单轨吊作业平台锚杆钻机分度系统研究

发布时间：2017-11-01 01:04

  本文关键词：单轨吊作业平台锚杆钻机分度系统研究

  更多相关文章： 锚杆支护 工作平台 锚杆钻机 结构设计 运动学分析 动力学分析

【摘要】：传统的锚杆支护设备难以满足煤矿高效采煤的需求,且我国煤矿巷道锚杆支护所用的很多国内外设备都不能很好的满足我国煤矿巷道支护的要求。安徽理工大学与淮北众泰责任有限公司合作研发的掘进巷道快速支护设备,其能够有效的缓和煤矿采掘普遍存在的采掘失调矛盾,大大缩短了巷道掘进与支护的循环作业时间,提高了巷道采煤速度,但是其功能单一,只能实现棚梁支护,后期虽然在工作平台上设置了机载锚杆钻机,但是在锚杆施工时不具备自动分度以及钻孔功能,仍然依靠工人手工定位实现钻孔作业,这样工作效率低、安全隐患大同时锚眼位置误差大。针对这一状况,论文开展了对单轨吊工作平台锚杆钻机分度系统研究。1)完成机载锚杆钻机自动分度系统的建模与开发以及分度系统的模块化搭建,为后续的系统搭建提供了理论设计依据。2)完成了液压马达回转驱动组件的结构设计与选型,同时完成了液压缸分度机构的结构设计与各零部件的计算选型,同时对重要部件进行了静强度与模态分析,确定结构设计满足设计要求。3)利用ADAMS软件对机载锚杆钻机的两种分度机构进行运动学与动力学仿真,分析得出了方案一、方案二在锚杆施工过程中的扭矩以及载荷变化,得出了方案一在启动时对液压马达及其零件的冲击非常大,影响其寿命,且方案二在锚杆钻机启动时以及启动后均不会出现较大的冲击载荷,更加能够满足具有恶劣条件的煤矿上的需求,对比之后确定了液压缸分度机构为更优的方案。
【关键词】：锚杆支护 工作平台 锚杆钻机 结构设计 运动学分析 动力学分析
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD421
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-17
• 1 绪论17-29
• 1.1 课题研究背景17-20
• 1.1.1 传统巷道锚杆施工技术17-19
• 1.1.2 传统锚杆作业的缺点19-20
• 1.2 国内外锚杆支护设备研究现状20-23
• 1.2.1 单体式锚杆钻机20-21
• 1.2.2 台车式锚杆钻机21-22
• 1.2.3 掘锚一体机22-23
• 1.2.4 单轨吊式锚杆钻机23
• 1.3 课题提出、关键技术及研究意义23-26
• 1.3.1 课题提出23-25
• 1.3.2 关键技术25-26
• 1.3.3 研究意义26
• 1.4 论文研究内容26-27
• 1.5 本章小结27-29
• 2 锚杆钻机自动分度系统研究29-43
• 2.1 机载锚杆钻机自动分度系统的建模与开发29-34
• 2.1.1 分度系统的建模原理29-30
• 2.1.2 分度系统的数学处理方法30
• 2.1.3 分度系统的数学建模与开发30-34
• 2.2 分度系统的模块设计34-41
• 2.2.1 分度系统的总体设计要求与构成34-35
• 2.2.2 分度系统的总体构成与搭建35-39
• 2.2.3 分度系统的硬件设计39-41
• 2.3 本章小结41-43
• 3 锚杆钻机分度机构方案一的结构设计与选型43-59
• 3.1 单轨吊锚杆支护工作平台介绍43-46
• 3.1.1 锚杆支护工作平台的主要结构43-44
• 3.1.2 锚杆钻机分度机构中锚杆钻机的选择44-46
• 3.2 回转驱动组件的结构选型设计46-53
• 3.2.1 回转驱动组件的结构介绍46-47
• 3.2.2 回转驱动组件的计算与选型47-53
• 3.3 分度机构方案一的结构建模53-57
• 3.3.1 回转驱动组件结构建模54
• 3.3.2 分度机构方案一的结构装配54-57
• 3.4 本章小结57-59
• 4 锚杆钻机分度机构方案二的结构设计与选型59-73
• 4.1 分度机构方案二中液压缸的选型设计59-63
• 4.1.1 分度机构方案二中液压缸的类型59
• 4.1.2 液压缸的选型设计59-63
• 4.2 分度机构方案二的结构建模63-67
• 4.2.1 液压缸分度机构的建模63-65
• 4.2.2 分度机构方案二的结构装配65-67
• 4.3 方案二中关键部件静力学分析67-71
• 4.3.1 转动件强度分析67-68
• 4.3.2 转动件模态分析68-71
• 4.4 本章小结71-73
• 5 单轨吊锚杆分度机构的虚拟样机与仿真分析73-89
• 5.1 机载锚杆钻机分度机构理论分析73-74
• 5.2 基于ADAMS锚杆钻机分度机构两种方案运动学仿真74-87
• 5.2.1 锚杆钻机分度机构模型的简化74
• 5.2.2 液压缸分度机构变角过程的运动学仿真74-77
• 5.2.3 方案一锚杆施工过程的动力学仿真77-82
• 5.2.4 方案二锚杆施工过程的动力学仿真82-87
• 5.3 方案一与方案二对比分析结果87-88
• 5.4 本章小结88-89
• 6 总结与展望89-91
• 6.1 总结89
• 6.2 展望89-91
• 参考文献91-95
• 致谢95-97
• 作者简介及读研期间主要科研成果97

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本文编号：1124537