正基對螺旋鉆頭做為主要研究對象,對其在運動學(xué)、力學(xué)和零部件的結(jié)構(gòu)參數(shù)、材料以及加工工藝進(jìn)行理論計算,有限元靜動態(tài)模擬室內(nèi)外實驗等方面進(jìn)行研究。
一 運動學(xué)分析、通過分析刀頭的運動軌跡、計算出鉆齒的切入與切出角,并推導(dǎo)出鉆齒的布局、位置及齒數(shù)。鉆頭轉(zhuǎn)速與給進(jìn)速度對鉆頭切削面積和側(cè)壁殘余形貌的關(guān)系。以運動學(xué)做為基礎(chǔ)進(jìn)行了鉆掘力學(xué)的研究。
二 力學(xué)分析:基于不同的巖石層的破碎的臨界點,將機(jī)械能量zui大限度的傳遞給鉆牙。使其處于*的切削狀態(tài)。
三 碎巖的研究:通過理論、分析出各種巖層的物理特性,并通過各種實驗,制定出各種巖層需要克服巖石的摩擦力和剪切(擠壓/拉伸)巖石的反力、通過我們自己*的軟件模糊計算出鉆進(jìn)時所需的綜合力和掩飾的可鉆性。設(shè)計鉆頭結(jié)構(gòu),確定鉆頭用途。并且確保具有真實性和參考性。
注:巖土破碎分析:分析掩飾的鉆削是一個復(fù)雜的受力過程,它涉及彈性力學(xué)、塑性力學(xué)、斷裂力學(xué)和熱力學(xué)等。如果是脆性或塑脆性的巖石,這個過程包括巖石產(chǎn)生滑移形成小的碎屑,累積大滑移和側(cè)邊擠壓造成崩裂而形成的體積破碎塊。由于碎片的不連續(xù)性,使作用在鉆齒上瞬時推壓力和扭矩理論上產(chǎn)生的急劇波動。
巖石的硬度是巖石抵抗其它物體壓入或破壞所反應(yīng)出來的阻力,巖石所含礦物質(zhì)不同、巖石的裂隙以及巖石顆粒直徑等因素都會影響巖石的硬度,巖石的軟硬是相對的,可以從多方面來判斷其軟硬性質(zhì)。地質(zhì)上一般用可鉆性級別來對巖石分級,如果按巖石的壓入硬度對其進(jìn)行可鉆性分級,對巖石分軟、中軟、硬、堅硬、極硬等分為十二個級別。表5-1按單一的巖石壓入硬度,盡管可以對巖石進(jìn)行巖性的分析,但不能真正反應(yīng)巖石鉆進(jìn)時所需的軸壓和回轉(zhuǎn)驅(qū)動力。
按壓入巖石硬度的巖石可鉆性分級
巖石 類別 | 軟 | 中軟 | 中硬 | 硬 | 堅硬 | 極硬 | ||||||
巖石 級別 | I | II | III | IV | V | VI | VII | VIII | IX | X | XI | XII |
壓入 硬度 Mpa | <
100 | 100 ~250 | 250 ~500 | 500 ~1000 | 1000 ~1500 | 1500 ~2000 | 2000 ~3000 | 3000 ~4000 | 4000 ~5000 | 5000 ~6000 | 6000 ~7000 | >
7000 |