工程钻机钻杆库系统的研究

目前国内各种工程钻机在施工过程中,大多由人工操作完成钻杆装卸,不仅效率低,而且对操作工的安全存在隐患。针对这种现状,提出了一种自动换杆的钻杆库设计方案,对其机械结构和液压系统进行了设计,并详细介绍了其工序过程。它可同时携带6根钻杆,由液压系统控制机械手装卸钻杆并自动换杆,效率高,安全性好。     

矿用钻杆匹配方法研究

基于ZDY4000S型号液压钻机的机械特点和尺寸设计配套钻杆匹配装置,并提出一种钻杆分类方法。该装置不但能解决钻杆散乱分布的问题,还能方便钻杆的搬运,减少劳动力投入,提高工作效率,为液压钻机自动送杆装置的自动换杆、安装提供所需规格的钻杆,满足实际工作需求。     

煤矿用自动控制钻机钻杆箱的研制

针对现有钻机操作复杂,工人劳动强度大的问题,通过对比整体式钻杆箱与回转式钻杆箱的优缺点,研制出分体抓取式钻杆箱。抓取钻杆机械手及分体抓取式钻杆箱可以将钻杆箱内水平放置的钻杆抓出,送到主机对应的位置,完成自动上钻,亦可将主机拆卸下的钻杆放回钻杆箱。以自动控制钻机为例,阐述了该钻杆箱的结构及研制过程。通过实验室及现场试验验证,结果表明,该钻杆箱自动化程度高,性能可靠,可满足自动钻机自动装卸钻杆的要求,可为同类钻机的研制提供依据和参考。     

基于路径规划的大容量钻杆自动输送系统研究

针对现有煤矿钻机钻杆自动输送系统容量小,需要人工频繁补充钻杆的问题,开发了大容量钻杆自动输送系统。以钻杆一般输送路径规划和多列多层钻杆起点归一化方法为基础,结合ZYWL全方位自动钻机总体结构方案,利用钻杆箱侧下方的空间,设计了升降输送路径方案,降低了钻机整体高度。基于路径方案设计了钻杆箱、转运器、主机械手和副机械手等执行机构,并根据具体结构对输送路径进行了适应性调整,避免了输送装置与钻机主机结构发生运动干涉。理论验算与样机试验表明,大容量钻杆自动输送系统路径设置合理,可准确实现钻杆的自动输送。     

离合式卡盘在钻杆装拆中的应用

为解决大扭矩钻机中卡盘结构庞大以及自动钻机中钻杆加接结构复杂问题,结合钻机在钻进中实际使用情况,通过对钻杆装卸特点分析,提出可离合式液压卡盘结构同钻杆联接器相结合,采用联接器进行钻杆加接钻进,离合卡盘用于钻杆拆卸,提高钻杆钻进中的可靠性,降低卡盘的使用率,优化卡盘结构和自动钻机结构,优化钻机结构。     

全液压坑道钻机自动上、下钻杆装置液压系统设计及仿真分析

全液压坑道钻机作为煤矿井下瓦斯抽放的主要设备,对其进行自动化升级具有重要意义。按照常规钻机的传动方式和设计方法,该自动上、下钻杆装置采用了负载敏感液压系统。介绍了自动上、下钻杆装置的工作过程,设计了自动上、下钻杆装置的液压系统,运用AMESim建立了液压系统的仿真模型。仿真结果表明,自动上、下钻杆装置的双夹持系统、顶杆和送杆系统均满足设计要求,可为常规钻机自动化升级改造提供理论基础。     

海底钻机钻杆辅助接卸装置的研制

为提高海底钻机钻杆接卸环节的可靠性,作者设计了一种海底钻机钻杆辅助接卸装置。该装置能够消除机械手送钻位置偏差,并且可以为钻杆上下移动导向,同时能够实现对孔口位置钻杆的强制对中夹持,保证孔口位置钻杆与动力头主轴的同轴度,提高了海底钻机钻杆接卸的可靠性,同时也降低了机械手的控制精度和设计难度。     

矿用钻机机械手自动上下钻杆机构的控制方法

为了实现煤矿井下钻机换杆过程自动化,提出了一种矿用钻机自动上下钻杆控制方法,介绍了机械手的结构和控制系统的组成,分析了电液比例控制的PID控制定位技术,用以对机械手各执行机构运动的位移及角度进行精确定位;介绍了钻杆箱存储状态自动识别技术。基于以上技术,该机械手能实现自动上下钻杆,替代人工换杆,降低了工人的劳动强度,提高了钻杆的更换速度。     

自动上下钻杆装置的比较选型

根据传统液压钻机、自动控制钻机、智能钻孔机器人等不同钻探装备的需求,对多种自动上下钻杆装置的工作原理和结构特点进行了分析、比较,讨论了各种类型的优缺点,明确了不同类型的适用工况,为自动上下钻杆装置的应用提供了基础。     

