定向鉆機(jī)是煤礦井下各類(lèi)精確鉆孔高效施工的關(guān)鍵設(shè)備,其功能特點(diǎn)和輸出性能直接影響鉆進(jìn)施工效率。隨著煤礦開(kāi)采深度和采煤工作面長(zhǎng)度的增加,現(xiàn)有煤礦井下定向鉆機(jī)已無(wú)法滿(mǎn)足本煤層超長(zhǎng)鉆孔和頂板高位長(zhǎng)鉆孔施工需要,迫切需要研制一款能力更大、功能更強(qiáng)、適應(yīng)性更廣的大功率定向鉆機(jī)。論文依托國(guó)家科技重大專(zhuān)項(xiàng)課題“中硬煤層大功率定向鉆進(jìn)技術(shù)與裝備”任務(wù)的研究?jī)?nèi)容,以大功率定向鉆機(jī)設(shè)計(jì)亟待解決的大能力輸出與緊湊型布局、關(guān)鍵部件動(dòng)態(tài)輸出性能、定向鉆進(jìn)參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)等關(guān)鍵問(wèn)題著手,運(yùn)用理論計(jì)算、靜態(tài)設(shè)計(jì)、動(dòng)態(tài)仿真和試驗(yàn)驗(yàn)證的研究方法,深入研究了煤礦井下12000N·m全液壓定向鉆機(jī)關(guān)鍵部件及動(dòng)態(tài)特性,完成了鉆機(jī)關(guān)鍵部件和系統(tǒng)回路的優(yōu)化分析和設(shè)計(jì),提升了井下定向鉆進(jìn)裝備的技術(shù)水平,對(duì)于煤礦坑道鉆探裝備的設(shè)計(jì)具有重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。取得的主要研究成果如下:（1）基于中硬復(fù)雜巖煤層超長(zhǎng)定向鉆孔和頂板高位定向鉆孔施工工藝需求分析,研究了鉆機(jī)關(guān)鍵結(jié)構(gòu)和整體布局,結(jié)合鉆機(jī)關(guān)鍵功能模塊的分析和設(shè)計(jì),詳細(xì)闡明了煤礦井下大功率定向鉆機(jī)的設(shè)計(jì)思想,明確了鉆機(jī)設(shè)計(jì)過(guò)程和重點(diǎn)解決的關(guān)鍵問(wèn)題,形成了大能力緊湊式整機(jī)結(jié)構(gòu)。（2）結(jié)合超... 

【文章頁(yè)數(shù)】：188 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 論文的背景及研究意義
        1.1.1 論文研究的背景
        1.1.2 論文研究的意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)
        1.2.1 定向鉆機(jī)產(chǎn)品的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 鉆機(jī)設(shè)計(jì)與技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀
        1.2.3 存在問(wèn)題與發(fā)展趨勢(shì)
    1.3 論文的來(lái)源及研究?jī)?nèi)容
        1.3.1 論文選題來(lái)源
        1.3.2 論文的主要研究?jī)?nèi)容
第2章 大功率定向鉆機(jī)的結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)
    2.1 大功率定向鉆機(jī)的功能分析
        2.1.1 鉆機(jī)的特點(diǎn)和施工用途
        2.1.2 鉆機(jī)整體功能及方案設(shè)計(jì)
        2.1.3 定向鉆進(jìn)施工工藝分析
        2.1.4 鉆機(jī)主要技術(shù)參數(shù)的確定
    2.2 大功率定向鉆機(jī)功能模塊分析與設(shè)計(jì)
        2.2.1 動(dòng)力泵站組件的分析與設(shè)計(jì)
        2.2.2 主要執(zhí)行機(jī)構(gòu)的分析與設(shè)計(jì)
        2.2.3 操作控制單元的分析與設(shè)計(jì)
        2.2.4 泥漿泵單元的分析與設(shè)計(jì)
    2.3 本章小結(jié)
第3章 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)與關(guān)鍵回路動(dòng)態(tài)特性研究
    3.1 鉆機(jī)液壓系統(tǒng)特點(diǎn)和組成
        3.1.1 鉆機(jī)液壓系統(tǒng)組成
        3.1.2 鉆機(jī)液壓系統(tǒng)特點(diǎn)
    3.2 鉆機(jī)液壓系統(tǒng)關(guān)鍵回路分析與設(shè)計(jì)
        3.2.1 回轉(zhuǎn)回路分析與設(shè)計(jì)
        3.2.2 給進(jìn)回路分析與設(shè)計(jì)
        3.2.3 輔助回路分析與設(shè)計(jì)
    3.3 鉆機(jī)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算
        3.3.1 主要液壓元件選型設(shè)計(jì)
        3.3.2 液壓管路的選擇計(jì)算
        3.3.3 系統(tǒng)發(fā)熱計(jì)算與冷卻器設(shè)計(jì)
    3.4 關(guān)鍵液壓回路動(dòng)態(tài)特性研究
        3.4.1 關(guān)鍵液壓回路系統(tǒng)仿真建模
        3.4.2 快速液壓回路系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性分析
        3.4.3 慢速液壓回路系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性分析
    3.5 液壓回路動(dòng)態(tài)性能試驗(yàn)研究
        3.5.1 液壓回路初始性能試驗(yàn)
        3.5.2 液壓回路改進(jìn)性能試驗(yàn)
    3.6 本章小結(jié)
第4章 回轉(zhuǎn)器傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性分析
    4.1 齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模
        4.1.1 齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)模型建立
        4.1.2 齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程
    4.2 回轉(zhuǎn)器傳動(dòng)系統(tǒng)外部動(dòng)載研究
        4.2.1 外部動(dòng)載信號(hào)預(yù)處理
        4.2.2 外部動(dòng)載信號(hào)轉(zhuǎn)換分析
    4.3 回轉(zhuǎn)器傳動(dòng)系統(tǒng)有限元建模
        4.3.1 模型參數(shù)及邊界條件
        4.3.2 傳動(dòng)系統(tǒng)工況載荷分析
        4.3.3 傳動(dòng)系統(tǒng)有限元建模
    4.4 回轉(zhuǎn)器傳動(dòng)系統(tǒng)特性分析
        4.4.1 齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)極限載荷分析
        4.4.2 齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)載效應(yīng)分析
        4.4.3 齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)外部激勵(lì)分析
        4.4.4 齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析
        4.4.5 齒輪材料的優(yōu)化選型分析
    4.5 本章小結(jié)
第5章 液壓制動(dòng)裝置制動(dòng)特性分析
    5.1 摩擦副熱-流耦合分析
        5.1.1 流體動(dòng)力學(xué)建模
        5.1.2 系統(tǒng)熱-流耦合分析
    5.2 液壓制動(dòng)裝置有限元建模
        5.2.1 模型參數(shù)及邊界條件
        5.2.2 外部工況載荷分析
        5.2.3 制動(dòng)裝置有限元建模
    5.3 液壓制動(dòng)裝置特性分析
        5.3.1 運(yùn)行工況受熱特性分析
        5.3.2 制動(dòng)工況制動(dòng)特性分析
    5.4 液壓制動(dòng)裝置優(yōu)化分析
        5.4.1 結(jié)構(gòu)優(yōu)化制動(dòng)特性分析
        5.4.2 油壓優(yōu)化制動(dòng)特性分析
    5.5 本章小結(jié)
第6章 鉆進(jìn)參數(shù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究
    6.1 系統(tǒng)功能與總體方案設(shè)計(jì)
        6.1.1 參數(shù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)功能需求
        6.1.2 參數(shù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)
    6.2 鉆進(jìn)參數(shù)監(jiān)測(cè)實(shí)現(xiàn)原理
        6.2.1 直接測(cè)量參數(shù)的監(jiān)測(cè)
        6.2.2 間接測(cè)量參數(shù)的監(jiān)測(cè)
    6.3 鉆進(jìn)參數(shù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
        6.3.1 關(guān)鍵元件選型設(shè)計(jì)
        6.3.2 系統(tǒng)防爆形式與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        6.3.3 系統(tǒng)硬件功能模塊設(shè)計(jì)
        6.3.4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)與功能實(shí)現(xiàn)
    6.4 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)性能試驗(yàn)
        6.4.1 基本性能試驗(yàn)
        6.4.2 安標(biāo)性能試驗(yàn)
    6.5 本章小結(jié)
第7章 大功率定向鉆機(jī)性能試驗(yàn)研究
    7.1 室內(nèi)型式試驗(yàn)
        7.1.1 性能檢測(cè)試驗(yàn)臺(tái)
        7.1.2 鉆機(jī)性能測(cè)試試驗(yàn)
    7.2 現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)性試驗(yàn)
        7.2.1 試驗(yàn)背景及條件
        7.2.2 鉆機(jī)工業(yè)性試驗(yàn)
    7.3 本章小結(jié)
第8章 結(jié)論與展望
    8.1 結(jié)論
    8.2 創(chuàng)新點(diǎn)
