冲击旋转型液压锚杆钻机动力头的动力学研究与仿真分析

发布时间：2018-12-15 11:54

【摘要】：锚杆钻机广泛应用于基础设施施工、隧道开挖、矿业勘探、岩土工程及钻凿工程等领域。普通旋转型锚杆钻机由于不适应坚硬岩层,很大程度上影响了锚杆钻机的工程应用范围。本课题在综合分析研究国内外广泛使用的各种型号锚杆钻机的基础上,以冲击旋转型液压锚杆钻机为研究对象,重点对液压锚杆钻机动力头进行结构设计与动力学研究及仿真分析。通过理论分析,计算出锚杆钻机相关结构参数,运用UG三维建模软件对动力头冲击机构和回转机构进行三维数字化建模和虚拟装配,运用ANSYS Workbench对动力头关键部件进行应力分析和模态分析,以进一步优化结构和提高性能。根据分析建立冲击旋转型液压锚杆钻机冲击机构简化模型,对冲击机构各运动部件的运动状态,建立数学模型。以此为基础,利用Matlab/Simulink对冲击机构进行仿真分析,重点研究各运动部件结构参数的变化对冲击性能的影响,获得了一些规律性认知,为有效提高液压锚杆钻机性能提供了依据。
[Abstract]:Anchor drill is widely used in infrastructure construction, tunnel excavation, mining exploration, geotechnical engineering and drilling engineering. The common rotary anchor drill is not suitable for hard rock strata, which greatly affects the engineering application scope of the anchor drill. On the basis of comprehensive analysis and study of various types of anchor drill widely used at home and abroad, this paper takes the hydraulic bolt drill of impact rotation type as the research object. The structure design, dynamics research and simulation analysis of the power head of hydraulic anchor drill are emphasized. Through theoretical analysis, the related structural parameters of anchor drill are calculated, and 3D digital modeling and virtual assembly of power head impact mechanism and rotary mechanism are carried out by using UG 3D modeling software. The stress analysis and modal analysis of the key parts of the power head are carried out by using ANSYS Workbench to further optimize the structure and improve the performance. Based on the analysis, a simplified model of impact mechanism of rotary hydraulic bolt drill is established, and a mathematical model is established for the movement state of each moving part of the impact mechanism. On this basis, the impact mechanism is simulated and analyzed by Matlab/Simulink, and the influence of structural parameters of various moving parts on the impact performance is studied, and some regular cognition is obtained. It provides a basis for improving the performance of hydraulic anchor drill.
【学位授予单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TU63

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 李争春;;掘进机机载锚杆机的设计与总体参数确定[J];科技创新导报;2013年06期

2 张巨川;段隆臣;王红波;;基于ANSYS的煤田地质勘探钻杆振动模态分析[J];煤炭科学技术;2009年08期

3 龙英;滕召金;赵福水;;有限元模态分析现状与发展趋势[J];湖南农机;2009年07期

4 周桂英;陈洪月;刘辉;王铁雷;;掘进机机载锚杆钻机结构设计研究[J];煤矿机械;2008年07期

5 徐锁庚;;国内外锚杆钻机的现状及发展趋势[J];煤矿机械;2007年11期

6 岳文辉;刘德顺;伍先明;朱萍玉;李夕兵;;环境友好型全水压冲击凿岩机动力学建模与数值仿真[J];中国工程科学;2007年08期

7 由美雁;;MESH200单元的应用[J];煤矿机械;2007年05期

8 曹妍妍;赵登峰;;有限元模态分析理论及其应用[J];机械工程与自动化;2007年01期

9 王华侨;结构有限元分析中的网格划分技术及其应用实例[J];CAD/CAM与制造业信息化;2005年01期

10 冯朝旭;机掘巷道锚杆支护技术现状分析[J];煤矿机械;2002年05期

相关博士学位论文 前1条

1 杨国平;全液压独立无级调频调能液压冲击器的研究[D];中南大学;2000年

相关硕士学位论文 前6条

1 刘智;行程反馈式液压凿岩机冲击机构动力学仿真及其性能测试方法研究[D];广东工业大学;2013年

2 豆玉龙;RM80振动筛筛箱静力与动力学分析与研究[D];昆明理工大学;2012年

3 陆雪峰;锚杆支护作业平台的设计与仿真研究[D];山东科技大学;2011年

4 严寒冰;前腔常压式冲击旋转型液压锚杆钻机动力头的研究[D];西安建筑科技大学;2008年

5 迟云萍;锚杆钻机顶驱双动力装置的研究[D];大庆石油学院;2008年

6 吉军;无阀冲击旋转型液压锚杆钻机动力头优化设计与动态仿真研究[D];西安建筑科技大学;2007年

，

本文编号：2380589