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。     

自动钻机钻杆储运装置探讨

储运装置是自动上下钻杆的关键装置之一,直接影响着钻杆的自动上下功能。介绍了钻杆自动上下料原理及其储运机构,对存在问题进行了分析,并对采用斜度补偿、分体组装、加大导向间距以及提升板等措施对钻杆箱改进进行了探讨,提高钻杆拾取稳定性。     

自动钻机钻杆箱优化设计

针对自动钻机钻杆箱中存在的问题,对钻杆箱进行优化设计。增加了钻杆箱容量,提高了钻杆箱工艺性,并采用自动送料机构代替弓形机械手,提高钻杆拾取的稳定性,达到了结构紧凑、容量大、稳定性高的目的,提升了钻机的自动化能力。     

自动钻机外接钻杆箱装置设计

自动钻机在钻进过程中无需人工操作,极大地提高了操作钻机的安全性和降低了人工劳动强度。目前,由于煤矿井下巷道空间有限,自动钻机的体积不能太大,导致钻机自身钻杆箱容量有限。针对钻杆箱容量不足的问题,对钻杆箱进行扩容,设计一种自动钻机外接钻杆箱。     

自动钻机配套用履带式钻杆补充系统研制

针对自动钻机钻杆箱容量较小的缺点,开发了履带式钻杆补充系统。借鉴钻杆重力滚动原理,设计了多层斜面式补充箱,通过提升油缸实现换层;采用具有3个平移自由度的对齐机构实现补充箱与钻杆箱快速对齐;通过载荷计算确定了对齐驱动油缸的关键尺寸。现场应用表明,该系统增加了自动钻机的单次装填钻杆进尺,提高了施工效率,减轻了劳动强度。     

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。     

自动钻机用钻杆箱扩容方案对比分析

自动钻机钻杆箱容量不足是制约着钻机自动化的程度,目前,受到自动钻机外形尺寸的限制,自动钻机的钻杆箱容量只有7根,井下钻孔作业过程中钻杆用完后,需人工向钻杆箱添加钻杆,在一定程度上制约了自动钻机的自动化水平。因此,自动钻机的发展必须要解决钻杆箱的容量问题。钻杆箱容量扩展方式可分为外置式钻杆箱和安装在钻机本体式的钻杆箱,这2种扩容方式各有其优缺点。     

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。     

ZYWL-6000D定向钻机夹持器底座的设计

通过对ZYWL-6000D定向钻机夹持器结构和工作原理以及钻杆使用状况的分析,设计了一种新型夹持器底座结构。该结构能避免钻杆在工作过程中刮伤,大大地提高了钻机的工作性能和工作效率。     

煤矿用自动控制钻机的研制

针对现有钻机操作复杂,工人劳动强度大的问题,将抓取式机械手、分体式钻杆箱、双夹持器及自动控制系统集成应用,研制了可实现一键全自动钻进的自动控制钻机。现场试验结果表明:该钻机自动化程度高,性能可靠,可大幅降低工人的劳动强度。     

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。     

定制钻机的模块化设计研究

针对煤矿日益增长的定制钻机需求与交付周期、生产成本、产品标准化等生产问题之间的矛盾,通过对钻机设计过程的分解,研究了定制钻机的模块化设计流程。结合钻机产品特征和企业自身条件,确定了定制钻机的模块划分方法与模块种类。最后,通过在实际定制产品设计中的应用,验证了模块化设计方法的可行性。     

钻机机械手自动换杆装置的设计

介绍了井下自动换杆装置的组成结构,自动换杆装置的工作过程和原理,并对机械手旋转装置和钻杆仓的设计结构进行了详细说明,钻杆仓采用双棘轮机构进行控制,大大地提高了定位精度。同时钻杆仓采用能安装2种钻杆的设计,提高了设备的使用效率。在实际应用中取得了较好的效果。     

煤矿用全自动钻机的研制与现场试验分析

现有煤矿用全液压钻机存在操作复杂、操作人员劳动强度大及有安全隐患,针对上述问题,设计研制了煤矿用全液压自动远控钻机ZYWL-4000SY,给出了钻机整体布局方案,设计了钻机自动上下钻杆装置、双夹持器装置以及液压系统;并进行了现场工业性试验。     

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。     

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.     

ZYWL自动钻机机械手翻转控制系统研究

机械手作为ZYWL自动钻机的关键零部件,在翻转过程中因负载变化造成系统动态特性较差、冲击振动明显等问题,对机械手的定位准确性和结构寿命造成极大影响。通过分析翻转机构运动过程,建立翻转控制系统模型,并引入PID控制对系统进行调节,最后采用MATLAB Simulink对系统模型进行仿真。试验结果表明:引入PID控制后翻转机构控制系统的动态特性得到明显改善,系统运行平稳,响应快速。