掘锚机机载钻机姿态调整分析

1

作者 吴迪 符宝鼎 +3 位作者 孙博 康乐 刘治翔 邹康 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2024年第1期104-114,共11页

探放水作业前后,前探钻机的部署需耗费大量时间。在掘锚机上装载超前钻探设备可减少设备部署时间,提高钻探效率。目前针对集掘、锚、探于一体的掘进机机组的研究大多聚焦于设备的结构设计及液压控制系统设计,对于不同结构间干涉特性的... 探放水作业前后,前探钻机的部署需耗费大量时间。在掘锚机上装载超前钻探设备可减少设备部署时间,提高钻探效率。目前针对集掘、锚、探于一体的掘进机机组的研究大多聚焦于设备的结构设计及液压控制系统设计,对于不同结构间干涉特性的研究相对较少。分析了机载钻机姿态调整过程中的干涉情况,根据姿态调整时的几何位置关系,建立了掘锚机与机载钻机发生干涉时的数学模型,并推导出掘锚机与机载钻机发生干涉时的最大转角计算公式。以掘锚机和机载钻机发生干涉时的最大转角为指标,研究了掘锚机与机载钻机各个尺寸参数对机载钻机各个方向最大转角的影响。结果表明:(1)掘锚机龙骨倾角越大,机载钻机的俯仰调节角度越大,通过调节掘锚机龙骨能有效改变探水钻机工作时仰角的调节范围。(2)龙骨高度的变化对俯仰角的影响均很小,龙骨高度的变化不会影响俯角的变动,而对仰角的影响较大,且呈正比关系;龙骨连接绞耳到龙骨尾部长度的增大使俯仰角均增大,但对仰角的影响效果不明显。若要改动仰角,可优先考虑改变龙骨高度;若要改动俯角,可优先考虑改变龙骨连接绞耳到龙骨尾部长度。(3)当掘锚机龙骨护板间距越大,机载钻机的最大水平转角度越大,当增大到一定程度时,最大水平转角度不再受掘锚机龙骨护板间距增大的影响;当掘锚机龙骨护板间距大于某一值时,掘锚机支撑油缸中心距越大,机载钻机的最大水平转角度越大;掘锚机龙骨护板间距对机载钻机最大水平转角度的影响较掘锚机支撑油缸中心距大。(4)当机载钻机钻头后端宽度较小时,不影响最大水平转角;当机载钻机钻头后端宽度增大到某一值时,机载钻机钻头后端宽度越大,最大水平转角越小;当机载钻机钻头后端宽度小于某一值时,机载钻机钻头部分前端宽度越大,最大水平转角越小。实例验证结果表明:增大龙骨倾角、龙骨连接螺栓高度、龙骨高度、龙骨连接绞耳到龙骨尾部长度,并减小机载钻机钻头上缘与机载钻机框架连接绞耳的高度差、龙骨上护板长度,机载钻机的最大俯仰角得到了有效增加。 展开更多

关键词 掘锚机 机载钻机 超前钻探 协同作业设备间干涉 姿态调整 干涉角度

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掘锚机机载钻机运动学仿真和工作域分析

2

作者 张鹏 《煤矿机械》 2024年第4期81-84,共4页

面对井下采煤巷道环境的恶劣性,采用掘锚机机载锚杆钻机的方式对巷道迎头进行支护,并对机载锚杆钻机的工作域进行分析。首先,通过D-H参数法对钻机进行运动学建模,并通过仿真软件对钻机运动学模型进行验证。然后,采用蒙特卡洛随机数法代... 面对井下采煤巷道环境的恶劣性,采用掘锚机机载锚杆钻机的方式对巷道迎头进行支护,并对机载锚杆钻机的工作域进行分析。首先,通过D-H参数法对钻机进行运动学建模,并通过仿真软件对钻机运动学模型进行验证。然后,采用蒙特卡洛随机数法代入钻机运动学模型求解出其末端所能到达的空间位置,通过与截割面对比进行分析,机载钻机工作满足一般空顶距需求和全断面支护。 展开更多

