AMESim潛孔鉆機推進力控制系統(tǒng)研究與仿真分析

潛孔鉆機鉆孔作業(yè)時推進力的控制是影響鉆孔質(zhì)量的關鍵因素,為提高鉆孔質(zhì)量,準確控制推力,提出了一種通過采集鉆孔作業(yè)中回轉系統(tǒng)的壓力信號反饋到控制器,控制推進系統(tǒng)的推進力,實現(xiàn)鉆孔過程中巖層感應自動調(diào)節(jié)的方法。在amesim中搭建了潛孔鉆機推進回轉部分的液壓系統(tǒng)模型,并依據(jù)模糊控制原理在simulink中建立控制系統(tǒng)模型,實現(xiàn)聯(lián)合仿真。仿真結果表明推進力隨著回轉壓力信號的變化自動控制推進力的大小,并且能有效預防卡鉆和提高鉆孔效率,驗證了上述方法的可行性,達到滿意效果。

簡述了cs165e潛孔鉆機的工作原理和技術特點,重點介紹了由plc組成的潛孔鉆機電氣控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)實現(xiàn)鉆進、行走、接卸桿功能的轉換和pid調(diào)節(jié)功能,可顯示和監(jiān)控各種工況的設定值、測量值和系統(tǒng)可變參數(shù)。

露天潛孔鉆機是露天礦山開采應用最多的鉆孔設備。潛孔鉆機在鉆孔過程中產(chǎn)生大量的巖渣和巖塵,不但嚴重危害操作者的身體健康,也降低了礦山設備的使用壽命。采用合理的除塵控制系統(tǒng),對防治粉塵污染,減少巖塵危害具有重要作用。1除塵系統(tǒng)的原理潛孔鉆機的主動力源來自壓縮空氣。壓縮空氣

研究潛孔鉆機優(yōu)化定位和結構設計問題,潛孔鉆機鉆臂是一種復雜的多關節(jié)機構的特點,傳統(tǒng)的方法采用機器人動力學模型求解困難。為了提高設計的可靠性和有效性,提出一種虛擬樣機技術進行設計,建立仿真系統(tǒng)。首先采用pro/e和adams建立鉆臂虛擬樣機模型,再結合實際工況對鉆臂四個典型動作進行動力學仿真,得到各液壓缸受力變化曲線。實驗結果進行了對比。實驗表明仿真模型和仿真結果合理可靠,為進一步進行鉆臂設計和研究提供了可靠的參考依據(jù)。

22潛孔鉆機

１、cm351中高風壓露天潛孔鉆機 cm351潛孔鉆車以壓縮空氣作動力完成鉆機全部動作用鑿巖作業(yè)。主要適用于露天礦山開采，建筑 基礎開挖、水利、電站、交通等工程項目施工，鉆鑿巖石炮孔。露天潛孔鑿巖鉆車主要用于露天礦山 開采，建筑基礎開挖、水利、電站、建材、交通及國防建設等多種工程中的鑿巖鉆孔工作。還可鉆鑿 錨固孔，地質(zhì)壓力測孔和排水孔等特殊用途的巖石孔。120鉆車全部以壓縮空氣作動力，動力單一， 使用風壓為中高風壓（1.0-2.4mpa）。采用氣動馬達分別驅(qū)動鉆車的行走，回轉推進與提升。該系統(tǒng)鉆 車關鍵部件采用國際、國內(nèi)優(yōu)質(zhì)元件，有可靠的質(zhì)量保證。 氣動潛孔鉆車技術規(guī)格 主要技術規(guī)格cm351 工作風壓(mpa)1.05-2.46 耗氣量（m3/min）17-21 鉆孔直徑（mm）110-150 配用沖擊器 標配dhd340a 選配dhd350r/ql

潛孔鉆機 (3)

國內(nèi)潛孔鉆機最早由河北宣化地區(qū)生產(chǎn)于上世紀50年代，通過國家不斷地投入和自身 的發(fā)展，鉆機性能和技術含量大幅提高，在國際市場建立了良好的知名度，80年代后美國、 瑞典等國家世界500強企業(yè)紛紛來宣化投資建廠或合資生產(chǎn)。其產(chǎn)品和生產(chǎn)技術作為大學教 科書內(nèi)容用于科研教學，因此，在國內(nèi)潛孔鉆機的代名詞又叫“宣化鉆機”。90年代后以河 北宣化已形成設備生產(chǎn)基地。張家口宣化英諾威克鑿巖機械有限公司、張家口宣化阿特拉 斯·科普柯建筑礦山設備有限公司等一些企業(yè)以研制生產(chǎn)最新型，高性能，低消耗，露天各 種型號鉆孔機械為主，同時可供配件。產(chǎn)品廣泛用于大，中，小型礦山，水電，交通等土石 方開挖爆破工程，也可用于港口，航道等水下巖石穿孔爆破，技術力量雄厚，工藝先進具 有很強的制造能力和一流的管理水平，在新產(chǎn)品的開發(fā)上，具有專業(yè)技術人員的優(yōu)勢，與 科研院校常年合作，研制出新型的液壓潛孔