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。     

煤矿坑道钻机自动加卸钻杆装置的研发

针对煤矿坑道钻机人工加卸钻杆安全性差、劳动强度大等现状,分析了煤矿坑道钻机自动加卸钻杆系统发展中的问题,开发了基于防爆PLC控制的自动加卸钻杆装置。该装置采用转轮式结构,利用机械手从转轮式杆仓中抓取钻杆,整个操作过程由手持式遥控器完成。该装置安装在钻机给进机身上,可以随机身进行变幅调角。测试结果表明,该装置具有适合各种倾角方位的钻孔、巷道适应性强、操作方便快捷、安全性高等特点,为煤矿坑道钻机的自动化升级提供了有效的技术支撑。     

远距离控制防突钻机自动装卸钻杆机构的设计

自动装卸钻杆机构是远控钻机的关键部分,由钻杆举升机构、钻杆抓取机构及钻杆箱等组成。介绍了自动装卸钻杆机构的设计方案,重点介绍了钻杆举升、钻杆抓取等动作过程及工作原理。     

基于位置开关的钻杆机械手定位系统研究

为改变现有钻杆机械手定位以机械限位或液压憋压为主的现状,通过分析三自由度关节式机械手结构特点、遥控自动钻机钻杆输送轨迹以及现有方法主要缺点,制定了以接近式位置开关为传感器的定位系统总体方案。根据各关节运动方式和定位需求,设计了针对性的位置开关和感应块配对方式。试验和现场应用表明,该方法提高了机械手的位置判断准确度、定位精度以及响应速度,促进了上、下钻杆效率的提升。     

煤矿钻机自动上下钻杆装置研制与应用

常规煤矿钻机在井下钻孔施工过程中,钻杆的装卸由人工完成。要实现钻杆装卸的自动化,首先需要研制钻杆储存及钻杆输送机构,其次要有钻杆拧卸配套机构。研制的自动装卸钻杆装置可以实现钻杆储存、输送等功能;自动拧卸钻杆装置主要用来加接钻杆,即自动松开、拧紧钻杆之间的螺纹联接,并能有效地保护钻杆螺纹,通过2种装置的配合便可实现钻机的自动上下钻杆功能。     

钻杆库机构设计及其控制系统研究

研制了一种新型陆地浅层取样钻机用钻杆自动传送系统。在钻进过程中需要装卸钻杆时,通过旋转盘机构将钻杆从库中依次移出,钻杆夹紧机构将其夹紧,再由钻杆输送机构输送到动力头部位。整个过程实现自动化控制,无需工人参与。     

ZDY850LK煤矿坑道用远控钻机

ZDY850LK钻机是为适应深部和松软突出煤层等资源生产而设计的一款新型煤矿坑道钻机,该钻机以突破煤矿井下坑道钻机远控技术为核心;重点研究了钻杆自动装卸、钻机状态监测、远程操作控制3项关键技术,开发出配装国产坑道钻机的状态监控与操控系统。试验表明该钻机可以很好地实现钻杆自动装卸、钻机状态监测、远程操作控制。     

基于ADAMS的钻杆拆卸辅助机械手仿真分析

为实现机械手在钻机钻杆拆卸过程对钻杆的精准夹紧,防止液压钻机一级钻杆与二级钻杆之间螺纹的破坏,保证钻杆装卸过程的流畅性,提高钻机自动化生产水平。提出采用SolidWorks对机械手建立三维模型,利用虚拟仿真软件ADAMS分析在夹持过程中动态特性,得到左右手爪运动速度、角加速度及夹持力,将仿真结果用于设计,为结构设计提供理论指导,保证设计产品的合理性。     

煤矿井下钻机的自动加卸钻杆方法探讨

通过分析煤矿井下自动化钻机常见自动加卸钻杆系统的结构原理、控制方法及适用条件等,对当前钻机自动加卸钻杆系统的特点进行了总结。对现有自动加卸钻杆系统存在的问题提出了具体的研究建议,并指出以防爆伺服电机控制的六轴机械手为核心的自动化钻机加卸钻杆系统是未来的发展方向,可为智能化钻孔机器人的研究奠定基础。     

ZYWL-4000SY智能遥控自动钻机的设计

针对目前煤矿井下瓦斯抽采钻机操作复杂、效率低下、故障率高以及存在安全隐患等问题,设计了一种既可远控又可近距离遥控操作的能够自动上、下钻杆和防卡钻功能的钻机。该钻机是将双夹持器、机械手以及钻杆箱有机地结合,利用电液控制系统有序地控制钻机的各个动作。试验表明:该钻机操作简单、安全稳定、性能可靠,提高了生产效率。     

螺旋式锚固钻机自动换杆装置与控制系统的方案设计

针对现有螺旋式锚固钻机操作复杂、钻进效率低、工人劳动强度大等问题,在分析国内外已有自动换杆装置的基础上,提出了一种适用于螺旋式锚固钻机的自动换杆装置设计方案。该自动换钻杆装置由钻杆存储库、抓取机械手、钻进系统3部分组成。分别对钻杆存储库、抓取机械手及钻进系统进行了方案设计,并对整体装置的控制系统进行了介绍。整套装置运行不需要人工干预,自动化程度高,解决了工人劳动强度大、钻进效率低的问题。