矿用三牙轮钻头浮动套磨损仿真分析与验证

为延长矿用三牙轮钻头使用寿命,探究其浮动轴承浮动套最易损坏位置和最大变形位置,首先对矿用三牙轮钻头进行力学分析,建立钻头的仿真模型,然后对浮动套受力情况进行仿真.仿真结果表明:浮动套在运转过程中,最易损坏位置为边缘处,最大变形位置为开口处,与实际情况相符.该研究为带浮动轴承的矿用三牙轮钻头的研发和浮动套内外间隙比的优化...     

树脂锚固剂中添加不同钢质骨料对锚固力的影响

本次实验研究对钢质骨料添加剂的外形、粒径和浓度进行了优化,以提高树脂锚固剂在破坏界面的抗剪能力和改变原锚固剂的直剪破坏方式来直接改善整个锚固系统的加固效果,进一步提高了钢质骨料对试件锚固力的增强程度。试验通过向散装慢速树脂锚固剂中分别添加粒径为1. 5,2. 0,2. 8 mm的钢砂和1. 4,2. 0,2. 5 mm的钢丸,每种粒径的钢质骨料又分为30,40,50共3种数量;使用矿业20 mm右旋螺纹钢锚杆和长度100 mm、内径30 mm、壁厚7. 0 mm的钢套筒制作锚固试样;然后使用电液伺服万能试验机,加载方式为2 mm/min进行拉拔试验采集数据,并结合销栓作用相关理论分析不同钢质骨料添加剂对平均锚固力的影响。试验数据表明:与无添加钢质骨料的锚固试件相比,向树脂锚固剂中添加钢砂和钢丸对锚固试件的平均锚固力分别为125. 6,129. 0 kN,提高了6. 4%和9. 4%;其中,添加粒径为1. 4～1. 5,2. 0～2. 0和2. 5～2. 8 mm的试件平均锚固力分别为127. 6,124. 7和129. 6 k N,提高了8. 1%,5. 7%和9. 8%,呈现先减小而后增大的趋势;而添加钢质骨料的数量增加对锚固力的提升程度呈现逐渐减小的趋势,即添加骨料数量为30,40,50的试件平均锚固力分别为128. 5,127. 2和126. 2 k N,提升约8. 9%,7. 8%和6. 9%。本次实验中最大锚固力提升来自添加数量为30、粒径为1. 4 mm的钢丸,平均锚固力为135. 1 kN,增加了14. 5%。试验中的锚固剂破坏方式为剪切破坏,且钢质骨料产生的销栓作用对锚固剂破坏表面造成划痕,并根据锚固段破坏机理分析,进一步讨论了锚固剂抗剪强度及残余抗剪强度参数对锚固效果产生的重要影响。     

先导阀电磁铁的吸力特性数值模拟与试验

采用螺线管结构设计了适用于液压支架先导阀的电磁铁.结合Ansoft软件,模拟了磁感应强度的大小及其在空间的磁场分布,并对电磁铁的关键结构参数进行优化.结果表明,磁通密度最高的地方是衔铁与极靴导套端重叠部分,极靴内径单侧间隙的变化对吸力起决定作用.     

基于高压电脉冲技术的方铅矿石破碎试验研究

高压电技术破碎技术是一种新型晶界破裂技术,具有选择性破碎、污染小、无粉尘的优势。为进一步完善高压电脉冲预处理技术体系,针对辽宁某方铅矿石开展高压电脉冲预处理试验,系统考察了球隙间距、输出电压及脉冲次数等参数对矿石破碎效果的影响。结果表明:对7～5 mm、10～7 mm、12.5～10 mm这3种粒级原料,适宜的高压电脉冲预处理条件为:球隙间距25 mm、输出电压25 k V、脉冲次数150次,此时破碎产品-2 mm粒级产率最高,平均破碎比和粒度分布均匀系数最优。此外,给料粒度越细,破碎产品粒度分布均匀系数越大,粒度分布范围越宽,产品粒度均匀性越差。机械破碎主要通过冲击剪切作用力来减小矿石的粒度,以实现矿物单体解离;而高压电脉冲破碎通过介电常数差异,破坏矿石的内部结构,相界面由此产生的大量裂隙和微裂隙有助于矿石的进一步解离破碎。     

