Stability and nonlinear dynamic behavior of drilling shaft system in copper stave deep hole drilling

The stability and nonlinear dynamic behavior of drilling shaft system in copper stave deep hole drilling were analyzed. The effects of the fluctuation of the cutting force, the mass eccentricity and the hydrodynamic forces of cutting fluid could be taken into consideration in the model of drilling shaft system. Based on the isoparametric finite element method, the variational form of Reynolds equation in hydrodynamic fluid was used to calculate nonlinear hydrodynamic forces and their Jacobian matrices simultaneously. In the stability analysis, a new shooting method for rapidly determining the periodic orbit of the nonlinear drilling shaft system and its period was presented by rebuilding the traditional shooting method and changing the time scale. Through the combination of theories with experiment, the correctness and effectiveness of the above methods are verified by using the Floquet theory. The results show that the mass eccentricity can inhibit the whirling motion of drilling shaft to some extent.

深孔钻进技术方法的探究和思索

矿产资源对人类生存和发展而言是重要的物质基础,矿业在我国产业经济中处于“上游”地位,对社会产业链有极大影响,如何利用好现有技术方法且不断突破传统观念的束缚,是我们地质工作者探求新知识的内在要求与核心动力。钻探施工属于隐蔽性工程,钻遇的地层岩性具有很大的不确定性,“三难”问题不同程度的制约了钻探施工生产。

铝合金深盲小孔管电极电解加工试验研究

针对瓶口阀铝合金阀体深盲小孔难加工问题,应用管电极电解加工方法解决该问题。为提高铝合金深盲小孔管电极电解加工稳定性,仿真分析了不同电极进给速度下加工间隙内电场、流场的分布规律;以6061铝合金为对象,使用内径为0.6 mm、外径为1.0 mm的管电极进行电解加工,研究了初始间隙、电极进给速度以及电极旋转对管电极电解加工的影响。仿真和试验结果表明,电极进给速度过大或过小,均不利于铝合金深盲小孔的稳定加工,电极进给速度大于1.4 mm/min时孔底易形成凸起,电极进给速度小于1.0 mm/min时孔底易形成凹坑;初始间隙取0.3 mm能获得质量更好的孔口形貌;电极旋转有利于产物和热量的排出,从而提高加工精度。采用最优参数加工得到了孔间距为2.46 mm、平均直径为1.28 mm的密集孔和平均直径为1.29 mm、深度为50 mm的深盲小孔。

基于变密度法深孔钻床主轴箱可靠性拓扑优化

以TBT-ML500深孔钻床主轴箱为研究对象,考虑随机因素的影响,通过基于变密度法的可靠性拓扑优化设计方法,进行了考虑可靠性和稳定性要求的结构轻量化设计。在传统拓扑优化的基础上增加概率约束,建立了应力和位移约束下的可靠性拓扑优化模型;以可靠性指标为约束条件,使用一阶可靠性法和Roenblatt逆变换将可靠性拓扑优化问题解耦为可靠性分析和确定性拓扑优化,最后进行变密度拓扑优化。算例分析结果表明:此方法在实现轻量化的同时更好地满足了实际应用中的安全要求,同时为深孔钻床其他基础件的可靠性拓扑优化提供了参考。

木材深孔钻床的开发与机电设计

为了解决传统数控系统和机床结构无法直接用于木材深孔加工的问题,研究深孔加工的原理,分析重难点问题,从特殊的工装夹具系统和机床主体结构设计、机床的柔性辅助装夹系统设计、整个机床的电气控制系统和PLC内部的进给插补逻辑算法等进行研究和阐述。使用木材深孔钻床预加工16 mm的孔,测得精度为15.99 mm,完全符合加工要求。木材深孔钻床的设计与研究解决了木材在自动化深孔加工的问题,为该行业提供了解决方案。

基于深度学习的TC32钛合金BTA深孔钻削容屑系数和切屑形态研究

在钛合金深孔钻削过程中,由于其难加工性经常会存在刀具磨损严重、排屑困难和内孔表面质量差等问题。为了获得具有良好内孔表面质量和切屑形态的钛合金深孔类零件,以新型钛合金TC32为研究对象,在不同工艺参数下基于深度学习和BP神经网络进行了TC32钛合金的容屑系数预测和加工试验验证。研究结果表明:预测模型的决定系数R 2为0.921,拟合程度和精度较高,预测性能良好;当进给量为0.08 mm/r、主轴转速为435 r/min时容屑系数为5.6,切屑形态以C形屑和短带状屑为主,排屑顺畅且加工过程稳定。

