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钎杆在钻凿过程中承受的应力有三种

2015/7/10 19:15:47      点击:
  自岩实践表明,钎杆的破断失效,在Ⅲ常情况下都是疲劳破断。其断I:1形态如前所连,都有痖劳裂耀的生成,瘫劳Ⅲ带的发展过程及最后的脆断发生。钎杆在每一瞬间母受的最大应力应该轴向拉压应力与弯曲应力的叠加。若从冲击凿岩对中空钢性能Ⅳ面考m.分清楚钎杆在钻凿过程中承受哪种应力是i要的,对中i钎钢钢种的设计有着重大的意R。它们均要求钢材的%净度高、缺口敏感性低、散观塑性好而同时具有足够的抗疲劳强度。但是.不同的应力状§应有不同的特殊要求。若在钻凿过E中,钎杆所承受的应力尾“轴向拉压应力为主。Ⅲ钎钢钢种的设计.应该“高的抗冲击疲劳性能去n理。即按月“小能量多吠冲击疲劳”去设计。在保证钎钢具有一定的冲击韧性的前提下.尽可能地提高强度.若在钻凿过程中杆所承受的应力是H弯曲应力为主.Ⅻ应在保证钎杆基体钢具有一定的疲劳Ⅸ度基础上.尽可能大的提高其表面疲劳%度。


  钎杆所承受的娃大合成应力值为723 73MIPh。由弯曲应力所引发的弯曲疲劳是钎扦破断的要目索。在这一主导g想下,钎钢钢种设计采用提高弯曲疲劳强度的途径.特别是采用化学热处理和抛丸工艺强化钎杆表面。在钢的金相组织方Ⅲ。过分地追求目火单相马氏体组织,月“提高钎杆的抗弯曲疲劳强度.忽略T循W韧性,造成钎杆{能具有较高的钻凿寿命。


  根据前章所#,从锥m连接钎杆工怍中所承受的应力状态及破断机理可知.钎杆属于应力疲劳(高周疲劳)破坏.是应力值与循环敬效所构成的钎杆疲劳破断。在冲击钻凿下.钎杆“轴向拉Ⅲ应力.通过杆体将应力谴传播给钎*.“破碎岩体。然后.钎头在岩体的&作月下,将入射的应女波形成反射渡传播给杆体。在高额率循环次数的冲击作用下,应力波在钎杆内H声速(S200m/s)往返传播.促使钎杆形成高周疲劳破嘶。除了机械应女之外,还应考虑所产哇的应力渡传递给仟杆造成破坏的影响。在高、中鞲率冲击凿岩条件T,由机械造戚的应被会P,E叠加目共振.其最大共振应力可能超过材料的抗断强度。这就要求锕质具有良捎震能力.即有较好的稚坪韧性,材质基体应有较大的内耗。这两种途径,一种是在±相组织钢种设计中,使其复相结构(多相组‰的混台物)较粗大,内部第三类应自较小.微观颦性较好的分布;男一种途径是在处理组织厦几何结构设计中.使其有适§的破“共振的Ⅸ域存在,Pp让应力波在传播过程中有紊乱Ⅸ域存在,不tf叠加到危险的程度。


  除T上述两方面的要求虾。还应考虑到湿式作业条件下,许钢承受矿水腐蚀的作用.即钎钢是在应力疲劳和r水腐蚀条件下I作的。在这种腐蚀条件下.钎锕不存在干燥条件下的疲劳饭限.H将极大迪降低钎钢钻凿寿命。在利用台金元素和热处理提高拉强度时(相应也提高了干燥状态T的疲劳极限).井车能据高萁腐蚀疲劳&限。国外除采用磷化挂蜡法进行钎杆目腐n理2外,还有采用不辑锕自对作防腐目的,谴不太符合中国的资源状m,采用合金钢管或化学涂层怍钎钢的*腐目。是一种有效的方法。


  除了考虑凿岩使月要求之外.《应考虑中空锕生产的工艺能性自制钎工艺的台理性。倒如。中±钢制作钎杆过程中的Ⅵ锻性。在热n理中,钎杆是一细Km极大的长杆件,若钎杆垒K淬火处理.则热n理设备困难.处理中所P生的挠度变形也难止。因Ⅲ.设计钢种时一定要使杆体尽可能避免整体淬火的方练±所进.冲击凿岩对中宅钢的性能要求为: