液压冲击器的活塞结构设计研究

液压冲击器是液压凿岩机和液压破碎锤的核心机构,冲击机构活塞结构好坏直接影响到凿（破）岩的效率。因此应特别注重活塞形状、直径、质量、密封形式等相关结构的设计。     

液压破碎锤冲击特性研究

活塞和钎杆是液压破碎锤的主要工作部件,在工作过程中,其端部承受剧烈的冲击,因此是液压破碎锤的主要失效部位。本文在建立了液压破碎锤动力学系统的数学模型的基础上,对端部冲击特性进行有限元分析,研究活塞和钎杆的受力特点和规律,对合理确定活塞和钎杆的机械性能、选择材质与热处理工艺,具有一定的意义。     

液压破碎锤术语辨析及其型号含义诠释

对液压破碎锤术语作了辨析。将国内外液压破碎锤型号中数字的含义归为6类：(1)表示适配挖掘机机重；(2)表示适配挖掘机斗容；(3)表示液压锤重量；(4)表示液压锤钎杆直径；(5)表示液压锤冲击能；(6)表示液压锤大小的序号。提出了液压锤选型原则。     

基于ANSYS平台上凿岩钎杆的模态分析

在机械冲击式凿岩中,当凿岩机活塞打击钎尾端面时,活塞有一个轴向力作用于钎杆,岩石则有一个反作用力施加于钎杆。气动凿岩机冲击功为50～60J,冲击频率25～35Hz,而现代重型液压凿岩机冲击功可达200～300J,冲击频率超过50Hz。可见,频率很高的受迫振动和波的传播是凿岩钎杆工作中最基本的物理现象;模态分析的目的是为了研究结构系统的主振型和固有频率;对凿岩钎杆进行模态分析,了解钎杆与岩石工作系统的固有频率和振型,结合常规的一维波动理论,是研究冲击凿岩机械系统运动和受力的重要途径。     

“直接冲击”凿入分析

通过钎杆和球锤直接冲击（凿入）岩石的试验，测定出凿入力波形及凿碎比功。以这种直接冲击的凿碎系统进行凿入分析可以简化其过程。在对这种直接冲击的凿碎系统分析后，得出直接冲击岩石的凿岩效率较高的结论，并给出了最佳入射波形的基本概念。     

基于SPH方法的大块煤冲击破碎数值模拟

为研究大块煤在钎杆冲击下的破碎效果,引入RHT混凝土本构模型材料来模拟大块硬煤（压缩强度35 MPa）,并基于光滑质点流体动力学（SPH）方法建立了钎杆冲击大块煤的三维仿真模型。分析比较了大块在静压、纯冲击和冲压组合作用下的破坏程度,以及平头和圆锥形钎杆冲击效果的差异。仿真结果表明：平头钎杆在30 MPa压力、15 m/s速度或是其组合作用下,均无法使大块产生有效破坏;平头钎杆在200 m/s的超高速下可使大块产生彻体破坏,但实现钎杆高速运动困难;圆锥钎杆在30 MPa压力和15 m/s速度的冲压作用下,使大块产生了较大范围的锥形失效,远高于常规液压破碎锤的单次冲击破坏程度。锥形钎杆、高压高速是破碎硬质大块煤的一种有效方法,可在较少作用次数下实现破碎,验证了低频重载破碎大块的可行性。     

高效冲击破碎锤的研制

为提高冲击动能和破碎效率,探讨一种新的高效冲击破碎方法和机构,改变传统直线冲击方式,开发具有旋转功能的液、气压混合动力冲击破碎锤,液压马达驱动钎杆旋转运动,密闭气缸内被压缩的高压N2产生的膨胀力撞击钎杆获得高速直线运动,钎杆冲击物体时产生轴向冲击力和径向离心力,可以获得更好的破碎效果。     

凿岩机和冲击凿入系统设计中的电算方法研究

本文介绍了作者近年来在凿岩机和冲击凿入系统设计中应用电子计算方法所进行的工作。其中包括:液压冲击机构的电算模拟;入射应力波形的计算;冲击凿入系统的受力分析;凿入效率的计算。     

液压破碎锤负载敏感控制系统特性及改进研究

为探究冲击破岩掘进机液压破碎锤负载敏感控制系统的特性,利用键合图法建立了系统模型和状态方程。在此基础上,利用Amesim软件搭建了系统的仿真模型,仿真结果表明该系统存在压力、流量冲击。为改善液压破碎锤的使用性能、提高冲击破岩掘进机的效率和使用寿命,对破碎锤负载敏感控制系统进行改进。通过仿真分析可知,改进后的系统改善了活塞和阀芯的压力冲击以及泵的输出流量冲击,其中泵输出流量波动频率均降低了50%,限压阀阀芯压力峰值由1.8 MPa降到0.3MPa,能实现可随时调节液压破碎锤冲击能与冲击频率,同时仿真验证了系统的负载敏感特性。     

