沖擊機(jī)構(gòu)PPT課件

.,1,第九章沖擊機(jī)構(gòu),.,2,9-1沖擊機(jī)構(gòu)的功用、要求及類型一沖擊機(jī)構(gòu)的功用用于驅(qū)動沖擊鉆頭破碎巖石，實(shí)現(xiàn)鉆孔的目的，另外還可以利用它進(jìn)行標(biāo)貫試驗(yàn)和其它工作。二對沖擊機(jī)構(gòu)的要求1.保證鉆頭破碎巖石所需的沖擊能量；2.可根據(jù)地層情況，方便的調(diào)節(jié)沖程及沖次；3.盡量減少載荷的波動幅度，改善動力機(jī)的工作條件；4.工作時鉆機(jī)的振動小。三沖擊機(jī)構(gòu)的類型機(jī)械式曲柄連桿-游梁式類型超越離合器式氣動離合-卷筒式液壓式液壓缸-游梁式液壓缸-鋼絲繩式,.,3,9-2曲柄連桿-游梁式?jīng)_擊機(jī)構(gòu)一結(jié)構(gòu)與工作原理該沖擊機(jī)構(gòu)是有工具卷筒、沖擊齒輪、曲柄、連桿、游梁、壓輪、導(dǎo)向輪、沖擊鋼絲繩等組成。該機(jī)構(gòu)在鉆孔時，沖擊齒輪被驅(qū)動，通過曲柄、連桿帶動游梁作上下擺動。沖擊鋼絲繩一端固定在工具卷筒上，另一端繞過導(dǎo)向滑輪、壓輪及鉆塔上的天車后，用鉛封方式連接到?jīng)_擊鉆頭的可轉(zhuǎn)動接頭上。游梁一端鉸支在支撐架上，在連桿的帶動下，繞連接銷上下擺動。當(dāng)游梁下擺時，壓輪將沖擊鋼絲繩下拉，而將沖擊鉆頭提起，當(dāng)游梁向上擺動時，壓輪放松鋼絲繩，沖擊鉆頭自由落體運(yùn)動。游梁到達(dá)上死點(diǎn)時，沖擊鉆頭下落到孔底，沖擊巖石，達(dá)到破碎巖石目的。,.,4,.,5,設(shè)游梁下擺時曲柄轉(zhuǎn)過的角度為2，游梁上擺時轉(zhuǎn)過的角度為1。由圖中可以看出：對心式結(jié)構(gòu)的2=1，而偏心式結(jié)構(gòu)的21。偏心式結(jié)構(gòu)對減小載荷波動有利，且有利沖擊過程鉆具的下落運(yùn)動。,曲柄連桿-游梁式?jīng)_擊機(jī)構(gòu)按照連桿與游梁的連接位置不同，可分為對心式和偏心式。見圖。,二運(yùn)動分析,.,6,將s代入s0式，即可得到b點(diǎn)(懸點(diǎn))的位移s0、速度0和加速a0的計算公式：,b,b1,B,B1,設(shè)機(jī)構(gòu)的有關(guān)尺寸如圖所示。根據(jù)圖示結(jié)構(gòu)和尺寸可得：,實(shí)際結(jié)構(gòu)中的長度較大，且游梁的擺角很小，故B點(diǎn)的運(yùn)動可用下列式子描述：,.,7,將兩種曲柄連桿沖擊機(jī)構(gòu)懸點(diǎn)的運(yùn)動的位移、速度、加速度曲線描繪到一副圖中，則如下圖所示：,.,8,鉆頭在孔內(nèi)的運(yùn)動規(guī)律鉆頭在沖擊過程的下落運(yùn)動，如果不考慮孔內(nèi)的各種阻力，可以認(rèn)為是勻加速運(yùn)動。其運(yùn)動行程可用下面的公式計算：,由此可以看出鉆頭的運(yùn)動規(guī)律和機(jī)構(gòu)的運(yùn)動規(guī)律是不一致的?？變?nèi)的鉆具的實(shí)際運(yùn)動因受到孔壁的阻力、泥漿的粘度、巖粉的多少等因素的影響，其運(yùn)動更為復(fù)雜。在鉆具下落過程中，鉆具的運(yùn)動和機(jī)構(gòu)的運(yùn)動可能出現(xiàn)下列三種情況：1.理想情況2.阻滯情況3.空打情況,123,.,9,四曲柄連桿-游梁式?jīng)_擊機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)1.