AMESim潜孔钻机推进力控制系统研究与仿真分析

潜孔钻机钻孔作业时推进力的控制是影响钻孔质量的关键因素,为提高钻孔质量,准确控制推力,提出了一种通过采集钻孔作业中回转系统的压力信号反馈到控制器,控制推进系统的推进力,实现钻孔过程中岩层感应自动调节的方法。在amesim中搭建了潜孔钻机推进回转部分的液压系统模型,并依据模糊控制原理在simulink中建立控制系统模型,实现联合仿真。仿真结果表明推进力随着回转压力信号的变化自动控制推进力的大小,并且能有效预防卡钻和提高钻孔效率,验证了上述方法的可行性,达到满意效果。

简述了cs165e潜孔钻机的工作原理和技术特点,重点介绍了由plc组成的潜孔钻机电气控制系统。该系统实现钻进、行走、接卸杆功能的转换和pid调节功能,可显示和监控各种工况的设定值、测量值和系统可变参数。

露天潜孔钻机是露天矿山开采应用最多的钻孔设备。潜孔钻机在钻孔过程中产生大量的岩渣和岩尘,不但严重危害操作者的身体健康,也降低了矿山设备的使用寿命。采用合理的除尘控制系统,对防治粉尘污染,减少岩尘危害具有重要作用。1除尘系统的原理潜孔钻机的主动力源来自压缩空气。压缩空气

研究潜孔钻机优化定位和结构设计问题,潜孔钻机钻臂是一种复杂的多关节机构的特点,传统的方法采用机器人动力学模型求解困难。为了提高设计的可靠性和有效性,提出一种虚拟样机技术进行设计,建立仿真系统。首先采用pro/e和adams建立钻臂虚拟样机模型,再结合实际工况对钻臂四个典型动作进行动力学仿真,得到各液压缸受力变化曲线。实验结果进行了对比。实验表明仿真模型和仿真结果合理可靠,为进一步进行钻臂设计和研究提供了可靠的参考依据。

22潜孔钻机

１、cm351中高风压露天潜孔钻机 cm351潜孔钻车以压缩空气作动力完成钻机全部动作用凿岩作业。主要适用于露天矿山开采，建筑 基础开挖、水利、电站、交通等工程项目施工，钻凿岩石炮孔。露天潜孔凿岩钻车主要用于露天矿山 开采，建筑基础开挖、水利、电站、建材、交通及国防建设等多种工程中的凿岩钻孔工作。还可钻凿 锚固孔，地质压力测孔和排水孔等特殊用途的岩石孔。120钻车全部以压缩空气作动力，动力单一， 使用风压为中高风压（1.0-2.4mpa）。采用气动马达分别驱动钻车的行走，回转推进与提升。该系统钻 车关键部件采用国际、国内优质元件，有可靠的质量保证。 气动潜孔钻车技术规格 主要技术规格cm351 工作风压(mpa)1.05-2.46 耗气量（m3/min）17-21 钻孔直径（mm）110-150 配用冲击器 标配dhd340a 选配dhd350r/ql

潜孔钻机 (3)

国内潜孔钻机最早由河北宣化地区生产于上世纪50年代，通过国家不断地投入和自身 的发展，钻机性能和技术含量大幅提高，在国际市场建立了良好的知名度，80年代后美国、 瑞典等国家世界500强企业纷纷来宣化投资建厂或合资生产。其产品和生产技术作为大学教 科书内容用于科研教学，因此，在国内潜孔钻机的代名词又叫“宣化钻机”。90年代后以河 北宣化已形成设备生产基地。张家口宣化英诺威克凿岩机械有限公司、张家口宣化阿特拉 斯·科普柯建筑矿山设备有限公司等一些企业以研制生产最新型，高性能，低消耗，露天各 种型号钻孔机械为主，同时可供配件。产品广泛用于大，中，小型矿山，水电，交通等土石 方开挖爆破工程，也可用于港口，航道等水下岩石穿孔爆破，技术力量雄厚，工艺先进具 有很强的制造能力和一流的管理水平，在新产品的开发上，具有专业技术人员的优势，与 科研院校常年合作，研制出新型的液压潜孔

