1、随星形运动周期切削的厚度速度超切尺度和间断长度，应控制与星形轮上刃具的切削平均进度及排渣效率相适应，亦即应与钻具的整体进尺速度控制相协调，而且还要保证有足够大的切削扭矩力。为了使钻具的刃具有进步的功能性分工，现提出在托盘上每两星形齿轮间的三角区内，安装从动齿轮与外齿圈啮合，带动其轴端有个刀刃的刃具头产生间歇切削运动，以适当的间歇周期控制切削固定圈下的土体，通过保证土体承受钻具固定圈所需的压力动态平衡，从而保证钻具整体进尺的均衡性和稳定性。这样就可以充分发挥星形轮上刃具群在大面积切削中的功能性作用。有待进步考证其机械运动原理的新颖性和适用范围。据有关业内人士的感觉判断，此机械运动的机构及原理具有独立独创和实用性。目前的应用除适用于开发桩基钻具外，还可应用于开发土工“灌砂法密实度检测”取样机。其Ⅰ型机构原理还可应用于引进技术开发生产的异形大断面“地铁隧道盾构机”和“顶管掘进机”刀盘的新型化设计改造和完善。由。

2、。如采取加大锤重和行程的办法，则钻具空间有限，冲击频率会更降低，也与轻型化设计要求不相适应，仅自由落体能量是远远不够的。解决方案可采用加簧的蓄能锤，从而有效保证钻具的破石能力。解决冲击碎石功能的第二种方法。冲击碎石能量的输入传递和转换的问题，这是个涉及本钻具是否有实用价值的关键问题。为了提高刃具在大粒径砾石层和岩石层等特殊地质条件的成渣能力，加强刃具冲击碎石能量的输入传递和转换，是解决问题的关键。为此还可采取“气动力冲击盘锤”的概念解决。即利用星动齿轮组以上钻架圈以内的空间，在上钻架圈设置“气动力缸”，在三个星形轮钻杆群上，再设置联体的“冲击动盘”,汽缸与动盘体间弹性且滑动约束。压缩空气驱动“气动缸”使“冲击动盘”往复连动,其能量通过“冲击动盘”向其下面的钻杆群传递和作用，以提高和强化冲击碎石的频率和能量，从而充分发挥刃具复合运动扭掰撬削等效应的作用，确保“星动钻具”适应硬岩地质条件的成孔能力。气动冲击。

3、生。对于无护壁施工，Ⅱ型钻具宜采用潜水体化变速电机配套型，同时配套组同步钢丝绳滑轮组控制升降并产生反向力偶。井口地面驱动Ⅰ型钻具则由固定圈底部，与孔底地面产生相对运动的摩擦阻力产生。潜水驱动Ⅰ型钻具则由地面约束力和孔底地面产生相对运动的摩擦阻力产生。当然也可以另辅助增设接触孔壁的单向连动自锁机构，以有效增加和确保钻具运行的超强反向平衡力矩。合理解决机械运动润滑的问题。任何事物都具有两面性，由于机构特性决定和为了简化结构，建立刃具星形运动的齿轮组等大部件，不可避免的只能在泥浆中润滑，这就需要齿轮组采用高锰类耐磨钢特性材料履带锷板和道岔类材料，有适应在泥浆砂石中工作的材质要求。以解决有关部件难以密封的滚动滑动和齿轮摩擦的润滑以及锈蚀问题。另外还需加设防护罩和隔离板，以防异物影响和损坏机件运行。解决固定圈底承力土体控制切削的第二种方法。以上关于钻具固定圈下的土体，是考虑由星形轮上组专用刃具随运动周期进行切削，。

4、，齿轮组由个中心齿轮三个行星齿轮齿轮圈和托盘组成，中心齿轮用键固定在动力轴上，大小相同的个行星齿轮均匀分布在中心齿轮周围，行星齿轮与中心齿轮和齿轮圈上段的内齿同时啮合，齿轮圈与外支架圈固定在起，齿轮圈内圆周的下段为光滑的圆柱面，与托盘外圆周动配合，托盘为侧面光滑的圆盘，其上有个与行星齿轮相对应的个行星孔，行星孔内为齿轮圈，每个行星轮外侧周边的下部用轴承均匀固定着个或若干个钻杆，钻杆的下端安装有钻头刃具，钻杆的中部用键固定有被动转动齿轮，此转动齿轮与托盘上的行星孔的内齿相啮合，齿轮圈上部和下部都有内沿，上部内沿的表面和行星齿轮上沿的下表面接触，下部内沿的表面和行星齿轮下沿的上表面接触。第章设计中要考虑的问题和方案采用弹簧蓄能，增强间歇锤的冲击破石能效。由于该机械间歇锤难能产生高频大幅的冲击运动，每次冲击破石也不在固定点，而对于脆性的岩石面的破碎，也数首次的冲击破碎效果最佳，所以必须保证每次冲击的能量足够大。

