ANSYS在液压岩心钻机动力头设计中的应用

ANSYS软件是用来求解结构、流体、电磁场等问题的分析软件。本文基于液压岩心钻机研发的条件特点,结合设计和生产的实际情况,使用ANSYS有限元软件对深孔全液压岩心钻机的关键部件———动力头和托架进行了分析。     

基于遗传算法的无阀液压冲击旋转型锚杆钻机动力头优化设计

针对旋转式锚杆钻机不适用于坚硬岩层的问题,提出了无阀液压冲击旋转型锚杆钻机动力头结构。在正确分析冲击旋转钻孔破岩原理后,制定出无阀液压冲击旋转型动力头结构方案,并采用遗传算法优化原理,利用MATLAB遗传算法工具箱对动力头结构及尺寸进行优化设计,较好地解决了锚杆钻机的冲击钻进问题。     

基于ANSYS Workbench的轻便岩心钻机动力头有限元分析

采用三维建模软件SolidWorks建立轻便岩心钻机的动力头三维几何模型,并导入有限元分析软件ANSYS Workbench中,得到有限元模型;利用有限元分析法,分别分析动力头内关键零部件的动态特性等机械性能要求;分析齿轮在钻进过程中啮合时的受力变形情况,证明齿轮满足强度、刚度等机械性能要求,并分析齿轮间接触区域的接触情况;模拟钻探工程中提下钻、加压钻进、减压钻进3种工况,分析主轴的受力变形情况,为主轴设计提供一定的依据;分析箱体在提下钻、钻进工况下的受力变形,证明箱体具有良好的刚度、强度,并对箱体进行模态分析,得出箱体固有频率,验证箱体的动态性能。     

旋转冲击型液压锚杆钻机动力头优化设计

针对旋转冲击型液压锚杆钻机在极限工况下应力集中易导致动力头失效的问题,通过研究动力头的破岩机理,分析其薄弱位置,结合ABAQUS数值法设计结构优化设计流程,并对动力头箱体上端盖和加强板的主要结构设计参数进行优化。最终通过Creo软件创建仿真模型,运用ABAQUS完成模型的有限元分析,获取动力头箱体在极限工况下的应力云图。结果表明,优化后的动力头箱体在极限工况下能够有效缓解应力集中,且受到的冲击力低、位移变化量较小。     

钻机动力头密封的改进

我厂于１９９７年底开始研制ＫＴＹ３０００动力头钻机，１９９８ 年６月第一台钻机生产试制完毕，在厂内进行试车时，发现齿轮及轴承润滑油渗漏厉害，严重影响了钻机的正常使用。当时用户正等着该台钻机运往工地，如果漏油问题得不到及时的、很好的解决，将严重影响我厂的信誉，而且给用户带来损失。笔者当时提出了简单易行的解决办法，经采用后，效果良好，为我厂节省了不少的时间的资金，而且也使我厂的信誉得到了保证。后来经过在工地的实践证明，改进后的密封形式是成功的。现简单介绍如下。 １原设计的密封形式 动力头是该 种钻机的动…     

全液压坑道钻机动力头液压卡盘设计探讨

介绍了国内外全液压钻机动力头常用的几种液压卡盘的工作原理及使用情况，对碟形弹簧式液压卡盘、油缸式液压卡盘和胶筒式液压卡盘的结构、设计特点及其优缺点作了分析比较，并在ＺＳＭ－２５０型顺层强力钻机的动力头液压卡盘结构设计中，采用了油缸式液压卡盘。     

全液压坑道钻机动力头液压卡盘设计探讨

介绍了国内外全液压钻机动力头常用的几种液压卡盘的工作原理及使用情况，对碟形弹簧式液压卡盘、油缸式液压卡盘和胶筒式液压卡盘的结构、设计特点及其优缺点作了分析比较，并在ＺＳＭ－２５０型顺层强力钻机的动力头液压卡盘结构设计中，采用了油缸式液压卡盘。     

瓦斯钻机前动力头(夹持器)两用装置

传统井下瓦斯钻机在钻进过程中需要频繁启、停机以接续钻杆,这种频繁启、停会导致煤孔壁不易形成、损坏钻杆、钻杆丢失等情况发生。针对这种情况提出一种可不停机、连续接续钻杆的前动力头(夹持器)两用装置以解决上述问题。在详细介绍该装置的基础上,借助ANSYS对机构整体做力学性能分析,探讨钻杆夹柱的疲劳寿命;结果表明机构整体静强度满足要求,钻杆夹柱不会发生疲劳破坏。     

