煤矿用自动化钻机同步夹持机构改进设计与试验

为了提高自动化钻机夹持机构自身的对中性,解决夹持机构夹持中心与动力头回转中心偏离的问题,设计了一种煤矿井下自动化钻机用液压松紧型开放式同步夹持机构。根据自动化钻进对钻机夹持机构的功能要求,介绍了同步夹持机构的特点、结构组成和工作原理。对同步夹持机构的夹紧力、夹持油缸夹紧能力和卸扣油缸卸扣能力的进行校核计算,同时对同步夹持机构进行调试试验。结果表明,同步夹持机构改进设计和部件的参数选择满足自动化钻机的使用要求,为提高夹持机构的可靠性和自动化钻机的整体性能提供了保障。     

智能钻机自动上下杆机构设计与分析

在对ZDY4000R型钻机进行改进的基础上,设计了一种自动上下杆机构。对比分析了上下杆装置安装在机身上部和安装在机身下部的结构特点,设计了机械手、中间夹持器、储杆箱、阻挡装置、接送装置等,最后利用有限元软件ANSYS对机械手和中间夹持器等结构进行应力分析。     

双管钻机夹持卸扣装置的有限元分析及优化

夹持卸扣装置是双管钻机的重要组成部分,主要用于夹持孔内钻具,配合回转器实现机械拧卸钻杆的功能,其性能的好坏将直接影响整机的性能、钻进效率以及钻孔质量等。为验证设计结构的功能和质量,缩短研发周期,提出应用ABAQUS软件对夹持卸扣装置进行有限元分析和优化。结果表明优化后的结构满足安全系数的要求,为夹持卸扣装置的结构设计和优化提供了借鉴,同时为双管钻机的整体可靠性提供了保障。     

ZYWL-4000SY自动钻机钻进机构故障分析

ZYWL-4000S Y自动钻机作为最先在煤矿井下推广应用的自动化钻探装备,其自动化功能弱化了对设备的操作,但对设备的使用和维护却提出了更高的要求.随着设备的长期使用,运动最频繁的钻进机构受到损耗不可避免.为处理钻进机构故障,保障设备正常运行,对钻进机构的故障现象进行了总结,对各故障点进行了拆解,分析了故障产生的原因.从设备的使用维护与设计优化两方面提出了解决方案,为自动钻机的使用和优化提供参考.     

坑道取心钻机主机轻量化设计与选材优化分析

主要以坑道取心钻机性能参数为设计依据,分别从结构、材料和有限元分析方面进行了轻量化设计。钻机主机结构采用模块化设计,V形导轨,开孔肋板和空腹式机身等结构形式。赋予底座和给进机构模块4种不同材质,运用有限元方法对比分析了2种工况下坑道取心钻机主机的强度和刚度。整理分析结果后,从轻量化,成本和承载角度对比得出,铝合金6061与其余2种材料相比较更适合作为主机轻量化材料。     

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。     

远距离控制防突钻机自动装卸钻杆机构的设计

自动装卸钻杆机构是远控钻机的关键部分,由钻杆举升机构、钻杆抓取机构及钻杆箱等组成。介绍了自动装卸钻杆机构的设计方案,重点介绍了钻杆举升、钻杆抓取等动作过程及工作原理。     

煤矿用双臂探放水钻机给进机构的设计

介绍了ZDY2-1000LF型煤矿用双臂探放水钻机给进机构的设计思路、结构组成及特点。对给进机构在极限工况下进行了受力分析与计算,利用有限元软件验证了关键部件的强度。工业性试验表明,给进机构设计合理、运行平稳、性能可靠,满足巷道掘进工作面探放水施工的需要。     

冲击反循环工程钻机自动同步机构的原理

采用行星齿轮差速机构作为ＧＣＦ－１５００型冲击反循环工程钻机的自动同步机构，已经获得成功。分析了该机构的运动学原理和力平衡原理。该机构具有结构简单、工作可不的特点。     

ZYWL-4000SY自动钻机提升机构液压系统设计

为满足Z Y W L-4000S Y自动钻机井下钻孔施工对不同开孔高度的设计要求,同时要保证开孔的精度,需要一种高度可调、速度可控、性能稳定可靠的提升调节系统.为降低液压系统的能量损失和发热,结合Z Y W L-4000S Y自动钻机的全方位结构特点,设计了一种采用电比例控制与远程无线遥控操作的提升机构负载敏感控制液压...     