关键词 掘锚机 机载钻机 运动学 工作域 仿真

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掘锚机探放水钻机固定支架强度分析

3

作者 杨木林 谷树伟 +4 位作者 陈凯 贺艳军 刘龙 刘治翔 孙战 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期55-62,共8页

针对一种掘锚一体机机载式探放水钻机,分析了其作业工况和功能需求。对钻机在各种工况下的受力进行分析,对关键部件的强度进行了有限元仿真校核。理论分析结果表明,安装座竖向载荷、伸缩滑套和钻机连接处的竖向载荷、伸缩滑套竖向载荷... 针对一种掘锚一体机机载式探放水钻机,分析了其作业工况和功能需求。对钻机在各种工况下的受力进行分析,对关键部件的强度进行了有限元仿真校核。理论分析结果表明,安装座竖向载荷、伸缩滑套和钻机连接处的竖向载荷、伸缩滑套竖向载荷均是随着俯仰转角的增大,先增大后减小,在俯仰转角为0°时转矩最大。有限元计算结果显示关键部件伸缩轨道的和伸缩滑套的最大应力远小于所用材料Q345B的屈服强度,满足使用要求。钻机固定支架应力最大值仅为37.096 MPa,变形量为2.006 mm,说明钻机在最大载荷工况下,钻机固定支架能够满足强度要求。通过厂内和煤矿井下的工业性试验验证了设计的探放水钻机结构的有效性,具有较好的应用和推广价值。 展开更多

关键词 探放水钻机 机载钻机 力学特性 有限元分析

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掘进机机载锚杆钻机运动学分析与轨迹仿真 被引量：8

4

作者 毛君 孟辉 +1 位作者 陈洪月 张瑜 《机械设计》 CSCD 北大核心 2016年第4期42-47,共6页

以D-H参数法为基础,首次建立了掘进机位姿影响下的7自由度掘锚一体机运动学模型,分析掘锚一体机的运动学特性。结果表明:钻头的工作空间能够满足全巷道支护工况使用要求,但掘进机本体的位姿对锚杆钻头运动参数产生较大影响,当掘进机机... 以D-H参数法为基础,首次建立了掘进机位姿影响下的7自由度掘锚一体机运动学模型,分析掘锚一体机的运动学特性。结果表明:钻头的工作空间能够满足全巷道支护工况使用要求,但掘进机本体的位姿对锚杆钻头运动参数产生较大影响,当掘进机机身的姿态角度-6°≤ψ,γ,准≤6°时,所引起钻头的偏移量远大于锚杆孔位置误差的允许值。因此,研究锚杆钻机的运动性能时必须考虑掘进机位姿的影响因素;将掘进机的位姿作为已知测量值,利用坐标反变换和经典消元理论,进行了整机逆运动学求解;采用数值对比法验证了运动学逆解的准确性;最后通过工业性试验对掘锚一体机的性能进行了验证。 展开更多

关键词 机载锚杆钻机 运动学建模 D-H参数法

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机载锚杆钻机实现掘锚一体化的几点思考 被引量：9

5

作者 柴敬 麻勇 《煤矿机械》 北大核心 2009年第5期5-7,共3页

悬臂式掘进机加装机载锚杆钻机是适应我国国情,实现国内掘锚一体化煤巷快速掘进的发展方向。总结了国内对悬臂式掘进机加装机载锚杆钻机研究现状,指出该机组具有的主要特点,分析了目前机载锚杆钻机不能有效提高煤巷掘进速度主要存在的问... 悬臂式掘进机加装机载锚杆钻机是适应我国国情,实现国内掘锚一体化煤巷快速掘进的发展方向。总结了国内对悬臂式掘进机加装机载锚杆钻机研究现状,指出该机组具有的主要特点,分析了目前机载锚杆钻机不能有效提高煤巷掘进速度主要存在的问题,并提出通过机械化铺网和调整锚杆安装工艺等措施来解决相关问题。 展开更多

