鑿巖機(jī)巖石鉆進(jìn)試驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)研究范文

本站小編為你精心準(zhǔn)備了鑿巖機(jī)巖石鉆進(jìn)試驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)研究參考范文，愿這些范文能點(diǎn)燃您思維的火花，激發(fā)您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

摘要：模擬鑿巖機(jī)實(shí)際工況，研制一套鑿巖機(jī)巖石鉆進(jìn)性能試驗(yàn)臺(tái)，通過測(cè)試鑿巖機(jī)鑿孔速度來反映鑿巖機(jī)鑿孔性能。介紹了試驗(yàn)臺(tái)各部分組成及結(jié)構(gòu)、液壓系統(tǒng)及測(cè)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，重點(diǎn)是激光位移傳感器在鑿孔速度測(cè)試中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：鑿巖機(jī)；鉆進(jìn)；試驗(yàn)裝置

引言

目前，鑿巖設(shè)備在煤礦支護(hù)及開采過程中廣泛應(yīng)用，鉆進(jìn)速度是考核鑿巖設(shè)備性能的關(guān)鍵指標(biāo)，鉆進(jìn)速度測(cè)定容易，方法簡(jiǎn)單，不用其他儀器，而且鉆速本身就是鉆進(jìn)效果的重要指標(biāo)。生產(chǎn)企業(yè)多采用秒表及鋼尺作為測(cè)量手段，人為誤差較大，受操作者因素影響也大，其最終指標(biāo)往往相差很大，不能客觀反映鑿巖設(shè)備實(shí)際鉆進(jìn)速度，且對(duì)鑿巖設(shè)備鉆進(jìn)過程中設(shè)備本身其他指標(biāo)沒有考核分析，不能全面反映鑿巖設(shè)備性能指標(biāo)。本試驗(yàn)裝置正是基于模擬鑿巖機(jī)實(shí)際工作方式配合壓力、流量、溫度、鉆速測(cè)控系統(tǒng)全面驗(yàn)證鑿巖機(jī)鑿孔性能及可靠性。

1試驗(yàn)裝置概述

鑿巖機(jī)巖石鉆進(jìn)裝置主要依據(jù)MT/T198-1996《煤礦用液壓鑿巖機(jī)通用技術(shù)條件》及MT/T903-2002《煤礦用氣動(dòng)鑿巖機(jī)通用技術(shù)條件》標(biāo)準(zhǔn)，用于模擬鑿巖機(jī)在井下的作業(yè)工況，通過對(duì)同等類型和硬度的巖石在相同工況下進(jìn)行鑿孔作業(yè)來測(cè)試鑿巖機(jī)的鑿孔速度測(cè)量及輸入動(dòng)力參數(shù)測(cè)量，判斷鉆進(jìn)性能是否滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。其主要測(cè)試原理如圖1所示。圖1鑿巖機(jī)巖石鉆進(jìn)裝置測(cè)試原理圖鑿巖設(shè)備巖石鉆進(jìn)試驗(yàn)裝置包含機(jī)械臺(tái)架、配套監(jiān)控系統(tǒng)、液壓控制系統(tǒng)、測(cè)控系統(tǒng)等，裝置主要參數(shù)：鉆機(jī)速度0～10m/min,全方位鉆進(jìn)平臺(tái)工作范圍15m2；承受沖擊能大于1000J。

2機(jī)械臺(tái)架

鑿巖試驗(yàn)臺(tái)主要由可調(diào)節(jié)鑿巖機(jī)運(yùn)行平臺(tái)、可調(diào)節(jié)巖石運(yùn)行平臺(tái)。其中可調(diào)節(jié)鑿巖機(jī)運(yùn)行平臺(tái)由鑿巖機(jī)安裝托盤、推進(jìn)器、導(dǎo)軌、推進(jìn)油缸、鋼絲繩倍速機(jī)構(gòu)、扶釬器、四連桿升降機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)件、四連桿升降機(jī)構(gòu)推進(jìn)缸等組成?？烧{(diào)節(jié)巖石運(yùn)行平臺(tái)由巖石承載框架結(jié)構(gòu)件、雙頭平移油缸、平移燕尾槽、巖石后頂緊缸及巖石上頂緊缸等組成。被鉆進(jìn)巖石安裝在可調(diào)節(jié)巖石運(yùn)行平臺(tái)，由后頂緊缸及上頂緊缸頂緊，通過雙頭油缸和燕尾槽實(shí)現(xiàn)左右平移，鑿巖機(jī)通過安裝托盤固定在鑿巖機(jī)安裝臺(tái)架推進(jìn)器上，通過推進(jìn)油缸及鋼絲繩倍速機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)前后運(yùn)動(dòng)，鉆桿通過扶釬器固定，推進(jìn)器通過四連桿機(jī)構(gòu)推進(jìn)缸推動(dòng)四連桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)上下升降，繼而通過上述動(dòng)作實(shí)現(xiàn)全方位鉆進(jìn)。具體結(jié)構(gòu)如圖2所示。圖2鑿巖試驗(yàn)臺(tái)1.可調(diào)節(jié)巖石臺(tái)架2.可調(diào)節(jié)鑿巖機(jī)運(yùn)行臺(tái)架3.鑿巖機(jī)因可調(diào)節(jié)鑿巖機(jī)運(yùn)行臺(tái)架實(shí)際使用過程中，承受鑿巖機(jī)產(chǎn)生的沖擊能及鉆進(jìn)推力，受力較為集中，通過SolidWorks三維繪圖軟件對(duì)臺(tái)架進(jìn)行應(yīng)力及位移量分析，施加推進(jìn)力為65kN，鑿巖機(jī)沖擊能為500J，驗(yàn)證結(jié)論為使用安全，應(yīng)力云圖及位移云圖如圖3和圖4所示。

