大直徑樁基礎(chǔ)工程成孔鉆具設(shè)計畢業(yè)論文.doc

目錄第1章前言1第2章概述3第3章設(shè)計中要考慮的問題和方案4第4章行星齒輪設(shè)計84.1行星齒輪的特點84.2行星齒輪的設(shè)計計算94.3行星齒輪均載裝置18第5章鉆桿齒輪設(shè)計20第6章鉆桿回轉(zhuǎn)驅(qū)動齒輪設(shè)計22第7章鉆具的設(shè)計24第8章主鉆頭的設(shè)計27第9章主軸的設(shè)計299.1主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計299.2主軸的校核30第10章泥漿循環(huán)系統(tǒng)的設(shè)計32設(shè)計總結(jié)35參考文獻(xiàn)36致謝37附錄138附錄245湖南工業(yè)大學(xué)2007屆本科生畢業(yè)設(shè)計摘要本次畢業(yè)設(shè)計完成了大直徑樁基礎(chǔ)工程成孔鉆具I型鉆具總體設(shè)計。設(shè)計內(nèi)容包括行星齒輪傳動部分的設(shè)計、鉆具的設(shè)計、主軸的設(shè)計以及泥漿循環(huán)系統(tǒng)的設(shè)計等幾個主要部分。同時，本設(shè)計在AutoCAD的基礎(chǔ)上，完成了該型鉆具的總裝圖和絕大部分零件圖的繪制。設(shè)計后的鉆具配套功率小，既能夠產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運動又能產(chǎn)生沖擊運動，且利用氣舉反循環(huán)排渣快速成孔。關(guān)鍵詞：成孔鉆具；行星運動；旋轉(zhuǎn)沖擊；氣舉反循環(huán)排渣湖南工業(yè)大學(xué)2007屆本科生畢業(yè)設(shè)計ABSTRACTThegraduatedesignpresentsthecollectivitydesignofItypedrillholemachine,whichcanmakeabigdiameterstakeofsubstructure.Thedesigncontentsincludethemainpartsofthefollowing,whicharethespreadoftheplanetwheelgear,drillfacility,theprincipalspindleandtheslurrycirclesystem.Besides,ithasfinishedtheassemblydrawingofthedrillmachineandalsomostofitspartdrawingsbasedontheAutoCAD.Asaresult,thedrillmachinewithasmallpowerwhichnotonlycouldcircumgratemovement,butalsocouldimpactmovement,andcouldaliminatethedregswithairanticirculate.Soitcanquickdrillthehole.Keywords:holedrillmachine；planetmovement；circumgyrateimpact；aliminatethedregswithairanticirculate湖南工業(yè)大學(xué)2007屆本科生畢業(yè)設(shè)計第1章前言長期以來，橋梁、港口、碼頭、水工和工民建筑物的基礎(chǔ)工程，在0.8米以上2.0米以下常規(guī)直徑樁基礎(chǔ)成孔施工中，廣泛使用沖擊鉆和回旋鉆兩種基本鉆型，以及泥漿護(hù)壁正循環(huán)排渣方法施工。隨著國內(nèi)外樁基礎(chǔ)工程機(jī)械的研究開發(fā)，為了適應(yīng)各種工程地質(zhì)條件施工，提高成孔施工效率，降低設(shè)備投入量和適應(yīng)大直徑樁基成孔需要，目前在傳統(tǒng)的沖擊鉆和回旋鉆的基礎(chǔ)上，已生產(chǎn)出了如：重型沖擊鉆、連桿沖擊反循環(huán)鉆、套管鉆機(jī)、潛孔沖擊錘、潛水回旋鉆、回轉(zhuǎn)斗鉆、短螺旋鉆和擴(kuò)底鉆頭等施工機(jī)械設(shè)備，大部分產(chǎn)品實現(xiàn)了反循環(huán)排渣，明顯地提高了成孔施工效率，一般巖層成孔直徑可達(dá)到2.5米左右，進(jìn)口設(shè)備成孔直徑已可達(dá)6米。其中結(jié)構(gòu)簡單的國產(chǎn)重型沖擊鉆成孔直徑也可達(dá)3.0米。但是仍然存在著種種不適應(yīng)施工需要的問題，主要是：1、普通回旋成孔鉆，對工程地質(zhì)條件變化的適應(yīng)性差，特別是不適應(yīng)大礫石地質(zhì)和無風(fēng)化硬巖層成孔，地質(zhì)適應(yīng)范圍受限。2、一般沖擊鉆雖然地質(zhì)適應(yīng)性好，但施工效率顯低，同時大直徑的重型沖擊錘自旋性差，成孔失圓度大。3、設(shè)備和鉆具通用和互換性差，即一種設(shè)備只能配套相應(yīng)鉆具。一種規(guī)格的鉆具，只能適用于相應(yīng)直徑的成孔。4、國內(nèi)大直徑的鉆具設(shè)備研發(fā)，少有研究采用新的運動原理和結(jié)構(gòu)，一般只能采取加大直徑，增加配套功率和扭矩，以及選用高硬刃具材料等辦法，因而有趨向高功率配置和笨重方向發(fā)展的趨勢，不僅固有的弱點問題沒有解決，而且又更加大了施工設(shè)備投資，影響工程建設(shè)效益。如：湖南省道1804線周家店至常德公路改建工程，在柳葉湖大橋四根3.0米直徑樁基礎(chǔ)施工中，由于施工成本的原因，第一個枯水施工季節(jié)，沒有進(jìn)場大直徑成孔設(shè)備，施工單位采取沉井明挖法施工失敗。在第二個枯水施工季節(jié)，終于以60多萬的價格，新購置到重型沖擊鉆機(jī)設(shè)備，開始進(jìn)行返工施工。韶關(guān)產(chǎn)沖擊錘重達(dá)13噸，配套設(shè)備均是個別設(shè)計生產(chǎn)，使用直徑4.5公分鋼絲繩。由于錘重繩粗，常規(guī)的設(shè)備匹配和連接方式，在這“重型”面前顯得非常脆弱，出現(xiàn)了每兩個工作班必須更換連接，每次需三小時，每15個工作班，損壞一次導(dǎo)輪或軸，每次更換需時間12天的情況，另外31#樁基出現(xiàn)了嚴(yán)重的孔壁失圓現(xiàn)象，明顯地影響了工程質(zhì)量、進(jìn)度和效率。5、適應(yīng)樁基礎(chǔ)沉井護(hù)壁不排水施工的設(shè)備缺乏。而不排水施工可避免發(fā)生沉井嚴(yán)重偏位、沉井滯留和井口沉陷以及下沉緩慢等諸多問題。各項工程基礎(chǔ)的施工進(jìn)度往往是影響整個項目建設(shè)工期的關(guān)鍵，其造價也是影響項目投資的