联动型步履式ZYW-6000煤矿用全液压钻机的研制

为了提高工作效率,降低劳动强度,研制了联动型步履式ZYW-6000煤矿用全液压钻机,详细介绍了总体方案、关键结构和液压系统的设计,重点分析了关键结构的优化、步履底架的设计和联动动作的实现,根据钻机的试验及应用推广情况,表明各项技术指标达到了设计要求。     

联动型ZYW-2000矿用全液压钻机重型泵站的研制

针对联动型ZYW-2000矿用全液压钻机泵站串泵工作时,小泵易损坏、维修不便等问题。提出了大小泵分开独立工作的设计理念,并改进大小泵的连接方式,研制出联动型ZYW-2000矿用全液压钻机重型泵站。     

煤矿钻机用联动系统及其动态特性研究

对煤矿钻机用联动系统及其动态特性进行了研究。为了提高现有煤矿用钻机的自动化程度,根据现有钻机的操作流程,总结出钻机执行元件联动控制的逻辑关系,并设计了钻机联动液压系统,分析了联动系统对钻机关键元件的性能要求及影响联动系统稳定性的因素。以某型钻机为例,运用仿真软件AMESIM对该联动系统各状态进行了仿真验证,通过实验室及现场实验证明:样机工作稳定、各执行元件动作灵敏可靠,验证了钻机联动控制模型及系统的正确性。     

联动型ZYW-4000矿用全液压钻机重型泵站的研制

前期研制出了ZYW-2000型矿用全液压钻机重型泵站。由于设计粗糙,现场使用存在很多问题,例如,功率低下、液压系统设计不合理等。研制出了55 kW重型泵站,适用于ZYW-4000型矿用全液压钻机。改进了重型泵站的总体设计方案,并详细描述了关键结构的改进及选用依据。根据工业性试验及使用情况,该重型泵站拥有更长的使用寿命,适应复杂的环境,运行更加平稳可靠,可以为同类重型泵站的研制提供设计依据。     

联动型ZYW-4000整体式全方位履带钻机设计

为适应狭窄巷道的施工条件,研制了联动型ZYW-4000整体式全方位履带钻机。介绍了总体方案、关键结构和液压系统的设计。试验及煤矿现场应用结果表明,该钻机整体运行正常,能适应不同工作环境,各项技术指标达到了设计要求。     

ZYW-4000型煤矿用跨带式输送机组合式钻机的研制

针对煤矿井下安装有带式输送机的巷道钻孔施工困难的问题,提出了跨带式输送机钻孔施工的工艺方法,并将钻机的底架模块化,研制了ZYW-4000型煤矿用跨带式输送机组合式钻机。详细介绍了钻机的结构特点及主要参数;建立了钻机关键部件的有限元分析模型并进行了强度分析、模态分析及结构优化。通过实验室及现场实验表明,该钻机既可进行普通巷道施工又可进行跨带式输送机施工,钻机运行可靠,应用范围广,可以为同类钻机的研制提供参考与依据。     

ZYW-1200煤矿用全液压钻机动力头的设计

介绍了ZYW-1200煤矿用全液压钻机动力头设计方案,简述了动力头的设计要求,重点分析了动力头传动系统和结构设计的特点,以及钻机现场试验情况。     

基于煤矿井下用ZYW-6000钻机夹持器的研究

夹持器是钻机的关键零部件,以ZYW-6000钻机夹持器为研究对象,计算了相关零部件的重要参数,并通过Workbench分析了重要零部件的力学性能,从理论上验证了其设计的正确性;通过井下工业性试验表明,该夹持器运行可靠,夹持松开及时、快速,卡瓦无摩擦钻杆和打滑现象,夹持器关键零部件运行可靠稳定,无明显变形现象,为煤矿井下大扭矩钻机的设计奠定了基础。     

ZYW-1200型煤矿用全液压坑道钻机

介绍了适用特殊地质条件的ZYW-1200型煤矿用全液压坑道钻机钻进工艺参数,阐述了研发该型号钻机所采取的工艺技术路线、结构设计及所具有的特点,通过工业性试验验证了该型号钻机达到设计所要求的各项性能指标。     

ZYWL-4000高位履带式全液压联动钻机设计

为适应我国煤矿大采高巷道钻孔施工工艺需求,降低操作人员劳动强度,提高钻孔效率,研制了ZYWL-4000高位履带式全液压联动钻机。主要介绍了整机方案和联动液压系统,并对关键部件进行了具体分析。根据钻机的试验及煤矿现场的应用情况,该钻机整体运行正常,各项技术指标满足设计要求。     