深孔钻探技术在煤矿采空区勘查中的应用研究

深孔钻探技术是当前一种相对较为常见的野外勘查技术,可以借助专业的钻探设备从地表开始向下进行钻探,从而对深层岩层的实物信息进行获取,从而对地下信息进行验证,以此来为其余的工程类项目提供详实的地质信息支持。基于此,为切实提升环境保护质量,保障耕地面积,保证煤矿企业的生产安全。本文将对深孔钻探技术在煤矿采空区勘查中的应用进行研究,以当地安庆煤矿采空区勘查项目为例。

上软下硬地层近距离下穿既有盾构区间注浆加固关键技术

依托广州某新建大直径盾构隧道下穿既有盾构区间项目,研究了在富水花岗岩地层中复杂周边环境条件下的地层加固技术以及下穿过程中的关键施工措施。结合施工条件,对新建盾构区间采取水平定向钻注浆、先行洞预留注浆孔注浆、盾构机超前注浆结合的主动注浆方式;对既有线进行预注浆加固的被动注浆方式。施工过程中,采用控制掘进参数、渣土改良、同步克泥效等控制手段,保证了盾构下穿过程的顺利进行。

大型金属矿山深孔采矿两率指标管控技术创新与应用

石人沟铁矿回采采用深孔凿岩穿孔爆破,原垂直走向布置矿房和沿矿体走向布置矿房在矿房布置和穿孔方式上未按现场变化进行技术优化,导致深孔凿岩过程中未能根据矿体实际产状进行精准调整,造成矿体上盘和下盘矿石严重损失贫化,直接影响矿石两率指标,造成矿山生产成本偏高,使得矿石资源未能被充分利用。对此,技术人员进行矿房设计优化及凿岩施工过程管控,提高矿体内有效凿岩率,避免矿体外凿岩造成的工程浪费,矿体上盘和下盘的损失贫化率近乎于零。结合现场生产实际,精准实施多排毫秒延期爆破技术提高爆破效果,有效控制了大型矿山深孔采矿两率指标,提高了矿山生产效益。

基于ANSYS的立柱缸壁打深孔结构设计及优化

液压支架为适应不同煤层高度变化普遍配备双伸缩立柱,传统进液口外置设计下的双伸缩立柱存在占用空间大、外部管路多且复杂、检修困难等局限性,很多支架为解决这个问题采用在立柱缸壁打深孔结构,但这种结构形式存在应力集中现象,导致此处结构较为薄弱,在较高工作压力下易发生损坏。通过对双伸缩立柱的缸壁打深孔结构进行优化设计和有限元分析,找出了此处应力集中的影响因素,提出减少应力集中的方法,对该类型双伸缩立柱的设计具有一定的指导意义。

大型立辊深孔加工工艺的优化

深孔加工的特点是工艺复杂、难度大。本文从工艺中的难点切入,结合现有深孔加工的案例,提出在卧式镗床上加工,改进普通麻花钻的结构,优化加工工艺参数,细化操作手段,为高效稳定的深孔加工提供借鉴作用。

新型硫化聚酯在深孔钻切削油中的润滑极压性能研究

采用四球极压抗磨试验及攻丝扭矩试验对比新型硫化聚酯和氯化石蜡等添加剂在深孔钻切削油中的润滑性和极压抗磨性,探讨新型硫化聚酯在深孔钻切削油中取代氯化石蜡的可行性。结果表明:新型硫化聚酯相比氯化石蜡具有更优异的性能,能有效提高切削油的润滑和极压抗磨性能,能显著提高切削油的烧结负荷。新型硫化聚酯能有效取代氯化石蜡,作为深孔钻切削油的无氯极压添加剂。

复杂地层深孔钻探孔内事故处理与预防研究分析

随着对矿产资源需求的增加,矿产资源勘探逐渐向更深更复杂的地层发展。复杂地层深部钻探存在许多难点,孔内事故预处理是其中的重要关键技术之一,为降低深孔钻探孔内事故发生率,在施工过程中做好事故预防,本文分析常见深孔孔内事故特点,针对坍塌卡钻、压差/粘吸卡钻和缩径卡钻三种情况进行了形成原因、卡点原因及事故处理应对措施,重点分析了井漏和坍塌两重孔内事故,以及孔内事故的预防措施。

残余应力检测技术及其应用

随着我国工业水平的不断提升,残余应力问题日益受到重视。准确测试和控制残余应力可以实现改善材料性能、提升尺寸精度、延长寿命等目的,进而提升关键工程构件的安全性和可靠性。因此,残余应力检测技术在航空航天、核电、船舶等领域发挥着重要作用,为工程构件力学性能研究和安全评估提供关键数据支持。总结了目前常用的残余应力检测技术的原理、适用范围、优缺点等,讨论了选择残余应力检测技术时需考虑的主要因素,指出了残余应力检测技术在科研和应用领域的发展趋势。