潜孔钻机的维护与调整

在分析了潜孔钻机节能防卡钻推进液压系统的基础上,应用功率键合图理论对系统进行了数学建模,同时结合simulink建立了仿真模型。其动态响应结果考虑了非线性因素,结果相对准确,为智能防卡钻控制系统设计提供了设计依据。

考虑到潜孔钻机的工作特点,研究潜孔钻机回转液压系统的建模方法,进而对其动态特性进行分析,研究表明,功率键合图建模方法适合具有非线性特点的液压系统的建模仿真。建立了系统的功率键合图,并根据键合图变量间的逻辑关系,导出了的系统状态方程,并利用所建立的数学模型,在simulink环境下对系统进行研究分析,得到了变量泵出口流量阶跃响应与液压马达进口压力特性曲线,结果表明,系统的仿真结果接近于实际试验数据,证明了仿真的正确性,这为系统进一步的性能评价及优化设计奠定了基础。

通过对潜孔钻机钻进过程进行力学分析和运动分析,解释了钻孔弯曲、排渣不畅和孔口落石导致卡钻的过程,为预防和处理卡钻提供了理论基础。

对潜孔钻机卡钻机理进行了探讨,为提高潜孔钻机的防卡钻能力,提出了一种能对卡钻事故和卡钻类别进行判别,并能自动处理卡钻和恢复正常钻进的智能防卡系统。该系统能大大提高潜孔钻机对卡钻判别的准确性和处理的快速性。

潜孔钻机 第一节概述 一、潜孔钻机的应用 在钻孔机械应用中，气腿式凿岩机只能钻凿小孔径、中浅炮孔；重型导轨式凿岩机经 接杆也能钻凿较深的炮孔，但能量消耗大，钻进速度慢。而潜孔钻机的特点是活塞打击钎杆 时的能量损失不随钻孔的延伸而加大，因此，它适合于钻凿大孔径、深度大的炮孔。 潜孔钻机是利用潜入孔底的冲击器与钻头对岩石进行冲击破碎，因此，称为潜孔钻机。 广泛用于金属矿山、水电、交通、建材、港湾和国防工程中。 潜孔钻机：用钻杆带动风动冲击器和钻头一起旋转，利用风动冲击器的活塞冲击钻头 破碎矿岩，通常用在中小型矿山中钻直径80～250毫米的炮孔。潜孔钻机可以在中硬以上（f ≥8）的岩石中钻孔。钻机价格比较便宜，特别适用于中小型露天矿。 潜孔凿岩的实质，是在凿岩过程中使冲击器潜入孔内，以减小由于钎杆传递冲击功所造成的 能量损失，从而减小孔深对凿岩效率的影响。潜孔凿岩的

1 露天潜孔钻机 潜孔钻机是中、小露天矿山的主要钻孔设备。 一、原理：潜孔钻是把气动冲击器连钻头装在钻杆的前端， 凿岩时，冲击器随着钻孔延深而潜入孔底破碎岩石。 二、适用范围：直径80～250㎜的炮孔，深度一般不大于 30m,但最深可达150m。 三、特点： 1、冲击力直接作用于钎头，冲击能量不因在钎杆中传递而 损失，固凿岩速度受孔深影响小。 2、以高压气体排出孔底的岩渣，很少有重复破碎现象。 3、孔壁光滑哦，孔径上下相等，一般不会出现弯孔。 4、工作面的噪声低。 四、潜孔钻机分类与典型钻机： 1、按其重量和钻孔直径可分为三种类型： （1）、轻型潜孔钻机，重量较轻，钻孔孔径一般小于110㎜； （2）、中型潜孔钻机，重量约为10～15吨，孔径为150～ 170㎜； （3）、重型潜孔钻机，重量在30吨以上，孔径一般大于200 ㎜； 2、按其使用的空气压力可分为两