3液壓系統(tǒng)

該臺(tái)架由試驗(yàn)室液壓泵站提供動(dòng)力，主要涉及沖擊回路、回轉(zhuǎn)回路及輔助回路，沖擊回路提供被試液壓鑿巖機(jī)沖擊動(dòng)力，回轉(zhuǎn)回路提供被試液壓鑿巖機(jī)回轉(zhuǎn)動(dòng)力，輔助回路為臺(tái)架調(diào)節(jié)提供動(dòng)力。液壓系統(tǒng)圖如圖5所示。

4測(cè)控系統(tǒng)

測(cè)控系統(tǒng)將電控系統(tǒng)和測(cè)試系統(tǒng)集中于1個(gè)控制臺(tái)和操作界面。其中電控系統(tǒng)包括控制臺(tái)、電控元件等，能對(duì)試驗(yàn)臺(tái)輔助系統(tǒng)及被試件的工況進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)控制、控制室電腦界面控制；在緊急情況下，現(xiàn)場(chǎng)控制優(yōu)先于電腦界面控制，并可在空壓機(jī)、試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)、控制室對(duì)氣動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行急停；測(cè)試系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)鑿巖機(jī)工作氣壓、耗氣量、液體壓力、液體流量、推進(jìn)力、溫度、噪聲、鑿孔速度等指標(biāo)的自動(dòng)采集，并自動(dòng)生成原始記錄；在試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)、控制室均可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集，遠(yuǎn)端通過網(wǎng)絡(luò)界面可監(jiān)測(cè)到測(cè)試界面。測(cè)控系統(tǒng)框圖如圖6所示，氣動(dòng)鑿巖機(jī)測(cè)控界面如圖7所示，液壓鑿巖機(jī)測(cè)控界面如圖8所示。

5試驗(yàn)臺(tái)主要特點(diǎn)

該試驗(yàn)臺(tái)能實(shí)現(xiàn)鑿巖機(jī)鉆進(jìn)參數(shù)全項(xiàng)目測(cè)量，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)鉆進(jìn)速度、鉆進(jìn)推進(jìn)力、鉆進(jìn)噪聲、沖擊、回轉(zhuǎn)系統(tǒng)壓力、流量、溫度等性能參數(shù)，并通過PLC系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)軟件控制及參數(shù)、報(bào)告輸出。圖6測(cè)控系統(tǒng)框圖圖7氣動(dòng)鑿巖機(jī)測(cè)控界面圖8液壓鑿巖機(jī)測(cè)控界面首次采用高精度激光位移傳感器配合計(jì)時(shí)器，實(shí)現(xiàn)鉆進(jìn)速度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)測(cè)量，最大程度避免了人為測(cè)量誤差。

6結(jié)語

由于目前市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)條件尚不規(guī)范，產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)水平參差不齊，相當(dāng)數(shù)量的企業(yè)是小規(guī)模、作坊式的生產(chǎn)，產(chǎn)品性能很難得到保證。而驗(yàn)證鑿巖設(shè)備的性能最重要的指標(biāo)就是鉆進(jìn)效果，可以用來指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)并作為設(shè)備驗(yàn)證的重要參考指標(biāo)。但目前相當(dāng)多的生產(chǎn)企業(yè)不具備將鑿巖設(shè)備巖石鉆進(jìn)實(shí)驗(yàn)作為常規(guī)出廠檢驗(yàn)手段的條件。通過該裝置的研制，可以為生產(chǎn)企業(yè)提供鑿巖設(shè)備巖石鉆進(jìn)試驗(yàn)中主要指標(biāo)參數(shù)測(cè)定，為產(chǎn)品質(zhì)量鑒定提供指標(biāo)性建議。并通過分析影響鑿巖設(shè)備鑿孔速度的因素，正確評(píng)價(jià)產(chǎn)品質(zhì)量，尋求改進(jìn)產(chǎn)品性能。

作者：荊建寬 單位：煤炭科學(xué)技術(shù)研究院有限公司