發(fā)布時間：2017-10-01 23:25

  本文關鍵詞：鉆沖擴一體液壓鉆機的研究和設計

  更多相關文章： 瓦斯抽采 鉆沖擴一體 液壓鉆機 擴孔鉆頭 高壓 有限元分析

【摘要】：隨著煤炭開采深度逐漸加深,重大瓦斯災害事故時有發(fā)生。瓦斯抽采作為防治煤礦瓦斯災害的根本措施,瓦斯抽采的質和量直接關系到煤礦的安全生產(chǎn),因此,研發(fā)一種高效的瓦斯抽采裝備顯得尤為重要。通過鉆機在煤層中鉆孔是瓦斯抽采的有效途徑,全液壓鉆機由于其結構緊湊、操縱簡單、傳動平穩(wěn)等一系列的優(yōu)點,在煤層瓦斯抽采孔施工中得到了廣泛的應用。目前的全液壓通履帶鉆機底盤較高,只能鉆上位孔而不能鉆下位孔,從而造成了煤層中瓦斯抽采的盲區(qū)�？刹鹦兜募苤姐@機需頻繁裝拆機架,搬運不方便,勞動強度大且工作效率低。普通鉆頭的鉆孔橫截面積較小,下放瓦斯抽采管困難,加之煤層滲透率低,不利于瓦斯的抽放。本文提出了一種鉆沖擴一體液壓鉆機,該鉆機具有結構緊湊、操作靈活、全斷面作業(yè)、安全性能好等特點,旨在掃除煤層中瓦斯抽采的盲區(qū),而且鉆機運動靈活可靠。鉆機在靜壓水或中低壓風鉆進時與常規(guī)鉆進相同,在鉆進結束后切換成高壓水,鉆沖擴一體高低壓轉換裝置啟動,實現(xiàn)機械擴孔和高壓水射流沖孔雙重功能,從而達到鉆沖擴一體的瓦斯抽采效果。首先,通過考察現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境和查閱鉆機相關資料,確定鉆沖擴一體液壓鉆機整體方案;其次,依據(jù)實際技術指標,對鉆機的各個零部件進行設計計算;然后,對鉆機各個零部件進行三維造型設計與裝配,并對鉆機關鍵零部件進行受力分析、運動分析和有限元分析,確定其性能符合設計要求;最后,繪制鉆沖擴一體液壓鉆機二維圖紙,加工制作各個零部件并組裝樣機。通過對鉆機核心部件鉆沖擴一體裝置的工業(yè)試驗和應用表明:擴孔鉆頭的動作靈活,結構可靠,擴孔效果顯著,大幅度提高了瓦斯抽采的效率。
【關鍵詞】：瓦斯抽采 鉆沖擴一體 液壓鉆機 擴孔鉆頭 高壓 有限元分析
【學位授予單位】：河南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TD712.63
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 1 緒論11-25
• 1.1 課題研究背景11-12
• 1.2 國內外瓦斯抽采技術現(xiàn)狀12-21
• 1.2.1 國外瓦斯抽采技術現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 國內瓦斯抽采技術現(xiàn)狀13-21
• 1.3 研究的目的和意義21-22
• 1.4 主要研究內容22-23
• 1.5 本章小結23-25
• 2 鉆沖擴一體液壓鉆機的設計25-65
• 2.1 鉆沖擴一體系統(tǒng)裝備的工作原理25-26
• 2.2 鉆機主要技術參數(shù)26-27
• 2.3 鉆沖擴一體液壓鉆機整體方案的確定27-29
• 2.4 鉆沖擴一體裝置的設計29-45
• 2.4.1 高壓水辮的設計29-34
• 2.4.2 高壓密封鉆桿的設計34-37
• 2.4.3 鉆沖擴一體高低壓轉換裝置的設計37-45
• 2.5 夾持器的設計45-50
• 2.6 鉆機導軌的設計50
• 2.7 導軌連接板的設計50-51
• 2.8 升降立柱的設計51-55
