全液压多功能钻机增加旋喷功能的研究

发布时间：2017-05-27 17:13

  本文关键词：全液压多功能钻机增加旋喷功能的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：多功能钻机可适用于不同的地质条件,在建筑、隧道等工程中具有实际意义。在价格和技术的竞争中,如何提高钻机性能和拓展新的功能变得十分重要。本文综述了多功能钻机的发展现状,对国内外的多功能钻机特点进行对比分析,总结出多功能钻机的发展趋势。基于拓展钻机的新功能这一趋势,以JD180BL全液压履带式多功能钻机为研究对象,增加旋喷的功能。通过对JD180BL钻机结构和性能进行分析,参考SM-14旋喷钻机特点,制定设计方案。本文主要研究内容包括整机机械结构设计和校核、控制系统设计和钻机工作稳定性研究。机械结构根据旋喷功能的要求进行设计。动力头选用YDR150H型旋喷动力头,设计动力头滑架和滑道；增加进给梁(桅杆)的伸缩节结构；配合伸缩节,设计进给梁导杆；设计变幅机构,满足钻机运动范围；为钻机增加前后支腿和支脚结构,确保整机稳定。基于以上设计建立整机三维模型,选取旋喷动力头滑架和工作装置滑动座两关键部件,进行Solidworks有限元分析,证明设计满足强度要求。控制系统的设计包括液压设计和电气系统设计两部分。液压系统针对钻机进行旋转回路、冲击回路、给进回路和调整回路设计,完成液压原理图的绘制。电气系统设计包括绘制电气原理图,并选用JEANLUTZ钻机监控系统确保电气系统稳定。对该系统的显示处理设备、传感器等硬件选择和监控系统软件应用上进行详细说明。钻机的工作稳定性研究主要利用稳定角法,针对钻机在运输工况、立桅工况和作业工况下的整机稳定性进行计算,保证钻机的安全性。
【关键词】：多功能钻机 旋喷 有限元 液压 JEANLUTZ监控系统 稳定角法
【学位授予单位】：北京林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P634.31
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 1. 绪论7-13
• 1.1. 研究背景7
• 1.2. 多功能钻机研究现状和发展趋势7-10
• 1.2.1. 多功能钻机的国外研究现状7-8
• 1.2.2. 多功能钻机的国内研究现状8-10
• 1.2.3. 多功能钻机发展趋势10
• 1.3. 本课题研究的意义和主要内容10-11
• 1.3.1. 本课题研究的意义10-11
• 1.3.2. 本课题研究的主要内容和技术路线11
• 1.4. 本章小结11-13
• 2. 旋喷钻机设计理论与方法研究13-25
• 2.1. 高压旋喷注浆技术的特点13
• 2.2. 国外具有旋喷功能钻机的特点13-17
• 2.2.1. SM-14钻机整机结构分析14-16
• 2.2.2. SM-14钻机实现旋喷的控制方法16
• 2.2.3. SM-14钻机的工作原理16-17
• 2.3. 本课题的设计要求17-18
• 2.3.1. 机械部分的设计要求17
• 2.3.2. 液压系统的设计要求17
• 2.3.3. 电控系统的设计要求17-18
• 2.4. 研究对象的分析18-21
• 2.4.1. 研究对象的结构分析18-20
• 2.4.2. 研究对象的性能分析20-21
• 2.5. 总体方案21-23
• 2.6. 本章小结23-25
• 3. JD180BL增加旋喷功能的重要结构设计25-33
• 3.1. 动力头的选择25-26
• 3.2. 伸缩节结构的设计26-27
• 3.3. 导杆机构的设计27-28
• 3.4. 变幅机构的设计28
• 3.5. 动力头滑架的设计28-29
• 3.6. 支腿和支脚的设计29-30
• 3.7. 整机三维建模30-31
• 3.8. 本章小结31-33
• 4. 钻机关键部件的有限元研究33-43
• 4.1. 有限元法概述33
• 4.2. SIMULATION插件在SOLIDWORKS中的应用33
• 4.3. 旋喷动力头滑架的有限元分析33-38
• 4.4. 工作装置滑动座的有限元分析38-41
• 4.5. 本章小结41-43
• 5. 钻机的工作稳定性研究43-55
• 5.1. 计算原理与方法43-45
• 5.1.1. 力矩法43
• 5.1.2. 稳定系数法43-44
• 5.1.3. 稳定角法44-45
• 5.2. 最不利组合载荷的确定45
• 5.3. 不同工况下整机稳定性计算45-53
• 5.3.1. 运输工况整机稳定性计算45-50
• 5.3.2. 立桅工况整机稳定性计算50-52
• 5.3.3. 作业工况整机稳定性计算52-53
• 5.4. 本章小结53-55
• 6. JD180BL增加旋喷功能的控制系统研究55-71
• 6.1. JD180BL增加旋喷功能的液压系统研究55-62
• 6.1.1. 液压基本回路的简介55
• 6.1.2. JD180BL整机液压系统重要回路的分析55-60
• 6.1.3. JD180BL增加旋喷功能的液压系统设计60-62
• 6.2. JD180BL增加旋喷功能的电气系统研究62-68
• 6.2.1. 钻机电气系统的设计方案62-63
• 6.2.2. JEANLUTZ钻机监控系统的硬件选择63-67
• 6.2.2.1. 显示处理设备的选择63-65
• 6.2.2.2. 传感器的选择65-67
• 6.2.3. JEANLUTZ钻机监控系统的软件应用67-68
• 6.3. 本章小结68-71
• 7. 总结与展望71-73
• 7.1. 本文主要结论71
• 7.2. 后续研究工作的开展71-73
• 参考文献73-76
• 个人简介76-77
• 第一导师简介77-78
• 第二导师简介78-79
• 获得成果目录79-80
• 致谢80