关键词 机载锚杆钻机 掘锚一体化 悬臂式掘进机

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机载锚杆钻机分段式控制方法研究 被引量：2

6

作者 岳立新 张佩 马英 《工程设计学报》 CSCD 北大核心 2015年第1期72-77,共6页

为研究机载锚杆钻机运动的自动控制,采用D-H坐标系建立了七关节机载锚杆钻机的运动学正解方程;以矩形巷道为工作对象,结合掘锚联合机实际工况,提出以巷道支护高度为边界条件的分段式锚杆钻机多关节控制方法;建立不同支护高度条件下机载... 为研究机载锚杆钻机运动的自动控制,采用D-H坐标系建立了七关节机载锚杆钻机的运动学正解方程;以矩形巷道为工作对象,结合掘锚联合机实际工况,提出以巷道支护高度为边界条件的分段式锚杆钻机多关节控制方法;建立不同支护高度条件下机载锚杆钻机的逆运动控制模型,得出锚杆钻机钻头的运动范围.研究结果表明:通过采用D-H坐标法可确定锚杆钻机工作姿态;在不同巷道高度条件下,确定了锚杆钻机各关节驱动角度,获得钻头具体工作范围,实现巷道全断面内锚杆钻孔支护要求,从而可提高掘进机钻孔的工作效率,缩短钻孔位置的调整时间.研究内容为机载锚杆钻机分段式自动控制提供设计依据. 展开更多

关键词 机载锚杆钻机 掘锚联合机 支护高度 关节角度

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掘进机机载防突钻机的应用 被引量：5

7

作者 霍春秀 苏文叔 《矿业安全与环保》 2001年第2期35-36,共2页

介绍了掘进机机载防突钻机的结构型式、工作原理以及在有突出危险的机械化掘进工作面的应用效果，使用结果表明掘进机机载防突钻机钻进速度快，防突效果明显，能提高机掘工作面的掘进速度。

关键词 掘进机 机载防突钻机 工作原理 结构 煤突出 瓦斯突出

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机载单臂式锚杆钻机钻臂升降装置优化设计 被引量：2

8

作者 潘志勇 韩晓明 《煤矿机械》 北大核心 2012年第5期36-37,共2页

通过机载单臂式锚杆钻机钻臂的受力分析,当钻臂升降油缸上铰接点位于伸缩梁内梁与外梁的重叠位置时,钻臂在工作过程中所受到的正应力最小。同时,通过钻臂升降油缸工作尺寸和受力分析,给出了升降油缸工作行程及缸径的确定方法,为钻臂升... 通过机载单臂式锚杆钻机钻臂的受力分析,当钻臂升降油缸上铰接点位于伸缩梁内梁与外梁的重叠位置时,钻臂在工作过程中所受到的正应力最小。同时,通过钻臂升降油缸工作尺寸和受力分析,给出了升降油缸工作行程及缸径的确定方法,为钻臂升降油缸的选型计算提供了理论依据。 展开更多

关键词 机载锚杆钻机 钻臂 优化设计

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掘锚一体机机载式探放水钻机设计 被引量：1

9

作者 宋亚新 谷树伟 +2 位作者 于明生 王永峰 刘治翔 《机电产品开发与创新》 2022年第4期39-42,共4页

考虑到传统坑道钻机在进行掘进巷道探放水作业过程中由于体积大而不便于快速安装作业的问题,本文设计了一种掘锚一体机机载式探放水钻机。分析了掘进工作面探放水作业工况和功能需求,根据自顶向下的设计过程,提出了新颖的超前探放水钻... 考虑到传统坑道钻机在进行掘进巷道探放水作业过程中由于体积大而不便于快速安装作业的问题,本文设计了一种掘锚一体机机载式探放水钻机。分析了掘进工作面探放水作业工况和功能需求,根据自顶向下的设计过程,提出了新颖的超前探放水钻机的整体结构和加装于掘锚机上的安装方式,设计了超前探放水钻机的机械系统。通过对本课题设计研发的掘锚一体机机载式探放水钻机在煤矿现场掘进工作面进行工业性试验,安装在掘锚机上的探放水钻机在准备工作阶段要比分离的坑道式探放水钻机能够节约80%的时间。根据现场反馈本课题研发的探放水钻机具有较好的应用和推广价值。 展开更多

关键词 探放水钻机 掘锚一体机 快速掘进 机载钻机

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冲击回转机载型锚杆钻机液压系统设计与AMESim建模仿真分析 被引量：7

