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旋挖能入巖是依靠沖擊作用實(shí)現(xiàn)
來源：www.tera-hertz.cn 發(fā)布時(shí)間：2024年08月17日
旋挖能入巖是依靠沖擊作用實(shí)現(xiàn)的
從入巖鉆進(jìn)中對(duì)巖石作用力的方式看，各種鉆機(jī)都力求實(shí)現(xiàn)對(duì)巖石的沖擊作用，因?yàn)闆_擊使設(shè)備輸出的力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出靜力輸出。例如潛孔錘是通過沖擊器直接沖擊巖石；反循環(huán)鉆進(jìn)中牙輪滾刀、楔形滾刀等是通過滾刀上各個(gè)點(diǎn)回轉(zhuǎn)半徑不同實(shí)現(xiàn)自轉(zhuǎn)過程對(duì)巖石的沖擊。
旋挖鉆機(jī)入巖作業(yè)是通過控制鉆壓來實(shí)現(xiàn)對(duì)巖石沖擊的。鉆壓在圖二所示的模式下連續(xù)循環(huán)浮動(dòng)、增壓、減壓三個(gè)節(jié)拍。增壓時(shí)鉆頭轉(zhuǎn)動(dòng)阻力增大而減速，減壓時(shí)鉆頭轉(zhuǎn)動(dòng)阻力減小而加速，從動(dòng)量、沖量轉(zhuǎn)化方程可知速度變化越大，變化時(shí)間越短對(duì)巖石的沖擊力越大。通過沖擊，有效解決了鉆機(jī)對(duì)巖石作用力不足，難以超越破碎巖石最低載荷值問題。通過對(duì)巖石的沖擊也有利于自由面的形成。鉆頭連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)中，刀頭間歇地沖擊巖石，結(jié)果在刀具運(yùn)行方向上不斷形成凹凸不平，舊的凸起被破壞后又形成新的凸起。這些凹凸不平是鉆進(jìn)的自由面，無論是大自由面還是小自由面都有利于巖石受載荷（特別是受沖擊載荷）后變形從整塊巖體上剝離形成巖屑，從而增加了鉆進(jìn)效率。鉆機(jī)大的加壓能力和大的動(dòng)力頭功率是實(shí)現(xiàn)入巖的設(shè)備條件，將設(shè)備能力轉(zhuǎn)化為有效破巖能力必須經(jīng)過脈沖加壓操作方式的合理配合。從圖二“入巖鉆進(jìn)的合理加壓模式”看，旋挖鉆機(jī)入巖加壓模式為動(dòng)、靜載聯(lián)合作用，靜載可以提高沖擊動(dòng)載的作用力峰值。靜載還可以將鉆齒壓在孔底巖石上，使動(dòng)載作用直接傳遞到巖石，減少功率傳遞損失和彈性碰撞的功率損失。動(dòng)載有利于使對(duì)巖石的作用載荷超越一個(gè)門檻值。
從入巖鉆進(jìn)中對(duì)巖石作用力的方式看，各種鉆機(jī)都力求實(shí)現(xiàn)對(duì)巖石的沖擊作用，因?yàn)闆_擊使設(shè)備輸出的力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出靜力輸出。例如潛孔錘是通過沖擊器直接沖擊巖石；反循環(huán)鉆進(jìn)中牙輪滾刀、楔形滾刀等是通過滾刀上各個(gè)點(diǎn)回轉(zhuǎn)半徑不同實(shí)現(xiàn)自轉(zhuǎn)過程對(duì)巖石的沖擊。
旋挖鉆機(jī)入巖作業(yè)是通過控制鉆壓來實(shí)現(xiàn)對(duì)巖石沖擊的。鉆壓在圖二所示的模式下連續(xù)循環(huán)浮動(dòng)、增壓、減壓三個(gè)節(jié)拍。增壓時(shí)鉆頭轉(zhuǎn)動(dòng)阻力增大而減速，減壓時(shí)鉆頭轉(zhuǎn)動(dòng)阻力減小而加速，從動(dòng)量、沖量轉(zhuǎn)化方程可知速度變化越大，變化時(shí)間越短對(duì)巖石的沖擊力越大。通過沖擊，有效解決了鉆機(jī)對(duì)巖石作用力不足，難以超越破碎巖石最低載荷值問題。通過對(duì)巖石的沖擊也有利于自由面的形成。鉆頭連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)中，刀頭間歇地沖擊巖石，結(jié)果在刀具運(yùn)行方向上不斷形成凹凸不平，舊的凸起被破壞后又形成新的凸起。這些凹凸不平是鉆進(jìn)的自由面，無論是大自由面還是小自由面都有利于巖石受載荷（特別是受沖擊載荷）后變形從整塊巖體上剝離形成巖屑，從而增加了鉆進(jìn)效率。鉆機(jī)大的加壓能力和大的動(dòng)力頭功率是實(shí)現(xiàn)入巖的設(shè)備條件，將設(shè)備能力轉(zhuǎn)化為有效破巖能力必須經(jīng)過脈沖加壓操作方式的合理配合。從圖二“入巖鉆進(jìn)的合理加壓模式”看，旋挖鉆機(jī)入巖加壓模式為動(dòng)、靜載聯(lián)合作用，靜載可以提高沖擊動(dòng)載的作用力峰值。靜載還可以將鉆齒壓在孔底巖石上，使動(dòng)載作用直接傳遞到巖石，減少功率傳遞損失和彈性碰撞的功率損失。動(dòng)載有利于使對(duì)巖石的作用載荷超越一個(gè)門檻值。
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