履带式液压锚杆钻车关键结构及液压系统设计与研究
发布时间：2021-08-29 05:20
煤炭资源的生产和安全事关国家能源战略,直接对国民经济的可持续发展产生影响。锚杆支护是一种有效的煤矿井下巷道支护方式,可以显著改善矿工在井下巷道内的作业环境和安全条件。履带式液压锚杆钻车是锚杆支护的关键设备,与传统锚杆用风钻相比,具有速度快、成本低以及工人劳动强度小等优势,已在国内外煤矿及隧道施工中得到广泛应用。目前国内履带式液压锚杆钻车可靠性较低,仅依靠相似机械进行类比设计,没有独立的设计方法和设计思路,液压控制系统较复杂且稳定性差,以上缺陷限制了履带式液压锚杆钻车的发展,同时制约了矿山及隧道的建设和运行。因此,全面提高锚杆钻车设计质量,优化设计钻车关键部件及液压控制系统,对提高煤矿生产效率和生产安全性具有重要意义。本文以履带式液压锚杆钻车为研究对象,设计与钻车相适应的变幅机构、移动机构以及液压系统,并对关键部件进行数值仿真和优化。本文的主要研究内容如下:（1）分析履带式液压锚杆钻车研究现状,对主要的功能部件进行设计计算以及参数选择。将钻车按功能划分为行走模块、变幅模块、钻进模块和液压系统,根据钻车移动部件的要求计算履带的主要参数,结合钻孔方位和高度要求设计变幅机构,计算了液压缸在内的...
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
架柱式和履带式锚杆钻车Figure1-1Pillarandcrawlerrotarypercussiveboltdrills目前，液压式锚杆钻车因其技术优势正在扩大市场份额，液压式回转钻车扭
合的工况条件和总体结构区别最为明显，以下将详细说明不同结构锚杆要结构特点以及应用工况条件。体式锚杆钻机体式锚杆钻机属于结构最简易的锚杆钻机，适合煤矿采煤及巷道相对狭条件。在掘进工作面上没有矿车导轨，所以不适合大型施工设备的移动液压锚杆钻机体型小，可以直接由人工搬移并操作，故此类型锚杆钻机应用非常广泛。单体式锚杆钻机一般由液压马达驱动钎杆旋转。控制阀纵臂上，钻机通过两根较长的进回油管与后面的液压泵站连接[34]。在单杆钻机中，重量轻和体积小是设计者追求的主要目标。此外，单体式锚可以配合集成式自动化程度高的锚杆钻车使用，用于不便于大型锚杆钻边角处，达到拾遗补阙的目的。由于单体式锚杆钻机重量轻，使用灵活煤储存条件复杂的煤矿仍将具有很大的市场份额。几种单体式锚杆钻机图 1-2 所示，主要由钻机主体和配套的动力系统组成，钻机的主体部分给液压或气压缸支腿，回钻动力头部分和手把控制部分组成，在回转动钻头旋转的同时，进给油缸给回钻动力头一个钻进力，使钻杆钻入岩体
工程硕士专业学位论文目前，钻机的泵站功率较小，通常为 7-10kW，严重影响了其使用与推广，大大降低了市场竞争力。由于钻机综合效率低，只有 20%左右，那么损失的 80%的功率转化为热量，使液压油温度升高而降低粘度。目前使用的液压锚杆钻机油温常达 80℃以上，油温过高对整个钻机液压系统带来很多恶劣的影响。综合以上分析可知，在井下工作现场单体锚杆钻机的故障率较高，而井下又难以维护修理，因此给工人的支护作业带来极大不便，所以需要对现有结构进行优化设计[35,36]。2）座式锚杆钻机
【参考文献】：
期刊论文
[1]对称分量法在掘锚机组保护系统中的应用[J]. 焦晓峰. 工矿自动化. 2017(10)
[2]基于AMESim的旋转冲击型锚杆钻机液压驱动控制系统设计与建模仿真分析[J]. 王晓瑜. 机床与液压. 2017(03)
[3]支架式万向气动锚杆钻机[J]. 李博,许淑惠,郝卿儒. 建筑机械. 2016(12)
