均匀地分布着数个行星轮来共同分担载荷，从而使得每个齿轮所承受的负荷较小，并允许这些齿轮采用较小的模数。此外，在结构上充分利用了内啮合承载能力大和内齿圈本身的可容积体积，从而有利于缩小其外廓尺寸，使其体积小，质量小，结构非常紧凑，且承载能力大。般，行星齿轮传动的外廓尺寸和质量约为普通齿轮的即在承受相同的载荷条件下。传动效率高由于行星齿轮传动结构的对称性，即它具有数个匀称分布的行星轮，使得作用于中心轮和转臂轴承中的反作用力能互相平衡，从而有利于达到提高传动效率的作用。在传动类型选择恰当结构布置合理的情况下，其效率值可达。传动比较大，可以实现运动的合成与分解只要适当选择行星齿轮传动的类型及配齿方案，便可以用少数几个齿轮而获得很大的传动比。在仅作为传递运动的行星齿轮传动中，其传动比可到几千。应该指出，行星齿轮传动在其传动比很大时，仍然可保持结构紧凑﹑质量小体积小等许多优点。而且，它还可以实现运动的合成与分解以及实现各种变速的复杂的运动。运动平稳抗冲击和振动的能力较强由于采用了数个结构相同的行星轮，均匀的分布于中心轮的周围，从而可使行星轮与转臂的惯性力相互平衡。同时，也使参与啮合的齿数增多，故行星齿轮传动的运动平稳，抵抗冲击和振动的能力较强，工作较可靠。总之，行星齿轮传动具有质量小体积小传动比大及效率高类型选用得当等优点。因此，行星齿轮传动现已广泛地应用于工程机械矿山机械冶金机械起重运输机械轻工机械石油化工机械机床机器人汽车坦克火炮飞机轮船仪器和仪表等各方面。行星传动不仅适用于高转速大功率，而且在低速大转矩的传动装置上也已获得了应用。它几乎可适用于切功率和转速范围，故目前行星传动技术已成为世界各国机械传动发展的重点之。行星齿轮传动的缺点是材料优质结构复杂制造和安装较困难。但随着人们对行星传动技术进步深入地了解和掌握以及对国外行星技术的引进和消化吸收，从而使其传动结构和均载方式都不断完善，同时生产工艺水平也不断提高。因此，对于行星齿轮传动的设计者，不仅应该了解其优点，而且应该在自己的设计工作中，充分发挥其优点，且把其缺点降低到最低限度，从而设计出性能优良的行星齿轮传动装置。.行星齿轮传动的设计计算.选取行星齿轮传动的传动类型和传动间图根据本设计方案选用的传动类型为型啮合。其传动简图为.进行行星齿轮传动的配齿计算配齿计算就是根据给定的传动比来确定行星齿轮传动中各轮的齿数。据型行星齿轮传动的传动比公式式中行星齿轮传动的特性参数特性参数与给定的传动比有关，值必须合理地选取。般应选取。由式可得由上式可知，当选定最小齿数时，便容易求得内齿轮的齿数值。般情况下，齿轮的最少齿数的范围为。据同心条件可求得行星轮的齿数为再考虑到其安装条件为整数即整数综合上述公式，则可知型传动的配齿比例关系式为最后，再按以下公式校核其邻接条件和式中分别为行星轮的齿顶圆半径和直径行星轮个数齿轮副的中心距相邻两个行星轮中心之间的距离。根据给定的行星齿轮传动的传动比的大小和中心轮的齿数及行星轮个数，由表型行星齿轮传动的配齿可查的型行星齿轮的传动比及其各轮齿齿数。据表查得初步计算齿轮的主要参数齿轮材料和热处理选择中心轮内齿圈和行星轮均采用渗碳淬火，回火，齿面硬度,据图和图均为行星齿轮传动设计，后同，取和，则加工精度为级。按弯曲强度的初步计算公式计算齿轮的模数为现已知，。中心齿轮名义转矩取算式系数.按表取使用系数按表取综合系数.取接触强度计算的行星轮间载荷分布不均匀系数.，由公式可得由图查得齿形系数.由表查得齿宽系数.，则齿轮模数为取齿轮模数为。.啮合参数计算在两个啮合副，中，其标准中心距为由此可知，两个齿轮副的标准中心距相等，因此，该行星齿轮传动满足非变位的同心条件。.几何尺寸计算模数。压力角。分度圆直径齿顶高外啮合副