套筒滚子链在自移机尾履带行走机构上的应用

目前套筒滚子链主要应用于链传动装置和刮板输送机运输装置。针对我国煤矿井下高效快速掘进系统和短壁开采系统中自移机尾的结构特点和使用要求,对套筒滚子链在自移机尾行走机构上的可行性应用进行研究。通过自移机尾结构排布和原理分析,证明套筒滚子链能满足自移机尾行走要求,同时有效减少自移机尾外形尺寸,提高自移机尾适应性,满足薄型、窄型巷道使用要求。     

粒径对风化壳淋积型稀土矿强度特性影响的实验研究

为了研究粒径对风化壳淋积型稀土矿强度特性的影响及其机理,以制备的四种粒径稀土矿样为研究对象,开展不同正应力下直剪实验和XRD实验,分析粒径对稀土矿石剪切强度的影响规律,揭示粒径对黏聚力与内摩擦角的影响作用机理。结果表明：同一正应力条件下,矿样剪切强度随粒径增大而增大,且剪切应力峰值出现的时间随粒径增大而变短;剪切位移随粒径增大而减小;利用回归分析方法,构建粒径与黏聚力和内摩擦角的关系模型;-0.075mm矿样中粘土矿物比例最大,颗粒表面间形成较厚的结合水膜,剪切强度最小,而+0.45mm矿样中石英和长石等非粘土矿物比例最大,颗粒间摩擦作用大,剪切强度最大。研究成果为预防和控制风化壳淋积型稀土矿边坡失稳提供理论依据。     

岩体结构面剪切强度模型研究进展

结构面剪切强度是结构面最主要的力学性质。近半个世纪以来,相关领域学者对结构面剪切强度模型进行了深入研究,取得了丰硕成果。首先,系统地总结了结构面剪切强度模型研究现状,并介绍了各剪切强度模型的特点。然后从剪切强度的本质特征、实用性、研究热点对模型进行了分析评价。最后分析认为:①在结构面剪切强度影响因素中,形貌特征最为复杂、定量化最为困难,特别是在各向异性表征方面仍需做大量研究工作;②结构面形貌各向异性和尺寸效应表征参数的合理性需力学试验来验证,3D打印技术的应用,可有效解决岩体结构面不可重复试验的困难,有望在结构面各向异性、尺寸效应的室内试验研究方面取得突破性进展;③结构面剪切强度的各向异性和尺寸效应特征应进行统一辩证的研究,只有这样,获得的模型才能有助于准确估算工程岩体剪切强度。     

原状黄土节理抗剪强度试验研究

黄土节理的剪切强度特性对于含节理黄土工程的稳定性有重要影响,为此在大量野外调研的基础上,采集典型黄土节理土样,首先对不同节理表面形态进行分类以制备试样,然后采用室内直剪试验研究了含水量对黄土节理剪切强度参数的影响规律,并与室内大型直剪试验对比,研究尺寸效应对剪切强度的影响,最后依据试验结果研究了节理剪切应力-位移规律。研究表明:黄土节理的抗剪强度关系符合摩尔-库伦准则,且黏聚力可忽略不计;随含水量的增加,黄土节理峰值内摩擦角最初的变化幅度较小,当大于某个含水量值时,峰值内摩擦角减小幅度变大,其变化规律可用指数形式进行描述;试样尺寸主要影响节理面起伏度对剪切强度的贡献,尺寸越大,其剪切强度也越大;其剪切应力-位移曲线属非线性屈服剪切型曲线,并构建了本构模型,对初始剪切刚度研究发现其随含水量增加减小,随正应力增加呈线性增加。     

