基于ANSYS的液压卡盘胶筒的应力分析与优化

针对以往液压卡盘的胶筒在设计中用经验方法确定的安全系数难于保证胶筒结构的可靠性问题,通过有限元分析方法,对胶筒式液压卡盘的胶筒进行了应力分析,确定了对胶筒应力、应变有较大影响的因素。结果表明,在保证足够夹紧力的前提下,减小胶筒外直径,胶筒长度相应增加,并适当增加胶筒肩部倒角,可以有效改善胶筒的受力条件,提高胶筒使用的可靠性,从而可简化卡盘的结构,提高卡盘的可靠性。      

具有一定补偿功能的钻机液压卡盘

液压卡盘是立轴式液压钻机的重要组成部分。现在使用较为广泛的卡盘是弹簧的压力通过斜面、卡瓦而夹紧钻具。这种卡盘的不足之处在于：当钻具被磨损而直径变小及卡瓦被磨损致使径向尺寸变大时，其夹紧力则急剧下降。欲正常钻进则必须更换卡瓦。相对而言，就降低了卡瓦的使用寿命。国外七十年代末出现了一种具有补偿磨损量的连杆式卡盘。即在一定磨损范围，卡瓦卡紧力近似为一常数。其结构原理如图1所示。     

径向活塞式液压卡盘动态特性仿真与试验

卡盘是煤矿坑道钻机重要部件,卡盘的性能直接影响钻进的效率和质量。针对胶筒液压卡盘存在的问题,研究一种新型径向活塞式液压卡盘,通过分析径向活塞卡盘夹紧和松开系统的结构与工作原理,运用变质量液压学原理和动力学理论建立其运动过程的数学模型,并在AMESim环境下,进行了卡盘液压控制与机械系统的动力学协同仿真。在所建立的多机耦合模型基础上,详细分析了夹紧系统的响应和夹紧力特性,并搭建测试试验台进行了试验验证。研究结果表明:径向卡盘关键部件碟簧对系统特性的影响较大,通过优化碟簧性能参数,径向卡盘夹紧时间为0.325 s,松开时间为0.275 s,与胶筒卡盘夹紧时间0.325 s相当,与松开时间0.300 s接近,可与在用的胶筒卡盘互换,满足钻机功能需求,仿真结果与试验结果一致表明径向卡盘模型准确可信,为新型径向活塞卡盘系列化设计及改进提供了理论依据。      

钻机卡盘的改进

在目前广泛使用的KAM-500型钻机及KA-2M-300型钻机都为卡盘卡瓦顶紧钻杆而回转。但在实际工作中,一般卡瓦损坏较快。为了更换新瓦,必须将立轴箱拆下,再把卡盘与卡盘帽之间卸开拿出旧瓦后,再更换按装。由于钻机回转时,卡盘都拧得很紧,因此拆卸卡盘非常困难而耽误时间,同时经常的折卸,也是卡盘及卡盘帽损坏的主要原因之一。根据上述情况,我们将卡盘进行了改进(如图):即把卡盘的另一端孔径增大至两块卡瓦对合能放入为止.并车以丝扣,上一备帽,这样更换卡瓦时,只要卸下     

关于钻机液压卡盘结构的商榷

目前钻机使用的液压卡盘，大致为常闭式油压松开及常开式油压夹紧两种基本结构。而采用较多的还是前者，即蝶形弹簧夹紧、油压松开的常闭式结构。人们大多认为，这种卡盘通过弹簧力的作用来夹紧钻杆，而油压力仅用来克服弹簧力松开卡瓦。所以，对钻具的夹持力不会受液压系统的影响，一旦液压系统发生故障，停止供油，不会发生“跑钻”等事故，工作比较安全可靠。但我认为上述看法也不尽然，液压卡盘其工作性能的好坏完全在于卡盘是否具有持久、稳定及足够大的夹紧力。这种结构的卡盘是通过弹簧力作用于斜面增力机构，使卡瓦夹紧钻杆。如果钻杆或卡瓦磨     

岩心钻机传动方式对比分析

岩心钻机的传动方式经历了由机械传动、半液压传动到全液压传动三个发展阶段。诚然,全液压岩心钻机具有一系列的优点,但是否就是今后唯一的发展方向呢?对此,各国钻探界仍有不同的看法。瑞典、美国等极力推崇全液压钻机;加拿大则有人主张在全液压钻机设计中保留部分机械传动;苏联还有人提出了电传动的问题。现就国外岩心钻机在传动方式上的最新进展作些初步分析。液压传动液压传动技术用于岩心钻机已有几十年的历史。在初期,液压传动只是用来代替钻机个別部件的机械传动,例如液压给进系统、液压卡盘、钻机后移液压机构,以及液压卸扣钳等等。但是,自从     

改进钻机卡瓦的建议

在金刚石液压钻机卡盘中,卡瓦与卡盘座之间多采用斜面滑动配合方式。在施工中,常常由于泥砂、铁屑等物进入卡瓦与卡瓦座的间隙或卡瓦垫变形等原因,将卡瓦挤死,卡盘失灵,卡瓦往往又难以从卡瓦座中取出。有时必须先把主动钻杆从卡盘中拉出,再用螺丝刀等器具从卡瓦下端向上用力方能取出卡瓦,花费时间较长。为此,建议生产卡瓦     

