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。     

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。     

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。     

ZYWL系列履带式自动钻机模块化设计

针对国内煤矿企业对钻机实现遥控、自动化操作要求越来越紧迫,介绍了自动钻机系列化设计的思路和依据及钻机的基本性能参数与主要结构。结合煤矿井下施工现场条件及工艺要求,总结归纳了自动钻机钻进工艺的主要功能,并对钻机进行模块化分解组合,提高了零部件的通用率。对钻机关键部件机械手、钻杆箱及对顶双夹持器的工作原理及结构进行详细论述。通过对典型生产案例分析证明,ZYWL系列自动钻机可以满足瓦斯抽放、冲击地压处理的需要。     

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。     

液压钻车钻杆自动装卸装置的设计

设计了一种小型液压钻车的自动装卸钻杆装置。该装置利用液压机械手,将钻杆从钻杆库搬运至动力头前,与钻杆夹持装置配合以实现钻杆的自动装卸。机械手能够在钻机导轨上移动位置,不干涉钻机钻进运动,提高了作业效率和安全性。     

基于路径规划的大容量钻杆自动输送系统研究

针对现有煤矿钻机钻杆自动输送系统容量小,需要人工频繁补充钻杆的问题,开发了大容量钻杆自动输送系统。以钻杆一般输送路径规划和多列多层钻杆起点归一化方法为基础,结合ZYWL全方位自动钻机总体结构方案,利用钻杆箱侧下方的空间,设计了升降输送路径方案,降低了钻机整体高度。基于路径方案设计了钻杆箱、转运器、主机械手和副机械手等执行机构,并根据具体结构对输送路径进行了适应性调整,避免了输送装置与钻机主机结构发生运动干涉。理论验算与样机试验表明,大容量钻杆自动输送系统路径设置合理,可准确实现钻杆的自动输送。     

煤矿用钻机钻杆自动更换机构分析

煤矿用钻机在钻进过程中,钻杆的上杆与下杆都需要人工进行操作。在操作过程中劳动强度大、效率低且存在很大的安全隐患。针对此问题,提出一种自动换杆机构的思路,并对换杆机构的运动学进行可行性分析。     

自动钻机主动钻杆可靠性研究

针对煤矿井下自动钻机用主动钻杆联接螺纹磨损快、使用周期短的问题,对主动钻杆接扣过程进行分析,发现主动钻杆与被接钻杆间是硬性固定,接扣时在轴线方向没有活动余量,当动力头旋转速度与推进速度不匹配时,就会导致螺纹产生磨损。通过对主动钻杆螺纹部分热处理工艺的优化,提高了螺纹的表面硬度及耐磨性;通过对动力头旋转与推进管路进行改进,用增加旋转及推进溢流的方式减少硬接扣情况的发生。现场应用表明,改进后主动钻杆使用周期延长8倍,可靠性明显提高。     

摩擦焊钻杆自动送料装置的应用

摩擦焊接是钻杆加工的关键环节。常用的钻杆摩擦焊接过程中采用的是人工上下料方式,严重制约了摩擦焊机的工作效率。设计了一种摩擦焊接钻杆自动送料装置,介绍了该装置的工作原理和系统功能分配,重点介绍自动装卸料机构的设计。实践证明,该装置结构简单,分料准确,自动化程度高。     

煤矿用全自动钻机滑落式钻杆箱的研究

针对煤矿用全自动钻机的开放式钻杆箱容纳能力有限、钻杆续接能力不足等问题,提出了一种滑落式钻杆箱结构,在阐述滑落式钻杆箱的工作原理的基础上,对其进行了运动学和动力学仿真,得到了钻杆滑落速度、加速度及钻杆受力动态曲线,并对滑落式钻杆箱进行了工业性试验,结果表明:滑落式钻杆箱中的钻杆滑落有序,运行稳定可靠。     

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。     

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。     

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。