煤矿坑道钻机后部加卸钻杆装置设计

根据长钻杆体积大、重量重、钻进过程中使用数量多等特点,研制了煤矿坑道钻机自动加卸长钻杆装置。介绍了长钻杆加卸装置的方案制定,叙述了上卸扣装置、托举装置的设计过程,并简述了上杆过程和卸杆过程。现场工业性试验过程中,长钻杆加卸装置累计上卸钻杆4 340根,动作稳定,性能可靠,满足了煤矿坑道钻机加卸长钻杆的使用需求。     

煤矿坑道钻机自动加卸钻杆装置的研发

针对煤矿坑道钻机人工加卸钻杆安全性差、劳动强度大等现状,分析了煤矿坑道钻机自动加卸钻杆系统发展中的问题,开发了基于防爆PLC控制的自动加卸钻杆装置。该装置采用转轮式结构,利用机械手从转轮式杆仓中抓取钻杆,整个操作过程由手持式遥控器完成。该装置安装在钻机给进机身上,可以随机身进行变幅调角。测试结果表明,该装置具有适合各种倾角方位的钻孔、巷道适应性强、操作方便快捷、安全性高等特点,为煤矿坑道钻机的自动化升级提供了有效的技术支撑。     

折叠式定向钻机辅助上钻杆装置设计

为降低定向钻机施工时工人劳动强度并提高定向钻机上钻杆自动化水平,设计了一种折叠式辅助上钻杆装置。该辅助上钻杆装置采用模块化设计,将钻杆箱、钻杆架、滑动架等机构集成于一体,工作时钻杆在辅助上杆装置推杆机构、升降机构、滑动机构的共同作用下被送至预定位置,并实现辅助上钻杆功能。在非工作状态下,钻杆架向下翻转可有效减少整机宽度,方便转场运输。样机测试表明：辅助上钻杆装置可满足定向钻机上钻杆功能并有效降低工人劳动强度。     

全液压坑道钻机自动上、下钻杆装置液压系统设计及仿真分析

全液压坑道钻机作为煤矿井下瓦斯抽放的主要设备,对其进行自动化升级具有重要意义。按照常规钻机的传动方式和设计方法,该自动上、下钻杆装置采用了负载敏感液压系统。介绍了自动上、下钻杆装置的工作过程,设计了自动上、下钻杆装置的液压系统,运用AMESim建立了液压系统的仿真模型。仿真结果表明,自动上、下钻杆装置的双夹持系统、顶杆和送杆系统均满足设计要求,可为常规钻机自动化升级改造提供理论基础。     

反井钻机钻杆扶正装置研究

反井钻机钻扩孔过程中由于偏斜易导致拆卸钻杆时抱合扳手(卡瓦)卡不上去,如果用大扳手代替,既不可靠又不安全,通过对几种反井钻机钻杆扶正装置进行研究,得到一种最适合反井钻机应用的扶正装置,确保接卸钻杆的可靠性和安全性。     

煤矿钻机自动上下钻杆装置研制与应用

常规煤矿钻机在井下钻孔施工过程中,钻杆的装卸由人工完成。要实现钻杆装卸的自动化,首先需要研制钻杆储存及钻杆输送机构,其次要有钻杆拧卸配套机构。研制的自动装卸钻杆装置可以实现钻杆储存、输送等功能;自动拧卸钻杆装置主要用来加接钻杆,即自动松开、拧紧钻杆之间的螺纹联接,并能有效地保护钻杆螺纹,通过2种装置的配合便可实现钻机的自动上下钻杆功能。     

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。     

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。     

煤矿用坑道钻机钻杆断裂原因分析及采取的措施

分析了煤矿用坑道钻机钻杆的加工质量问题和现场使用时产生断裂的原因。从理论上分析了钻杆断裂规律及影响最大应力的因素;分析了材质、加工工艺及钻进工艺等因素对钻杆断裂的影响,提出了稳定钻杆质量、减少钻杆断裂事故的措施。     

煤矿坑道钻机调角装置动力学仿真

煤矿坑道钻机调角装置是钻机的主要执行机构,进行强度校验是设计的关键步骤。介绍了一种调角装置工作原理,利用仿真软件进行了钻机调角装置的动力学仿真,特别是结合钻机在使用中的情况,得到了其部分铰接点的受力曲线,验证了设计合理性和力学可靠性,为以后研究其工作特性和结构设计提供依据。     

定向钻机用辅助上钻杆机构设计

针对煤矿井下定向钻机用大直径钻杆预拧紧依靠人工操作劳动强度大、安全风险高的问题,提出了一种定向钻机用辅助上钻杆机构设计方案,对其结构设计要点进行了详细说明。通过受力分析得到了摩擦轮上钻杆机构传动简图,并对其传动参数进行了计算和校核。该辅助上钻杆机构结构简单、体积小,过载时可以打滑保护钻杆丝扣,为定向钻机上钻杆问题提供了一种解决方案。     

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。     

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.     

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。     

煤矿坑道钻机顶部开放式钻杆限位器设计

根据煤矿坑道钻机钻进施工过程中需要对不同直径钻具限位的使用要求,研制了限位范围可调的顶部开放式钻杆限位器。介绍了钻杆限位器的方案设计及工作原理,简述了关键零部件的设计要点。现场试验证明,顶部开放式钻杆限位器限位性能达到设计要求,动作稳定可靠,满足了钻进施工过程中对不同直径钻具限位的使用要求。     

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。     

煤矿坑道定向钻机液压泵站设计

根据定向钻机的工作环境和使用要求,介绍了钻机泵站的设计原理,分析了坑道钻机常用的旁置式和下置式2种类型的结构,对比了2种布置方式的优缺点;阐述了泵站的设计过程,并通过现场应用表明设计有效提高了泵站的可靠性和使用周期,维护费用大大降低。     

煤矿坑道定向钻机动力头设计

煤矿坑道定向钻机动力头是定向钻机的关键部件之一,其性能好坏直接影响定向钻机整机性能。主要介绍了定向钻机动力头的方案制定与技术参数确定,叙述了制动装置、卡盘、主轴、箱体和传动齿轮的设计过程。定向钻机工业性试验中,动力头无故障钻进累计19 308 m,满足了坑道定向钻机的使用要求。