潛孔鉆機的維護與調(diào)整

在分析了潛孔鉆機節(jié)能防卡鉆推進液壓系統(tǒng)的基礎上,應用功率鍵合圖理論對系統(tǒng)進行了數(shù)學建模,同時結合simulink建立了仿真模型。其動態(tài)響應結果考慮了非線性因素,結果相對準確,為智能防卡鉆控制系統(tǒng)設計提供了設計依據(jù)。

考慮到潛孔鉆機的工作特點,研究潛孔鉆機回轉液壓系統(tǒng)的建模方法,進而對其動態(tài)特性進行分析,研究表明,功率鍵合圖建模方法適合具有非線性特點的液壓系統(tǒng)的建模仿真。建立了系統(tǒng)的功率鍵合圖,并根據(jù)鍵合圖變量間的邏輯關系,導出了的系統(tǒng)狀態(tài)方程,并利用所建立的數(shù)學模型,在simulink環(huán)境下對系統(tǒng)進行研究分析,得到了變量泵出口流量階躍響應與液壓馬達進口壓力特性曲線,結果表明,系統(tǒng)的仿真結果接近于實際試驗數(shù)據(jù),證明了仿真的正確性,這為系統(tǒng)進一步的性能評價及優(yōu)化設計奠定了基礎。

通過對潛孔鉆機鉆進過程進行力學分析和運動分析,解釋了鉆孔彎曲、排渣不暢和孔口落石導致卡鉆的過程,為預防和處理卡鉆提供了理論基礎。

對潛孔鉆機卡鉆機理進行了探討,為提高潛孔鉆機的防卡鉆能力,提出了一種能對卡鉆事故和卡鉆類別進行判別,并能自動處理卡鉆和恢復正常鉆進的智能防卡系統(tǒng)。該系統(tǒng)能大大提高潛孔鉆機對卡鉆判別的準確性和處理的快速性。

潛孔鉆機 第一節(jié)概述 一、潛孔鉆機的應用 在鉆孔機械應用中，氣腿式鑿巖機只能鉆鑿小孔徑、中淺炮孔；重型導軌式鑿巖機經(jīng) 接桿也能鉆鑿較深的炮孔，但能量消耗大，鉆進速度慢。而潛孔鉆機的特點是活塞打擊釬桿 時的能量損失不隨鉆孔的延伸而加大，因此，它適合于鉆鑿大孔徑、深度大的炮孔。 潛孔鉆機是利用潛入孔底的沖擊器與鉆頭對巖石進行沖擊破碎，因此，稱為潛孔鉆機。 廣泛用于金屬礦山、水電、交通、建材、港灣和國防工程中。 潛孔鉆機：用鉆桿帶動風動沖擊器和鉆頭一起旋轉，利用風動沖擊器的活塞沖擊鉆頭 破碎礦巖，通常用在中小型礦山中鉆直徑80～250毫米的炮孔。潛孔鉆機可以在中硬以上（f ≥8）的巖石中鉆孔。鉆機價格比較便宜，特別適用于中小型露天礦。 潛孔鑿巖的實質(zhì)，是在鑿巖過程中使沖擊器潛入孔內(nèi)，以減小由于釬桿傳遞沖擊功所造成的 能量損失，從而減小孔深對鑿巖效率的影響。潛孔鑿巖的

1 露天潛孔鉆機 潛孔鉆機是中、小露天礦山的主要鉆孔設備。 一、原理：潛孔鉆是把氣動沖擊器連鉆頭裝在鉆桿的前端， 鑿巖時，沖擊器隨著鉆孔延深而潛入孔底破碎巖石。 二、適用范圍：直徑80～250㎜的炮孔，深度一般不大于 30m,但最深可達150m。 三、特點： 1、沖擊力直接作用于釬頭，沖擊能量不因在釬桿中傳遞而 損失，固鑿巖速度受孔深影響小。 2、以高壓氣體排出孔底的巖渣，很少有重復破碎現(xiàn)象。 3、孔壁光滑哦，孔徑上下相等，一般不會出現(xiàn)彎孔。 4、工作面的噪聲低。 四、潛孔鉆機分類與典型鉆機： 1、按其重量和鉆孔直徑可分為三種類型： （1）、輕型潛孔鉆機，重量較輕，鉆孔孔徑一般小于110㎜； （2）、中型潛孔鉆機，重量約為10～15噸，孔徑為150～ 170㎜； （3）、重型潛孔鉆機，重量在30噸以上，孔徑一般大于200 ㎜； 2、按其使用的空氣壓力可分為兩

www.***.*** ics73.100.30 d92 jb/t9023.1－1999 kq露天潛孔鉆機 kqseriesopencutdownholedrill 1999-06-28發(fā)布2000-01-01實施 國家機械工業(yè)局發(fā)布 www.***.*** i 前言 本標準是對zbd92001—88《kq露天潛孔鉆機》進行的修訂。修訂時，對原標準作了編輯性修 改，主要技術內(nèi)容沒有變化。 本標準自實施之日起，代替zbd92001—88。 本標準由全國礦山機械標準化技術委員會提出并歸口。 本標準負責起草單位：宣化采掘機械廠、江西礦山機械廠。 本標準主要起草人：席富梅、劉俊杰、李子成、黎家健、楊現(xiàn)利。 jb/t9023.1－1999 1 1范圍 本標準規(guī)定了kq露天潛孔鉆機的型式與基本參數(shù)、技術要求、試驗方

