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冲击凿岩钎杆的瞬态动力学分析

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文档简介:

冲击凿岩钎杆的瞬态动力学分析探矿工程(岩土钻掘工程)2006年第9期冲击凿岩钎杆的瞬态动力学分析周晔,张国榉(中国地质大学(武汉)机电学院,湖北武汉430074)摘要:以ANSYS为平台,按照真实工作状态对凿岩钎杆进行了瞬态动力学分析,并对不同活塞形状下分析结果数据进行了比较,为冲击凿岩系统设计提供了理论依据。关键词:凿岩钎杆;瞬态动力学;活塞;应力波中图分类号:P634.42文献标识码:A文章编号:1672—7428(2006)09—0046—03TheTransientDynamicsAnalysisofImpactRockDrillingRod/ZHOUYe,ZHANGC~o-ju(ChinaUniversityofGeo.sciences,WuhanHubei430074,China)Abstract:Accordingtotheactualworkingsituation.thisarticlemadeatransientdynamicsanalysistorockdrillingrodonANSYSplatform,andmadecomparisonwiththeresultdataondiferentpistonshapes.Sointhiscase,theorybasisforthedesignofpercussiverockdrillingsystemisprovided.Keywords.rockdrillingrod;transientdynamics;piston;stresswave机械冲击式凿岩时,活塞以一定的冲击末速度撞击钎尾,并将若干能量以应力波形式和一定的波速,由钎柄沿着钎杆向钎头方向传播。应力波的形状和大小,取决于活塞的结构和冲击末速度。起初,波是以压应力波的形式向前传播的;当压应力波到达钎头与炮眼底部接触面时,将随着接触面状况出现自由端反射和固定端反射两种状况。一般在进行钻凿极坚硬岩石数值模拟研究时,都假设为固定端反射情况。但实际凿岩时钎杆工作是介于自由端和固定端之间的。依此,凿岩机破碎岩石的能量传递可能有以下3种方式:方式一:机体的轴推力,由钎套通过钎肩传给钎杆,钎子以固定轴推力Q被压在眼底,这时活塞以冲击末速度冲击钎尾端面。方式二:钎子离开眼底某一距离,活塞与钎子相互冲击。活塞冲击钎尾后,钎子自由运动直到与眼底接触破碎岩石。

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