液压锚杆钻车钻架结构优化设计和分析

为解决现有的液压锚杆钻车改造导致成本和质量增加的问题,提出了钻车钻架结构优化设计。基于ANSYS Workbench对钻架结构进行优化设计,根据优化设计结构进行有限元分析。结合有限元仿真分析结果验证优化钻车钻架优化前后的力学性能及疲劳寿命,最终得出本次优化可行。

国内外自动锚杆钻架类型特点及研究方向

锚杆支护水平制约着巷道掘进速度和安全性,同时也是实现巷道掘进无人化、智能化发展的卡脖子问题之一。钻锚机器人是解决锚杆支护施工痛点问题的必由之路,其核心部件为自动锚杆钻架。系统梳理了自动锚杆钻架技术路线图,总结归纳出各关键部件共性架构,综述了国内外自动锚杆钻架类型特点、技术水平及适用工况,指出了自动锚杆钻架技术的研究方向。首先按照布局型式将国外自动锚杆钻架划分为转塔式、切换式和自钻式3类,并从钻孔功率、回转扭矩,锚杆仓容量和性能特点方面进行了对比分析,在此基础上,归纳了国内自动锚杆钻架布局型式及性能指标参数,从功能和驱动元件数量2个方面分析了国内自动锚杆钻架存在的不足。其次系统阐述了自动锚杆钻架结构各组成部分的型式:包括钻孔装置、锚固剂注入装置、锚固装置、锚杆仓,阐述了各组成部分的工作原理和结构特点。最后通过分析国内外自动锚杆钻架的技术发展特点,依据我国煤矿巷道锚杆支护工艺现状,归纳了自动锚杆钻架技术存在的问题,提出了自动锚杆钻架技术研究方向,包括自动锚杆钻架传感器与驱动元件研究,自动锚杆钻架智能控制技术研究,自动锚杆钻架与钻具适用性研究,自动锚杆钻架模块化和系列化研究等。自动锚杆钻架技术的发展必将实现钻孔、注药、锚杆装填和锚固协同一体化作业,达到机械自动化锚杆支护目标,最终推动煤矿巷道掘进工作面智能化、无人化的建设。

高紧凑型钻架提升机构的设计研究

创新性地设计一种高紧凑型钻架提升机构,介绍了该机构的特点、结构组成及工作原理,并应用有限元仿真技术对机构进行强度分析及结构优化,验证了其结构可靠性。该提升机构可灵活搭载于锚杆机、掘锚一体机上,高效辅助完成支护作业。

模板固定式凿岩钻架

介绍了ＬＢＭ型模板固定式凿岩钻架的结构、技术参数、性能和工业性试验中取得较好的效果。

凿岩钻架,异军突起

简要介绍了凿岩钻架的特点、种类及各自的使用范围。

MG100全液压锚杆钻机钻架工作原理分析

目的分析MG100型全液压锚杆钻机全方位调整钻架的构造及工作原理,确定锚杆钻机钻头工作的矢量空间域.方法通过对锚杆钻机全方位调整钻架立面摆动部分、滑移伸缩部分和旋摆部分的分析,论述了全方位调整钻架的构造;并把实际工作状态下的钻架简化为数学模型,分析其工作原理,运用机器人运动学原理建立了钻头的运动方程.结果大臂绕与上支座铰接的铰点旋转范围为-20°^+55°,桅杆在立面内的摆动范围为-142°^+24,°桅杆绕回转支承轴旋转92.5°,桅杆可在滑槽内滑移1 000 mm.它反映出钻杆具有多方向钻进能力.结论得出了钻头工作的矢量空间域,为钻机的整体设计与使用提供了理论基础.

YZ-35C牙轮钻机钻架有限元分析及结构优化设计

应用有限元分析软件ANSYS对YZ - 35C牙轮钻机钻架进行有限元分析 ,找出了应力和变形的分布情况 ,分析出钻架弯曲、鼓肚、肋梁断裂的原因 ,并在有限元分析的基础上进行结构优化设计 ,使得优化后的结构在刚度和强度上都有很大提高 。

露天钻机钻架结构的力学行为分析及优化

针对国产矿用钻机钻架在工作过程中因承受多种静、动载荷的作用,易出现弯曲、断裂的问题,采用ANSYS软件,对3种不同工况下钻架结构的力学行为进行分析,得出应力和变形分布规律.在此基础上提出4种改进方案.结果表明:钻架结构中横撑及斜撑的尺寸、重量、重心分布及连接方式在很大程度上影响钻架力学行为,优化钻架结构可提高整体承载能力.四种改进方案中,方案四最大应力值降幅达33%,安全系数由1.1提升至1.7,且重量减轻16%.现场应用验证了此优化方案的合理性与可行性.

