国内外自动锚杆钻架类型特点及研究方向

锚杆支护水平制约着巷道掘进速度和安全性，同时也是实现巷道掘进无人化、智能化发展的卡脖子问题之一。钻锚机器人是解决锚杆支护施工痛点问题的必由之路，其核心部件为自动锚杆钻架。系统梳理了自动锚杆钻架技术路线图，总结归纳出各关键部件共性架构，综述了国内外自动锚杆钻架类型特点、技术水平及适用工况，指出了自动锚杆钻架技术的研究方向。首先按照布局型式将国外自动锚杆钻架划分为转塔式、切换式和自钻式3类，并从钻孔功率、回转扭矩，锚杆仓容量和性能特点方面进行了对比分析，在此基础上，归纳了国内自动锚杆钻架布局型式及性能指标参数，从功能和驱动元件数量2个方面分析了国内自动锚杆钻架存在的不足。其次系统阐述了自动锚杆钻架结构各组成部分的型式：包括钻孔装置、锚固剂注入装置、锚固装置、锚杆仓，阐述了各组成部分的工作原理和结构特点。最后通过分析国内外自动锚杆钻架的技术发展特点，依据我国煤矿巷道锚杆支护工艺现状，归纳了自动锚杆钻架技术存在的问题，提出了自动锚杆钻架技术研究方向，包括自动锚杆钻架传感器与驱动元件研究，自动锚杆钻架智能控制技术研究，自动锚杆钻架与钻具适用性研究，自动锚杆钻架模块化和系列化研究等。自动锚杆钻架技...     

机载锚杆钻机钻架有限元模态及谐响应分析

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。     

浅析锚杆钻机

对旋转式锚杆钻机在不同岩石硬度、不同钻孔直径、不同钻速时所需的切削参数进行计算，并通过试验台实测检验。得出较为合理的切削参数；还对目前市场上几种主要的锚杆钻机作一个分析，指出各钻机的合理适应范围。     

多功能锚杆钻架的研制

 煤矿巷道开拓过程中,掘锚失衡导致矿井成巷速度低下,通过分析研究,单体气动锚杆钻机自身性能不足是造成上述情况的主要原因之一。据此提出了多功能锚杆钻架的研制思路,并详细介绍了此钻架的工作原理、结构特点及性能情况。安装了该钻架的履带式锚杆钻车工业试验结果表明,该钻架相比单体钻机,施工质量和工作效率均优势明显,达到了预期设计要求。     

基于ANSYS Workbench的煤层气车载钻架分析与优化

以煤层气车载钻架为研究对象,利用Pro/E软件建立钻架的三维模型,通过模型转换为IGS格式后将其导入到ANSYS Workbench中,然后根据煤层气车载钻机开采条件,分析最危险工况下钻架有限元计算结果,得出最危险工况下总变形量和等效应力分布规律,并对钻架结构提出3种优化方案,研究车载钻架关键结构对其力学性能的影响。     

基于ANSYS的钻架模态分析及拓扑优化

建立锚杆钻机钻架的三维模型,利用ANSYS软件对钻架在推进过程中的初始位置进行模态分析,得到钻架模型的前8阶固有频率和模态振型变化。通过静力学分析应力和发生形变的位置,并在此基础上进行拓扑优化,将优化前后的模态进行对比。结果表明,钻架在优化后改善了钻架的动态特性,减轻了钻架的重量。     

“П”型钻架设计中的几个理论问题

本文针对“Ⅱ”型钻架的结构特点,介绍了用SAP6程序进行“Ⅱ”型钻架优化辅助设计的步骤及方法。结合天津探矿机械厂生产的SPC－600R型钻机“Ⅱ型钻架的研制工作,用会话型计算机辅助设计系统设计制做了一种新型“Ⅱ”型钻架。接着对该钻架结构进行了静动力特性试验研究。对比改型前后两种钻架结构的静力试验结果,证明改型后钻架重量可降低2．5%,承载能力可提高50%。最后,根据模型试验结果,分析讨论了(1)横格刚度的计算及在“Ⅱ”型钻架设计中的意义;(2)前支腿的局部稳定性计算;(3)钻架自振频率的计算方法等理论问题。     

冲击旋转式锚杆钻机性能及应用

某矿回采巷道顶板存在一组黄泥夹层,巷道在打设锚杆时,采用普通旋转切削破岩方式的锚杆钻机,容易卡钻,钻头到达黄泥夹层处时排粉困难,钻进速度慢,难以满足生产需要。为此通过分析锚杆钻机破岩原理及性能,选择了一种新型冲击旋转式锚杆钻机,并进行现场应用。结果表明,采用新型锚杆钻机,缩短了锚杆打设时间,钻孔效率显著提高,可以满足正常生产需要。     

钻架定位的新方法

潜孔钻机钻架起落一般都采用钢绳、齿条或液压缸。当钻架举升到钻孔角度需要定位时,无论是用撑架固定还是拉板固定,都需要人工辅助。钻架重新落下时也是如此。例如KQ—150潜孔钻机,钻架用钢绳起落机构,用撑架固定钻架并使其定位。每当钻架举升完毕或重新落下,都要人工爬上钻机插取销轴。KQ—200潜孔钻机,钻架用齿条起落机构,靠拉板与机架联接来使钻架固定和定位,也要工人爬到钻机底部工作。这些钻架定位方式的特点是机构简单,但是钻架起落极不方便,定位麻烦(难以对准销轴孔),工人劳动强度大,而且不安全,同时,在钻机允许的钻孔角度范围内,钻架无法任意定位。     

基于负载敏感变量系统液压锚杆钻机钻进性能的研究

介绍了液压锚杆钻机的工作原理,并对影响锚杆钻机钻进性能的因素做了简单分析。设计研究了负载敏感变量系统液压锚杆钻机,并进行加载试验,通过测试数据的对比分析得出,负载敏感变量系统液压锚杆钻机有效地解决了普通锚杆钻机在作业过程中出现的各种缺陷,提高了锚杆钻机的钻进效率。