换杆装置夹持器的有限元分析及优化

换杆装置是车载钻机的主要配套装备,夹持器是换杆装置的关键部件之一,夹紧钻杆同时配合其他工作机构完成钻杆的推送、俯仰、上卸扣等动作,其性能的好坏直接影响到上下钻杆的效率。根据其功能要求,对设计方案进行有限元分析和优化,分析结果显示最大应力点出现在支撑臂与油缸连接的销孔处,通过支撑臂局部加厚和加肋板的方法来提高薄弱点结构强度,经有限元分析验证,支撑臂结构强度满足结构使用要求。     

坑道钻机换杆装置设计

随着自动化技术在煤矿的应用,国内中大型煤矿开始使用自动化坑道钻机进行施工作业。换杆装置作为自动化坑道钻机的重要组成部分,主要作用为抓取钻杆,并与其他部件配合实现钻杆上卸扣,其结构合理性直接影响自动化钻机的使用效果和运行效率。对换杆装置的钻杆平台和换杆机械手进行设计,并对机械手在结构自身重力及钻杆重力下进行有限元仿真分析。结果表明,机械手中心与夹持器中心的偏差满足设计要求,能够保证钻杆准确输送。最终通过样机试验验证了设计及仿真的正确性,为煤矿井下坑道钻机换杆装置设计提供了新的解决方法。     

煤层气车载钻机配套换杆装置的研制及应用

目前,煤层气车载钻机换杆大多采用人工辅助的方式,效率较低,且存在安全隐患。为提高换杆效率和操作安全性,开发了HG-2型换杆装置,该装置由车载钻机提供液压动力源,简化了结构并降低了使用成本;利用提升架完成钻具从地面到换杆装置平台的转运,工人劳动强度低;夹持器具有2个方向的浮动功能,保证拧卸钻杆时螺纹不受损伤。该换杆装置在晋城配合车载钻机完成了现场试验,满足钻杆及钻铤的换杆需求,提高了换杆效率,降低劳动强度的同时提高了安全性能。     

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。     

螺旋式锚固钻机自动换杆装置与控制系统的方案设计

针对现有螺旋式锚固钻机操作复杂、钻进效率低、工人劳动强度大等问题,在分析国内外已有自动换杆装置的基础上,提出了一种适用于螺旋式锚固钻机的自动换杆装置设计方案。该自动换钻杆装置由钻杆存储库、抓取机械手、钻进系统3部分组成。分别对钻杆存储库、抓取机械手及钻进系统进行了方案设计,并对整体装置的控制系统进行了介绍。整套装置运行不需要人工干预,自动化程度高,解决了工人劳动强度大、钻进效率低的问题。     

一种全液压坑道钻机底座的优化设计

优化设计就是在不改变结构使用要求的前提下,对结构的参数进行优化,以提高结构性能并节约材料。对一种分体式全液压坑道钻机底座进行优化设计,对初始结构进行有限元分析并对其进行了拓扑优化,最后根据优化结果重新设计筋板结构,通过分析验证了其可靠性。     

煤层气车载钻机上杆装置液压系统设计及优化

煤层气车载钻机配套用上杆装置可实现钻杆的自动接续功能,其液压系统的设计优化对于上杆装置的功能及工作性能尤为重要。通过分析上杆工艺流程及单次循环时间,液压系统设计采用了前后两级液压阀组合方式。通过降低系统发热量和提高柴油机功率利用率对液压系统进行优化,同时针对优化后液压系统的辅助回路存在流量波动现象进行分析,对调角油缸分流防冲击回路进行研究,实现2个调角油缸同步功能,降低了外部载荷冲击,保护整体上杆装置结构件不受破坏,研究结果可为上杆装置液压系统的正常工作提供理论基础。     

采矿钻车快换钎杆凿岩试验与失效分析

液压采矿钻车快换钎杆是采矿钻车钎具组中的重要部件。通过钎杆生产工艺改进和矿山凿岩试验,以及对试验产品和失效样的检验,初步确认了液压采矿钻车快换钎杆用钢材材质和热处理工艺的合理性,并针对存在的问题提出了改进意见。     

基于Solidworks的钻机底座有限元分析

根据5000 m钻机底座的实际结构和特点,建立三维模型,使用ANSYS Workbench对底座模型加载,在不同工况下对底座进行有限元分析,完成钻机底座的整体静态特性分析,判定底座是否满足强度、刚度需求。     

煤矿用自动换杆液压钻车的研制

为了提高钻孔效率,降低工人劳动强度,研制了煤矿用自动换杆液压钻车。阐述了煤矿用自动换杆液压钻车的整体方案、工作原理和主要部件的设计思路。该煤矿用液压钻车采用全液压驱动、履带式,配有自动换杆装置,结构紧凑,能够在狭小的巷道内通行,具有较好的井下施工性能。     

