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《中南大学》 2013年
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长螺旋钻机麻花钻头钻进过程模拟及结构优化

许建军  
【摘要】:长螺旋钻机是桩工机械类产品的一种,由于具有设备成本低、适用范围广、桩基质量好、单桩承载力高、噪声少、无泥浆污染、耗用钢材少等优点而被普遍使用。但长螺旋钻机仍存在钻进效率不高的问题,影响了钻孔、成桩的效率和整机的使用性能。为了提高钻孔效率,本文对长螺旋钻机钻头的钻进效率进行了仿真研究,设计出一种钻进效率高的长螺旋钻机麻花钻头。 论文的主要研究工作及创新有: (1)对长螺旋钻头进行了深入研究,将目前国内外所使用的钻头结构及其使用情况进行了对比分析,为钻头设计提供了理论依据。 (2)对影响长螺旋钻进效率主要因素进行了理论分析,并设计了一种利于切土的长螺旋钻头——麻花钻尖结构钻头,利用长螺旋钻机麻花钻头定心准确、不偏斜或窜孔、对土体进行一次切削后两端刀齿再对土体进行二次切削,提高了切削能力。建立了钻进过程的力学模型,分析表明长螺旋钻机麻花钻头提高了钻削能力和定心性能。 (3)建立了长螺旋钻机麻花钻头和传统的定心型长螺旋钻头钻进的有限元分析模型并进行钻进过程模拟,模拟结果表明长螺旋钻机麻花钻头的钻进效率比传统的定心型钻头提高了16.60%。 (4)应用了均匀试验方法优选设计变量组,根据变量参数建立仿真模型模拟钻进,得出不同变量参数组合下的钻进深度值。优化得出钻进效率最高的最优参数为:螺旋角35°,顶角90°和后角10°。 (5)自制了实验台架对优化后的长螺旋钻机麻花钻头和传统的定心型长螺旋钻头进行了现场测试,测试结果表明长螺旋钻机麻花钻头的钻进效率比定心型长螺旋钻头的钻进效率高13.36%,与仿真结果基本吻合。
【学位授予单位】:中南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:TU67

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 罗春雷;孙如幂;;高速铁路CFG桩施工效率的提高[J];长沙铁道学院学报(社会科学版);2009年04期
2 孙瑞民;杨凤灵;;CFG桩常见的质量问题分析和控制措施——以长螺旋钻机施工为例[J];工程地球物理学报;2006年03期
3 孙景武,刘帝芳;长螺旋钻孔机临界转速的确定[J];工程机械;1992年08期
4 韩荣第;杨昌琪;吴健;;麻花钻的数学建模及钻削过程有限元分析[J];工具技术;2008年04期
5 张连山;国外自动送钻装置的现状与发展[J];国外石油机械;1996年01期
6 张普礼,刘惠;麻花钻锥面磨削方法数学模型的建立[J];机电工程技术;2004年05期
7 孙景武;刘帝芳;;长螺旋钻机参数的研究[J];建筑机械;1992年09期
8 郭传新,马建中,马鸿忠;中国桩工机械概况[J];建筑机械;2002年10期
9 夏蓓娅,胡欣欣;长螺旋钻机工作参数与土的运动[J];建筑机械;1999年04期
10 阳凯凯;;长螺旋钻孔压灌混凝土桩的设计施工与检测[J];山西建筑;2006年23期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 赵永军;;加筋土挡墙在高寒地区的施工新技术[J];四川建筑科学研究;2008年04期
2 李杰;徐利;周丽琴;;深基坑复合土钉支护受力机理分析[J];四川建筑科学研究;2009年03期
3 钱坤;尹新生;朱珊;佴磊;;三维地基沉降计算公式的改进与比较[J];四川建筑科学研究;2009年03期
4 李小林;王伟;;高校实践紧密型课程教法刍议[J];安徽职业技术学院学报;2010年04期
5 李玉书;;高速铁路客运专线路基CFG桩施工流程及常见的质量问题和控制措施——以长螺旋成孔管内泵压混合料灌注成桩法为例[J];安徽建筑;2010年06期
6 郝福生;惠治鑫;;科里奥利力对黄河沿岸水体流失的影响及当前治理措施调查[J];安徽农业科学;2011年16期