GXD-5S型水平岩心钻机动力头的设计与分析

针对千米级水平绳索取心钻进工艺对桅杆式钻机动力头的要求,阐述了GXD-5S型千米级水平岩心钻机动力头的设计思路和设计方案,介绍了动力头变速、减速的传动结构;采用三维虚拟样机技术在Solidworks软件中对动力头进行快速设计建模,并在Simulation环境中对传动齿轮副、主轴、动力头箱体等关键零部件进行有限元分析,具有较高的设计效率和直观明了的分析校核结果,FEA分析结果与传统校核计算公式所得结论一致。     

基于响应面法的潜孔钻机卸扣钳卡瓦结构优化设计

卡瓦结构对于潜孔钻机卸扣过程中钻杆的变形有重要影响。采用有限元法对其夹持钻杆变形量进行分析,以减小卡瓦质量和钻杆变形量为目标,对卡瓦几何结构参数进行实验设计与响应面建模,在此基础上采用多目标优化遗传算法并结合实际工艺参数得到最优设计方案。优化后卡瓦结构在同等工况下卡瓦质量下降了27%,夹持钻杆变形量减少了31.9%,为潜孔钻机卸扣钳卡瓦设计提供了理论指导。     

轻便型模块化岩芯钻机研制及优化

针对国内外轻型模块化钻机存在的问题,设计了一款钻深更大、便于装拆的轻便型模块化岩芯钻机。并对钻机的整体结构进行了优化,使其模块划分更加合理,且便于快速拆装。针对关键零部件进行了轻量化设计,使各模块质量更轻。该产品可应用于地质勘探、深边探矿等领域。     

基于ABAQUS的救援车载钻机动力头设计与优化

从地面施工大口径救援孔是井工矿发生矿难进行应急救援的重要手段。以救援车载钻机执行机构中的核心部件动力头为研究对象,针对车载钻机动力头主机回转扭矩与提升力较大、可靠性要求高的特点,设计了由回转器、旋转头以及拖板三大主要部件组成的动力头,旋转头可相对回转器独立旋转,满足钻机起下钻要求。设计完成后,采用数值模拟软件ABAQUS按照实际工况对钻机关键部件进行了有限元分析,并根据分析结果对部件结构进行了有针对性的优化,优化后的结果满足使用需求。     

磁性编码器在凿岩钻车自动控制中的应用

简要论述了凿岩钻车自动控制系统对传感器的要求,介绍了磁性编码器的工作原理和性能特点,并认为这种编码器适合用于凿岩钻车的自动控制系统。对磁性编码器的选择以及在凿岩钻车上的安装等问题进行了探讨。     

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。     

钻机液压卡盘胶筒数值分析及结构改进

 胶筒式液压卡盘是全液压坑道钻机上的重要工作部件,其关键元件胶筒是卡盘中容易损坏的零件。选择Yeoh模型以便能更精确的描述卡盘胶筒本构关系,建立了胶筒的有限元模型,对其工作过程进行数值模拟,分析了工作时胶筒的应力应变情况及卡盘夹紧状态时胶筒的变形情况,找出了胶筒失效的根本原因,即卡盘与端压环之间存在间隙而导致胶筒与间隙发生啃噬。提出了增加尼龙垫圈以隔离胶筒和间隙的直接接触的改进方案。对提高钻机卡盘的工作可靠性,具有重要意义。     

全液压顶驱钻机背钳的设计及运动仿真分析

针对大陆科学钻探接卸钻杆进行上卸扣操作复杂繁琐、夹持稳定性差等问题,设计了一种适应于科学钻探全液压顶驱钻机的新型背钳装置。该装置具有夹持力大、对钻杆损伤小、工作性能稳定、双向浮动等特点,解决了钻进过程中频繁倒杆问题,快速完成上卸扣操作作业,极大地缩短了辅助作业时间。并利用ADAMS动力学仿真软件,对夹紧机构进行了运动仿真分析,验证了机构设计的合理性。