Vol23 刘建平等，炉开铁1机的轴压扭知分析 ·545 压力是一种冲击力，它使钻头间断地与炮泥相 进力与相应的轴压力（或冲击力）、扭矩及钻进 接触，即是一种间断切削，存在着净切削时间 速度的实测值，运用回归分析的方法，冲打时可 △1.也就是说，钻头在一个冲打周期T内只有△ 得到如下关系式： 的时间在切削泡泥，一般地，净切削时间△只有 冲击力：F=79.21F9?N (8) 冲打周期T的几分之一，在冲打钻进时的扭矩只 扭矩： M=3.30F9Nm (9) 是在△r时间内较大，而在(T-△r)内，由于钻头抬 钻进速度：Va=3.1×10F3mms1(10) 离孔底，扭矩几乎为零，所以它的平均扭矩就大 由于冲打钻进时，不是连续切削，而是间断 大地降低了，其值为及=二M,从而也就提高 切削，其净切削时间△t小于冲打周期T0.04s), 了钻进速度 △与F,的解析式为： △r=2.45×104F4s (11) 2试验研究 不冲打时，送进力F与轴压力、扭矩及钻进 2.1试险结果 速度的解析式分别为： 利用北京科技大学研制的新型双功能开铁 轴压力：F,=300.67F92N (12) 口机进行试验，它的旋转动作是由1台主电机 扭矩：M,=3.56FN-m (13) 实现，而它的冲打动作是由2台振动电机实现， 钻进速度：V,=2.6×10-F9mms1 (14) 振动电机的频率为25Hz,冲打周期为0.04s,总 以上.主要关系式的关系曲线分别见图4的 的激振力为10kN. (a),(b),(c(d).其中，送进力F的单位为N 为了从钻杆上获得轴乐、扭矩信号，采用了 2.2试验结果分析 自制的轴乐扭矩传感器，并通过动态应变仪进 由图4(a)可知，冲打作用明显地提高了钻 行测试. 进速度，通过计算可知，当送进力F取1.54.5 根据轴压，扭矩的记录信号，可以得到不同 kN时，冲打条件下的钻进速度约是不冲打下钻 送进力下轴压、扭矩的数值.其中，在冲打条件 进速度的1.5-2.5倍. 下轴压、扭矩是取信号波形的有效值，有效值的 由图4(b)可知，在冲打条件下的冲击力比 宽度所对应的时间就是净切削时间的值.将送 不冲打时的轴压力要大得多，通过计算可知，当 送进力F取1.54.5kN时，冲打条件下的冲击力 6(a)W,-F的关系图 18 b)E,一F的关系图 14 V.=3.1x10I F.=79.21F9m 10 2 F,=300.67Fn 1 6V.=2.6×10Fn 0 、t 180「 (©)M,一F的关系图 18 (d)A一F,的关系图 150 15 120 Mn=3.30F9 12 1=2.45×10Fm 90 0 9 ● 6 30 M,=3.56F5 O Y 1 0 5 10 152025 30 0 5 101520 25 30 F,/x10N F./x10N 图4V,-F,F-一F.,M.一F,△-F关系图 Fig.4 The relationship between V,-F F,-F,M,-F,and At-F,铂 刘建 平等 炉 开铁 仁 机的轴仄 扭知 分析 压力是一种 冲击力 ， 它使钻头间断地 与炮泥相 接触 ， 即是一种 间断切 削 ， 存在着净切 削时间 八 也就是说 钻头在一 个 冲打周期 内只有△ 的时间在切削泡泥 ， 一般地 ， 净切 削时间△ 只有 冲打周期了的几分之一 ， 在冲打钻进时的扭矩 只 是在△ 时间内较大 ， 而在 △ 内 ， 由于钻头抬 离孔底 ， 扭矩几乎为零 ， 所 以它的平均扭矩就大 大地降低了 ， 其值为风 一 粤 从 ， 从 而也就提高 了 、 一 ’刚 ’ 月 ‘ ’ ” ‘ ’ 勺 ’ 刀 、 ’川 ‘ 托 ’， 了钻进速度 试验研究 试脸结果 利用北京科技大学研制的新 型 双功能开铁 口 机进行试验 ， 它的旋转动作是 由 台 主电机 实现 ， 而它的冲打动作是 由 台振 动 电机实现 ， 振动电机的频率为 生 ， 冲打周期 为 ， 总 的激振力 为 为了从钻杆 七获得轴压 、 扭矩信 号 ， 采用 了 自制的轴压扭矩传感器 并通 过动态应变仪进 行测 试 根 据轴压 、 扭矩 的记 录信号 ， 可以得 到不 同 送进力下 轴压 、 扭矩 的数值 其中 在冲打条件 下轴压 、 扭矩是取信号波形的有效值 ， 有效值的 宽度所对应 的 时 间就是净切 削时 间 的值 将送 进力 与相应 的轴压力 或 冲击力 、 扭矩及 钻进 速度 的实测值 ， 运用 回归 分析的方法 ， 冲打时可 得到 如 下关系式 冲击力 凡 二 尸 ，， 扭矩 尺 ， ‘ ， · 钻进速度 蛛 一 尺， · 一 ， 由于 冲打钻进时 ， 不 是连续切 削 ， 而是间断 切 削 ， 其净切削时间△ 小于 冲打周期双 ， 夕 与 的解析式为 △ ‘ 一 钾 ‘ ， 不 冲打时 ， 送进 力， 与轴压力 、 扭矩及钻进 速度 的解析式 分别 为 轴压力 尺 ，， 扭矩 从 月 ‘ ， · 钻进速度 二 一 ，尸 ‘ ，， · 一 ， 以 卜主要关系式 的关 系曲线分别见图 的 ， ， ， 其中 ， 送进 力凡的单位为 试验结果分析 由图 可知 ， 冲打作用 明 显地提高了钻 进速度 ， 通 过计算 可知 ， 当送进 力 取 礴 时 ， 冲打条件下 的钻进速度 约 是 不 冲打下钻 进速度 的 一 倍 由图 可知 ， 在 冲打条件下 的 冲 击力 比 不 冲打时的轴压力要大得多 ， 通过计算可 知 ， 当 送进力，取 礴 切时 ， 冲打条件下的冲击力 乙一、盯 △卜一 的关 系图 山 一 、 户、一之 切 一丫一 ， ， 月 电， 才卢 八，山︸ 公 ，﹄，‘甘咤 ‘几 ︶︵吕、日， ︵‘ · 弓落、 只 凡 二 圈 ， 只一只 ， 从一只 ， △卜一只关系圈 鲍 血 碑肠咖 七亩 白即 六 只 ，从子屯 仓