7 吴娜;姚永生;;最小二乘法在岩土三轴剪切实验中数据处理的应用[J];安阳工学院学报;2006年05期
8 梁文文;王成;;抗滑桩的桩间土拱效应问题研究[J];地下空间与工程学报;2010年S2期
9 刘赪炜;韩煊;陈昌彦;贾亮;;高填方路基沉降预测的半数值半解析方法[J];地下空间与工程学报;2011年03期
10 周栋梁;张天友;;岩质边坡侧压力问题初探[J];地下空间与工程学报;2011年S2期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 孙凤余;郑伟;赵秋芳;郭新华;;朗肯理论在矿山环境保护与综合治理中的应用[A];河南地球科学通报2008年卷(下册)[C];2008年
2 高霆;侯晓东;宁重生;;“以车代磨”技术在支承轴加工中推广应用[A];第八届河南省汽车工程科技学术研讨会论文集(下)[C];2011年
3 许凌云;;机械加工误差分析及精度提高方法[A];“绿色制造 质量管理”——海南省机械工程学会、海南省机械工业质量管理协会2011年会论文集[C];2011年
4 李军;李强;周靖凯;张宇;;基于二次曲线形式摩尔包络线的履带车辆推力计算研究[A];2011年中国农业系统工程学术年会论文集;海峡两岸农业学术研讨会论文集;长沙市第五届自然科学学术年会农学研讨会论文集[C];2011年
5 李伟;袁昶;;船坞坞口围堰钢板桩拔除工艺设计与实践[A];中国土木工程学会港口工程分会第七届港口工程技术交流会论文集[C];2011年
6 高正夏;赵海滨;;向家坝坝基岩体软弱夹层渗透变形现场试验研究[A];第九届全国渗流力学学术讨论会论文集(二)[C];2007年
7 王志达;龚晓南;蔡智军;;浅埋暗挖隧道开挖进尺的计算方法探讨[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会论文集[C];2007年
8 张玉成;杨光华;胡海英;张有详;;在软土地基上有反压护道路堤及堤坝的稳定计算[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会论文集[C];2007年
9 薛东杰;郜海莲;王广荣;易海洋;周宏伟;;CFG桩在料场软基处理中的数值仿真研究[A];北京力学会第17届学术年会论文集[C];2011年
10 张晓科;秦四清;李志刚;王少川;付德才;;西龙池抽水蓄能电站下水库BW2危岩稳定性分析[A];中国科学院地质与地球物理研究所2007学术论文汇编(第七卷)[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘浜葭;冻融和渗流耦合作用下风积土路基结构性演变规律的研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
2 邵玉娴;粘性土工程性质的温度效应试验研究[D];南京大学;2011年
3 孙训海;基础刚度、褥垫厚度对刚性桩复合地基桩土承载性状的影响[D];中国建筑科学研究院;2010年
4 刘飞;吉林敦化地区草炭土特性的时间效应研究[D];吉林大学;2011年
5 谢新颖;挤扩多盘桩极限承载力及桩—土间剪应力和位移关系研究[D];吉林大学;2011年
6 赵忠明;小浪底库区采空区稳定性研究[D];河南理工大学;2011年
7 李月恩;模具钢高速球头铣削加工表面质量的研究[D];山东大学;2011年
8 曹清园;基于铣削力建模的复杂曲面加工误差补偿研究[D];山东大学;2011年
9 张辉;硬脆刀具材料的高温摩擦磨损特性及机理研究[D];山东大学;2011年
10 赵健;软土地基强度试验研究及其增长计算理论[D];中南大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 赵庆;土石坝坝下涵洞三维有限元分析[D];郑州大学;2010年
2 胡志超;箱型钢筋混凝土倒虹吸非线性有限元分析[D];郑州大学;2010年
3 王士革;填方路基下长短桩复合地基沉降特性研究[D];郑州大学;2010年