10

作者 王晓瑜 《机床与液压》 北大核心 2016年第21期147-150,共4页

设计冲击回转机载型锚杆钻机液压系统,分析其工作原理,采用AMESim软件对该系统进行建模仿真,根据仿真曲线分析锚杆钻机在冲击回转钻进时,推进系统推进力及液压缸工作油压对液压冲击器活塞行程、冲击能、冲击频率和冲击器功率的影响。仿... 设计冲击回转机载型锚杆钻机液压系统,分析其工作原理,采用AMESim软件对该系统进行建模仿真,根据仿真曲线分析锚杆钻机在冲击回转钻进时,推进系统推进力及液压缸工作油压对液压冲击器活塞行程、冲击能、冲击频率和冲击器功率的影响。仿真结果验证了液压系统设计的合理性和可行性,为冲击回转机载型锚杆钻机液压系统设计提供了理论基础。 展开更多

关键词 冲击回转机载型锚杆钻机 液压系统 AMESim建模与仿真 性能参数

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JMZ型机载锚杆钻机研制及其应用 被引量：2

11

作者 徐锁庚 刘斌坤 +1 位作者 汪天祥 赵淑梅 《建井技术》 1999年第4期35-37,共3页

根据机掘巷道锚杆钻机现状及存在的问题，研制了ＪＭＺ型机载锚杆钻机。对其主要结构、工作原理。

关键词 机载锚杆钻机 综掘机械化 研制 钻机 煤矿

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基于ABAQUS的机载锚杆钻机钻头优化方法

12

作者 于红星 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2022年第8期244-246,共3页

针对传统机载锚杆钻机钻头使用寿命短、排屑能力不理想等问题,提出了一种基于ABAQUS的机载锚杆钻机钻头优化方法。通过分析机载钻机旋转冲击破岩机理来获取钻头冲击速度和侵入深度等变化规律,运用拓扑优化方法改进钻头的结构,并以常用... 针对传统机载锚杆钻机钻头使用寿命短、排屑能力不理想等问题,提出了一种基于ABAQUS的机载锚杆钻机钻头优化方法。通过分析机载钻机旋转冲击破岩机理来获取钻头冲击速度和侵入深度等变化规律,运用拓扑优化方法改进钻头的结构,并以常用的三翼钻头为例来构建三维仿真模型,利用ABAQUS软件对钻头的钻进过程进行有限元分析。结果表明:优化后钻头的最大等效应变和最大等效应力相较于未优化前,分别降低了22.6%和24.1%,有效改善了钻头应力集中的现象,能够在一定程度上提升钻头的使用寿命;排屑口截面面积增加了21.3%,防阻塞能力得到了加强。 展开更多

关键词 机载锚杆钻机 拓扑优化 ABAQUS 有限元分析

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高瓦斯突出矿井机掘工作面机载防突钻机的试验研究

13

作者 廖黎 苏文叔 《煤炭工程师》 北大核心 1997年第6期1-3,共3页

在我国高瓦斯突出矿井机掘工作面，因受瓦斯超限和煤与瓦斯突出等不安全因素的影响，机掘速度受到严重制约。煤科总院重庆分院研制的与掘进机配套的机载式全液压防突钻机，利用其特有的功能，向工作面前方打瓦斯排放钻孔，释放突出潜能... 在我国高瓦斯突出矿井机掘工作面，因受瓦斯超限和煤与瓦斯突出等不安全因素的影响，机掘速度受到严重制约。煤科总院重庆分院研制的与掘进机配套的机载式全液压防突钻机，利用其特有的功能，向工作面前方打瓦斯排放钻孔，释放突出潜能，实现了安全快速掘进。 展开更多

