全液壓傘鉆結(jié)構(gòu)及液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究.pdf

1、隨著國內(nèi)立井井筒施工技術(shù)的發(fā)展,立井掘砌速度是縮短礦井建設(shè)周期的關(guān)鍵因素。傘鉆作為井筒施工開鑿炮孔的關(guān)鍵設(shè)備,其性能直接影響井筒開掘速度。目前國內(nèi)廣泛使用氣動(dòng)傘鉆,全液壓傘鉆作為新型機(jī)型,相對(duì)于氣動(dòng)傘鉆有節(jié)約能源、鑿巖效率高、鑿巖成本低、作業(yè)環(huán)境好等優(yōu)點(diǎn),對(duì)全液壓傘鉆的開發(fā)及研制勢(shì)在必行。
　　本文依據(jù)目前國內(nèi)由鑿巖臺(tái)車改造而來的全液壓四臂傘鉆的使用情況,針對(duì)其能量損失大,系統(tǒng)油溫高、重量大的缺點(diǎn),對(duì)全液壓六臂傘鉆的結(jié)構(gòu)及液壓系統(tǒng)

2、進(jìn)行設(shè)計(jì)研究。本文主要研究內(nèi)容如下:
　　首先,進(jìn)行了全液壓傘鉆的總體設(shè)計(jì),對(duì)全液壓傘鉆鉆臂周向旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)及沖擊推進(jìn)系統(tǒng)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì);通過分析鑿巖機(jī)工作機(jī)理及影響鑿巖效率的因素,對(duì)鑿巖機(jī)進(jìn)行選型;確定了全液壓傘鉆技術(shù)參數(shù),為整機(jī)設(shè)計(jì)及全液壓傘鉆液壓系統(tǒng)建立、性能參數(shù)的確定提供理論研究基礎(chǔ)。
　　其次,進(jìn)行了全液壓傘鉆傘鉆液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究,針對(duì)全液壓傘鉆能耗損失較大的問題,設(shè)計(jì)了全液壓傘鉆負(fù)載敏感液壓操控系統(tǒng),并設(shè)置負(fù)載

3、敏感系統(tǒng)各個(gè)元件參數(shù)。對(duì)液壓系統(tǒng)關(guān)鍵元件進(jìn)行選型和設(shè)計(jì)計(jì)算,分析了負(fù)載敏感系統(tǒng)的能量損耗,得出該系統(tǒng)主要能量損耗集中在多執(zhí)行元件壓力不一致造成的能量損耗,相對(duì)于原四臂液壓傘鉆定量泵系統(tǒng)單臂能量損耗大大降低的結(jié)論,解決原有系統(tǒng)能量損失高、液壓系統(tǒng)發(fā)熱量大的問題。
　　再次,建立了全液壓傘鉆液壓負(fù)載敏感系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型,通過對(duì)負(fù)載敏感系統(tǒng)模型進(jìn)行簡化,建立了全液壓傘鉆負(fù)載敏感系統(tǒng)AMESim仿真模型,模型仿真結(jié)果驗(yàn)證了系統(tǒng)的負(fù)載敏感性能,

4、回轉(zhuǎn)回路的調(diào)速性能,系統(tǒng)仿真結(jié)果說明了負(fù)載敏感回路中流量與控制閥開口量相關(guān),并在多個(gè)負(fù)載同時(shí)工作時(shí),系統(tǒng)壓力和流量均為負(fù)載敏感閥所調(diào)定壓力和流量,通過仿真結(jié)果,驗(yàn)證了系統(tǒng)性能、元件選型、參數(shù)設(shè)置的合理性。
　　最后,以全液壓傘鉆結(jié)構(gòu)優(yōu)化,降低結(jié)構(gòu)重量為目標(biāo),通過 ANSYS分析了全液壓傘鉆主要結(jié)構(gòu)件在正常工況下的應(yīng)力、應(yīng)變規(guī)律及相關(guān)結(jié)構(gòu)的變形規(guī)律。并在得到應(yīng)力應(yīng)變參數(shù)及規(guī)律后,在滿足強(qiáng)度和剛度前提下,根據(jù)實(shí)際情況,選用高強(qiáng)度鋼 B