坑道钻机调角装置立柱断裂失效分析与结构改进

调角装置是钻机施工过程中主要受力部件之一,其结构安全性至关重要。介绍了调角装置的结构原理,进行了受力分析计算,针对调角装置立柱在现场施工过程中出现断裂失效问题,采用有限元分析方法,验证薄弱环节,进行结构改进,为相关合理性设计和结构优化提供参考。     

煤矿井下钻机调角装置设计

为实现钻机匀速、稳定的调角功能,设计了一种回转式减速器直驱的双立柱式调角装置,具有调角范围大、输入/输出参数线性关系好、运转平稳等特点,还增加了水平开孔高度调节等功能。通过在ZDY4300LP型钻机中的配套使用,验证了双立柱式调角装置的新功能和稳定性,为智能钻机调角装置的自动化、参数化控制提供了研究思路。     

坑道岩心钻机调角机构设计与分析

为了满足坑道岩心钻机快速施工多角度钻孔的需求,进一步提高钻机调节俯仰角度的自动化程度,消除人工辅助调角存在的安全隐患,设计了适用于坑道岩心钻机的双级调角机构,对钻机调角装置中2组液压油缸受力情况进行了分析,推导建立了受力分析数学模型。结合钻机实际工程参数,采用MATLAB软件对油缸受力情况进行了数值模拟,得到2组调角油缸在全部可调节范围内的受力变化规律与极限数值,并根据分析结果对调角油缸进行了设计。     

全液压分体式钻机关键部件研制及试验

针对全液压分体式钻机的关键部件进行了研究,尤其是对钻机的液压控制系统和调角装置进行了深入研究。首先将钻机的多个液压控制元件集成为一体,研制了新型整体式集成阀;其次研制的全自动调角装置可以实现钻机机身高效便捷的调角功能。最后将研制的液压控制系统和带有新型调角装置的主机配置相应的泵站,在专业检测试验台上进行了室内检测试验合格后,在矿区施工现场进行了工业性试验,整机效率有了很大提高,操作安全可靠,自动化程度明显提高,具有显著的技术优势。     

煤矿坑道钻机模拟实验台及关键技术

为了准确呈现煤矿井下坑道钻机的结构和工作状况,缩短煤矿井下坑道钻机电液控制程序调试周期,在分析现有多变幅履带钻机的基础上,研制了煤矿井下坑道钻机模拟实验台。重点介绍了钻机模拟实验台整体设计、调角装置设计计算和铰轴式给进装置设计要点等。该钻机模拟实验台可为煤矿井下坑道钻机电液控制程序预先调试提供平台,加快钻机电液控制程序的调试进程。     

全液压分体式钻机变幅机构设计及力学分析

设计了一种煤矿用全液压分体式钻机的新型变幅机构,介绍了其结构及工作原理。为研究变幅机构的动力学性能,建立了钻机调角及正常钻进两种工况下变幅机构的力学模型,采用Matlab仿真分析软件得到两组调角油缸在不同工况下受力状态随主轴倾角及回转器运动轨迹的受力变化曲面,为变幅机构的结构设计提供了理论依据。     

ZDY2800S型全液压坑道钻机的研制

传统的ZDY2800S型分体钻机受到调角装置结构的限制,主轴倾角的调节操作复杂、自动化程度有限、工人的劳动强度大,工作效率低。针对这一问题研制了ZDY2800S型全液压坑道钻机,该钻机结构设计合理、技术先进,新型调角装置调角范围宽、操作方便、自动化程度高,能够满足煤矿井下瓦斯抽采及其他各种用途钻孔的施工要求。试验结果表明:钻机的各项技术参数均达到设计目标,可以在煤矿井下安全使用。     

ZDY6000LD(B)履带式坑道钻机调角机构仿真

为满足用户对整体式钻机提出的更高要求,采用新结构研制了ZDY6000LD(B)履带式全液压坑道钻机调角机构,利用ABAQUS软件建立调角机构中关键部件有限元模型并进行模态和稳态动力学分析,得出前10阶固有频率及振型,评估调角机构是否满足设计要求。     

大功率定向钻机给进调角装置立柱失效分析及优化

针对某大功率煤矿坑道定向钻机给进调角装置立柱失效的问题,通过对立柱焊缝材料组织、结构原理、受力情况等进行失效分析和计算,对立柱的材料、规格和焊接工艺等进行了优化和仿真验证,并通过多次施工充分验证了立柱的可靠性。     

多功能钻机工作装置虚拟样机建模与动力学仿真

为了分析多功能钻机工作装置的动力学特性,运用Solid Works和ADAMS建立钻机工作装置虚拟样机模型。对3种典型动作进行动力学仿真,获得各变幅液压缸受力变化曲线,并通过实验研究验证了仿真模型和仿真结果的可靠性和有效性。在此基础上获得钻机工作装置极限工况下的动力学特性,为钻机工作装置控制系统设计、结构优化设计及有限元强度分析提供可靠的参考。