作为国家863高科技计划项目“智能型水平定向钻进铺管设备"(2003AA430120)的一项重要课题,本论文以非开挖水平定向钻配套设各——气动回扩锤为研究对象,在研究和分析国内外非开挖设备的基础上,对气动回扩锤进参数进行了仿真分析和优化设计研究。主要工作包括以下几个方面:1.分析气动回扩锤系统结构原理,对其内部工作机理进行定性分析。并应用动力学和气体动力学原理对气动回扩锤内部气体动特性进行了定量研究,建立了气腔中气体质量的变化和结构参数之间的关系及气腔中气体压力和气体质量之间的关系,从而把回扩锤的结构、系统参数和其性能参数以数学公式的形式联系在一起,建立了回扩锤内部动力过程的数学模型。2.气动回扩锤内部动力过程归纳为一组微分方程组,要描述系统的动力过程就必须得到微分方程的解。应用数值分析方法和计算机技术来求所建立的数学模型,建立仿真模型,编制仿真程序。利用仿真方法分析结构参数和系统参数对系统性能的影响。3.影响气动回扩锤系统性能的因素很复杂,要利用计算机技术和最优化的数学方法得到最优的设计方案,使回扩锤系统工作状况达到最优。本文为气动回扩锤的设计开发提供了一套方便、精确的设计方法,对我国非开挖水平的提高和发展有理论价值和现实意义。