礦用液壓振動(dòng)鉆機(jī)動(dòng)態(tài)分析研究.pdf

1、目前，我國礦用鉆機(jī)使用的種類繁多，其鉆進(jìn)方式大部分以旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)為主。但在井下的實(shí)際鉆進(jìn)過程中，有時(shí)可能鉆到巖石或其它普氏系數(shù)在4～8之間的物質(zhì)，普通的旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)方式不利于鉆進(jìn)效率的提升，從而影響生產(chǎn)，增加工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。此外，由于煤礦井下瓦斯?jié)舛认鄬^高，電動(dòng)鉆機(jī)的使用有可能引發(fā)瓦斯爆炸事故，因此有必要研究一種適應(yīng)不同工況的液壓鉆機(jī)。當(dāng)鉆進(jìn)對象的普氏系數(shù)f≤3時(shí)，采用旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)方式;當(dāng)鉆進(jìn)對象的普氏系數(shù)3＜f≤6時(shí)，采用旋轉(zhuǎn)沖擊鉆進(jìn)方式。這樣

2、不僅有利于提高鉆機(jī)的鉆進(jìn)效率，節(jié)省人工，對提高礦井作業(yè)的科技化也有一定的意義。本文主要在以下幾個(gè)方面進(jìn)行了研究:
　　(1)對比國內(nèi)外不同類型鉆機(jī)參數(shù)，提出了礦用液壓振動(dòng)鉆機(jī)的設(shè)計(jì)要求和設(shè)計(jì)方案，并建立三維模型。
　　(2)分析鉆桿不同運(yùn)動(dòng)方式下的受力特性，并分別在物質(zhì)的普氏系數(shù)為f≤3和3＜f≤6下時(shí)，對鉆桿的螺旋面進(jìn)行了受力分析，得到了輸出轉(zhuǎn)矩與鉆桿r1、r2和f之間的關(guān)系。此外，還對齒輪進(jìn)行了受力分析，得到不同時(shí)間段下

3、齒輪的接觸受力，兩齒輪傳動(dòng)受到的最大接觸應(yīng)力為246.97MPa，并且從受力分析中可以得到兩軸間內(nèi)側(cè)與齒輪接觸處受到49.1MPa應(yīng)力。
　　(3)構(gòu)建了帶氮?dú)馐乙簤簺_擊器的參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，通過對運(yùn)動(dòng)周期、沖擊末速度、沖擊器質(zhì)量、沖程時(shí)間比、氮?dú)馐翌A(yù)沖壓力中部分目標(biāo)性能參數(shù)的確定，可以確定其余的性能參數(shù)，從而有利于設(shè)計(jì)出符合需求的液壓沖擊器。
　　(4)通過AMESim軟件，建立起了液壓沖擊器結(jié)構(gòu)部件、液壓換向系統(tǒng)、整個(gè)液

4、壓沖擊器以及整個(gè)液壓系統(tǒng)模型，通過仿真分析，得到了液壓沖擊器運(yùn)動(dòng)的動(dòng)態(tài)特性曲線，液壓沖擊器的換向系統(tǒng)對馬達(dá)工作影響很小。通過對液壓沖擊器的沖擊時(shí)間、沖擊性能的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析研究，得到了液壓沖擊器沖程和回程數(shù)學(xué)模型，對液壓沖擊器的理論分析和工程實(shí)際問題具有一定的指導(dǎo)意義。此外，通過利用AMESim中的Design explorer模塊，對液壓沖擊器的沖擊末速度進(jìn)行了優(yōu)化處理，提高了沖擊能。
　　(5)利用workbench過對液壓