    8.3 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的其他研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]煤礦井下鉆探裝備技術(shù)現(xiàn)狀及展望[J]. 姚克,田宏亮,姚寧平,殷新勝,方鵬,姚亞峰,鄔迪,王龍鵬.  煤田地質(zhì)與勘探. 2019(01)
[2]礦用鉆機(jī)鉆孔軌跡及工況參數(shù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J]. 姜根慧.  自動(dòng)化應(yīng)用. 2019(01)
[3]煤礦坑道定向鉆機(jī)鉆進(jìn)參數(shù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 方鵬.  工礦自動(dòng)化. 2019(01)
[4]ZDY4000LD（A）型中深孔定向鉆進(jìn)裝備在成莊礦的應(yīng)用[J]. 方鵬.  煤礦安全. 2018(12)
[5]多功能測(cè)風(fēng)參數(shù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究[J]. 馬志鵬,田建艷,李何.  煤炭工程. 2018(11)
[6]淮南礦區(qū)頂板復(fù)雜地層中高位定向鉆孔鉆進(jìn)工藝研究[J]. 王鮮,許超,李泉新,董昌樂(lè).  煤炭科學(xué)技術(shù). 2018(11)
[7]機(jī)械設(shè)計(jì)中非線(xiàn)性動(dòng)力學(xué)和動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)問(wèn)題淺析[J]. 靳峰雷.  中國(guó)設(shè)備工程. 2018(17)
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[9]立式加工中心VMC650立柱結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)[J]. 張瑞亮,楊佳璘,張長(zhǎng)江.  煤礦機(jī)械. 2018(06)
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博士論文
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[2]旋挖鉆機(jī)工作裝置力學(xué)特性研究與優(yōu)化[D]. 康輝梅.中南大學(xué) 2011
[3]新型全液壓多功能錨桿鉆機(jī)關(guān)鍵技術(shù)的研究[D]. 賀立軍.中國(guó)地質(zhì)大學(xué) 2010
[4]自動(dòng)控向垂鉆系統(tǒng)小型化設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 張萌.中國(guó)地質(zhì)大學(xué) 2010
[5]鉆井過(guò)程實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)測(cè)與診斷技術(shù)研究[D]. 廖明燕.中國(guó)石油大學(xué) 2010
[6]液壓錨桿鉆機(jī)設(shè)計(jì)研究[D]. 楊善國(guó).中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2009
[7]全液壓動(dòng)力頭式鉆機(jī)液壓系統(tǒng)動(dòng)態(tài)分析及控制方法的研究[D]. 田宏亮.煤炭科學(xué)研究總院 2008
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[9]鉆機(jī)負(fù)載自適應(yīng)液壓控制系統(tǒng)的研究[D]. 胡志堅(jiān).吉林大學(xué) 2007
[10]ZJ70DB鉆機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究[D]. 張永澤.西南石油大學(xué) 2006

碩士論文
[1]基于WiFi和虛擬儀器的工程機(jī)械參數(shù)監(jiān)測(cè)及故障診斷系統(tǒng)研究與開(kāi)發(fā)[D]. 馮蕭.石家莊鐵道大學(xué) 2018
[2]礦用坑道鉆機(jī)以及配套鉆具關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 田富強(qiáng).太原理工大學(xué) 2017
[3]6000Nm多自由度履帶坑道鉆機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及仿真分析[D]. 田士杰.合肥工業(yè)大學(xué) 2017
[4]ZYWL-2600R鉆機(jī)動(dòng)力頭傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性分析及優(yōu)化[D]. 王杰.煤炭科學(xué)研究總院 2014
[5]礦用液壓振動(dòng)鉆機(jī)動(dòng)態(tài)分析研究[D]. 彭峰.太原理工大學(xué) 2014
[6]坑道鉆機(jī)動(dòng)力頭動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)研究[D]. 宋平.成都理工大學(xué) 2014
[7]高瓦斯礦井采空區(qū)大直徑高位鉆孔瓦斯抽采技術(shù)研究[D]. 劉洋.太原理工大學(xué) 2013
[8]軋機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)[D]. 范偉巖.燕山大學(xué) 2012
[9]煤礦瓦斯抽采鉆機(jī)設(shè)計(jì)[D]. 方振龍.吉林大學(xué) 2012
[10]煤礦瓦斯抽采技術(shù)研究及應(yīng)用[D]. 張浩然.太原理工大學(xué) 2011



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