www.***.*** ics73.100.30 d92 jb/t9023.1－1999 kq露天潜孔钻机 kqseriesopencutdownholedrill 1999-06-28发布2000-01-01实施 国家机械工业局发布 www.***.*** i 前言 本标准是对zbd92001—88《kq露天潜孔钻机》进行的修订。修订时，对原标准作了编辑性修 改，主要技术内容没有变化。 本标准自实施之日起，代替zbd92001—88。 本标准由全国矿山机械标准化技术委员会提出并归口。 本标准负责起草单位：宣化采掘机械厂、江西矿山机械厂。 本标准主要起草人：席富梅、刘俊杰、李子成、黎家健、杨现利。 jb/t9023.1－1999 1 1范围 本标准规定了kq露天潜孔钻机的型式与基本参数、技术要求、试验方

分析了目前国内外各种钻杆接卸装置的研究现状及其工作性能的优缺点,提出了新的全液压接卸钻杆装置的设计方案。并根据潜孔钻机钻孔过程的工况要求及其工作性能对凿岩品质的影响,设计了性能优越的卡杆油缸和液压控制系统。实践表明,该机构接卸方便、卸杆效率高、安全性好,有效地提高了钻杆的使用寿命。

1．已知条件 1、霍林河煤矿2010年全年采煤1500万吨，（煤的密度=1.38g/3cm硬度 6f），剥离6000万3m，（f=6～10）； 2、煤孔孔径150mm，岩孔孔径250mm； 3、作业时间为一年360天，三八工作制； 4、采用kq—150（冲击功280j，冲击频率8501min），kq--250潜孔钻机 （冲击功1800j，冲击频率22001min） 2．要求： 1、分别计算出两种钻机的钻机效率，m/台班； 2、计算所需设备数量； 3、列出两种设备的技术规格和工作参数； 3．参考文献： 《露天采矿机械》凌天青人民交通出版社2005 《露天采矿手册》中国矿业学院主编煤炭工业出版社1987 《孟爱国老师课堂笔记》 4．设备选型计算 4.1钻机速率计算： 4.1.1kq—150潜孔钻

根据潜孔钻机凿岩过程卡钻机理的分析，提出了利用回转压力的缓变信号无级控制推进器推进力的预防卡钻控制和利用回转压力突变信号控制推进器回退的综合自动防卡钻控制，并对其控制规则进行了理论研究。试验证明，该控制系统性能稳定，能够实现自动预防各类卡钻控制，增强了钻机对复杂岩层钻进的适应能力。

目前，潜孔钻机普遍采用冲击回转凿入系统，用以产生回转力矩，对岩石产生剪切作用而成颗粒分离。本文分析了潜孔钻机回转装置的构成，两种动力机的拖动特性曲线，减速箱的基本要求，为潜孔钻机有关参数的设计和选用提供理论依据。

对潜孔钻机深孔施工中钻杆偏斜原因进行了分析研究。提出了在靠近钻具位置设置稳定杆,并在稳定杆上布置传感器,以检测钻杆的径向受力情况,通过钻杆径向力的变化情况对钻杆的偏斜情况进行预判断,当径向力发生变化时,及时调整凿岩参数,以避免钻杆的偏斜。这种方案能为智能自动感知控制防卡钻系统设计提供依据。

自动防卡钻控制是潜孔钻机凿岩过程的一个关键控制技术,它直接影响机器的性能指标。本文在分析了目前已有的潜孔钻机防卡钻方案及其卡钻机理的基础上,提出了利用推进压力突然下降的信号控制推进系统回退来预防溶洞卡钻,利用回转压力的缓变信号无级控制推进系统推进力及推进速度来预防缓变卡钻和利用回转压力突变信号控制推进系统回退来预防裂隙卡钻的综合自动防卡钻控制方案,并对其控制规则进行了理论研究。本文所提出的潜孔钻机综合自动防卡钻控制系统稳定,能够实现自动预防各类卡钻控制,增强了钻机对复杂岩层钻进的适应能力。