基于循环神经网络的深孔钻削镗床刀具振动监测

为克服刀具状态监测缺陷,采集得到加工期间产生的振动以及声音等多种音频信号,通过平衡样本训练深循环神经网络(RNN)。利用深孔镗床开展模型验证,分析刀具状态的变化情况。研究结果表明:为实现模型监测效果的验证分析,利用深孔镗床完成模型的测试。测试结果达到了98.4%的准确率,获得了理想监测效果。相比较模糊PID与BP神经网络,采用循环神经网络进行处理时除了可以实现降噪功能以外还能够有效保留信号本身的有用信息。

基于简化力学模型的小孔径活塞筒深孔钻削加工

1Cr18Ni9Ti不锈钢在深孔钻削中面临排屑难、切削力大和刀具易磨损等挑战,然而其在航空航天、船舶、汽车、核工业等军用和民用领域的广泛应用使其备受关注。尤其在小孔径活塞筒的加工中,由于对密封性的高要求和深孔零件自身的特殊性,其加工质量直接关系到使用性能。为解决这一难题,深入研究了1Cr18Ni9Ti不锈钢的深孔钻削工艺。通过分析BTA钻头在深孔钻削过程中的受力情况,建立了相应的钻削力数学模型。同时分析了不同工艺参数组合对钻削力和切屑形态的影响规律,结论是加工过程中的主要影响因素是进给量,切削速度的影响较小。最终确定了一组优化的工艺参数。应用该组参数后,成功实现了排屑顺畅的C型屑产出,显著减小了切削力和切削热,有效缓解了刀具磨损问题。本研究为类似难加工材料的钻削工艺参数选择提供了参考依据。对于提高1Cr18Ni9Ti不锈钢深孔钻削的加工效率和质量,进而提升相关零部件的使用性能具有重要的理论和实际意义。

矿山地质超深孔钻探技术的应用效果浅析

金属矿山地质勘查工作,对于矿山资源的开采具有重要意义,直接决定开采质量和效率。在矿山地质勘查工作中,超深孔钻探技术的应用不断受到重视,且取得了一定的应用成果。为进一步提升矿山地质勘查工作质量,优化地质超深孔钻探技术的应用效果,本文分析了矿山地质超深孔钻探技术,并重点研究了矿山地质超深孔钻探技术应用效果以及提升应用效果的策略,希望能够对相关工作提供一定帮助。

中深孔爆破一次成井技术在会泽铅锌矿的研究与应用

天井施工在矿山生产过程中较为常见,其施工方法的适用性、科学性和稳定性直接影响着矿山安全高效生产和经营活动,传统的天井施工方法如普通法、爬罐法等存在施工周期长、成本高、安全性差等一系列问题,同时反井钻施工方法虽高效便捷,但其在较短距离天井的施工应用上设备转场工作量大且成本偏高,研究一种成本低廉、安全可控、效率偏高的天井施工技术尤为重要。本文采用中深孔爆破工艺进行短天井施工,通过理论计算和现场试验,对中深孔爆破凿岩、爆破等关键环节技术参数进行了深入研究和探讨。首先根据短距离天井的地质条件和施工要求,合理布置炮孔,确定爆破参数,而后根据前期理论成果进行现场爆破实验,观察爆破效果、收集数据并优化相关参数,最终形成稳定可控的短距离天井中深孔爆破一次成井技术成果,研究采用中深孔爆破一次成井技术,提高了短距离天井施工安全性、施工效率,同时有效降低工程成本,为类似矿山天井施工提供了宝贵的实践经验和理论指导。

复杂地层深孔岩心钻探关键技术应用研究

复杂地层深孔岩心钻探工作具有一定的难度和危险性,其对钻探施工技术与工艺具有更高的要求,需要施工单位具备丰富的钻探施工经验,加强岩心钻探关键技术的应用。本文将以深孔岩心钻探关键技术为研究对象,分析其设备结构组成及技术优势,并通过阐述复杂地层深孔岩心钻探技术的影响因素及应用,加强对深孔岩心钻探技术的研究与创新。

数控深孔钻削的挑战与刀具路径优化策略

数控深孔钻削是一种高效、精密的加工方法,广泛应用于航空航天、能源、汽车等领域,但在实际应用中面临着刀具稳定性差、冷却润滑等诸多挑战。为了解决这些问题,提出了一种基于切削力和刀具寿命的刀具路径优化策略,实现了对深孔钻削过程的有效控制。通过试验,验证了此优化策略的可行性。