本文關(guān)鍵詞：鑿巖臺車鉆進(jìn)系統(tǒng)破巖性能研究

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【摘要】：鑿巖臺車是目前利用鉆爆法進(jìn)行巷道、隧道、礦山開采中的關(guān)鍵設(shè)備,而鉆進(jìn)系統(tǒng)是鑿巖臺車的工作機(jī)構(gòu),對巖石的高效鉆進(jìn)具有重要影響�；诖�,針對鉆進(jìn)系統(tǒng)存在鉆頭磨損嚴(yán)重、工作效率低等問題,開展鉆進(jìn)系統(tǒng)工作參數(shù)對巖石沖擊破碎性能影響的研究,提高鑿巖臺車對巖石的適應(yīng)性、高效性和可靠性。本文采用理論分析、試驗(yàn)和仿真相結(jié)合的方法,對鑿巖臺車鉆進(jìn)系統(tǒng)破巖性能進(jìn)行研究。根據(jù)鑿巖臺車鉆進(jìn)系統(tǒng)的工作過程與工作特點(diǎn),以國家標(biāo)準(zhǔn)-鑿巖機(jī)械與氣動工具性能測試方法為指導(dǎo),以便于試驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)測量為目標(biāo),設(shè)計(jì)沖擊破碎試驗(yàn)臺,主要有機(jī)械系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、供水系統(tǒng)、供氣系統(tǒng)、測試系統(tǒng)六大部分組成。以布希涅斯克問題為基礎(chǔ),對巖石在刃型刀具和球型刀具沖擊作用下的應(yīng)力狀態(tài)以及破碎機(jī)理進(jìn)行研究;并基于AUTODYN軟件對巖石在刃型刀具和球型刀具沖擊作用下的裂紋擴(kuò)展和失效形式進(jìn)行仿真。在沖擊破碎試驗(yàn)臺進(jìn)行堅(jiān)硬巖石和中等強(qiáng)度巖石沖擊破碎研究,主要包括沖擊能的測定、無交互作用鉆進(jìn)系統(tǒng)破巖性能研究、有交互作用鉆進(jìn)系統(tǒng)破巖性能研究以及鉆進(jìn)系統(tǒng)破巖性能回歸正交研究,得到鉆進(jìn)系統(tǒng)的工作參數(shù)(沖擊功率、轉(zhuǎn)釬速度、推進(jìn)力、鉆頭類型)對破巖性能的影響趨勢、工作參數(shù)對破巖性能影響程度的主次順序、工作參數(shù)間交互作用對鉆進(jìn)速度的影響規(guī)律、最佳工作參數(shù)組合以及鉆進(jìn)速度與工作參數(shù)的回歸關(guān)系,為根據(jù)現(xiàn)場狀況和施工進(jìn)度等要求,對鉆進(jìn)系統(tǒng)的選型、工作參數(shù)的確定、沖擊設(shè)備的優(yōu)化改進(jìn)以及工程進(jìn)度的預(yù)估等提供依據(jù)�；贚S-DYNA非線性動力學(xué)仿真軟件,建立活塞-鉆頭-巖石三維仿真模型,對鉆進(jìn)系統(tǒng)的工作參數(shù)擴(kuò)展為沖擊能、沖擊頻率、轉(zhuǎn)釬速度、推進(jìn)力、鉆頭類型,用正交試驗(yàn)方法進(jìn)行仿真安排,探尋巖石在不同鉆頭下的破碎過程,以及工作參數(shù)對鉆進(jìn)速度的影響規(guī)律。仿真結(jié)論與試驗(yàn)結(jié)論基本一致,表明仿真的正確性,為鑿巖臺車鉆進(jìn)系統(tǒng)的研究提供一種方法。通過設(shè)計(jì)沖擊旋轉(zhuǎn)密封裝置,能夠?qū)崿F(xiàn)釬桿同時在軸向和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動下的高壓密封,實(shí)現(xiàn)把高壓水射流應(yīng)用在現(xiàn)有鉆進(jìn)系統(tǒng)上,并且體積增加較小,探究水射流和沖擊鉆孔相結(jié)合的高壓水射流輔助鉆孔效果,為提高鉆進(jìn)系統(tǒng)巖石高效破碎提供科學(xué)依據(jù),為提高鑿巖臺車的可靠性、使用壽命提供一種方法。
