深立井钢丝绳导轨横向偏摆抑制机构尺寸参数规划与动态特性研究

为了增加超深立井钢丝绳导轨横向偏摆抑制能力,对偏摆抑制机构及其动态特性进行了分析。首先,构建了偏摆抑制机构尺寸参数模型,给出了机构参数值的确定方法;其次,构建了抑制机构动作过程中的动力学平衡方程,得到了机构动作过程的动态开启力;最后,通过应用分析,得到了特定工况不同旋转角范围下机构的尺寸参数值及动态开启力值,并通过ADAMS仿真进行了验证。     

煤矿液压支架四连杆机构的遗传优化设计

液压支架顶板管理和承受载荷的能力与四连杆机构结构参数的设计有密切关系。以使液压支架顶梁的轨迹为摆幅最小的双纽线或者单调曲线为目标,以遗传算法作为核心算法,对四连杆机构结构参数进行优化设计,并通过ADAMS仿真对液压支架的简化模型进行运动仿真,获得了较理想的结果。     

梭车转向梯形机构的仿真设计

介绍了梭车转向机构的组成,并对影响车辆转向性能的转向梯形机构进行详细的说明,同时以阿克曼定理为理论基础,分析了梭车转向时各车轮的摆角关系,采用动力学软件对转向机构各个点进行设计,大大提高了设计精度和效率,对仿真过程中的目标函数,变量和约束条件进行了深入的介绍,并给出了设计结果图,最终得到理想的效果。     

柔性月牙尾鳍推进系统的分析

以柔性金枪鱼月牙尾鳍为对象,对三关节机器鱼建立物理模型,并用MATLAB进行仿真。由模型对机器鱼的推进动力及推进速度进行研究,探讨了前进速度、横移和摇摆的幅度、频率及其相位差对柔性尾鳍推进性能的影响。该方法实现的运动仿真与真实的鱼的运动基本一致,速度随着摆动频率的降低而减小,随着相位差的减小而增加,摆幅对速度的影响很大。     

铰接式胶轮车转向系统的优化与验证

针对铰接式胶轮车全液转向系统在转向过程中存在的压力振摆问题,以转向油缸最大压力最小和左右转向油缸最大行程差最小为优化目标,油缸铰接点位置为设计变量,利用粒子群算法,对铰接转向机构进行优化。在利用AMESim和ADAMS建立的铰接式胶轮车转向系统机液联合仿真模型的基础上,对优化前后结果进行对比仿真。仿真结果表明,优化后转向系统最大压力减少了18.86%,振摆幅度减少了19.41%,优化效果明显。为铰接式胶轮车全液转向系统压力振摆问题的解决提供参考。     

液压支架移架自降问题的分析与改进

针对综采液压支架移架过程的自降现象,在分析抬底-推移机构原理基础上,建立了抬底-推移机构移架过程的力学模型,给出了抬底-推移机构出现自降式移架的主要原因,建立AMESim仿真模型进行了验证,提出了增加单向锁和联动的改进方案。研究结果表明：推移千斤顶的移架压力小于抬底千斤顶的抬起压力是造成自降式移架的主要原因,对抬底千斤顶采用液控单向锁及收抬底与升柱联动的抬底回路能有效地解决移架过程的自降问题,为抬底-移架系统设计及煤矿安全生产提供了一定的技术参考。     

基于ADAMS的轧管机工作机构仿真与优化

为了提高轧管机工作机构的运动稳定性,首先利用ADAMS(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical System)软件建立虚拟样机模型,并进行运动仿真分析;然后参数化模型,以机架加速度绝对值的最大值最小为目标函数,对模型各设计变量进行设计研究,找出对机构运动稳定性影响较大的变量;最后对模型进行优化设计。优化结果表明,使用ADAMS软件仿真优化得到的机构参数符合实际情况,满足设计的要求,证明了该方法的可行性。     

全液压钻机自移平台的研究与应用

随着矿井区域瓦斯治理工程量的增加,钻机在使用过程中需要频繁地移动,职工劳动强度大。针对这一问题,裴沟矿以ZDY3200/1200型钻机为例,设计制作了全液压钻机自移平台,利用钻机自身的液压系统,实现了钻机的自动前移后退。井下现场应用表明,该平台配置合理、结构紧凑,提高了整套钻机的整体移运性能,降低了钻机搬运工的劳动强度。     

基于ANSYS的氧化铝溶出管道系统热启动过程的应力分析

运用管道应力分析与计算方法, 建立溶出管道应力的数学模型, 并利用商业有限元分析软件ANSYS进行了应力分析。仿真结果表明, 溶出管道热启动过程中管系的热膨胀将使管系的位移和约束机构的受力与力矩显著增加, 而合理地设计管道弯折点和支架的位置, 对减少管系对支架等约束机构的推力十分重要, 在降低施工成本的同时也有助于增加管系的柔性和热启动过程的安全性。该模型符合实际情况并对大型工业氧化铝管道溶出系统的设计和评价具有指导作用。     

单级倒立摆系统的设计与仿真

运用现代控制理论研究单级倒立摆的平衡控制问题,在设计过程中,首先对倒立摆进行力学分析,建立其空间模型,确立其输入输出变量以及各状态变量,然后根据系统动态响应性能指标设计状态反馈、输出反馈、状态观测器等倒立摆的控制器。最后通过MATLAB/Simulink对倒立摆的模型进行仿真,确定单级倒立摆系统的可行性。     

