本文關鍵詞：坑道鉆機動力頭動態(tài)設計研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本文主要研究坑道鉆機動力頭各主要組成零部件的動態(tài)特性及動態(tài)設計方法�？拥楞@機作為坑道內(nèi)作業(yè)的鉆孔機械有著與其他鉆機不同的工況和設備性能要求，傳統(tǒng)的靜態(tài)設計方法所得到的設計結果往往不能很好的滿足實際工作時出現(xiàn)的動態(tài)的工作參數(shù)，尤其是對于鉆機面臨來自地層或其他振動激勵時，鉆機的振動響應可能過大甚至達到共振，這將導致鉆機結構加速破壞或者導致功能失效，因此將實際工況中的動態(tài)因素在靜態(tài)設計之后、樣機實驗之前對鉆機動態(tài)設計，是很有意義的。 動態(tài)設計中，主要考慮的是鉆機動力頭各組件的模態(tài)情況，即主要從振動學理論出發(fā)，研究它們的各階固有頻率和振型變化。為了避免振動劇烈甚至共振，一般將各組件的各階固有頻率遠離激振頻率，常用提高固有頻率的方法來避免這類情況的發(fā)生。不同零部件由于所處的環(huán)境和功能不盡相同，因此對動力頭上的主要零部件采用不同的動態(tài)設計方法設計。整篇文章的研究內(nèi)容包括以下幾方面： （1）坑道鉆機動力頭部分機械系統(tǒng)概念設計。 概念設計是工程設計的先導部分，坑道鉆機動力頭部分概念設計針對坑道鉆機動力頭所需功能進行功能建模并作功能分解，以市場上常見的動力頭驅動方式為目標，分別從多種常見考核指標出發(fā)對其評價，最后利用模糊識別模型選擇最優(yōu)方案。 （2）坑道鉆機動力頭靜態(tài)設計、三維建模及相關優(yōu)化設計。 按照坑道鉆機鉆進過程所消耗功率，根據(jù)（1）中所選擇最優(yōu)方案，擬定動力頭動力機型號，按設計要求選定適合的減速比，利用MATLAB優(yōu)化設計傳動機構，針對目前卡盤類型及優(yōu)缺點設計新型卡盤，并初步利用三維軟件Pro/E三維建模，并對模型利用ANSYS進行動力學分析、利用ADAMS進行運動學分析。 （3）坑道鉆機動力頭動態(tài)設計 根據(jù)動態(tài)設計理論，分別對傳動系統(tǒng)、主軸、動力頭箱體、新型卡瓦進行結構的動態(tài)性分析與設計。各部分所利用的動態(tài)設計方法也不同，傳動系統(tǒng)的動態(tài)設計方法主要是從行星輪系現(xiàn)有研究理論和其在負載作用下的運動情況來考慮其結構修改，這部分除了考慮常規(guī)設計條件以外，另外主要研究中心輪齒數(shù)與行星輪個數(shù)之間關系來改善運動振動情況；主軸動態(tài)設計主要利用ANSYS分析其各階模態(tài)，并研究其主要結構參數(shù)對各階模態(tài)的影響程度，求出各參數(shù)對各階固有頻率的靈敏度，最后以提高頻率為目標驅動，求出優(yōu)化設計方案；動力頭箱體主要研究其各階振型變化，針對其中相對振幅較大部分結構修改，減小相對振幅；新型卡瓦主要利用Pro/E建模后，取其中某些參數(shù)研究其對頻率的全局靈敏度，，得出各參數(shù)較好取值范圍，最后以質量降低和頻率提高為目標函數(shù)，求出最優(yōu)解。
【關鍵詞】：坑道鉆機動力頭 模態(tài)分析 固有頻率及振型 靈敏度 動態(tài)設計
【學位授予單位】：成都理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TH122
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 引言10-17
• 1.1 選題背景10-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-16
• 1.3 課題研究內(nèi)容16
• 1.4 本章小結16-17
• 第2章 坑道鉆機動力頭概念設計17-35
• 2.1 坑道鉆機總體設計17-19
• 2.1.1 坑道鉆機總體設計概述17
• 2.1.2 總體設計具體內(nèi)容17-19
• 2.2 坑道鉆機動力頭概念設計19-34
• 2.2.1 概念設計概述19-20
• 2.2.2 有關概念定義20-23
• 2.2.3 基于模糊模式識別理論的機械系統(tǒng)方案評價算法23-24
• 2.2.4 坑道鉆機驅動方案模糊識別過程24-31
• 2.2.5 實驗分析31-34
• 2.3 本章小結34-35
• 第3章 坑道鉆機動力頭靜態(tài)設計及三維建模35-56
• 3.1 動力頭靜態(tài)設計概述35-36
• 3.2 動力頭所需功率36-39
• 3.2.1 動力頭功率計算基本公式36-37
• 3.2.2 動力頭功率計算公式動態(tài)推導37-39
• 3.3 新型雙楔形液壓卡盤設計及計算39-45
• 3.3.1 傳統(tǒng)卡盤的常見類型及特點39-42
• 3.3.2 新型雙楔形液壓卡盤設計42-43
• 3.3.3 卡盤承載力計算43-44
• 3.3.4 等效夾緊力44-45
• 3.4 傳動系統(tǒng)設計及優(yōu)化45-52
• 3.4.1 傳動系統(tǒng)整體方案設計45-46
• 3.4.2 基于MATLAB的傳動系統(tǒng)優(yōu)化設計46-52
• 3.5 液壓馬達設計52-54
• 3.6 三維建模及功能描述54-55
• 3.6.1 三維建模概述54
• 3.6.2 坑道鉆機建模及功能介紹54-55
• 3.7 本章小結55-56
• 第4章 坑道鉆機動力頭運動學分析56-67
• 4.1 運動學分析概述56-57
• 4.2 傳動機構部分運動仿真57-61
• 4.2.1 建立傳動機構運動仿真模型57-58
• 4.2.2 齒輪接觸力設置58-59
• 4.2.3 運動學仿真分析59-61
• 4.2.4 結果分析61
• 4.3 卡盤運動仿真61-66
• 4.3.1 建立減速機構運動仿真模型62-63
• 4.3.2 運動學仿真分析63-65
• 4.3.3 結果分析65-66
• 4.4 本章小結66-67
• 第5章 坑道鉆機動力頭動態(tài)設計67-112
• 5.1 動態(tài)設計概述67-71
• 5.2 動態(tài)設計準則和基本步驟71-72
• 5.2.1 動態(tài)設計準則71
• 5.2.2 動態(tài)設計常用步驟71-72
• 5.3 動力頭具體動態(tài)設計72-110
• 5.3.1 行星齒輪傳動部分動態(tài)設計72-80
• 5.3.2 主軸動態(tài)設計80-95
• 5.3.3 動力頭箱體動態(tài)設計95-99
• 5.3.4 新型雙楔形卡瓦動態(tài)設計99-110
• 5.4 本章小結110-112
• 結論112-114
• 致謝114-115
• 參考文獻115-120
• 攻讀學位期間取得學術成果120

