钻机旋冲钻孔过程中破岩效率的研究

作者：柳波，倪鹏，谭孝刚，张超 日期：2020-09-22/span> 浏览：2142 查看PDF文档

钻机旋冲钻孔过程中破岩效率的研究*
柳波，倪鹏，谭孝刚，张超
（中南大学 机电工程学院，湖南 长沙 410083）

摘要：针对岩石钻机旋冲钻孔过程中破岩效率低的问题，基于岩石力学理论和有限元理论，建立了球形钻齿与岩石的相互作用受力模型以及旋冲钻孔破岩的有限元模型。采用了非线性有限元分析软件LSDYNA来模拟不同参数下的旋冲钻孔过程，得到了钻头破岩过程中钻齿吃入深度与时间以及破碎体积、破碎比功随转速和频率的变化曲线；分析了转速与频率对破岩效率的影响规律。研究结果表明：转速对钻齿吃入深度影响不大，岩石破碎主要发生在冲击力卸载之后，当转速在30 r/min~35 r/min，频率在20 Hz~30 Hz范围内，破岩效率相对较高，能够充分提高能量利用率；该结果可以为钻头的合理设计以及岩石钻具的钻孔工艺参数选择提供依据。
关键词：旋冲钻孔；破岩效率；旋转速度；冲击频率；LS-DYNA
中图分类号：TH113；TP39         文献标识码：A       文章编号：1001-4551(2020)07-0801-05

本文引用格式：
柳波，倪鹏，谭孝刚,等.钻机旋冲钻孔过程中破岩效率的研究［J］.机电工程，2020，37(7)：801-805.
LIU Bo, NI Peng, TAN Xiao-gang, et al. Research on rock breaking efficiency of rotary punching drilling rig［J］.Journal of Mechanical & Electrical Engineering, 2020,37(7):801-805.《机电工程》杂志：http://www.meem.com.cn