大行程复合式氮气弹簧夹持器的设计

针对目前动力头式全液压坑道钻机碟形弹簧夹持器存在开口量小,无法实现中间加卸粗径钻具的问题,设计了大行程复合式氮气弹簧夹持器。在分析大行程复合式氮气弹簧夹持器结构及工作原理的基础上,对夹持器夹持能力及开口量进行了设计,对最大夹持力及最低开启压力进行了计算。试验结果表明此夹持器开口量大,性能可靠,满足设计及使用要求。     

煤矿钻机自调心装置的设计与试验

为了提高煤矿钻机夹持机构自身的对中性,解决夹持器中心与回转器中心偏离的问题,设计了一种可以自动复位的自调心装置。根据煤矿钻机夹持器的功能特点,重点对自调心装置复位弹簧的弹簧力进行了校核计算,同时对自调心装置进行调试试验。试验结果表明,加装了自调心装置的夹持器的卡瓦磨损量得到了显著地降低。     

自动钻机用夹持机构的结构及轻量化设计

通过分析自动钻机拧卸钻杆螺纹的过程,结合双夹持器的应用,研发了一种新型钻杆夹持机构,并分析了此种机构的特点和运动原理;利用理论力学的方法计算机构的最大夹持力,确定了油缸相应参数的选择;为了检验峰值卸扣载荷下夹持机构的结构强度特性,利用有限元分析软件进行校核,并考虑到强度与夹紧力条件,进行了轻量化设计。分析结果表明,此夹持机构的结构强度优良,可满足自动钻机的使用要求。     

煤矿定向长钻孔坑道钻机顶部开放式复合夹持器的研制

针对目前煤矿定向长钻孔施工中孔底马达与粗径钻具难以通过现有各类夹持器的问题,设计了顶部开放式复合夹持器,并将其应用于ZDY4000LD型全液压履带钻机。为了进一步研究夹持器的输出性能,对夹持器主要元件碟簧进行了数值模拟分析,研究结果表明,夹持器碟簧组的夹持能力大。现场试验结果显示,顶部开放式复合夹持器解决了孔底马达和粗径钻具下放的难题,具有开口量大、开启压力低、性能可靠的优点。     

ZYW-3200型钻机的复合式夹持器设计

结合ZYW-3200型全液压钻机改造项目,在分析了原有夹持器的结构特点和存在问题的基础上,对复合式常闭夹持器结构进行了全新设计,并对ZYW-3200型钻机的复合式夹持器主要参数选择和夹持能力设计计算作了详细地介绍。     

钻机模拟实验台夹持器的设计与分析

针对钻机模拟实验台整机外形尺寸较小、设计需轻量化的需求,设计了一种小型化油缸直推式夹持器。通过对夹紧力、油缸推力和卸扣油缸力矩的计算,确定了夹持器的设计方案,采用有限元分析软件对后夹持器体进行强度校核,验证所设计夹持器的合理性。     

煤矿用自动化钻机同步夹持机构改进设计与试验

为了提高自动化钻机夹持机构自身的对中性,解决夹持机构夹持中心与动力头回转中心偏离的问题,设计了一种煤矿井下自动化钻机用液压松紧型开放式同步夹持机构。根据自动化钻进对钻机夹持机构的功能要求,介绍了同步夹持机构的特点、结构组成和工作原理。对同步夹持机构的夹紧力、夹持油缸夹紧能力和卸扣油缸卸扣能力的进行校核计算,同时对同步夹持机构进行调试试验。结果表明,同步夹持机构改进设计和部件的参数选择满足自动化钻机的使用要求,为提高夹持机构的可靠性和自动化钻机的整体性能提供了保障。     

带有预紧功能的新型钻杆夹持器的研究

在分析现有机械式钻杆夹持器的问题基础上,针对解决机械钻杆夹持器的工作可靠性、操作性问题,选用铰链式的增力夹持结构,设计了一种带有预紧夹持功能的夹持器,增加了卡瓦的初始夹持力,改善了夹持器的工作性能。     

绳索夹持器的研制与应用

本文通过对绳索钻进中专门用于夹持绳索取心钻杆的升降机具--夹持器的研制、试验与施工应用,解决了绳索取心钻进起下钻杆夹持不牢、夹持器整体稳定性差的难题,使研制的夹持器具备整体稳定、夹持牢固、补偿及时的特点,同时既能适应钻进直孔也能进行斜孔的钻进,在钻探业进行了大量的推广和应用,受到钻探施工者的肯定和好评.     