結(jié)構(gòu)簡單;2.沖程較大;3.有幾種沖程可供調(diào)節(jié);4.有均衡載荷作用,載荷的波動幅度較小;5.對機(jī)構(gòu)和鉆具運(yùn)動的同步性要求高;6.減振彈簧易損壞。,.,10,五沖擊機(jī)構(gòu)有關(guān)參數(shù)的設(shè)計(一)沖擊機(jī)構(gòu)沖程與極限位置的計算由圖中的關(guān)系可知:,其中,滑快在極限位置時，對應(yīng)曲柄所夾的銳角為:,（二）沖次與沖程的關(guān)系鉆頭一次沖擊循環(huán)所用的時間為：,.,11,對于對心式的機(jī)構(gòu)：,對于偏心式的機(jī)構(gòu)：,對于柴油機(jī)驅(qū)動，因載荷的不均勻，鉆具下落時負(fù)載小，曲柄的角速度會略大于提升時的角速度，因此需加系數(shù),不考慮鉆具下落時孔內(nèi)的各種阻力，鉆具應(yīng)為自由落體運(yùn)動。因此：,故合理的沖次應(yīng)為：,(暫不考慮k2),.,12,（三）沖擊鉆進(jìn)功率的計算,考慮孔內(nèi)各種阻力系數(shù)：,鉆具的質(zhì)量,鉆具的提升速度,沖擊機(jī)構(gòu)的效率,.,13,9-3超越離合器式?jīng)_擊機(jī)構(gòu)一結(jié)構(gòu)與工作原理,.,14,.,15,二運(yùn)動分析為了分析，將機(jī)構(gòu)簡化為圖示結(jié)構(gòu)，并設(shè)定圖中標(biāo)出的相應(yīng)參數(shù)?？傻茫?則總長,由于,的極值點(diǎn),.,16,鉆具的提升高度（即沖程）為：,通過分析，可以得出此種機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)有：1.通過改變角的大小改變沖程h。2.由于機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)原因，曲柄回轉(zhuǎn)一周，l1及l(fā)2的變化規(guī)律不同，鉆具在機(jī)構(gòu)的帶動下的運(yùn)動是復(fù)雜的變速運(yùn)動。3.存在載荷不均衡的問題；4.只要機(jī)構(gòu)中鏈輪的速度保持適當(dāng)?shù)牡退?，鉆具就能有效地沖擊破碎巖石。,經(jīng)推導(dǎo)后可得出鉆具沖程的計算公式:,.,17,9-4液壓沖擊機(jī)構(gòu),一液壓缸-游梁式,.,18,二液壓缸-繩輪式1.液壓缸-繩輪式?jīng)_擊機(jī)構(gòu)的工作原理,.,19,2.液壓缸-繩輪式?jīng)_擊機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)(1)該機(jī)構(gòu)采用雙繩提拉鉆具,適用于大口徑?jīng)_擊反循環(huán)鉆進(jìn);(2)利用時間繼電器控制電磁換向，實(shí)現(xiàn)自動控制沖擊，并利用時間繼電器無級調(diào)節(jié)沖程和沖擊頻率；(3)該沖擊機(jī)構(gòu)的兩個沖擊液壓缸裝在移動式回轉(zhuǎn)器的箱體上，且回轉(zhuǎn)器在沖擊鉆進(jìn)時是由給進(jìn)液壓缸支撐。沖擊鉆進(jìn)時產(chǎn)生的震動力，一部分由給進(jìn)液壓缸吸收，一部分則通過鉆具傳到孔底，因此鉆機(jī)機(jī)架的震動很小;(4)該機(jī)構(gòu)在鉆具下落過程中，繩輪和活塞一起隨鉆具下落。為減小活塞下落的阻力，設(shè)計時采取了以下措施:a)活塞上裝有專門的板