水射流割縫防突設(shè)備纏繞系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)及有限元分析.pdf

1、煤礦瓦斯治理關(guān)系安全生產(chǎn)大局，但在實(shí)踐中存在諸多的困難。有的煤層本身透氣性低，隨著作業(yè)深度的增加，瓦斯抽放的難度變大、成本提高，直接對(duì)安全生產(chǎn)構(gòu)成威脅。傳統(tǒng)的防治瓦斯突出問題的方法有很多，如采取提前爆破、鉆孔預(yù)抽、水力沖孔等，但都存在效率較低、影響掘進(jìn)速度等諸多問題。理論和實(shí)踐表明，采用高壓水射流在鉆孔內(nèi)割縫的新方法可以有效提高煤層的透氣性，這樣研制割縫設(shè)備就具有很大的實(shí)踐意義。
　　 本文的研究對(duì)象就是太原理工大學(xué)多年來不斷研

2、究改進(jìn)的割縫鉆機(jī)。該設(shè)備由液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)將焊接起來的無縫鋼管纏繞在滾筒上，使設(shè)備具有較長的工作半徑。同時(shí)在行走、換向一系列機(jī)構(gòu)的輔助下完成井下作業(yè)的各個(gè)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)割縫提高煤層透氣性的設(shè)計(jì)目的。其中焊接鋼管作為高壓水射流的通道，工作時(shí)伸出至掘進(jìn)工作面，工作完成后纏繞在滾筒上，受到交變應(yīng)力的作用，存在疲勞損壞的危險(xiǎn)。纏繞機(jī)構(gòu)作為上述過程的動(dòng)力源，承載了設(shè)備較大的載荷，其傳動(dòng)性能和齒輪系強(qiáng)度成為研究重點(diǎn)。本文的研究內(nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面:

3、r>　　 (1)深入研究了井下瓦斯突出問題及現(xiàn)有的防突技術(shù)方案，探討了高壓水射流破煤以及防突機(jī)理，在此基礎(chǔ)上闡述了水射流割縫防突的原理和方法。
　　 (2)借助ANSYS軟件結(jié)構(gòu)分析模塊的強(qiáng)大功能，研究纏繞在滾筒上的焊接無縫鋼管工作彎曲時(shí)的靜力以及工作過程中的彎曲疲勞，對(duì)焊接鋼管的疲勞壽命進(jìn)行預(yù)測(cè)。
　　 (3)利用UG三維造型功能完成設(shè)備傳動(dòng)系統(tǒng)主要零件的模型和裝配，再利用多體動(dòng)力學(xué)仿真軟件ADAMS建立設(shè)備傳動(dòng)部分