分析了目前國內(nèi)外各種鉆桿接卸裝置的研究現(xiàn)狀及其工作性能的優(yōu)缺點,提出了新的全液壓接卸鉆桿裝置的設計方案。并根據(jù)潛孔鉆機鉆孔過程的工況要求及其工作性能對鑿巖品質(zhì)的影響,設計了性能優(yōu)越的卡桿油缸和液壓控制系統(tǒng)。實踐表明,該機構接卸方便、卸桿效率高、安全性好,有效地提高了鉆桿的使用壽命。

1．已知條件 1、霍林河煤礦2010年全年采煤1500萬噸，（煤的密度=1.38g/3cm硬度 6f），剝離6000萬3m，（f=6～10）； 2、煤孔孔徑150mm，巖孔孔徑250mm； 3、作業(yè)時間為一年360天，三八工作制； 4、采用kq—150（沖擊功280j，沖擊頻率8501min），kq--250潛孔鉆機 （沖擊功1800j，沖擊頻率22001min） 2．要求： 1、分別計算出兩種鉆機的鉆機效率，m/臺班； 2、計算所需設備數(shù)量； 3、列出兩種設備的技術規(guī)格和工作參數(shù)； 3．參考文獻： 《露天采礦機械》凌天青人民交通出版社2005 《露天采礦手冊》中國礦業(yè)學院主編煤炭工業(yè)出版社1987 《孟愛國老師課堂筆記》 4．設備選型計算 4.1鉆機速率計算： 4.1.1kq—150潛孔鉆

自動防卡鉆控制是潛孔鉆機鑿巖過程的一個關鍵控制技術,它直接影響機器的性能指標。本文在分析了目前已有的潛孔鉆機防卡鉆方案及其卡鉆機理的基礎上,提出了利用推進壓力突然下降的信號控制推進系統(tǒng)回退來預防溶洞卡鉆,利用回轉壓力的緩變信號無級控制推進系統(tǒng)推進力及推進速度來預防緩變卡鉆和利用回轉壓力突變信號控制推進系統(tǒng)回退來預防裂隙卡鉆的綜合自動防卡鉆控制方案,并對其控制規(guī)則進行了理論研究。本文所提出的潛孔鉆機綜合自動防卡鉆控制系統(tǒng)穩(wěn)定,能夠?qū)崿F(xiàn)自動預防各類卡鉆控制,增強了鉆機對復雜巖層鉆進的適應能力。

精選 . jk590(d)采用原裝進口行走馬達，行走雙速控制；原裝進口液壓油泵；原裝進口操縱閥系統(tǒng)， 增壓發(fā)動機，鉆臂、滑架、履帶設計結構更為堅固，鉆孔角度更加靈活。 jk590(d)履帶式液壓潛孔鉆機采用柴油發(fā)動機（電動機）-液壓油泵組為鉆機的液壓馬達行 走、回轉、推進及提升、油缸擺角定位等提供動力，鉆機鉆孔作業(yè)時只有潛孔沖擊器消耗壓 縮空氣。與全氣動鉆機相比，能源（燃油或電量）消耗節(jié)約40%-50%。jk590（d）履帶式液 壓潛孔鉆機主要用于露天礦山開采、水電工程、筑路等石方工程鉆孔作業(yè)。 技術參數(shù) 、、、 jk580內(nèi)燃（jk580d電動）履帶式液壓潛孔鉆機采用柴油發(fā)動機（電動機）－液壓油泵組 為動力裝置,由液壓馬達實現(xiàn)鉆機回轉，推進，提升，行走，液壓油缸擺角定位等輔助動作， jk580鉆機在鉆孔作業(yè)時，只有潛孔沖擊器消耗壓縮空氣。與全氣動鉆機比較配套空

通過對潛孔鉆機回退過程中卡鉆機理的分析,提出了利用回轉壓力突變信號控制推進器推進的自動防卡鉆控制方案,并對其臨界回轉壓力的確定進行了理論研究。

鉆架作為潛孔鉆機關鍵的結構件之一,支撐鉆桿完成所有的鉆進動作,其受力工況比較復雜,因此具有較高的設計要求和標準。本文先對潛孔鉆機的實際工況進行受力分析,得到不同工況下的受力邊界條件,再對其進行有限元分析,得出相應工況下鉆架的應力值,最后通過對應力結果的分析,來判斷鉆架設計的合理性。