煤矿用自动钻机旋扣系统同步控制策略

煤矿用自动钻机在接、卸扣工况旋扣时存在因给进速度与动力头旋转速度不匹配,钻杆螺纹接头出现咬扣、撕扣及磨损过快等问题,迫切需要一种速度同步控制性能较好且适合运用于工程实际的控制方法。通过理论分析对比与试验,提出了基于非线性前馈补偿的复合同步控制策略,建立了该复合同步控制策略的数学模型,运用AMESim和Simulink对控制系统进行联合仿真验证,确认了该控制策略的可行性。以某型自动钻机为例,采用所提出的控制策略进行了钻杆重复接、卸扣试验。结果表明：旋扣时,给进系统与动力头旋转系统的同步性能良好,能很好的补偿系统负载非线性变化对同步特性的不利影响,同步性能满足接扣系统需求。研究有望为相关煤矿用自动钻机的设计提供参考。     

自动钻机接扣过程同轴度误差补偿的研究

自动钻机接扣过程中由于主动钻杆与工作钻杆间存在同轴度误差,导致主动钻杆螺纹磨损速度快,使用寿命短。减小同轴度误差或对该误差进行补偿可减小接扣过程中螺纹的磨损。矿山机械因其制造和使用特点,采用提高精度的方法减小同轴度误差成本较高,不适合工程应用。提出通过增加弹性垫片减小结构刚度,运用主动钻杆的弯曲变形与弹性垫片压缩引起的钻杆端部变形实现同轴度误差补偿,并给出垫片厚度的计算公式。试验结果表明,运用该方法后主动钻杆的螺纹寿命得到有效延长。     

山地丘陵地区便携式钻机钻杆接头防松器的设计与使用

在拧卸钻杆时为了保护动力头钻杆接头,防止其磨损,通常的做法是在该接头处联接一个保护接头。设计了一种防松器,在卸扣时防止保护接头与动力头钻杆接头脱开。这种防松器结构简单,使用方法简便。     

ZYWL-4000 SY型遥控钻机设计及关键技术研究

针对煤矿井下钻探工作环境恶劣,工人劳动强度大,容易发生安全事故的情况,设计开发了ZYWL-4000SY型遥控钻机,介绍了该钻机的总体方案,简述了钻机的基本性能参数和主要结构特点,并结合井下钻进施工的流程,详细论述了钻机的液压系统、自适应钻进技术及关键零部件的优化设计等关键技术问题。通过智能防卡钻技术,降低了钻进作业中因地压、瓦斯压力突变导致的抱钻等事故发生的概率,提高了接、卸扣过程中电控比例电磁阀的控制精度及增设溢流系统,满足了动力头钻进与旋转速度的匹配需求,使主动钻杆使用寿命延长2倍以上。通过四关节机械手实现了将钻杆箱中的钻杆准确运送至双夹持器,并与主动钻杆轴线保持一致,为接扣做好准备;并将夹持器卸完扣的钻杆准确送回至钻杆箱,代替人工操作。钻杆箱作为钻杆的盛放系统,与机械手配合实现了打钻和卸钻的完整结合,为钻机连续性工作提供了保障。通过对现场生产应用案例分析证明,遥控钻机可以通过机械手代替工人进行上下钻杆工作,实现一键自动化打钻卸钻,有效降低了工人的劳动强度,实现减人增效;钻机通过防卡钻程序控制钻进过程,有效避免卡钻事故的发生;通过遥控无线操作,避免施工过程中工人与钻机的接触,提高了钻机的安全系数。     

HG-2型车载钻机换杆装置研制

为解决车载钻机起下钻过程中工人劳动强度大、效率低、易造成安全隐患的难题,研制了一款全液压自动换杆装置。通过升降装置将钻杆抬升至给进机身钻杆托盘上,机身与底座、夹持器等配合车载钻机动力头完成加卸钻杆工作;操纵台安装于底座平移支腿两侧,形成了功能分割,实现了减员增效。针对现场工业性试验中动力头主动接头与钻杆对接烧扣的问题对夹持器进行了优化设计,增加了夹持器左右、上下2个自由度,构成了上扣过程中动力头主动接头与钻杆接头三自由度浮动,解决了丝扣烧结问题。     

复合式液压动力头的设计

通过对液压钻机动力头载荷传递规律、钻杆加接方式分析,结合2种动力头优点,提出复合式液压动力头。该动力头利用卡盘实现钻杆加接,主动钻杆完成钻进载荷传递,具有单位直径钻进载荷大的特点,克服了配油套泄漏大、钻进掉速以及胶套寿命低的缺点,既能高速钻进,也可实现冲击钻进,提高了动力头性能。     

插齿滑套式可反转钻杆的研制

为解决传统螺纹联接钻杆不能正反交替旋转的问题,研制了一种插齿滑套式可反转钻杆。根据总体结构方案,完成了钻杆体、滑套、矩形键等零件的设计,进行了强度校核,制定了加接与拆卸流程。试验证明,可反转钻杆接卸扣功能正常,反转止动可靠,可实现正反交替旋转。     

深海底钻机动力头的钻杆自行抛弃和冲击卸扣机构

文章介绍了深海岩心取样钻机的主要部件动力头的结构及特点。根据深海钻进的特殊情况,专门在动力头上设计了钻杆自行抛弃机构和冲击卸扣机构。这两种机构可在发生卡钻事故钻机无法回收已经深入孔内的钻杆串时,可将其自行抛弃,或由于动力头扭矩液压马达出现故障不能拧卸钻杆时,冲击卸扣机构将对钻杆丝扣进行冲击使其松动而卸扣。文章重点介绍了钻杆自行抛弃机构和冲击卸扣机构的结构及工作原理。     

全液压坑道钻机自动上、下钻杆流程设计

全液压坑道钻机配套钻杆以螺纹联接为主,上、下钻杆流程在很大程度上决定了钻机的工作方式。与人工上、下钻杆相比,自动上、下钻杆流程复杂、动作较多。运用对象模型的方法对自动接扣、卸扣流程进行了详细的解析。根据流程的特点增设一个可摆动的夹持器,实现螺纹联接按设计顺序拆卸,根据常规钻机的特点设计了一套自动接扣、卸扣流程,为钻机实现自动化提供了理论依据。     

山地丘陵地区便携式钻机钻杆接头防松器的设计与使用

在拧卸钻杆时为了保护动力头钻杆接头,防止其磨损,通常是在该接头处联接一个保护接头.作者设计了一种防松器,防止保护接头与动力头钻杆接头脱开.这种防松器结构简单,使用方法简便.