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 洪清泉,程穎;基于ADAMS的多級齒輪傳動系統(tǒng)動力學仿真[J];北京理工大學學報;2003年06期

2 劉廣志;;超深井鉆探與深部地質學[J];地質論評;1983年01期

3 劉新榮,鮮學福,姜德義,劉�？h;煤層瓦斯涌出量與煤層埋藏深度關系的探討[J];礦業(yè)安全與環(huán)保;2001年01期

4 趙偉民;郭峰;李瑰賢;;基于自由度耦合的旋挖鉆機有限元分析中液壓缸模型的建立[J];工程機械;2005年12期

5 陳守煜;模糊分析決策理論[J];華北水利水電學院學報;1995年01期

6 殷新勝;田宏亮;姚克;孫保山;鄔迪;凡東;;ZDY6000L型履帶式全液壓坑道鉆機的研制[J];金屬礦山;2007年12期

7 劉延安;;流固耦合管道固有頻率及參數(shù)靈敏度分析[J];機械科學與技術;2012年03期

8 李玉強;崔振山;陳軍;阮雪榆;張冬娟;;基于雙響應面模型的6σ穩(wěn)健設計[J];機械強度;2006年05期

9 胡少韻;我國煤礦坑道鉆探技術發(fā)展及存在的問題[J];煤田地質與勘探;1998年S1期

10 胡少韻,趙學社,姚寧平,田宏亮,馬沈岐;GY-15型全液壓動力頭工程鉆機的研制[J];煤田地質與勘探;1998年S1期

  本文關鍵詞：坑道鉆機動力頭動態(tài)設計研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：487469