弹性夹具在薄壁筒状零件上的应用

典型的薄壁筒状零件属于车削加工中的难加工件,该零件内孔尺寸公差大,内外圆同轴度要求相对较高。针对这一难点设计了一套自动定心弹簧套筒夹具,将工艺安排为先加工内孔,然后撑内孔加工外圆。这样在不提高加工精度的前提下,保证了该零件的形位公差。     

定向切口模具设计

主要对剪切机所需要的剪切模具进行了设计。本模具主要用于锚杆的切割。下模具的设计很好地解决了由于锚杆间存在间隙而不易固定的问题。下模具和小车的相对运动能够很方便地对锚杆进行两头切割,大大地提高了工作效率,并且为剪切机模具的优化设计与改进提供了参考。     

基于MSC.Marc引绳锥套装置的接触分析

运用非线性有限元软件MSC.Marc及其接触分析技术,建立了引绳锥套装置的有限元模型,利用直接约束法定义了刚体及变形体,并对引绳锥套装置的接触问题进行了有限元模拟。通过分析得到了锥套变形过程的应力场和应变场,研究结果表明,建立的引绳锥套装置的有限元模型合理,有限元模拟结果与实验所得到结果相符,分析结果能够为引绳锥套装置的设计与研究提供理论上的参考。     

液压支架活塞组合密封圈密封性能的有限元分析

文中将密封圈分别定义在静止(静密封)和直线运动(动密封)状态下,应用有限元数值分析的方法研究介质压力、压缩率、摩擦系数和密封副配合间隙等因素对密封体应力场的作用,从得到的最大接触应力、最大剪切应力和最大Von Mises应力等指标来分析研究它们对密封性能的影响。根据分析结果选择影响因素的一组最优值摩擦系数μ=0.1、压缩率ε=8.5%、密封副配合间隙s=2mm,进行有限元分析对比。最后,对液压缸活塞组合密封圈进行结构优化,通过分析得到其最简单的结构尺寸。     

灌注桩套管高频振动贯入砂土中孔压性状分析

随着全套管振动取土灌注桩施工工艺的发展,灌注桩在工程中的应用越来越广泛,但是关于灌注桩套管高频振动贯入机理,特别是套管贯入引起的超孔隙水压力的研究还不全面。在全面介绍了套管高频振动贯入有限元分析模型的建立过程后,对套管高频振动贯入引起的超孔隙水压力分布规律、变化趋势进行了详细研究。同时,采用正交试验与数值模拟相结合的正交有限元法评价了各因素对孔压性状的影响程度。研究结果表明：套管振动贯入过程中,超孔隙水压力随距套管端部垂直距离、水平距离的增大而减小,且超孔隙水压力幅值随时间逐渐增大,随振动频率增大而减小;套管振动贯入结束后,超孔隙水压力随时间大致呈指数型衰退,且主要沿套管内侧路径消散;影响孔压性状的主要因素为贯入深度和渗透系数。研究结果对套管高频振动贯入砂土中孔压性状分析具有理论和实际意义。     

对滚动轴承摆动负荷的讨论

滚动轴承与轴、孔配合的选择是根据其内圈与外圈所受负荷的性质进行的,按负荷作用于套圈的形式分为局部负荷、循环负荷和摆动负荷。本文用求极值的方法给出了摆动负荷作用范围的计算,并根据计算结果提出滚动轴承套圈承受负荷时选择配合类型的建议。     

全液压钻机导向套的改进

为了克服现有钻机导向套结构复杂、不易维修的缺点,结合导向套现场使用情况,利用滑动摩擦原理,设计出一种结构简单、便于现场维修的新导向套。介绍了新型导向套的结构特点及其主要零件的设计要点。     

平行钻孔-套筒致裂法测试地应力试验研究及工程应用

针对套筒致裂法测试深井地应力存在的技术瓶颈,改进了套筒致裂法测地应力的套筒膨胀管装置;综合单孔套筒致裂法和控制致裂法的特点,提出了可操作性更强的平行钻孔-套筒致裂法地应力测试技术,通过试验对原有的单孔套筒致裂法和控制致裂法地应力计算公式进行了合理修正。由试验结果可得,单孔套筒致裂的修正系数为0.78,控制致裂的修正系数为0.83。现场地应力测试结果表明:朱集东煤矿-965 m轨道大巷最大主应力为23.16 MPa,东西水平方向;中间主应力为21.04 MPa,铅垂方向;最小主应力为13.01 MPa,南北水平方向。     