液压钻机动力头一级斜齿轮接触分析

运用Pro/E软件建立渐开线斜齿轮参数化精确模型,对液压钻机的斜齿轮箱内的斜齿轮进行装配生成啮合模型,通过利用Pro/E与ANSYS WORKBENCH专用的数据交换接口,把齿轮啮合模型导入ANSYS WORKBENCH中,通过斜齿轮的接触非线性分析求解计算,求解出斜齿轮的接触应力,得出有限元分析结果比理论计算结果小,有限元计算出的结果更贴合实际,为斜齿轮接触分析提供了快速有效的方法。     

ZYWL-2600R钻机动力头箱体的模态分析与改进

在Inventor软件中建立ZYWL-2600R全液压钻机动力头箱体的三维模型,运用ANSYS软件对箱体结构进行有限元模态分析,提取了前6阶固有频率和振动形式,为动力头箱体的共振分析提供了依据;针对箱体设计的薄弱环节,提出了结构改进方案,使得改进后箱体的第1阶固有频率得到显著提高,验证了结构改进的合理性。     

基于ANSYS Workbench的GDZ-300L型钻机动力头托架优化设计

采用ANSYS Workbench对改进后的GDZ-300L型钻机动力头托架进行有限元分析,论证其结构的安全可靠性;利用软件中的Design-Xplorer VT多目标优化模块对托架进行优化设计,分析各板件厚度对托架的等效应力、质量大小的影响,在保证结构强度的前提下,得出一组最优方案,达到节省结构耗材,降低制造成本的目的。     

基于ANSYS的油泵活塞疲劳分析

利用ANSYS有限元软件对新型油泵活塞进行疲劳性能研究。以应力集中作为影响疲劳强度的主要因素,根据活塞的结构特点和边界条件进行模型简化,使用无限寿命设计方法分析。结果表明,活塞疲劳强度满足要求,并为活塞的可靠性分析和优化设计提供了参考。     

钻机动力头箱体铸造缺陷分析

液压钻机动力头箱体外形与内腔结构设计复杂,轮廓尺寸较大,壁厚较薄,局部地方厚薄差异较大,因此铸件经常出现铸造缺陷。为此,从动力头箱体的结构性出发,分析箱体铸造缺陷,提出减少箱体铸造缺陷的措施。     

基于ANSYS的钻架疲劳寿命分析

钻架在载荷反复作用下极易发生疲劳损坏,影响机器使用及日常维护。利用ANSYS软件对钻架推进行程的初始位置进行有限元分析。首先通过静力学分析确定钻架结构的薄弱部位,在此基础上进行疲劳寿命分析,钻架起始推进位置上出现最小寿命的部位是导轮,是相应推进位置应力最集中的部位,由此验证了钻架上应力集中的部位最易发生疲劳损伤或失效。     

基于全液压动力头钻机的扭矩实时监测

扭矩是孔下工况识别的一个重要分析参数,对地矿钻探事故的预防尤为重要。由于扭矩不易被监测,目前大多数全液压动力头钻机没有配备扭矩监测模块。根据全液压动力头钻机回转动力驱动机理,建立孔口扭矩测量方法,并结合不同的钻进方式,提出了相应的孔底扭矩近似测量方法,实现了扭矩的实时监测。该监测方法在ZK43-1孔施工中进行了应用。应用表明,该扭矩监测方法适用于全液压动力头钻机。     

钻机动力头主轴浮动结构

动力头式钻机在卸钻杆时为使钻杆螺纹不受损伤而设有主轴浮动结构，因为它直接影响钻杆的使用寿命，因此主轴浮动结构也成为钻机设计中的重要一环，本文从实用出发，简要的介绍七种浮动结构。     

小型地面钻机动力头设计优化分析

以小型地面钻机的动力头为研究对象,利用Inventor三维软件对其进行模型设计,并模拟仿真得到齿轮箱内部激励曲线,在Workbench动态响应模块中计算出动力头相关参考点的振动幅值,验证动力头设计的合理性,为提高动力头承载能力、安全可靠运行提供优化设计依据。     

全液压动力头钻机的改进建议

通过对全液压动力头钻机的使用,肯定了其优越性.通过与立轴式钻机施工相对比,找出全液压钻机在实际应用中存在的不足和对其改进的建议.     

非开挖钻机动力头的仿真设计

由于钻机动力头的设计存在着复杂性与多变性,难以用一系列的数学公式表达。提出了采用面向对象的表达方法,建立动力头的体系结构。利用专家系统的知识构造法建立了基于设计人员经验的知识库,用一定的推理规则进行相似产品的设计,缩短设计周期。