【摘要】：巷道的快速高效掘進(jìn)對(duì)煤礦的高效高產(chǎn)有著重要意義,無(wú)論是傳統(tǒng)的炮掘工作面,還是現(xiàn)代化的綜掘工作面,錨桿支護(hù)和掘進(jìn)面鑿巖鉆孔都是必不可少的一道工序。為了滿(mǎn)足煤礦機(jī)械化、自動(dòng)化、高效快速掘進(jìn)的要求,提高巷道掘進(jìn)及錨護(hù)的自動(dòng)化水平,更好地適應(yīng)煤礦井下鑿巖和鉆孔時(shí)遇到的復(fù)雜底板環(huán)境和工作條件,研究設(shè)計(jì)一種新型的基于單軌吊的鑿巖鉆孔設(shè)備(簡(jiǎn)稱(chēng)：?jiǎn)诬壍蹉@機(jī))。 在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面,建立了單軌吊鉆機(jī)的三維模型,重點(diǎn)對(duì)多自由度單軌吊鉆機(jī)機(jī)械臂進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),并使用ANSYS Workbench軟件對(duì)機(jī)械臂的關(guān)鍵零部件進(jìn)行靜力學(xué)分析和校核,得到了零部件的應(yīng)力及變形分布情況。 在運(yùn)動(dòng)學(xué)方面,運(yùn)用D-H參數(shù)法對(duì)單軌吊鉆機(jī)機(jī)械臂進(jìn)行建模,得到其運(yùn)動(dòng)學(xué)方程,以及運(yùn)動(dòng)學(xué)的正解和逆解,利用MATLAB Robotics工具箱建立機(jī)械臂模型與巷道之間的關(guān)系,得到了機(jī)械臂在巷道中的實(shí)際工作空間和有效工作空間。 在動(dòng)力學(xué)方面,使用ADAMS動(dòng)力學(xué)仿真軟件對(duì)單軌吊鉆機(jī)機(jī)械臂動(dòng)力學(xué)特性和整機(jī)穩(wěn)定性進(jìn)行仿真分析,得到了機(jī)械臂各主要驅(qū)動(dòng)油缸在不同運(yùn)動(dòng)情況下的力學(xué)特性,整機(jī)在懸吊情況下的穩(wěn)定性,以及支撐腿的支撐力學(xué)特性。 此外,通過(guò)建立剛?cè)狁詈夏Ｐ?對(duì)單軌吊鉆機(jī)機(jī)械臂進(jìn)行動(dòng)應(yīng)力分析,得到在50Hz沖擊頻率下不同工況的應(yīng)力最大值、應(yīng)力集中區(qū)域及鉆頭的振動(dòng)情況,并進(jìn)行對(duì)比分析。機(jī)械臂的諧響應(yīng)分析得到了單軌吊鉆機(jī)機(jī)械臂在35-70Hz工作頻率范圍內(nèi)的振動(dòng)特點(diǎn)。
【圖文】：

巷道支護(hù)是掘進(jìn)工作面的重要工序之一，其主要以棚式支架和錨桿錨索支護(hù)為主要形式，，圖2為錨桿錨索支護(hù)施工圖，根據(jù)巷道中的具體支護(hù)位置，需要在巷道的頂板、兩幫和底板的不同位置鉆不同深度的錯(cuò)桿孔。錨桿錨索支護(hù)施工的主要工序有鉆孔、攪拌樹(shù)脂藥卷、安裝錨桿和梓緊螺母，其中鉆孔和安裝錨桿在支護(hù)中占用了大部分時(shí)間。3

圖3 YT系列氣動(dòng)鑿巖鉆機(jī) 圖4 MQT系列氣動(dòng)錨桿鉆機(jī)Fig.3 YT series pneumatic drill Fig.4 MQT series anchor drilling上述的兩種小型手動(dòng)鉆孔設(shè)備，雖然在煤礦井下應(yīng)用廣泛，但是工人的勞動(dòng)強(qiáng)度高，工作環(huán)境差，鉆孔的效率也相對(duì)較低。如圖5所示的鑿巖臺(tái)車(chē)可以通過(guò)
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TD262.3

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本文編號(hào)：2580719