关键词 高瓦斯突出煤层 掘进工作面 掘进机 机载防突钻机

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JMZ型机载锚杆钻机

14

作者 徐锁庚 刘斌坤 《锚杆支护》 1999年第1期30-33,共4页

本文着重介绍了ＪＭＺ型机载锚杆机的主要结构，工作原理和技术参数，并阐述了机载锚杆钻机的特点。

关键词 机载锚杆钻机 工作原理 技术参数 锚杆钻机

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JMZ型机载锚杆钻机钻架的结构及特点

15

作者 徐锁庚 《锚杆支护》 1998年第3期37-38,36,共3页

本文介绍了ＪＭＺ型机载锚杆钻架的结构组成及其作用，阐述了钻架的结构特点和存在问题。

关键词 机载锚杆钻机 钻架 结构特点 钻机 矿用

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机载锚杆钻机在煤矿中的应用

16

作者 武传伟 《山东煤炭科技》 2013年第1期39-40,共2页

机载锚杆钻机具有可以满足不同断面形状巷道的快速掘进成巷要求,提高巷道支护强度,减少事故率等优点。该文简要介绍了机载锚杆钻机的适用范围,重点讲述了机载锚杆钻机在煤矿中的使用情况。

关键词 机载锚杆钻机 优点 操作 钻孔 安装锚杆

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掘进机与机载锚杆钻机共泵液压系统设计 被引量：6

17

作者 王鹏 权钰云 《煤矿机械》 北大核心 2011年第4期140-141,共2页

掘进机液压系统与机载锚杆钻机液压系统组成共泵系统,液压泵采用恒功率、恒压、负载敏感,控制阀采用负载敏感液压比例多路换向阀,系统的切换用先导式二位六通换向阀完成,实现2套系统的互锁。

关键词 掘进机 机载锚杆钻机 负载敏感

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EBJ-120TP型掘进机机载锚杆钻机的设计研究 被引量：4

18

作者 冀俊伟 马昭 《煤》 2009年第9期59-60,共2页

针对目前煤矿综掘巷道采掘、锚杆支护速度较慢和比例失衡的现状,提出了EBJ-120TP型掘进机机载锚杆钻机的设计思路及原则,介绍了该机载锚杆钻机的结构和性能特点,描述了该钻机在煤矿机掘巷道中的应用前景。

关键词 掘进机 机载锚杆钻机 钻臂 钻架

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掘锚一体机机载式探放水钻机控制系统的设计 被引量：1

19

作者 谷树伟 陈凯 +3 位作者 宋亚新 于明生 刘治翔 邹康 《工程设计学报》 CSCD 北大核心 2022年第6期776-783,共8页

为了解决传统坑道钻机在进行掘进巷道探放水作业时由于体积庞大而不便于快速安装和作业的问题,设计了一种掘锚一体机机载式探放水钻机。介绍了机载式探放水钻机的结构及其自动电控系统的总体架构,设计了控制系统的硬件,分析了其工作流程... 为了解决传统坑道钻机在进行掘进巷道探放水作业时由于体积庞大而不便于快速安装和作业的问题,设计了一种掘锚一体机机载式探放水钻机。介绍了机载式探放水钻机的结构及其自动电控系统的总体架构,设计了控制系统的硬件,分析了其工作流程,进行了探放水钻机厂内和井下工业性实验,实验结果验证了所设计的探放水钻机控制系统的可行性。采用所研制的探放水钻机可以显著提高探放水作业效率,其具有良好的应用前景。 展开更多

关键词 掘锚一体机 机载式钻机 探放水钻机 控制系统 监控系统

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机载锚杆钻机钻架有限元模态及谐响应分析 被引量：13

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作者 李旺年 《煤矿机械》 2021年第5期92-94,共3页

机载锚杆钻机是锚杆支护的关键设备,钻架作为主要承载结构件,其稳定性和安全性至关重要。基于模态分析理论,利用ABAQUS有限元分析软件,以ZDY400M机载锚杆钻机的钻架为研究对象,分析得出其前6阶固有频率和模态振型动力学特征,并在模态分... 机载锚杆钻机是锚杆支护的关键设备,钻架作为主要承载结构件,其稳定性和安全性至关重要。基于模态分析理论,利用ABAQUS有限元分析软件,以ZDY400M机载锚杆钻机的钻架为研究对象,分析得出其前6阶固有频率和模态振型动力学特征,并在模态分析的基础上对钻架开展谐响应分析,通过分析其不同位置处的位移和应力频谱特性,为钻架及整机结构的动态设计提供参考依据。 展开更多

关键词 机载锚杆钻机 固有频率 模态分析 谐响应分析

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