钻杆外飞边车削加工自动上、下料系统的设计

结合生产现场原布局,综合考虑钻杆外形特点、操作空间、工作方式以及场地条件,设计了一种钻杆外飞边车削加工自动上、下料系统,并对上料装置、运输装置和下料装置的机械结构进行了详细设计。该系统的应用可以减轻工人的劳动强度,实现钻杆上、下料操作过程的自动化管控。     

钻杆带压开孔装置的设计与试验分析

针对油气井钻井过程中溢流导致的循环压井与放喷通道失效问题〔1〕,设计出了一种能对密闭带压钻杆进行开孔的钻杆带压开孔装置,该装置重新建立了一条新的压井与放喷的通道。重点对带压开孔装置工艺实现的过程以及密封系统、钻孔传动结构的设计进行了介绍,采用ABAQUS仿真分析软件对往复刀杆与固定刀杆间的J型往复动密封系统进行了有限元分析。为了验证方案设计的可行性,制造样机并进行了台架试验,根据试验反馈出的问题对样机相关设计进行了不断改进与进一步的试验。试验结果表明该装置结构设计方案的可行,实现了功能要求。     

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。     

矿用钻孔深度声波测量装置设计与应用

针对目前煤矿井下钻孔施工的质量验收,主要依靠退钻时人工数钻杆的方式计量钻孔深度,效率低且人为因素大的问题,通过研究基于钻杆柱中声波反射原理设计了便携式钻孔深度测量装置,利用声波在钻杆柱中的传播的速度和声波在钻杆柱中往返传播一个周期的时间计算出钻孔中钻杆柱的长度,确定钻孔深度。设计的矿用钻孔深度测量装置主要由3部分组成：激震源、探头和主机,关键的数据处理和人机交互等功能通过主机的软硬件实现。在大佛寺煤矿和寺河煤矿进行的现场试验,验证了该装置的测量深度大于200 m,最大误差不超过10 m,能够满足煤矿井下孔深测量的迫切需要。     

煤矿用遥控式低位孔全倾角履带钻机的研制与应用

为了提高薄煤层瓦斯抽采施工效率,解决煤矿井下钻机操作复杂、工人劳动强度大以及存在安全隐患等问题,研制了一种具有遥控功能的全倾角履带钻机。该钻机将全倾角变幅稳固机构、制动锁紧装置、液压系统及电控系统等有机集成,可实现遥控钻进和行走,为煤矿井下的安全生产提供保障。工业性试验表明,该钻机钻孔效率高、安全可靠,具有显著的技术优势。     

矿用底座式全方位液压钻机的设计

针对钻场孔系特征和传统装备成孔效率低、深度较浅、孔径较小、劳动强度大等问题,研制了一种底座式全方位钻机,可高效完成多姿态孔系定位、锚固,提高了钻进效率、成孔精度,降低了劳动强度。应用结果表明,该装备达到了设计要求。     

非旋转护箍在腰青33-2HF井水平段小井眼应用

水平井钻井的最大难题是如何降低钻井摩阻。目前降低摩阻的工具主要有轴承短节、低扭矩钻杆、DSTR短节、振荡减阻器等,而对非旋转钻杆护箍降低摩阻作用的研究较少。与非旋转钻杆护箍相比,其它各种工具均具有一定局限性,主要表现在接头和短节使用太多会降低钻具安全性,容易形成键槽等。腰青33-2HF井水平段钻进时采用非旋转钻杆护箍,大大降低了钻具与井眼的摩阻,使钻速提高了40.40%,钻井周期缩短57.79%,为水平井钻井提供了很好的借鉴。     

近海不下套管井深100 m海砂钻探技术

对于井深100 m的海砂地质钻探,不下套管,一径到底,直接在松散无胶结的砂质沉积地层取心钻进,大大降低了劳动强度和提高了生产效率。在黄海某砂矿岩心钻探调查项目中,易产生孔壁坍塌、岩屑返不出孔口、涌砂、卡钻等严重问题。通过解决施工中遇到的问题,总结了井深100 m的海洋砂矿钻探工艺技术,以及孔内事故的防治措施,为后续工作提供了技术参考。     

潜孔钻机接卸杆方式分析

潜孔钻机在钻孔过程中随着钻杆持续推进,需要频繁地进行接杆和卸杆作业,传统的接杆和卸杆步骤都是人工分别控制推进和回转手柄来完成上述过程的,操作过程复杂,劳动量大。随着PLC控制技术的发展,采取比例接卸杆的方式(即通过电气和液压技术的结合)理想地完成了上述过程。相比而言,采取比例接卸杆,自动化程度高,减少了操作人员的劳动强度,值得推广。     

钻机便捷移动装置的研制

主要阐述了一种用于钻机的便捷移动装置的研制方案及实施过程。该钻机便捷移动装置采用一套液压系统,配合其他辅助机械机构,能便捷地实现钻机移动。采用该便捷移动装置能节省钻机移动时间,提高钻机的工作效率,降低移动钻机人员的劳动强度。