新型液压减振液压凿岩机的设计与研究

摘要

液压凿岩机作为重要的工程设备之一，在矿山、公路、建筑等领域的工程施工中不可或缺。但是，在凿岩机行业不断发展的同时，国内生产的液压凿岩机还处于效率低，部分结构及零件使用寿命短，工作过程中没有减振装置而造成振动大、能量传递效率低等缺点日益显现出来，所以急需设计出一款凿岩效率高、使用寿命长、减振效果好的液压凿岩机，以适应新的使用条件。
　　首先，本文对液压凿岩机的冲击机构、回转机构、除尘装置以及各种不同的供油方式进行介绍和对比，确定出液压凿岩机的设计方案。根据冲击活塞运动过程的线性模型推导出冲击活塞的动态方程，并设计出冲击机构;利用MATLAB软件对冲击机构进行运动学仿真，验证冲击机构是否符合性能要求。接下来设计出回转机构、钎具以及除尘装置，并利用PRO/E软件进行三维图的绘制。
　　然后，利用岩石的力学模型和波动力学理论推导出液压凿岩机钎具回弹速度变化范围的计算公式。设计出一款液压减振装置安装于液压凿岩机机体内部，用以吸收钎具的回弹能量，并推导出减振装置的动态方程，再利用MATLAB软件进行运动学仿真，从而来验证减振装置的合理性。液压减振装置可以使液压凿岩机的振动减轻，且工作寿命和凿岩效率都会得到提高。
　　最后，利用ANSYS软件对新型液压减振液压凿岩机的冲击活塞、机体进行有限元分析，根据分析结果对液压凿岩机的设计方案进行改进，从而完善液压凿岩机的设计。通过上述过程，可快速有效的对新型液压减振液压凿岩机的结构进行优化，提高其工作效率和可靠性，对同类液压凿岩产品的设计具有一定的指导作用。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 液压凿岩机发展概况

1．2 国外液压凿岩机技术概况与发展趋势

1．3 国内液压凿岩机技术概况与发展趋势

1．4 课题的研究目的和意义

1．5 本课题的主要研究内容

第2章 液压凿岩机的基本结构和工作原理

2．1 引言

2．2 液压凿岩机的基本结构

2．2．1 冲击机构

2．2．2 回转机构

2．2．3 除岩装置

2．2．4 推进装置

2．3 液压凿岩机的工作原理

2．3．1 无阀型液压凿岩机冲击机构的工作原理

2．3．2 双面回油型液压凿岩机冲击机构的工作原理

2．3．3 后腔常压前腔回油型液压凿岩机冲击机构的工作原理

2．3．4 前腔常压后腔回油型液压凿岩机工作原理

2．4 小结

第3章 液压凿岩机的设计

3．1 引言

3．2 液压凿岩机冲击机构的设计

3．2．1 液压凿岩机冲击机构中冲击活塞的设计

3．2．2 液压凿岩机冲击机构中高压蓄能器的设计

3．2．3 冲击机构中换向信号孔位的位置计算

3．2．4 冲击机构的运动学仿真与验证

3．3 液压凿岩机回转机构的设计

3．3．1 花键套的设计

3．3．2 齿轮副的设计

3．3．3 传动轴的设计

3．3．4 液压马达的设计

3．3．5 液压凿岩机回转机构的三维装配图

3．4 液压凿岩机钎尾的设计

3．4．1 钎尾的结构设计

3．4．2 钎尾的材料选择以及加工工艺

3．4．3 钎尾花键连接的强度验证

3．4．4 钎尾的装配图

3．5 液压凿岩机除岩装置的设计

3．5．1 不锈钢供水套的结构设计

3．5．2 不锈钢供水套的材料选择

3．5．3 除岩装置的装配图

3．6 液压凿岩机壳体的设计

3．7 液压凿岩机装配图

3．8 本章小结

第4章 液压凿岩机液压减振装置的设计

4．1 引言

4．2 钎具回弹速度的计算

4．2．1 基本条件的设定

4．2．2 反射波函数

4．2．3 回弹速度的计算

4．2．4 回弹速度与加载刚度、卸载系数的关系

4．3 液压减振装置的结构设计

4．3．1 液压减振装置的结构要求

4．3．2 液压减振装置的结构设计

4．3．3 液压减振装置的动力学方程

4．4 液压减振装置的运动学仿真

4．5 本章小结

第5章 液压凿岩机的有限元分析

5．1 前言

5．2 模态分析的定义和基本步骤

5．3 冲击活塞的模态分析

5．4 液压凿岩机机体的模态分析

5．5 本章小结

结论

参考文献

读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果

致谢