[4]我国煤矿巷道锚杆支护技术发展60年及展望[J]. 康红普. 中国矿业大学学报. 2016(06)
[5]基于发达国家比较的中国能源消费峰值预测[J]. 马丽,刘立涛. 地理科学. 2016(07)
[6]浅谈国内外锚杆钻机现状与发展[J]. 王晓瑜. 机电一体化. 2016(06)
[7]扩大头锚杆结构参数优化研究[J]. 任德斌,常思萌,王国业. 沈阳建筑大学学报(自然科学版). 2016(03)
[8]2020年中国能源消费总量预测——基于定基能源消费弹性系数法[J]. 刘卫东,仲伟周,石清. 资源科学. 2016(04)
[9]基于岩石损伤本构的破碎比功评价模型研究与应用[J]. 蔡灿,伍开松,袁晓红,吴霁薇,赵攀. 岩土力学. 2015(09)
[10]深部厚层软弱复合顶板巷道支护技术研究[J]. 李爱军. 煤炭科学技术. 2015(08)
博士论文
[1]锚杆支护巷道随掘钻探一体化研究[D]. 陈加胜.安徽理工大学 2012
[2]煤炭行业的安全发展及其影响因素研究[D]. 周忠科.中国矿业大学（北京） 2011
[3]新型全液压多功能锚杆钻机关键技术的研究[D]. 贺立军.中国地质大学 2010
[4]液压锚杆钻机设计研究[D]. 杨善国.中国矿业大学 2009
硕士论文
[1]基于ANSYS正放四角锥平板网架静力性能分析[D]. 冷光.南昌航空大学 2018
[2]基于拓扑优化的新型折壳结构研究[D]. 张帅亮.河南大学 2018
[3]挖掘机液压系统的仿真分析及泵控制器研究[D]. 王浩.石家庄铁道大学 2018
[4]基于Ansys Workbench宽幅砂光机机架结构分析及优化[D]. 李国英.苏州大学 2017
[5]旋转冲击式锚杆钻机设计及破岩分析[D]. 余南南.安徽理工大学 2017
[6]巷道掘进支锚作业平台锚护基础机理研究[D]. 杨娇艳.安徽理工大学 2017
[7]单轨吊锚杆支护作业平台关键技术研究[D]. 马齐江.安徽理工大学 2015
[8]机载锚杆钻机机构动力学研究与参数优化[D]. 宋宝新.辽宁工程技术大学 2012
[9]锚杆支护作业平台的设计与仿真研究[D]. 陆雪峰.山东科技大学 2011
[10]中国煤炭消费预测模型研究与应用[D]. 吕明.北京交通大学 2008
本文编号：3369993
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
架柱式和履带式锚杆钻车Figure1-1Pillarandcrawlerrotarypercussiveboltdrills目前，液压式锚杆钻车因其技术优势正在扩大市场份额，液压式回转钻车扭
合的工况条件和总体结构区别最为明显，以下将详细说明不同结构锚杆要结构特点以及应用工况条件。体式锚杆钻机体式锚杆钻机属于结构最简易的锚杆钻机，适合煤矿采煤及巷道相对狭条件。在掘进工作面上没有矿车导轨，所以不适合大型施工设备的移动液压锚杆钻机体型小，可以直接由人工搬移并操作，故此类型锚杆钻机应用非常广泛。单体式锚杆钻机一般由液压马达驱动钎杆旋转。控制阀纵臂上，钻机通过两根较长的进回油管与后面的液压泵站连接[34]。在单杆钻机中，重量轻和体积小是设计者追求的主要目标。此外，单体式锚可以配合集成式自动化程度高的锚杆钻车使用，用于不便于大型锚杆钻边角处，达到拾遗补阙的目的。由于单体式锚杆钻机重量轻，使用灵活煤储存条件复杂的煤矿仍将具有很大的市场份额。几种单体式锚杆钻机图 1-2 所示，主要由钻机主体和配套的动力系统组成，钻机的主体部分给液压或气压缸支腿，回钻动力头部分和手把控制部分组成，在回转动钻头旋转的同时，进给油缸给回钻动力头一个钻进力，使钻杆钻入岩体