HTJ-1型夹持器的研制与应用

通过对适应深孔钻进,升降过程中专门用于夹持钻杆、套管的升降机具——夹持器的研制与生产试验应用,解决了钻进中起下钻杆（套管）夹持不牢、夹持器整体稳定性差、通用性不强的难题。研制的夹持器具备整体稳定、夹持牢固、磨损后能及时补偿的特点,夹持器的可调性使其既能适合钻进直孔也能进行斜孔的钻进,通过实际应用得到钻探施工者的肯定和好评。     

架管机的机械手爪优化分析

为优化架管机机械手爪的结构,采用ANSYS软件对机械手爪进行静力学分析,获取了夹爪的受力特点及位移情况,并进行了多目标尺寸优化,优化了机械手爪的结构尺寸。通过ADAMS软件进行动力学分析,选择合适的设计变量,得到了驱动力最优解及最优解下设计变量的最优值。结果表明:手爪构件壁厚是影响整体结构安全性和稳定性的主要因素;夹爪连杆之间的夹角对液压缸驱动力影响最大。     

BG型钻杆排放设备的设计与应用

传统接卸钻杆多采用人工对扣、拖拽摆放方式,效率较低,工人劳动强度大。针对目前流行的可抬头式全液压钻机,设计了一种BG型自动钻杆排放设备,该设备通过机械手与夹持器2个机构与抬头式动力头配合完成钻杆的自动化接卸、摆放。详细介绍了机械手结构设计与回转驱动选型、夹持器结构设计与夹持油缸选型以及液压系统的设计思路,从理论上确定设备的可靠性。最后通过现场试验验证了BG型自动钻杆排放设备的实用性。     

新型锚杆机结构设计

阐述了一种新型结构锚杆机,该锚杆机与以往的锚杆机主要区别有动力头推进油缸和支架推进油缸改用双伸缩油缸;顶板增加了夹持油缸,提高了钻孔时钻头的稳定性;顶板支撑油缸集成于框架体内,缩小体积,方便维护。动力头采用变量双速马达,可提高钻孔效率。     

大缸径缸体焊接技术改进

通过对缸体材质和缸体结构的分析,针对大缸径(缸内径≥320 mm)缸体焊接所引起的一系列焊接缺陷,提出了改进措施,减少了焊接缺陷,有效地控制残余应力及避免应力集中,提高了超声波探伤的合格率。     

基于田口方法的钻割一体化喷嘴结构参数优化

为解决钻割工艺中喷嘴易堵死的难题,采用田口方法,在单因素实验的基础上,优化适合松软煤层的大直径喷嘴几何参数,以期为喷嘴设计提供参考依据。研究结果表明:出口直径、出口圆柱段长度、收缩角对出口轴心速度影响的显著性:收缩角>出口直径>出口圆柱段长度。出口直径与出口圆柱段长度、收缩角与出口圆柱段长度均存在较强的交互作用。优化后喷嘴性能得到显著改善,田口方法结合有限元方法能在较短时间内,通过少量实验,为喷嘴结构参数优化提供一种经济、可靠的解决方案。     

全液压坑道钻机增力式夹持器的设计

介绍了一种可增力的油缸对顶式夹持器。采用对称结构布置,两边各设置一组增力装置,可将油缸产生的夹持力通过杠杆增力原理作用于钻杆上,具有外形尺寸小、夹紧力大等优点。对夹持器主要设计参数的选择和计算过程做了详细介绍。     

大直径深孔阶段空场法开采结构参数的优化

某矿在实施大直径深孔阶段空场法开采的过程中,根据矿体的赋存条件、开采经济上的可行性和生产管理等情况,采取垂直矿体走向和沿矿体走向两种布置矿块形式。在矿岩力学性质研究的基础上,运用有限差分软件FLAC3D对该矿大直径深孔阶段空场法采场结构参数进行数值模拟研究,以确定矿块、矿房、矿柱等参数。     

步进式复扩刀盘及天井钻机的应用研究

随着科技的进步和社会的发展,地下大直径竖向工程的施工需求越来越多,已由传统的地下矿山开采领域延伸到水力发电、公路铁路隧道、人防工程、军事工程、市政工程等各个领域。长期以来,我国地下大直径竖向工程的施工主要以人工、半机械化为主,安全风险高、劳动强度大、工作效率低,如果采用大直径天井钻机施工则由于一次性投入购置成本较高制约了大直径竖向工程施工的机械化。本文详细介绍了步进式复扩刀盘的结构组成、工作原理、施工工艺,分析了液压系统,测试了不同预充氮气压力条件下油缸复位时间,提出了地下矿山复杂条件下远程通信控制系统解决方案,并将该技术应用于矿山实际生产,结果表明步进式复扩刀盘可实现小井径天井钻机施工大井筒,对推动我国地下中小型矿山等领域大直径竖向工程施工的机械化意义重大。