6000Nm多自由度履带坑道钻机的结构设计及仿真分析
本文选题:坑道钻机 切入点:动力头 出处:《合肥工业大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:煤矿用坑道钻机是当今煤矿井下瓦斯抽采施工的主要设备,但随着煤矿工艺的进步及适应井下作业的需要,现代钻机应具有高效,节能,环保,便于操作等特点。传统煤矿用坑道钻机主要包括立式和卧式两类。现有的卧式钻机,采用液压传动,能够方便地实现执行装置的无极调速。然而传统卧式钻机大部分底盘与车体平台连为一体,在不移动机身的情况下,传统卧式钻机只能在一个平面内进行钻孔作业,工作平面少。因此传统卧式钻机在巷道中调整钻孔位置时比较困难。为解决传统钻机在钻孔作业中定位麻烦,找孔困难等问题,本文设计了一种车体平台可回转的钻机,坑道钻机的车体平台和底盘分离,并通过回转支承连接,能够实现多工位钻孔的工作方式。根据要求设计了全液压履带式回转坑道钻机的相关机械结构,主要包括:动力头部分的设计,给进系统的设计,回转车体平台的结构设计和底盘支架的设计。本文对动力头部分的传动系统进行了设计,采用MATLAB对其进行了传动比的优化,并使用Adams进行验证。利用有限元仿真分析软件对所设计的底盘支架进行了静力学分析以及模态分析,保证了底盘支架结构的安全性和可靠性。最后利用ANSYS Workbench中的优化插件Design Explorer模块对底盘支架进行了优化,在满足受力及安全系数的情况下尽量减小底盘支架的重量,增加材料的利用率。
[Abstract]:The coal mine tunnel drill is the main equipment for underground gas drainage construction. However, with the progress of coal mine technology and the need of underground operation, modern drilling rig should have high efficiency, energy saving and environmental protection. The traditional coal mine pit drilling rig mainly includes vertical and horizontal type. The existing horizontal drilling rig adopts hydraulic transmission, However, most of the chassis of the traditional horizontal drilling rig is connected to the carbody platform. Without moving the fuselage, the traditional horizontal drilling rig can only drill holes in one plane. Therefore, it is difficult for the traditional horizontal drilling rig to adjust the drilling position in the roadway. In order to solve the problems of the traditional drilling rig, such as the trouble of locating the hole and the difficulty of finding the hole, a kind of rotary drilling rig with the car-body platform is designed in this paper. By separating the car-body platform from the chassis of the tunnel drill and connecting with the rotary support, the working mode of the multi-station drilling can be realized. According to the requirements, the related mechanical structure of the fully hydraulic crawler rotary tunnel drill is designed. The main contents are as follows: the design of power head, the design of feed system, the structure design of rotary car body platform and the design of chassis support. In this paper, the transmission system of power head part is designed, and the transmission ratio is optimized by MATLAB. The static analysis and modal analysis of the chassis support are carried out by using finite element simulation analysis software. The safety and reliability of the chassis support structure are ensured. Finally, the chassis support is optimized by the Design Explorer module, which is an optimization plug-in in ANSYS Workbench, and the weight of the chassis bracket is minimized under the condition of satisfying the stress and safety factor. Increase the utilization of materials.
【学位授予单位】:合肥工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TD712.63
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本文编号:1645593
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