4 滕彦磊;塑性混凝土防渗墙应力变形有限元分析[D];郑州大学;2010年
5 刘海涛;刃口钝化对PCBN刀具切削性能影响的研究[D];大连理工大学;2010年
6 肖春良;等倾角螺旋槽铣削加工失效分析及装备方案研究[D];大连理工大学;2010年
7 宋庭科;PCBN刀具车削镍基高温合金切削性能研究[D];大连理工大学;2010年
8 刘莹;波浪作用下黄河水下三角洲粉质土体海床响应研究[D];中国海洋大学;2010年
9 欧阳君;土石坝结构稳定的静动力非线性有限元分析[D];新疆农业大学;2010年
10 刘永春;衡重式桩板挡墙的模型试验研究[D];中国铁道科学研究院;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郭谨一;刘剑锋;何宇强;毛保华;;高速客运专线建设条件分析[J];铁道科学与工程学报;2006年01期
2 方琪根;;客运专线速度目标值的技术经济分析方法与应用[J];铁道科学与工程学报;2006年06期
3 阮波;张向京;;武广客运专线路基改良填料的试验研究[J];铁道科学与工程学报;2008年01期
4 杜伦平;周文梁;;客运专线速度目标值的决策模型与算法[J];铁道科学与工程学报;2008年04期
5 康德纯,E.J.A.Armarego;麻花钻直线刃圆锥面刃磨法的数学建模[J];大连理工大学学报;1998年03期
6 皮齐宝;長(虫田)旋钻机主要参数的计算[J];工程机械;1981年01期
7 孙景武,刘帝芳;长螺旋钻孔机临界转速的确定[J];工程机械;1992年08期
8 郭峰;李瑰贤;赵伟民;;螺旋钻具输土速度与阻力的实验[J];工程机械;2006年09期
9 马骥,张东刚,张震,阎明礼;长螺旋钻孔管内泵压CFG桩施工配合中有关问题的探讨[J];工程质量;2001年07期
10 李式仁,陶义,马建文,陈德文;长螺旋钻孔桩在岩石地基上的应用[J];工业建筑;2001年10期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李志勇;;长螺旋反插钢筋笼基础桩施工工艺[J];山西建筑;2007年21期
2 庞浩;罗春雷;刘丹;;长螺旋钻机液压驱动动力头的设计[J];流体传动与控制;2008年02期
3 周建强;皇甫海军;;长螺旋钻机在沪宁高速公路拓宽改建工程中的应用[J];公路交通技术;2011年01期
4 刘珍荣;安金龙;;长螺旋钻机施工CFG桩的应用[J];山西建筑;2011年08期
5 王伟;;长螺旋反插法钻孔灌注桩施工技术[J];价值工程;2011年15期
6 李学实;;新型长螺旋钻机的开发与应用[J];科技资讯;2007年19期
7 汤晓光;赵双林;郑文军;;武广客运专线CFG桩施工方法试验研究[J];路基工程;2007年04期
8 王宪忠;孙姿禄;祖秉新;李强;尹晓玲;袁淑芬;陈昊鹏;张敏;;浅谈长螺旋钻管内泵压CFG桩施工工艺[J];吉林地质;2009年02期
9 侯坤岳;张亚敏;;CFG桩施工中常见问题及解决方法[J];商业文化(学术版);2009年07期
10 李冰;;高速铁路建设中提高CFG桩施工效率的措施[J];工程建设;2009年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 冯少春;管佩先;于民兴;;TS-22型长螺旋钻机及其应用[A];探矿工程(岩土钻掘工程)技术与可持续发展研讨会论文集[C];2003年
2 傅水根;杨锦荣;石伯平;朱自强;刘大宁;;小直径聚晶金刚石麻花钻头的放电加工工艺研究[A];第七届全国电加工学术年会论文集[C];1993年
3 赵伟民;胡长胜;杨春雷;刘迎梅;;超大口径钻孔技术暨灌注桩施工机械发展综述[A];2002年黑龙江省机械工程学会年会论文集[C];2002年
4 陈志亮;;长螺旋混凝土压灌桩在地基处理中的应用[A];全国煤炭地质钻探研讨会论文集[C];2007年
5 华剑;程永瑞;陈明;;PDC钻头钻进过程的动态仿真[A];2009年石油装备学术研讨会论文专辑[C];2009年
