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近些年由于高层、水电站、桥梁等大型城市建设施工,对于入岩设备的要求越来越高,不仅能够破碎高硬度、复杂岩层,而且提出了效率高、污染小等更为实际的要求,潜孔锤作为高效破岩入岩的专业设备在近些年来越来越受到施工单位的亲赖。本文通过比对国内外知名厂家潜孔锤相关类型的介绍,通过参考流体力学、结构力学、破碎学等理论并基于有限元分析软件,对大孔径气举反循环的结构进行了相应的研究。本文参考国内外知名厂家的大孔径潜孔锤的结构,以破碎花岗岩为例,建立了潜孔锤钻进模型,通过对破碎机理的研究,确定破碎花岗岩的最大冲击力,再根据在钻孔机械上的相关经验公式推导出潜孔锤整体参数要求和内部结构尺寸,再结合结构力学、流体力学等从而进一步优化了整体的结构方案。1)从岩石强度特性和钻进理论出发,确定了花岗岩的基本物理参数,在abaqus建立锤头和花岗岩的三维模型,对锤头和花岗岩分别赋予相应参数。分别建立锤头冲击速度7m/s时,转速分别为35rpm、40rpm和45rpm三种工况进行求解,得出了三种工况下锤头破碎岩石的破碎过程图,确定了三种工况下锤头的冲力力和钻深的时间变化曲线,从而得到800mm大孔径最适合的转速与冲击速度匹配的最佳数值为40r/min与7m/s的高效率匹配组合,破碎效率高,钻深可达每小时6m,冲击力可以在0.021s达到20948N,提高了低风压下潜孔锤破碎岩石的效率;2)通过流体分析软件对潜孔锤锤头反循环进行流体模拟,得到了800mm大直径潜孔锤20mm、25mm、30mm排气孔的1.1MPa低风压时,岩屑、水和气体的三相体的上返速度为0.42m/s、0.4m/s、0.38m/s,随着排气孔的增大,在三个排气孔的交叉处容易出现风压的干涉,造成岩屑等上返过程受阻。