声频环保钻机液压系统设计与应用

声频环保钻机是一种高端土壤调查取样装备,钻机液压动力头产生高频激振力驱动钻具克服浅部地层阻力,使钻具周围地层发生局部液化进而快速获取高质量的地层原状样品。本文在提出50 m声频环保钻机主要设计参数的基础上,对钻机液压系统设计方案进行分析,选定了开式液压系统以简化系统油路结构。液压系统采用主油路和辅油路的控制方案,主油路驱动动力头振动、回转、给进和履带行走等动作,辅油路驱动支腿调平、桅杆起落和桅杆滑移等动作。对液压系统参数进行了设计计算,选定钻机液压系统工作压力为21 MPa,计算主油路总流量为320 L/min,据此确定了发动机的功率及型号,然后安装调试液压系统并进行了参数检测。在此基础上,开展了钻机在土壤采样中的应用推广,包括大直径双管采样、半合管采样以及复杂地层采样,取样效果良好。钻机液压系统工作稳定,安全可靠,液压管线排布美观,操控灵活方便,能够满足工程应用要求。     

基于负载自适应的煤矿用钻机卡盘动态夹紧理论

针对现有煤矿用钻机胶套式液压卡盘(胶套卡盘)夹紧回路的缺陷,运用负载自适应的基本原理,将钻机回转与给进的负载变化与卡盘夹紧力动态关联,提出了胶套卡盘动态夹紧理论及计算方法,建立了系统的传递函数并进行了响应分析。并以某型钻机为例,运用仿真软件AMESim对系统在特殊载荷条件下仿真验证,通过实验室验证及现场实验验证,结果表明：采用所提出的理论及计算方法设计的胶套卡盘能显著的提高卡盘的使用可靠性并成倍的提高胶套使用寿命,可为此类钻机胶套式液压卡盘设计提供理论依据和方法。     

ZYW-2000型钻机夹持器的设计

为了提高煤矿瓦斯抽放孔钻进过程中起、下钻具的效率与安全性,结合ZYW-2000型煤矿全液压联动钻机研制项目,在传统常闭式夹持器的结构特点与用途的基础上,设计了一种新型的碟簧夹紧与液压开、夹相结合的复合式常闭夹持器,并对其结构、工作原理及主要设计参数的计算过程做了介绍。     

地下凿岩台车钻孔液压系统设计

针对现有钻孔液压系统存在的系统复杂、液压元件多及故障排查困难等问题,在分析钻孔装置工作原理的基础上,提出了采用恒压变量泵、比例阀、回转泵流量阀、电控防卡钎等技术的新型钻孔液压系统方案。介绍了该系统的工作原理及特点、主要液压元件的计算与选型,分析了系统运行过程。该系统应用于地下掘进凿岩台车上,具有冲击与推进流量稳定、节能、防卡效果好、系统结构简单与维护方便等特点。     

ZYWL-13000DS大功率定向钻机研制与应用

常规定向钻机主要用于近水平顺煤层钻孔施工,回转转矩一般为3 000~6 000 N·m,一次成孔直径为96 mm。针对常规定向钻机转矩小、成孔直径小、不能完全满足煤层顶板高位定向钻孔的施工要求等问题,研制了适用于大直径高位定向钻孔施工的大功率定向钻机。通过研制大转矩动力头、大起拔力给进机构、高强度外平内墩粗定向钻杆、大流量泥浆泵车,大大提高了定向钻机在大直径高位定向钻孔施工过程中抱钻、卡钻等事故的处理能力,提高了定向钻机的地层适应性。进行了高位大直径定向钻孔试验,在试验过程中,首次尝试了扩孔开分支法,并成功完成分支孔钻进。针对扩孔时无法进入原钻孔的问题,设计了带导向作用的双极扩孔钻头。     

潜孔钻机接卸杆方式分析

潜孔钻机在钻孔过程中随着钻杆持续推进,需要频繁地进行接杆和卸杆作业,传统的接杆和卸杆步骤都是人工分别控制推进和回转手柄来完成上述过程的,操作过程复杂,劳动量大。随着PLC控制技术的发展,采取比例接卸杆的方式(即通过电气和液压技术的结合)理想地完成了上述过程。相比而言,采取比例接卸杆,自动化程度高,减少了操作人员的劳动强度,值得推广。     

乳化液钻机马达优化设计

为了提高钻机核心部件--乳化液马达--的性能,对乳化液马达的结构、设计方法进行了研究.针对乳化液黏度低的特点,将所设计的乳化液马达采用了阀式配流,从而保证了较高的容积效率.通过对阀式配流径向柱塞乳化液马达的参数分析, 以减小马达体积和径向尺寸为目标,根据马达的性能要求、零件强度、装配与运动特点等确定约束条件,建立了马达的两目标优化设计数学模型.利用Matlab优化工具箱进行优化设计实例计算,获得了最佳的设计方案.     

以钻杆为介质的矿用坑道钻机钻探参数传输方法研究

为了克服传统坑道钻机钻探参数有线传输技术高成本和高故障的缺点,提出了一种以钻杆为传输介质,以声波为传输载体的钻探参数传输方法。应用一维有限单元法研究了单节钻杆的长度,管箍的横截面积,钻杆的节数对梳状滤波器通阻带分布的影响,给出了钻探参数信息对载波的调制方式。基于声波的钻探参数传输系统采用信道扫频功能,确定了最佳的载波频率或者通信带宽,并设计了纠错握手程序以保证数据传输时的可靠性。