工程硕士专业学位论文目前，钻机的泵站功率较小，通常为 7-10kW，严重影响了其使用与推广，大大降低了市场竞争力。由于钻机综合效率低，只有 20%左右，那么损失的 80%的功率转化为热量，使液压油温度升高而降低粘度。目前使用的液压锚杆钻机油温常达 80℃以上，油温过高对整个钻机液压系统带来很多恶劣的影响。综合以上分析可知，在井下工作现场单体锚杆钻机的故障率较高，而井下又难以维护修理，因此给工人的支护作业带来极大不便，所以需要对现有结构进行优化设计[35,36]。2）座式锚杆钻机
【参考文献】：
期刊论文
[1]对称分量法在掘锚机组保护系统中的应用[J]. 焦晓峰. 工矿自动化. 2017(10)
[2]基于AMESim的旋转冲击型锚杆钻机液压驱动控制系统设计与建模仿真分析[J]. 王晓瑜. 机床与液压. 2017(03)
[3]支架式万向气动锚杆钻机[J]. 李博,许淑惠,郝卿儒. 建筑机械. 2016(12)
[4]我国煤矿巷道锚杆支护技术发展60年及展望[J]. 康红普. 中国矿业大学学报. 2016(06)
[5]基于发达国家比较的中国能源消费峰值预测[J]. 马丽,刘立涛. 地理科学. 2016(07)
[6]浅谈国内外锚杆钻机现状与发展[J]. 王晓瑜. 机电一体化. 2016(06)
[7]扩大头锚杆结构参数优化研究[J]. 任德斌,常思萌,王国业. 沈阳建筑大学学报(自然科学版). 2016(03)
[8]2020年中国能源消费总量预测——基于定基能源消费弹性系数法[J]. 刘卫东,仲伟周,石清. 资源科学. 2016(04)
[9]基于岩石损伤本构的破碎比功评价模型研究与应用[J]. 蔡灿,伍开松,袁晓红,吴霁薇,赵攀. 岩土力学. 2015(09)
[10]深部厚层软弱复合顶板巷道支护技术研究[J]. 李爱军. 煤炭科学技术. 2015(08)
博士论文
[1]锚杆支护巷道随掘钻探一体化研究[D]. 陈加胜.安徽理工大学 2012
[2]煤炭行业的安全发展及其影响因素研究[D]. 周忠科.中国矿业大学（北京） 2011
[3]新型全液压多功能锚杆钻机关键技术的研究[D]. 贺立军.中国地质大学 2010
[4]液压锚杆钻机设计研究[D]. 杨善国.中国矿业大学 2009
硕士论文
[1]基于ANSYS正放四角锥平板网架静力性能分析[D]. 冷光.南昌航空大学 2018
[2]基于拓扑优化的新型折壳结构研究[D]. 张帅亮.河南大学 2018
[3]挖掘机液压系统的仿真分析及泵控制器研究[D]. 王浩.石家庄铁道大学 2018
[4]基于Ansys Workbench宽幅砂光机机架结构分析及优化[D]. 李国英.苏州大学 2017
[5]旋转冲击式锚杆钻机设计及破岩分析[D]. 余南南.安徽理工大学 2017
[6]巷道掘进支锚作业平台锚护基础机理研究[D]. 杨娇艳.安徽理工大学 2017
[7]单轨吊锚杆支护作业平台关键技术研究[D]. 马齐江.安徽理工大学 2015
[8]机载锚杆钻机机构动力学研究与参数优化[D]. 宋宝新.辽宁工程技术大学 2012
[9]锚杆支护作业平台的设计与仿真研究[D]. 陆雪峰.山东科技大学 2011
[10]中国煤炭消费预测模型研究与应用[D]. 吕明.北京交通大学 2008
本文编号：3369993
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