矿用螺旋钻杆焊接加工上下料系统的研究

焊接机器人在焊接螺旋钻杆叶片过程中,上下料采用人工方式,其劳动强度大、生产效率低。为此,设计了一种自动上下料系统。结合生产现场需求,综合螺旋钻杆特点及场地条件,采用桁架机器人搬运工件,设计机器人末端手爪,上下料箱和补焊工装等,同时开发上下料控制系统,实现螺旋钻杆焊接加工上下料过程自动化。     

整体式三棱螺旋钻杆的研制及其应用

低透气性松软突出煤层钻孔施工一直是国内没有很好解决的难题,就目前的现场应用来看,三棱钻杆因其特殊的结构及钻进方式,在松软煤层施工瓦斯抽放孔时取得了一定的效果,但在极不稳定的软煤层中钻进,三棱钻杆容易扭断,易发生掉钻事故。为此,结合三棱钻杆、螺旋钻杆及宽叶片钻杆的优点,研制了在松软煤层钻孔施工中更具有优势的三棱螺旋钻杆,并通过现场试验验证了钻杆的使用效果。     

助排渣耐高压螺旋熔覆棱钻杆的改进

根据对螺旋钻进工艺及相关钻具的研究,研制了一种新型的助排渣耐高压螺旋熔覆棱钻杆。该钻杆既保留了普通螺旋钻杆的优点,高压密闭装置又增强了钻杆的密闭性,熔覆棱提高了钻杆的整体耐磨性,使其具有助排渣、防卡钻、耐高压、使用寿命长的特点,是一款非常适用于软岩层深孔钻进技术的井下瓦斯抽采钻杆。钻杆加工制造工艺先进合理,试验效果良好,研制成果达到国内先进水平,具有广阔的市场前景和良好的经济效益。     

煤矿用外平钻杆加工质量控制点的探究

针对煤矿用外平钻杆出现的质量问题,从加工工艺流程的角度深入探究了钻杆常见的破坏形式和原因,包括杆体断裂、接头螺纹断裂以及焊缝处断裂等。提出了外平钻杆加工过程中的质量控制点,并进行了详细的探讨。这对钻杆的生产和检验控制具有重要的指导意义。     

φ73/63.5 mm高压密封高抗扭宽翼片螺旋钻杆设计与应用

针对松软突出煤层瓦斯抽采钻孔施工特点,通过理论分析和试验,设计了Φ73/63.5 mm高压密封高抗扭宽翼片螺旋钻杆。为了解决钻孔施工时钻杆公接头易断裂的问题,设计了应力释放槽及"双顶"接头结构,有效提高了钻杆的抗扭能力。针对随钻水力冲孔施工工艺要求,设计了密封槽结构,可使钻杆密封压力达到35 MPa以上。为了实现钻杆的批量化生产,制定了钻杆翼片自动焊接制造工艺。钻杆静扭试验及打压试验表明,该钻杆抗扭能力满足ZDY3200型钻机的匹配要求,密封能力可达到随钻水力冲孔施工要求。现场应用表明,该钻杆使用效果良好。     

非标螺旋钻杆在软煤中的钻进技术与装备

松软突出煤层本煤层瓦斯抽放孔钻进有3大技术瓶颈,一是成孔难,二是成孔率低,三是卡埋钻、喷孔等孔内事故多。针对这3个实际问题,通过对螺旋钻杆排粉机理、钻进技术分析,以及不同型式的非标准型宽翼片大通孔螺旋钻杆的现场应用,总结出适用于不同软煤层的非标螺旋钻杆钻进技术与配套装备,使其能够推广应用。     

松软煤层螺旋钻杆与压风复合排渣钻进技术装备

针对松软煤层钻进困难、成孔深度浅、成孔率低等问题,在广泛调研国内相关技术的基础上,提出应用软煤钻机与整体铣削式外平螺旋钻杆利用井下压风进行复合排渣钻进的技术,并集成了钻进参数监测、孔口除尘、矿渣输送等相关配套功能。通过煤矿现场工业性试验表明,该套技术装备整体运行可靠,大幅提高了松软煤层中的钻进深度与成孔率。     

长管料车削加工自动上下料系统设计研究

在分析某公司长管料车削加工工艺的基础上,根据管料搬运工作的实际需求、管料自身的参数以及现场空间条件,选择刚性自动化上下料生产设备来代替人工搬运操作,分别对管料上料分离装置、输送装置以及逐层下料装置的机械结构展开设计。利用AMESim仿真软件对上料分离装置中的上料油缸建立了控制系统仿真模型,并对上料油缸液压系统进行了工作特性分析。该自动上下料系统可以使管料从管料堆中单根分离,自动进入数控车床的指定位置加工,再自动将管料放置下料箱,整个上下料过程实现自动化管控。     

宽翼片螺旋钻杆在松软破碎煤层的应用研究

松软破碎煤层瓦斯抽采钻孔存在易塌孔、孔深浅、成孔难等问题,根据煤层瓦斯地质条件,选取合适的螺旋钻进工艺能很好地解决这一难题。分析了宽翼片螺旋钻杆的结构特点和施工工艺,结合螺旋钻具的排粉原理,推荐在松软破碎煤层中采用风水联动雾化排粉工艺和孔内全程下筛管工艺,对于解决松软煤层钻孔施工难题有着很好的借鉴意义。     

