潜孔钻机工作装置动力学分析与疲劳寿命评估

发布时间：2020-04-20 04:54

【摘要】：潜孔钻机作为一种典型的穿孔工艺“冲击破碎”的大型应用设备,在采矿行业得到了大力发展。工作装置作为潜孔钻机的核心部分,工作装置中关键零部件的结构设计,动态特性以及疲劳寿命等对整机的使用性能和寿命具有很大影响。因此,开展了潜孔钻机工作装置的关键部件的动态特性、强度和疲劳寿命研究,研究结果对于工作装置结构设计和结构改进提供了依据。本文具体研究工作如下:通过分析潜孔钻机的工作原理,结构特点,根据不同工况确定相关尺寸参数。建立Pro/E潜孔钻机的三维模型,为潜孔钻机工作装置动力学分析提供虚拟样机模型。运用ADAMS软件对潜孔钻机工作装置做动力学分析,得到钻臂上钻臂举升油缸、钻臂偏转油缸、钻架举升油缸、钻架翻转油缸和推进补偿油缸的受力变化曲线并进行分析;结合潜孔钻机一维16级轴压力谱与回转扭矩谱,得到钻臂举升油缸与钻臂焊接件铰接处、钻臂焊接件与鹅颈连接处的水平与竖直方向的最大铰点力。通过工作装置的动力学分析得到的钻臂上关键铰点处的最大铰点力,利用ANSYS分析软件,对钻臂做静力学分析得到钻臂的应力、应变云图,确定钻臂在受力时的危险位置和载荷—应力传递系数,得到了危险位置的等效应力谱。根据零件的S-N曲线和Miner线性疲劳损伤理论,计算钻臂的疲劳寿命。结果表明:最小寿命出现在钻架举升油缸与钻臂焊接件铰接处区域,为工作装置后续结构设计和优化设计提供了依据。
【图文】：

第一章 绪论液压油箱减少 65%，增大了空间面积，当出现故障时，便于维修。其中 SmartROC T35钻孔直径范围 64-115mm，SmartROC T40 钻孔直径 76-127mm[1,14]。山特维克公司研发生产的 DI550 型自行式液压履带钻机[15]，配备 CAN-BUS 控制系统实现智能自动化功能，能够监控钻孔全过程以及实现单管自动钻进；配备大功率的柴油发动机作为动力装置，空压机工作时耗气量为 24.43m ，能与 5 英寸的潜孔锤相互匹配，实现高效，低成本和低能耗的钻孔技术，凿孔直径可达 90-165mm；能在极寒与酷热的环境下正常工作；DI550 在设计时考虑到环保、安全以及操作舒适性，配备高效的集尘装置，防噪、抗震的驾驶室等。古河的 HCR910-DS、HCR1200-DSIII[45]，如图 1.2 所示,HCR1500系列顶锤式液压钻机，，其钻孔直径范围可达 76-102mm，可储存 4 根钻杆。这些都是国外先进的钻孔设备。

第一章 绪论液压油箱减少 65%，增大了空间面积，当出现故障时，便于维修。其中 SmartROC T35钻孔直径范围 64-115mm，SmartROC T40 钻孔直径 76-127mm[1,14]。山特维克公司研发生产的 DI550 型自行式液压履带钻机[15]，配备 CAN-BUS 控制系统实现智能自动化功能，能够监控钻孔全过程以及实现单管自动钻进；配备大功率的柴油发动机作为动力装置，空压机工作时耗气量为 24.43m ，能与 5 英寸的潜孔锤相互匹配，实现高效，低成本和低能耗的钻孔技术，凿孔直径可达 90-165mm；能在极寒与酷热的环境下正常工作；DI550 在设计时考虑到环保、安全以及操作舒适性，配备高效的集尘装置，防噪、抗震的驾驶室等。古河的 HCR910-DS、HCR1200-DSIII[45]，如图 1.2 所示,HCR1500系列顶锤式液压钻机，其钻孔直径范围可达 76-102mm，可储存 4 根钻杆。这些都是国外先进的钻孔设备。
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TD421.3

【参考文献】

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本文编号：2634175