冲击韧性对锚杆力学性能影响的试验研究

高强度锚杆在井下使用时经常发生螺纹段脆断现象,这与锚杆材料的冲击韧性密切相关,测试了4个厂家屈服强度500 MPa锚杆的冲击吸收功,不同厂家锚杆冲击韧性差别较大,冲击吸收功从19~165 J不等。对具有不同冲击吸收功锚杆的杆体段和螺纹段分别进行弯曲试验、拉伸试验、复合应力下破坏试验,试验结果表明:冲击韧性影响锚杆螺纹段的冷弯性,当冲击吸收功低于30 J时,锚杆螺纹段冷弯性差;冲击韧性对杆体的冷弯性、杆体段和螺纹段的伸长率没有影响;冲击韧性影响锚杆复合应力下破坏状态,当冲击功低于19 J时,复合应力下锚杆易出现脆性破坏。认为屈服强度500 MPa高强锚杆的冲击吸收功不应低于30 J。     

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。     

冲击破碎挖斗的设计

阐述了一种适合矿山工况的冲击破碎挖斗,设计结构紧凑,同时具有冲击破碎和耙装功能。挖斗安装有液压破碎锤,工作中更有效地破碎岩石;斗体上可安装斗齿,可保障挖斗的耙装效率。     

HM4000CS超级液压碎石器

克虎伯机械技术公司生产的HM4000CS超级碎石器是世界上最大的液压碎石器之一,其使用性能将高于批量生产的其它同类产品。 HM4000CS碎石器的工作重量为6.7t,长3.5m(不含凿杆),凿杆直径210mm,可用于处理露天石矿最困难的工作和破碎大块、折除钢筋混凝土结构及隧道掘进。用工作重量为60t以上的承载车承载HM4000CS     

冲击锤的工作应力和能量传递分析

探讨了冲击锤凿入岩石时的能量转换过程，分析了冲击锤冲击过程中的钎杆应力、活塞应力及能量利用率，其方法可对冲击锤的设计、选用提供参考依据。     

基于冲击载荷的硬质合金球齿碎岩机理研究

在滑坡防治大直径桩孔施工过程中,快速钻进是治理成功的关键。因此选用合适的钻进机具与工艺极其重要,而气动潜孔锤因钻进效率高被广泛应用。气动潜孔锤钻进过程中,通过钻头底部球齿对岩石进行切削,达到高效碎岩目的,但球齿在破碎岩石过程中若冲击功选用不恰当,会导致能量损耗增大、球齿磨损较快、钻进效率低等问题,因此选用合适的冲击功进行碎岩具有重要意义。本文采用ABAQUS软件对单个球齿冲击岩石的过程进行了数值模拟,并进行了冲锤自由落体冲击实验,分析Φ19 mm的球齿在不同冲击功条件下的碎岩机理、破碎面积的变化规律。结果表明球齿碎岩机理分为3个阶段:弹性变形、压裂、体积破碎,且当球齿以30 J冲击功钻进花岗岩时,可有效降低能量损耗与提高碎岩效率。     

液压破碎锤在矿用多功能铲运机上的应用

介绍了矿用多功能铲运机的工作机构组成及功能，分析了液压破碎锤工作原理，进行了矿用多功能铲运机液压破碎锤的选型计算。综合铲运机整机转向、制动及工作回路功能要求，完成了矿用多功能铲运机液压系统设计及参数设定，匹配了液压破碎锤工作参数要求。     

粘弹性岩石凿力-凿深特性和能量传递研究

针对冲击钻进过程中粘弹性岩石力-凿深特性和能量传递问题进行了研究, 得出了杆体活塞模型情况下的冲击凿深函数和力-凿深曲线, 进一步分析了其能量传递过程和效率。结果表明, 弹粘性岩石的力-凿深曲线受速度阻尼的影响, 随着粘度增大, 其初始力从0点逐渐抬高, 最大凿深u_max逐渐变小; 由于岩石粘性耗能的原因, 传递到岩石中的总能量E_R加大, 最大凿深减少, 凿入效率降低。     

J—200型潜孔冲击器设计

潜孔钻机的工作效果,很大程度决定于钻具的结构是否合理,良好的钻具设计应达到两个目标:较高的效率和较长的使用寿命。以往,我们在设计冲击器时,最关心的是单次冲击功和冲击频率两个指标,而在确定单次冲击功时,又常常过分耽心合金片的强度;在结构上则尽量使冲击器短而轻巧,以利于加工和使用,所以采取短而轻的活塞和较小的活塞行程。按一般公式计算这种冲击器,虽然单次冲击功较低,但是冲击频率提高了,冲击功率也比较高。然而,生产实践表明,这种冲击器不仅效率不高,而且寿命也较低。这是与没     

大直径液动潜孔锤钻进技术探讨

大直径液动潜孔锤钻进有其特殊性.该文研究分析了大直径液动潜孔锤钻进方法的技术特点,提出了对相关设备、工艺适应性的要求,并就大直径液动潜孔锤型号系列、技术参数确定、提高潜孔锤单次冲击能量及能量输出和传递效率等提出了建议.     

放顶煤液压支架尾梁冲击破碎装置设计及试验研究

硬质大块煤是影响放顶煤开采后部工作面煤流输送和顶煤回收的重要因素。为提高后部大块煤的破断效率,分析研究了乳化液冲击破碎锤的系统结构及破块性能,设计了尾梁插板内置式和尾梁下表面贴附式2种布设方案并进行了分析比较。对伸缩千斤顶拖动破碎锤挤压、冲击破碎大块系统进行了地面试验,单次冲击下实现了0.5m规格尺度大块混凝土的整体破断。分析和试验共同表明,高速、高压重载冲击是破断硬质大块煤的有效方式,试验的成功为尾梁冲击破碎装置的井下应用打下了基础。