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 李思泉;长螺旋钻机动力头的改造[J];探矿工程(岩土钻掘工程);2002年02期

2 于海清,薛军;钻机动力头主轴浮动结构[J];地质装备;2002年03期

3 邵春;卢春华;鄢泰宁;;长行程动力头钻机的瞬时机械钻速检测[J];矿山机械;2011年03期

4 刘家荣;;斜塔动力头旋挖钻机的应用前景[J];探矿工程(岩土钻掘工程);2007年09期

5 喻重山;水力反循环连续取芯钻机动力头的设计[J];煤田地质与勘探;1999年03期

6 ;拾零[J];国外地质勘探技术;1984年05期

7 郭文芝;;用于钻进浅油气井的车装动力头钻机[J];国外地质勘探技术;1982年01期

8 ;FT06 FT06S风动钻孔动力头试制成功[J];科技简报;1975年07期

9 吴晓芳,于飞,范存孝;MD-50型锚杆钻机卸扣方式的选择及使用效果[J];探矿工程(岩土钻掘工程);1997年04期

10 尹鑫;;汽车同步器及远程操作在全液压钻机动力头变速器上的应用[J];探矿工程(岩土钻掘工程);2010年05期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 李梦u&;多工位小动力头系统的稳定性研究及智能化检测[D];东华大学;2006年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 陈浩文;月球取样钻探平台的研制及模拟试验研究[D];中国地质大学(北京);2015年

2 谢奇;面向客户需求的水平定向钻机动力头快速设计[D];湘潭大学;2015年

3 安广山;钻孔机双动力头的结构设计与节能特性研究[D];东北石油大学;2015年

4 罗星;全套管连续钻机液压动力头的设计与研究[D];燕山大学;2015年

5 史国芸;全液压多功能钻机增加旋喷功能的研究[D];北京林业大学;2016年

6 宋雨;旋挖钻机动力头系统分析[D];吉林大学;2011年

7 宋平;坑道钻机动力头动态设计研究[D];成都理工大学;2014年

8 陈至欢;基于案例推理的水平定向钻机动力头快速设计[D];湘潭大学;2014年

9 王杰;ZYWL-2600R钻机动力头传动系统的动态特性分析及优化[D];煤炭科学研究总院;2014年

10 郑秀月;钻孔机双动力头的结构设计与特性研究[D];东北石油大学;2013年

  本文关键词：全液压多功能钻机增加旋喷功能的研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：400669