ZYWL-4000SY履带式自动钻机双夹持器液压系统设计

煤矿巷道钻机施工过程中,工人频繁接触钻机,尤其在上、下钻杆过程中,手持钻杆接扣、卸扣存在很多安全隐患。通过对普通钻机人工上、下钻杆流程的分析,对双夹持器动作进行分解,设计开发了双夹持器的液压系统,并通过对双夹持器系统的压力和流量计算,完成了泵及多路阀等关键液压元件的选型。现场应用结果表明,所设计的液压系统运行稳定可靠,各个零部件动作协调一致,达到设计要求。     

煤矿井下用自动钻机机械手翻转关节的研究

机械手在自动钻机工作过程中起着抓取送钻杆和释放回收钻杆的作用,是煤矿井下自动钻机减人增效的关键零部件之一,而翻转关节在机械手工作过程中主要起着翻转钻杆的作用,翻转钻杆是机械手工作过程中重要的工序之一。首先在介绍翻转关节的结构和翻转关节的控制的同时,还进行了翻转马达的相关计算,以及关键零部件的有限元分析,最后还进行了井下相关的工业性试验,其结果表明:翻转关节翻转定位精确,翻转过程动作稳定、可靠,无颤现象的发生,从而为煤矿井下自动钻机机械手成功研制奠定了一定的基础。     

钻机双夹持器结构设计及仿真分析

针对煤矿钻机普通夹持器无法在自动钻机上应用的情况,通过对机械手上、下钻杆的工作机理的研究,设计出一种新式双夹持器,对其运动原理进行分析,对夹紧力进行核算,并使用ANSYS仿真软件对关键零部件的强度进行校核,结果表明此双夹持器满足钻机使用要求。经过现场工业性试验表明,双夹持器安全可靠,通过计算机模拟获得的数据是可信的,其性能满足自动钻机需求。     

煤矿井下用自动钻机机械手的研究

机械手是煤矿井下自动钻机的关键零部件之一,其主要功能是自动上下钻杆。首先分析了机械手的4个运动工作机构和其逻辑运动顺序,然后对机械手的夹紧油缸进行了参数计算以及对关键零部件中的活动卡瓦和固定卡瓦进行了有限元分析,最后对机械手进行了井下工业性试验。试验结果表明:该机械手结构设计合理,动作稳定可靠,夹紧油缸参数选择正确,翻转无卡滞和颤动现象。机械手的成功研制可为煤矿井下自动化开采奠定一定的基础。     

煤矿井下用自动钻机机械手伸缩关节的研究

机械手是煤矿井下自动钻机的关键零部件,而伸缩关节是机械手是否平稳不颤抖的主要因素之一,同时,伸缩关节也是针对井下狭小空间而增强自动钻机适用生存空间的有力保障,首先在介绍伸缩关节结构基础上,分析了伸缩关节及其控制部对机械手的影响,然后进行了伸缩关节关键零部件的有限元分析,最后还对其进行了井下工业性试验,其结果表明:伸缩关节结构设计合理,强度可靠,工作时伸缩稳定,翻转无颤抖,机械手伸缩关节的研制成功为煤矿井下智能化开采的发展奠定了一定的基础。     

ZYWL系列履带式自动钻机模块化设计

针对国内煤矿企业对钻机实现遥控、自动化操作要求越来越紧迫,介绍了自动钻机系列化设计的思路和依据及钻机的基本性能参数与主要结构。结合煤矿井下施工现场条件及工艺要求,总结归纳了自动钻机钻进工艺的主要功能,并对钻机进行模块化分解组合,提高了零部件的通用率。对钻机关键部件机械手、钻杆箱及对顶双夹持器的工作原理及结构进行详细论述。通过对典型生产案例分析证明,ZYWL系列自动钻机可以满足瓦斯抽放、冲击地压处理的需要。     

ZYWL-4000 SY型遥控钻机设计及关键技术研究

针对煤矿井下钻探工作环境恶劣,工人劳动强度大,容易发生安全事故的情况,设计开发了ZYWL-4000SY型遥控钻机,介绍了该钻机的总体方案,简述了钻机的基本性能参数和主要结构特点,并结合井下钻进施工的流程,详细论述了钻机的液压系统、自适应钻进技术及关键零部件的优化设计等关键技术问题。通过智能防卡钻技术,降低了钻进作业中因地压、瓦斯压力突变导致的抱钻等事故发生的概率,提高了接、卸扣过程中电控比例电磁阀的控制精度及增设溢流系统,满足了动力头钻进与旋转速度的匹配需求,使主动钻杆使用寿命延长2倍以上。通过四关节机械手实现了将钻杆箱中的钻杆准确运送至双夹持器,并与主动钻杆轴线保持一致,为接扣做好准备;并将夹持器卸完扣的钻杆准确送回至钻杆箱,代替人工操作。钻杆箱作为钻杆的盛放系统,与机械手配合实现了打钻和卸钻的完整结合,为钻机连续性工作提供了保障。通过对现场生产应用案例分析证明,遥控钻机可以通过机械手代替工人进行上下钻杆工作,实现一键自动化打钻卸钻,有效降低了工人的劳动强度,实现减人增效;钻机通过防卡钻程序控制钻进过程,有效避免卡钻事故的发生;通过遥控无线操作,避免施工过程中工人与钻机的接触,提高了钻机的安全系数。     

复式夹持器联动系统动态特性仿真与实验研究

针对现有煤矿钻机用夹持器的缺陷,将碟簧常闭夹持器及液压夹紧夹持器复合形成复式液压夹持器(复式夹持器)。通过建立夹持器进钻联动系统模型和传递函数,分析了影响进钻联动系统稳定性的因素;提出了夹持器卸钻联动系统模型和计算方法,建立系统的传递函数并进行分析。以某型钻机为例,运用仿真软件AMESIM对系统进行了仿真验证,实验表明:实验样机工作稳定、卸钻可靠,验证了钻机复式夹持器及其联动系统的正确性。     

坑道钻机换杆装置设计

随着自动化技术在煤矿的应用,国内中大型煤矿开始使用自动化坑道钻机进行施工作业。换杆装置作为自动化坑道钻机的重要组成部分,主要作用为抓取钻杆,并与其他部件配合实现钻杆上卸扣,其结构合理性直接影响自动化钻机的使用效果和运行效率。对换杆装置的钻杆平台和换杆机械手进行设计,并对机械手在结构自身重力及钻杆重力下进行有限元仿真分析。结果表明,机械手中心与夹持器中心的偏差满足设计要求,能够保证钻杆准确输送。最终通过样机试验验证了设计及仿真的正确性,为煤矿井下坑道钻机换杆装置设计提供了新的解决方法。     

智能钻机关键传感器故障排查方法研究

随着煤矿井下智能钻机的快速发展,钻机的高效稳定运行显得尤为重要。以ZDY4500LFK智能钻机关键传感器的故障点为研究对象,利用关键传感器通断、信号收发原理及遥控器人机界面设计,设计了一套关键传感器故障排查方法。该方法减少了智能钻机发生故障后的排查与维修时间,从而提升了钻机施工效率。