ZYW-4000液压钻机分体式机架的优化设计及加工

基于ZYW-4000钻机的机架,对钻机机架的结构进行优化设计和加工工艺优化,将原机架体和导轨整体焊接式体结构改为导轨和机架体采用螺栓联接的分体式机构,使机架结构更合理,使导轨磨损后具有可更换性,提高了机架的使用寿命,大大降低了机架的加工难度。     

坑道钻机机架结构设计与分析

针对矿用坑道钻机机架的结构形式及应用特点,设计了一种结构简单、刚性强、承载能力大的坑道钻机机架,对矩形机架前端、中部、尾端按部分进行了受力分析,运用ABAQUS软件对机架结构进行了应力及变形有限元仿真分析。研究结果为后续的结构优化设计,焊接制造工艺的制定提供了参考。     

多自由度坑道钻机机架设计与仿真分析

机架是煤矿用坑道钻机的主要承载与稳固机构,影响煤矿用坑道钻机的性能。对比当前主流煤矿用坑道钻机机架的区别,设计了一种多自由度煤矿用坑道钻机机架,能够实现竖直方向±90°,水平方向±180°机身旋转。多自由度机架满足一次稳固,多角度钻孔施工要求,提高了钻进效率。利用有限元方法对钻机机架进行强度分析,掌握机架应力分布状况,确定薄弱部位,为机架强度优化提供重要依据。     

瓦斯超限自动停电遥控自动钻机的研制

针对目前煤矿井下钻机瓦斯超限无自动停电保护和钻机效率低、操作复杂以及性能不稳定等问题,研制了一种能够在瓦斯超限时自动停电、停钻的自动钻机。该钻机是典型的机电液一体控制产品,不仅能够自行判断停电,还能够实现井上远控和近距离遥控自动上、下钻杆功能的现场无人化操作,为煤矿安全开采提供了保障。     

SDC-1000车装全液压钻机在煤层气施工中的应用

主要介绍了SDC-1000车装全液压钻机在山西沁水煤层气施工的应用效果,并通过多种施工工艺的对比提出全液压钻机在煤层气施工中工艺优化方案     

基于SoliWorks Simulation的自动换刀装置设计与分析

根据高效立式加工中心自动换刀装置设计要求,选择盘式无机械手自动换刀装置;应用SolidWorks2010进行自动换刀装置的数字化设计;将其模型导入Simulation软件进行有限元静态分析。分析结果表明:该自动换刀装置可以满足换刀定位精度的要求。     

自动钻机用夹持机构的结构及轻量化设计

通过分析自动钻机拧卸钻杆螺纹的过程,结合双夹持器的应用,研发了一种新型钻杆夹持机构,并分析了此种机构的特点和运动原理;利用理论力学的方法计算机构的最大夹持力,确定了油缸相应参数的选择;为了检验峰值卸扣载荷下夹持机构的结构强度特性,利用有限元分析软件进行校核,并考虑到强度与夹紧力条件,进行了轻量化设计。分析结果表明,此夹持机构的结构强度优良,可满足自动钻机的使用要求。     

煤层气钻机回转系统分析及参数优化

对煤层气及救援车载钻机回转液压系统进行研究,分析了阀后补偿回转系统参数匹配与动力头输出转速特性,基于AMESim专业仿真软件,建立了阀后补偿回转液压系统模型;通过理论分析,得出回转液压系统阀后补偿负载敏感阀LS泄压阻尼孔参数匹配对液压系统负载适应性有较大影响;结合动态仿真,得出阻尼孔参数对系统负载适应性及响应的关系。并在ZMK5530TZJ100F车载钻机回转系统进行试验,通过试验验证了仿真分析的正确性。研究结果表明,通过阻尼孔参数匹配,解决了回转系统负载适应性问题,提高了系统响应及控制精度。     

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。     

车载钻机给进托板失效分析及优化设计

为有效解决车载钻机给进托板变形及导轨啃噬破坏的难题,从其工作原理和受力特性出发,采用Abaqus软件对60 t车载钻机给进托板进行有限元分析,从理论上分析其失效原因,并据此对托板结构及选材进行优化设计。将斜撑油缸支座向两侧平移,采用网格形筋板加强托板底板刚度,选用Tri-Braze高强度耐磨钢作为托板导轨材料,并通过润滑油加注孔及锯齿形储油槽对导轨接触平面进行充分润滑。优化后的给进托板结构用于100 t车载钻机,通过现场试验进行了验证,达到了预期效果。