曲面斜楔驱动的钻杆夹持机械手设计及机液联合仿真分析

为解决钻杆旋转时易偏斜的问题，设计了一种具有滚轮结构和曲面斜楔结构的机械手。该机械手保留了钻杆旋转自由度，避免拧卸时钻杆偏斜导致的螺纹破损，保障了施工安全性。为提高机械手工作稳定性，利用蓄能器和负载敏感变量泵提高液压系统的保压性能、减少了能耗。为验证机械手在实际工况中夹紧功能的可靠性，利用Recurdyn和AMEsim进行机液联合仿真分析和刚柔耦合分析，模拟在改变钻杆直径和回路额定压力的情况下钻杆受力、回路压力和机械手关键零部件所受应力的变化情况。结果表明：当钻杆直径为?127 mm、?108 mm、?89 mm和?73 mm时，回路许用压力范围分别为8～12 MPa、8～12 MPa、6～8 MPa和3～5 MPa。在许用压力范围内，机械手既满足可靠夹紧的需求，其结构强度也满足设计要求。