6 周益林;陶荣安;江开尧;吴彬;;钻井法过膨胀性黏土技术初探[A];矿山建设工程新进展——2007全国矿山建设学术会议文集[C];2007年
7 薛军;;孕镶金刚石钻头切削刃在碎岩过程中显微面积的研究[A];第四届全国岩石破碎学术讨论会论文集[C];1989年
8 赵尔信;徐省盘;赵加树;;测定岩石研磨能力的新方法[A];第四届全国岩石破碎学术讨论会论文集[C];1989年
9 黄柏龄;陈冬林;;微机电液集成块凿岩控制系统的研究试验[A];第四届全国岩石破碎学术讨论会论文集[C];1989年
10 王斌;;冻结孔钻孔过程中的防偏及控偏方案浅析[A];矿山建设工程技术新进展——2009全国矿山建设学术会议文集(上册)[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 司宁博;宇通重工旋挖钻高速公路施工创纪录[N];中国工业报;2009年
2 姚承岳;上工直柄麻花钻市场占有率居全国第一[N];中国工业报;2007年
3 李丙驹;生生不息[N];经理日报;2007年
4 本报实习记者 李磊;用“心”打好人生桩基[N];中国航空报;2010年
5 李长虹;跻身世界工具界强手之林[N];人民日报;2004年
6 王 倩 建 斌;顺借科技之风 呈飞腾空而起[N];中国企业报;2004年
7 汪红蕾 李淑萍;科技筑“芯”中国硅谷[N];中华建筑报;2003年
8 ;全面创新成就“江钻”辉煌[N];中国企业报;2006年
9 周燕;程金杲;张丰春;于淼;我国煤田钻探获新突破[N];中国矿业报;2002年
10 广西 李汉朝;音箱嗽叭孔开挖一法[N];电子报;2000年
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1 方宇;液中放电沉积关键技术研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
2 曹品鲁;潜孔锤冲击挤密钻进机理及挤密钻头的设计与实验研究[D];吉林大学;2007年
3 唐俊;预测煤巷突出危险性的连续流量法研究[D];中国矿业大学;2009年
4 马新;水平定向钻杆力学效应模拟仿真研究[D];吉林大学;2006年
5 胡志坚;钻机负载自适应液压控制系统的研究[D];吉林大学;2007年
6 王如生;反循环强力气体喷射钻进技术理论及试验研究[D];吉林大学;2007年
7 博坤;贯通式潜孔锤反循环钻进技术钻具优化及应用研究[D];吉林大学;2009年
8 郑俊华;JDD-100型城市地质调查钻机电液比例自动钻进系统研究[D];吉林大学;2009年
9 郝世俊;煤矿井下大直径定向钻孔的成孔工艺及瓦斯抽采效果研究[D];煤炭科学研究总院;2007年
10 周照明;欠平衡随钻气侵规律及运移模型研究[D];大庆石油学院;2010年
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1 许建军;长螺旋钻机麻花钻头钻进过程模拟及结构优化[D];中南大学;2013年
2 代建龙;新型振动长螺旋钻机辅助振动设计及其智能控制研究[D];中南大学;2013年
3 宋长春;自升式长螺旋钻机桩架的安全性研究[D];中南大学;2013年
4 尹千才;长螺旋钻机大功率液压动力头研究[D];中南林业科技大学;2013年
5 庞浩;长螺旋钻机提钻力学行为及提钻液压控制系统研究[D];中南大学;2008年
6 张政华;液压长螺旋钻机自动送钻系统研究[D];中南大学;2013年
7 徐圆;长螺旋钻机自适应协调钻进系统研究[D];中南大学;2011年
8 张宗彩;基于OpenGL的轴向振动钻削仿真技术的研究[D];太原科技大学;2009年
9 王恒;基于SK录井仪的钻参数据库研究及其用于钻进过程监测的初步实践[D];中国地质大学;2004年
10 郭磊;微细孔加工的关键技术研究及其加工装置的开发[D];东华大学;2008年
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