不同肋间距锚杆锚固性能实验室试验研究

为确定右旋螺纹钢锚杆肋间距与锚固性能的关系,对锚固于壁厚5.5和7.0 mm刚性套筒的肋间距分别为12,24,36,48 mm锚杆锚固试件进行拉拔试验,测定和计算拉拔力、剪胀位移量、耗能值、套筒周向应变等。试验结果显示,拉拔力、剪胀位移量、耗能值随肋间距的增加呈近似线性增长趋势;壁厚5.5和7.0 mm套筒拉拔试验中,肋间距48 mm试件相较肋间距12 mm试件的拉拔力分别增加了27.4%,50.43%,剪胀位移量分别提高了379.18%和813.55%,耗能值相比提高了52.06%和124.32%。周向应变量随肋间距增加呈现先增加后减小,其最大值出现在肋间距36 mm,与肋间距12 mm相比分别增加95.14%和112.84%。分析表明随着杆体肋间距的增加,嵌入锚固杆体相邻肋间距内的树脂长度增加,树脂的受剪面积增大,因而抗剪力、拉拔力在增加;树脂破坏后体积膨胀以及轴力在径向的分力增加,使得套筒周向产生应变,直接引起树脂剪胀破坏后的位移量增加。肋间距的增加可以提高锚固性能,肋间距为48 mm时右旋螺纹钢锚杆的锚固性能最好。     

罐道钢丝绳断丝防护装置改造及技术处理

某千米深井罐道钢丝绳多次出现断丝,存在严重的安全隐患,为预防断丝造成大的事故危害,对装在箕斗和罐道绳配套的滑套进行结构改造;针对已经出现的罐道绳断丝,在滑套上安装一种特殊的自制断丝锥形齿套,利用快速运行箕斗切断断丝,并对丝头进行处理,经过试验运行,再未出现断丝,达到了改造目的。     

自钻式锚杆连接套与中空锚杆体连接失效分析

基于材料塑性双线性随动硬化模型,在有限元软件ANSYS中建立自钻式锚杆中空锚杆体与连接套螺纹连接数值模型。研究了自钻式锚杆在承受轴向拉伸时,中空锚杆体与连接套的应力分布及变化规律以及二者的变形情况。进一步分析了导致连接套与中空锚杆体螺纹连接失效的原因。最后采取试验的对数值计算结果进行对比。结果显示,连接套与中空锚杆体螺纹连接失效的表现形式主要为螺纹拉脱,主要原因在于在自钻式锚杆在承受轴向载荷时,连接套与中空锚杆体径向会产生变形,连接套会发生膨胀,而中空锚杆体会发生“颈缩”现象;另外,在承受较大载荷时,中空锚杆体与连接套螺纹旋合段螺纹牙会发生塑性变形,螺纹牙会发生挤压变平。     

新型复合技术动力头的设计研究

现有动力头胶套卡盘的工作特点是同时承担扭矩传递、夹持钻具和轴向载荷等,胶套长时间处于高压、高负荷下工作。为了提高动力头胶套卡盘寿命,减缓配油套负荷,提出新型复合技术动力头的结构设计及工作原理,以分解卡盘载荷,扭矩传递和轴向载荷传递由其他机械结构件与动力头主轴分担,胶套卡盘只承受夹持钻具载荷。复合协同承担打钻载荷的新型技术原理,使胶套处于低压低载荷状态下工作,从而提高胶套寿命、减少胶套更换频次、提高生产效率;降低配油套配油压力、减小泄漏量、提高其工作效率。通过ZYW4000型钻机采用新型复合技术动力头进行样机试验,按新操作流程,实际测定分析卡盘胶套工作时间(胶套寿命)提高了5倍以上。