YL—6型钻机液压卡盘特性分析

卡盘是岩心钻机最重要的部件之一.卡盘作为回转输出端口较之升降机作为提升输出端口遇到的困难更多,因而可靠性要求更高.在近代半液压及全液压岩心钻机中,液压卡盘已取代老式的顶丝卡盘,占据了统治地位.由于绳索取心技术的发展,要求卡盘既传递扭矩又传递轴向力,并能使用多种规格的圆钻杆.这种要求是必要的又是苛刻的,很多设计难以胜任,卡盘的可靠性与适应性成了一件难题.有人想用主动钻杆的形     

JDY-1500型全液压钻机卡盘的仿真分析及设计

对全液压动力头式钻机卡盘进行系统分析,给出了动力头卡盘的仿真参数之间的关系;提出了提高动力头卡盘精度的建议;设计出了动力头卡盘的最佳方案.     

立轴式岩心钻机卡盘失效分析及解决对策

目前使用的立轴式岩心钻机中,大多采用的是斜面增力卡瓦夹紧卡盘。这种卡盘在使用过程中常出现夹持不牢、打滑等失效的现象。文章依据卡盘的工作原理、结构,通过力学分析,寻找卡盘失效的原因和解决方案。     

GYL-200型塔架履带一体式钻机的研制

为提高钻机搬迁的方便性,简化竖塔过程,提高施工效率,研制了一种将后移式工勘钻机置于橡胶履带底盘上,并设计了液压起降折叠开放式三角钻塔的塔架履带一体式钻机。同时为不影响钻机原有的斜孔钻进功能,钻机底架设计为旋转支腿结构;为进一步提高钻机的自动化程度,将原手动式卡盘改为液压卡盘。介绍了该塔架履带一体式钻机的结构以及部分参数选择计算。     

ZDY1450LG型全液压坑道钻机及其关键技术

针对松软煤层螺旋钻进中大转矩工况下转速较低、孔内排粉不利、限制钻孔深度的问题,研制了一种高转速、长行程的ZDY1450LG型全液压履带钻机。叙述了该钻机新设计的常闭式氮气液压卡盘、伸缩缸式给进装置、防卡钻保护功能、变幅调角装置、螺旋钻杆扶正装置等关键技术。通过型式试验和工业试验验证表明,该钻机具有调整孔位和操作简单、运输方便等优点,且各关键部件设计合理,可靠性强,能提升钻机性能,提高钻进效率,减少钻孔事故。      

煤炭TK-3型液压钻机回转器技术改造研究

根据TK-3型液压立轴式岩心钻机结构分析产生液压卡盘失灵、主动钻杆卡死等故障的原因．提出了两套改造方案。通过车间空载试车及野外现场钻进验证，改进方案可行，完全符合煤炭地质钻探金刚石钻进、绳索取心技术工艺要求。     

杠杆式液压卡盘的设计及应用

在分析了杠杆式液压卡盘的结构原理的基础上,对其技术参数进行了详细的计算设计,并针对试机中存在的问题对其结构进行了改进和完善,使杠杆式液压卡盘达到了结构简单、工作可靠、拆卸方便的效果。     

钻机配油套密封性能仿真研究

配油套是全液压钻机动力头中重要密封元件,其密封性能直接影响到液压系统的容积效率。通过计算受热、受压作用下的配油套与主轴变形导致的密封间隙变化量,并采用CFD技术对变形后的配油套密封间隙内部流场进行仿真分析,得到配油套密封间隙内压力分布情况,以及配油套泄漏量与工作压力、温度的关系。研究结果对设计配油套工作压力,确定工作温度的适用范围具有参考价值。      

MKF-2型短钻孔瓦斯抽放钻机的设计与分析

介绍了MKF-2型煤矿短钻孔瓦斯抽放施工用钻机的研制原则和思路,详细分析了这种新型钻机的机械结构和液压系统。现场试验表明,这是一种适于井下工作面钻进瓦斯预抽放短钻孔的轻便高效钻机。      

XL-5型机械动力头、液压控制长行程给进钻机的研制

分析了机械动力头、液压控制长行程给进钻机研发的必要性,提出了新型机械动力头钻机需要解决的相关问题,介绍了XL-5型钻机的结构形式、参数、特点及生产试验情况。     

工程地球物理勘探随钻测量钻机的研制

为提高我国工程地质勘察钻机的技术水平,研制了JDD-100型全液压动力头式工程地球物理勘探多功能钻机。钻机具有静力触探、动力触探、回转钻进、高频振动回转钻进等功能,配有钻进参数检测和自动钻进控制系统,可随钻检测９个钻进参数,并可随钻测量地层密度、地层电阻率等地球物理参数。根据回转动力头的结构和液压马达的工作特性,研制了适用于全液压钻机的输出扭矩检测方法。经实验,钻机对黏土层、卵砾石地层、破碎层的适应性较好,复杂地层的勘察速度提高1.5倍。