自动走刀钻套设计

普通车床上钻孔,把钻头安装在车床尾座的套筒内,由手动加工完成,劳动强度大,进给速度不均匀。在此设计了一种简便实用的钻套,用于普通车床上孔的加工,可以进行孔的自动进给,解决了普通车床用手动加工孔时的难题。     

螺旋槽定向钻杆螺纹强度分析

针对螺旋槽定向钻杆的螺纹联接处在使用过程中容易出现的强度失效问题,结合钻杆的受力特点,对其螺纹强度展开研究,建立了钻杆螺纹的三维模型,应用有限元法分析了钻杆分别在受扭矩、拉力、压力工况下,螺纹的应力分布规律。依据分析结果,提出了钻杆在工作条件下的薄弱位置。研究结果表明:在不同工况下,螺纹应力分布特点各不相同。螺纹的首尾两端是强度失效更可能发生的位置。     

螺旋钻机性能试验系统研制

螺旋钻机的输出转速高于普通钻机,为了完成螺旋钻机的负载试验,需要建立起相应的试验系统。螺旋钻机试验系统采用全液压模拟负载,通过传感器及计算机软件进行数据采集和加载控制,实现螺旋钻机的性能测试。试验表明,该试验系统测试数据全面、准确,自动化程度较高,可满足螺旋钻机负载性能试验的需要。     

凹槽螺旋钻杆结构参数数值模拟与优化

为使凹槽螺旋钻杆在煤矿井下小孔径浅孔快速钻进时达到最快的成孔速度与最好的成孔质量,采用正交试验设计方法,运用工程流体动力学(EFD)对凹槽螺旋钻杆的凹槽结构参数进行数值模拟与优化,以得到最优的排渣凹槽结构。理论分析表明:凹槽数量N、凹槽深度d、凹槽宽度L、凹槽结构形式、凹槽螺距P、凹槽底部圆角半径R这6个结构参数显著影响Φ63 mm凹槽螺旋钻杆的排渣效果。当N=3条、平底式凹槽结构、P=160 mm、L=30 mm、d=3.5 mm、R=4mm时为Φ63 mm凹槽螺旋钻杆的最优理论结构参数组合。     

基于灰色预测控制的石油自动送钻钻压控制系统

针对自动送钻控制系统中存在的时变、时滞和非线性条件下难以实现准确控制的情况,提出了一种灰色预测控制算法,该控制算法在建模过程中对原始数据进行累加生成,而这样累加的结果可以大大弱化非线性干扰的影响。利用灰色预测改进模型,实行一步或多步预测,将预测误差与误差变化作为决策机构的输入,送给液压调速系统对绞车的绞车力进行控制,然后控制钻杆的下放速度从而达到恒钻压的目的。该算法自适应强,计算简单,适合于钻压控制系统中。仿真结果表明,该算法是有效的。     

ZDY3000LG高转速钻机螺旋钻杆的研究与应用

通过对煤矿井下高转速螺旋钻进工艺进行分析,结合ZDY3000LG型钻机参数,设计了ф110/63.5 mm高转速钻进工艺用螺旋钻杆,包括螺距、螺旋头数等参数及联接结构。现场工业试验中,使用设计钻杆钻进最深钻孔深度达330 m,创国内螺旋钻进孔深最高记录,表明螺旋钻杆结构设计合理,强度可靠,能满足高转速螺旋钻进工艺的使用要求。     

凸轮槽铣削的工艺规划与刀具半径补偿

通过凸轮槽加工的实际案例,分析如何进行工艺安排才能获得较高的表面加工质量;如何选择编程路径,才能简化数控程序的编制;对槽加工而言,为避免过切,起刀点、切入点如何选择,刀具半径左、右补偿应该如何选择,刀具半径补偿值又该如何确定都是关键。     

基于ELM的智能加药系统的研究

在选矿工艺中,加药过程是影响选矿效果的重要因素,传统浮选加药主要采用人工加药或定量加药方式,其缺点是误差大、效率低和成本高,很难满足选矿厂现代化生产要求。针对这一问题,提出一种基于神经网络和ELM(极限学习机)的控制方案,深入探讨选矿加药的控制方法,并进行严格的试验研究,效果十分理想,对生产实践有重大指导意义。     

钻式采煤机螺旋钻杆参数化设计

钻式采煤机是一种用于薄与极薄煤层的开采设备,螺旋钻杆是钻式采煤机传递动力、输送煤炭的重要部件,其设计强度和使用性能是影响钻式采煤机工作性能的主要因素。为了实现钻式采煤机螺旋钻杆的参数化设计,在分析煤块颗粒与螺旋叶片之间动力学关系的基础上,得到螺旋钻杆主要参数及设计公式,并结合参数化设计方法,利用DriveWorks Solo软件编写设计程序,建立用户界面以实现螺旋钻杆的自动装配、干涉检查以及间隙验证,最终得到不同参数系列的螺旋钻杆三维模型。对螺旋钻杆进行参数化设计缩短了设计周期,提高了设计效率,有利于实现螺旋钻杆产品系列化。