5、工作效率。但在大砾石和岩体层面破碎施工时，则宜使钻杆及刃具工作在两个层面高，以增加岩体破碎临空面，提高冲击破石效率。以上要求钻杆及刃具能方便更换或调整其工作高。合理确定Ⅰ型结构中刃具的形状和直径。要求刃具既能绞削软散颗粒，又能冲击破碎和侧挤破碎对于孔壁边缘岩石，同时又便于刃具随孔底地面高度变化而滑动过度此是冲击破石功能的需要，宜使刃具呈圆锥状造型，不过锥侧面均匀布设三道刃口和数条齿槽，锥顶呈三菱锥形刃尖。另外必须保证每个星形轮，至少有组刃具的最大绞削范围超出钻具固定圈厘米左右，以使钻具顺利的整体钻进进尺。这需要在不与其它刃具和排渣管运动相扰的情况下，综合考虑确定其最大刃具直径。要求钻具适配性好。既能适配般回旋钻机，也可适配潜水钻机。即既可设计为地面驱动，也可采用潜水变速电机体化设计或液压马达驱动。有效保证钻具运行的反向平衡力矩。钻具切削运动必须的反向平衡力矩，对于有沉井护壁施工，即由与井壁联系的定位约束。

6、于其具有可临空施工的条件，因而更有利于采取其他措施如电动，大大强化冲击碎石功能。主要是由对岩土体的磨削或压碎掘进，改为绞削和冲击破碎掘进。有望开发生产出掘进刀盘控制系统除外结构原理全新工况条件合理效率更高易维护和适用于各类地质情况的新刀盘类型的机械。也需要在托板上以主动轴为圆心，分别围绕星形齿轮侧，安装三条带状螺旋机构，以将渣土拢耙集中在中空轴孔中排出，实现各单元独立排渣综上所述，桩基础工程施工的效率，首先决定于成孔设备的效率，成孔设备的效率又主要决定于钻具的综合性能，而钻具的性能主要是体现对岩土的成渣和排渣能力两方面。本文提出的方案，就是综合解决钻具既具有冲击破碎和旋削岩土的成渣能力，也建立了钻具高效排渣的结构和性能条件，同时由于采用了星形运动以及模块化结构的方案，也使解决大中直径成孔钻具地质通用性施工适用性高效率轻性化和小扭矩的设计问题成为了可能。其主要是采用了“星形运动”的机械原理，构思了全新的运。

7、排气可作为气举排渣动力的利用和补充。为有利于成孔垂直度的控制，根据需要星形齿轮及托盘可采取适宜的圆锥形布置设计，但将会加大机械设计和加工的难度。另外，主轴排渣管的端头要求能安装绞削式刃具或小径牙轮中心钻头，以适应在不同地质条件下，有利于稳定成孔中心位置和控制钻进面均衡程度。配套采购标准部件，以减少设计和生产的工作量以及投入。如Ⅱ型结构中的“万向传动结”，可采购汽车标准配件设计配套。增加泥渣拢耙功能和适配泥渣分离器以及排渣动力。能否及时的排空出渣，直接影响着钻具的安全稳定运行和成孔效率。所以需要在托板上以主动轴为圆心，分别围绕星形齿轮侧，安装三条带状螺旋机构，以将渣土实时拢耙集中在中空轴孔中排出。对于反循环排渣，要求压缩机或泥浆泵功率相匹配，且及时和充分的分离泥渣，返回泥浆确保施工泥浆面高度。另外气升排渣除需解决气体密封问题外，还需在气道安装活门，解决意外停机时泥渣反流沉淀堵塞气管的问题。保证Ⅰ型结构的钻。

8、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。

9、，具有定的轴向弹性自由度。为保证间歇锤对钻杆的冲击能完全传递到刃具尖部，从而充分作用于岩石面，另外在刃具未触及到孔底面，而升举钻杆使螺旋间歇机构足以生效时，不使钻杆轴产生间歇运动的举力，都必须使钻杆在轴向向上方向，具有定的弹性约束的自由度。合理布置Ⅰ型结构中刃具的数量和位置。理论上只需在星形轮周边均匀布满钻杆轴和刃具，就可获得最大细密和均匀的网状迹线运动面积。但实际上是只要钻具固定圈与孔底摩擦产生的反向平衡扭矩能得到保证后有祥述，则无论在星形轮面范围内，还是托板上空出的周边，都可以分布安装钻杆轴和刃具，从而加大星形运动产生的网状迹线密度。从模块化的概念出发，设计上可从密布置，在实际施工应用时，可根据不同配套设备和功率以及地质情况，留待现场决定安装的数量和位置。合理确定Ⅰ型结构中刃具的工作层面高度。安装在三个行星轮上的钻杆及刃具，如在松软地质层施工，以均衡的分布在个不同的工作层面高度为宜，这样可以提高整体。

10、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。

11、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。

12、机构，使钻具具有了当前多种常规钻头的优势功能。即是钻具的刃具群既可单独径向转动，以旋削软散小颗粒岩土，又可轴向冲击运动，以破碎整体和孤立岩石，所以适应各种地质条件施工。二是特别适合气举反循环排渣施工，由于钻具对成渣具有实时拢耙功能，所以对于小于排渣管直径的成渣颗粒，可直接及时快净地气举排渣。三是钻具部件大部分采取开放式泥浆润滑，局部采取封闭油润滑，相对于美日德进口设备的钻具结构大大简化。四是钻具设计既可适用于米以上至米直径，甚至更大的直径，当然更可应用于中小直径钻具。五是钻具相对质量轻，对钻压无要求。刃具工作面小，因而摩阻力小，无效功耗小，功率因数高。与同直径常规钻具相比，需匹配的驱动扭矩小。六是可模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。

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