順層瓦斯抽采鉆機(jī)多自由度變幅機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及分析.pdf

1、我國煤礦井下瓦斯抽采鉆孔施工技術(shù)及配套裝備經(jīng)過多年的發(fā)展，取得了長足的進(jìn)步。目前，中硬煤層抽采鉆孔的施工技術(shù)基本滿足了煤礦生產(chǎn)需要，但松軟突出煤層瓦斯抽采鉆孔施工仍存在很多問題，嚴(yán)重制約了煤礦安全高效生產(chǎn)。空氣套管鉆進(jìn)技術(shù)具有護(hù)孔和鉆孔分段鉆進(jìn)的特點(diǎn)，可以有效降低成孔難度和減少孔內(nèi)事故，是松軟煤層鉆進(jìn)技術(shù)的發(fā)展方向?？諝馓坠茔@機(jī)作為主要鉆進(jìn)設(shè)備，將為空氣套管鉆進(jìn)工藝技術(shù)提供設(shè)備保障。
　　變幅機(jī)構(gòu)作為空氣套管鉆機(jī)的一個(gè)重要部件，在

2、鉆機(jī)上起到改變工作機(jī)構(gòu)方位和傾角的作用。研究多自由度變幅機(jī)構(gòu)對(duì)研制高性能鉆機(jī)意義重大。
　　本文針對(duì)現(xiàn)有瓦斯抽采鉆機(jī)變幅機(jī)構(gòu)普遍存在操作繁瑣、調(diào)角調(diào)幅范圍有限、自動(dòng)化程度低、需耗費(fèi)大量人力等問題，研制一種操作簡單、自動(dòng)化程度高、省時(shí)省力的多自由度變幅機(jī)構(gòu)，從而滿足鉆機(jī)多角度的施工要求，減少鉆進(jìn)時(shí)方位和傾角調(diào)節(jié)的輔助時(shí)間，提高鉆機(jī)的性能，提升鉆機(jī)在實(shí)際施工中的效率。
　　本文通過分析常見工程鉆機(jī)和坑道鉆機(jī)變幅機(jī)構(gòu)的工作原理及機(jī)

3、構(gòu)特點(diǎn)，得出了幾種典型變幅機(jī)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上，確定了多自由度變幅機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)型式，設(shè)計(jì)了多自由度變幅機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)，并對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了自由度的計(jì)算及工作原理分析。通過三維建模及虛擬裝配對(duì)變幅機(jī)構(gòu)幾種極限角度進(jìn)行了動(dòng)作模擬，對(duì)多自由度變幅機(jī)構(gòu)建立力學(xué)模型，運(yùn)用MATLAB軟件描述了兩組調(diào)角油缸及鉸接點(diǎn)的受力狀態(tài)，得出受力變化曲面圖。對(duì)變幅機(jī)構(gòu)關(guān)鍵零部件大臂和托架在極限工況下的應(yīng)力和變形進(jìn)行了有限元分析，結(jié)果表明大臂和托架的設(shè)計(jì)滿足要求。建立