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。     

基于ANSYS的上杆机构动态分析与优化

根据上杆机构的功能要求设计了上杆机构的结构形式,通过数字化建模的方法建立上杆机构三维模型。在ANSYS Workbench环境下对上杆机构进行动态分析,验证了设计方案的动态稳定性,根据分析结果对局部结构进行优化。     

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。     

HG-2型车载钻机换杆装置研制

为解决车载钻机起下钻过程中工人劳动强度大、效率低、易造成安全隐患的难题,研制了一款全液压自动换杆装置。通过升降装置将钻杆抬升至给进机身钻杆托盘上,机身与底座、夹持器等配合车载钻机动力头完成加卸钻杆工作;操纵台安装于底座平移支腿两侧,形成了功能分割,实现了减员增效。针对现场工业性试验中动力头主动接头与钻杆对接烧扣的问题对夹持器进行了优化设计,增加了夹持器左右、上下2个自由度,构成了上扣过程中动力头主动接头与钻杆接头三自由度浮动,解决了丝扣烧结问题。     

载人救援提升装备卷扬系统建模与仿真研究

以载人救援提升装备大容绳量卷扬为研究对象,对卷扬系统的钢丝绳模型、卷扬模型、负载敏感泵模型、负载敏感阀模型、卷扬系统仿真模型进行了理论分析,对卷扬系统液压系统进行AMESim建模,通过设计参数输入,仿真研究了变速PID控制方法应用前后钢丝绳速度输出动态特性,在卷扬转速恒定情况下,将第1层~第8层钢丝绳速度变化率42%控制稳定到速度恒定,仅在卷扬钢丝绳换层时有0.01 m/s的速度波动,仿真结果验证了变速PID控制方法的有效性,应用该控制方法可以解决卷扬系统载人提升过程中钢丝绳速度波动问题,对研究卷扬系统有借鉴意义。     

煤层气车载钻机多功能液压卸扣器的研制

针对目前煤层气(Coal Bed Methane,CBM)车载钻机施工现场所用卸扣器使用过程中出现的重量大、扭矩小、适用范围窄、使用步骤繁琐等问题,研制了一套多功能液压卸扣器,最大卸扣扭矩130 kNm,满足Φ73～400 mm钻杆、钻头、潜孔锤等钻具联接丝扣的卸扣需求,同时解决现有煤层气车载钻机在发生事故时,动力头与钻杆上部丝扣卸扣困难的问题。工业性试验表明该卸扣器卸扣能力强、结构轻便、适用钻具范围广,操作简便,提高了钻具卸扣效率,降低了工人劳动强度。     

ZMK5530TZJ100车载特种钻机结构分析

ZMK5530TZJ100型钻机车是针对地面煤层气抽采孔和矿山应急先导救援孔施工需要研制的一款专用钻机,具备施工1 200 m多分支煤层气抽采孔和地面救援孔先导的能力。主要介绍了钻机车动力头和给进装置等主要执行机构的结构特点,对钻机机架进行了包括强度和刚度静态分析以及预应力模态的动态有限元分析,指出了最大应力应变位置及其数值,通过预应力模态分析,找出了主模态的频率,并且分析了是否与发动机引起共振。