水平定向钻钻架有限元建模与分析

钻架是水平定向钻的主要承载部件,其强度和刚度对钻机能否正常工作影响很大。针对钻架传统设计方法存在的问题,提出利用有限元方法对设计进行校核。对水平定向钻钻进工况进行了分析,确定了有限元分析方案,并利用ANSYS软件建立了钻架有限元模型,在此基础上进行了应力应变分析。分析结果表明,钻架的强度能够满足要求,但部分结构需要改进,例如将单排链传动改为双排链传动。结构改进后重新进行分析,发现钻架强度和应力分布有了明显改善。该方法为钻架设计和优化提供了理论依据,有助于提高设计效率。

风载与冲击载荷作用下钻架动力特性仿真分析

针对露天矿用潜孔钻机钻架在高寒大风地区工作时受冲击载荷影响易出现大幅摆动的问题,采用数值仿真方法,对某一现场使用钻机进行不同风向载荷与冲击载荷同时作用下钻架结构动力学分析,得到结构幅频响应曲线及动应力响应规律.结果表明:有风载荷作用下钻架结构的最大摆幅与最大动应力值显著提高,结构安全系数降低;幅频响应及动应力响应规律与结构动态性能关系密切;风载荷作用方向不同时钻架最大动应力作用位置不变,但最大动应力值和振幅值有明显不同;风载荷作用方向与钻机车身平行时,钻架的动应力及摆动位移最大,结构安全系数最低.

基于ANSYS Workbench的煤层气车载钻架分析与优化

以煤层气车载钻架为研究对象,利用Pro/E软件建立钻架的三维模型,通过模型转换为IGS格式后将其导入到ANSYS Workbench中,然后根据煤层气车载钻机开采条件,分析最危险工况下钻架有限元计算结果,得出最危险工况下总变形量和等效应力分布规律,并对钻架结构提出3种优化方案,研究车载钻架关键结构对其力学性能的影响。

潜孔钻机钻架结构的有限元分析

钻架作为潜孔钻机关键的结构件之一,支撑钻杆完成所有的钻进动作,其受力工况比较复杂,因此具有较高的设计要求和标准。本文先对潜孔钻机的实际工况进行受力分析,得到不同工况下的受力边界条件,再对其进行有限元分析,得出相应工况下钻架的应力值,最后通过对应力结果的分析,来判断钻架设计的合理性。

锚杆钻车钻架的加工和维护

简单介绍了钻架的基本结构,详细分析了钻架的加工难点和克服这些难点的解决方案,阐述了钻架主要部件的检验方法。最后对钻架的使用和维护方法进行了详细的说明。

牙轮钻机钻架分组结构优化设计

根据牙轮钻机钻架的结构特点，提出分组结构优化设计方法，编制了基于准则法的分组结构优化程序．以ＹＺ５５牙轮钻机为例进行了钻架结构优化设计，给出两种优化方案下的病应力最优解．

基于ODS测试方法的钻架模型试验模态分析研究

以实模态分析理论为基础,研究了基于ODS测试方法试验模态分析理论,分析了其应用范围及使用条件。以钻架模型为实例,研究了其ODS测试方法试验模态,识别其模态参数,分析其测试结果。

我国伞形钻架应用概况及发展趋势

介绍我国研制FJD型6臂、9臂伞形钻架性能和在煤矿应用概况,提出伞形钻架应向多功能、全液压、轻型、综合配套的方向发展.

基于ANSYS的矿用全液压钻车钻架可靠性研究

煤矿用全液压锚杆锚索钻车因其具备工作压力高、动力头输出扭矩大和回转速度无级可调等优点,被广泛应用于煤矿井下开采工作面。但其钻架的可靠性一直是其工作中的薄弱环节。本文基于ANSYSWorkbench平台,对CMM2-20型煤矿用全液压锚杆锚索钻车的钻架进行可靠性分析。对钻车钻架进行静力学分析,通过有限元分析结果找出钻架上应力集中的部件。仿真结果为矿用全液压钻车钻架结构设计优化提供了理论依据,对于保障井下作业人员的安全具有实际的工程意义。

刚架结构优化程序编制及牙轮钻机钻架的优化

利用优化准则法，结合机械结构设计的特点，编制了以ＳＡＰ５Ｐ为基础的大型复杂刚架结构离散变量优化程序ＳＯＰ。并对ＹＺ－５５Ａ型牙轮钻机的钻架结构进行了优化，在使应力分布趋于合理的情况下，钻架的重量从１０．９８ｔ降到５．１７ｔ，下降了５３％。

潜孔钻机钻架结构的有限元分析

对潜孔钻机的实际工况进行受力分析,得到不同工况下的受力边界条件,再对其进行有限元分析,得出相应工况下钻架的应力值,最后通过对应力结果的分析,判断钻架设计的合理性。

KY310钻机钻架修复技术

分析了KY310钻机钻架变形的原因,提出了解决方案.方案实施后,降低了KY310钻机故障率,提高了作业率和综合台数指标.