• 2.8.1 升降立柱的組成51-52
• 2.8.2 升降立柱的工作原理52-53
• 2.8.3 活塞桿組件的設計53-54
• 2.8.4 缸蓋的設計54-55
• 2.9 支撐立柱的設計55-57
• 2.9.1 支撐立柱的組成55-56
• 2.9.2 支撐樁帽的設計56-57
• 2.10 推進液壓缸的設計57-58
• 2.11 回轉式減速器的設計58-63
• 2.11.1 回轉式減速器工作原理58
• 2.11.2 WEA17回轉式減速器的設計58-61
• 2.11.3 WEA25回轉式減速器的設計61-63
• 2.12 本章小結63-65
• 3 鉆沖擴一體液壓鉆機三維模型的建立與裝配65-75
• 3.1 虛擬樣機技術的介紹65
• 3.2 鉆沖擴一體裝置的三維模型與裝配65-68
• 3.2.1 高壓水辮的三維模型與裝配65-66
• 3.2.2 高壓密封鉆桿的三維模型66
• 3.2.3 鉆沖擴一體高低壓轉換裝置的三維模型與裝配66-67
• 3.2.4 鉆頭的三維模型67
• 3.2.5 鉆沖擴一體裝置的三維模型與裝配67-68
• 3.3 夾持器的三維模型與裝配68
• 3.4 推進液壓缸的三維模型與裝配68-69
• 3.5 導軌的三維模型69
• 3.6 導軌組件的三維模型與裝配69-70
• 3.7 導軌連接板的三維模型70
• 3.8 升降立柱的三維模型和裝配70-71
• 3.9 支撐立柱的三維模型和裝配71-72
• 3.10 WEA17回轉式減速器的三維模型和裝配72
• 3.11 WEA25回轉式減速器的三維模型和裝配72-73
• 3.12 鉆沖擴一體液壓鉆機的三維模型和裝配73
• 3.13 本章小結73-75
• 4 鉆沖擴一體液壓鉆機受力分析與運動特性分析75-87
• 4.1 鉆沖擴一體液壓鉆機受力分析75-84
• 4.1.1 鉆沖擴一體液壓鉆機不工作時整體受力分析75-77
• 4.1.2 鉆沖擴一體液壓鉆機工作時整體受力分析77-79
• 4.1.3 鉆沖擴一體裝置中擴孔鉆頭的受力分析79-82
• 4.1.4 鉆沖擴一體裝置中銷軸的受力分析82
• 4.1.5 高壓密封鉆桿受力分析82-83
• 4.1.6 連桿受力分析83-84
• 4.2 鉆沖擴一體液壓鉆機運動特性分析84-86
• 4.2.1 滑鎖運動特性分析84-85
• 4.2.2 擴孔鉆頭運動特性分析85-86
• 4.3 本章小結86-87
• 5 鉆沖擴一體液壓鉆機重要零部件的有限元分析87-97
• 5.1 有限元單元法的簡介87
• 5.2 有限元分析的彈性力學基礎87-88
• 5.3 重要零部件的有限元分析88-95
• 5.3.1 滑鎖的有限元分析88-89
• 5.3.2 擴孔鉆頭的有限元分析89-91
• 5.3.3 銷軸的有限元分析91-92
• 5.3.4 連桿的有限元分析92-95
• 5.4 本章小結95-97
• 6 鉆沖擴一體裝置的實驗分析97-99
• 6.1 鉆沖擴一體裝置實驗設備97
• 6.2 鉆沖擴一體裝置實驗過程97
• 6.3 鉆沖擴一體裝置擴孔效果97-99
• 7 總結與展望99-101
• 7.1 全文總結99-100
• 7.2 工作展望100-101
• 參考文獻101-105
• 作者簡歷105-107
• 學位論文數(shù)據(jù)集107

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本文編號：956286