【關(guān)鍵詞】：鑿巖臺車 破巖性能 正交試驗(yàn) 數(shù)值模擬 液壓鑿巖機(jī) 水射流
【學(xué)位授予單位】：中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TD421.2
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• ABSTRACT6-22
• 變量注釋表22-25
• 1 緒論25-42
• 1.1 課題來源25
• 1.2 選題背景及研究意義25-27
• 1.3 鑿巖臺車概述27-29
• 1.4 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀29-40
• 1.5 研究中存在的問題40
• 1.6 主要研究內(nèi)容40-41
• 1.7 本章小結(jié)41-42
• 2 沖擊破碎試驗(yàn)臺的研制42-56
• 2.1 機(jī)械系統(tǒng)42-43
• 2.2 液壓系統(tǒng)43-45
• 2.3 電氣系統(tǒng)45-46
• 2.4 供水系統(tǒng)46
• 2.5 供氣系統(tǒng)46-47
• 2.6 測試系統(tǒng)47-51
• 2.7 巖石力學(xué)參數(shù)測定51-55
• 2.8 本章小結(jié)55-56
• 3 沖擊破碎機(jī)理研究56-70
• 3.1 巖石在刃型刀具作用下的應(yīng)力狀態(tài)56-59
• 3.2 巖石在刃型刀具作用下的破碎機(jī)理59-62
• 3.3 巖石在球型刀具作用下的應(yīng)力狀態(tài)62-64
• 3.4 巖石在球型刀具作用下的破碎機(jī)理64-66
• 3.5 巖石在不同鉆頭類型下的破碎形態(tài)66-68
• 3.6 本章小結(jié)68-70
• 4 鉆進(jìn)系統(tǒng)破巖性能試驗(yàn)研究70-108
• 4.1 沖擊能測定試驗(yàn)70-80
• 4.2 正交試驗(yàn)概述80-81
• 4.3 無交互作用鉆進(jìn)系統(tǒng)破巖性能研究81-93
• 4.4 鉆頭類型對鉆進(jìn)系統(tǒng)破巖性能的影響93-95
• 4.5 有交互作用鉆進(jìn)系統(tǒng)破巖性能研究95-99
• 4.6 鉆進(jìn)系統(tǒng)破巖性能回歸正交研究99-107
• 4.7 本章小結(jié)107-108
• 5 鉆進(jìn)系統(tǒng)破巖性能仿真研究108-125
• 5.1 沖擊破碎仿真模型建立108-111
• 5.2 仿真方案設(shè)計(jì)111-112
• 5.3 仿真結(jié)果分析與討論112-120
• 5.4 試驗(yàn)驗(yàn)證120-122
• 5.5 工作角度對破巖性能的影響122-124
• 5.6 本章小結(jié)124-125
• 6 高壓水射流輔助鉆進(jìn)系統(tǒng)鉆孔研究125-145
• 6.1 水射流輔助鉆孔機(jī)理125-126
• 6.2 水射流輔助鉆孔試驗(yàn)裝置126-130
• 6.3 鉆頭噴嘴水射流仿真分析130-135
• 6.4 高壓水射流輔助鉆孔試驗(yàn)研究135-143
• 6.5 本章小結(jié)143-145
• 7 結(jié)論與展望145-147
• 7.1 結(jié)論145-146
• 7.2 展望146-147
• 參考文獻(xiàn)147-154
• 作者簡歷154-156
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集156

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本文編號：900748