水压凿岩机的设计与研究

摘要

水压凿岩机作为主要的施工设备之一，在铁路、矿山、公路、建筑及煤炭等工程施工中必不可少。尤其近年来，水压凿岩技术更是得到了更大进步。但是在不断地使用过程中，随着使用条件地改变以及使用具体要求地变化，水压凿岩机的效率不高，部分结构构件存在一些问题，需要在现有结构的基础上对水压凿岩机的部分结构进行重组或改进，以适应新的使用条件。
　　本文首先从理论上分析了水液压应用基本理论、冲击活塞及主要零部件的选材理论、压力和流量、粘性阻力等相关参数及理论以及冲击碰撞过程的影响等。在此基础上，对水压凿岩机总体方案、结构进行了设计，重点是冲击机构的设计，包括冲击活塞、蓄能器、配流控制滑阀等。另外，分析了水压凿岩机设计中的关键技术难题。
　　对于水压凿岩机的泄漏问题，本文在理论计算的基础上，采用MATLAB软件分析了液压缸的泄漏量与压力差、间隙高度及密封长度之间的关系，所得结论指导了缸体的加工工艺及热处理工艺。另外，运用ANSYS软件对活塞进行了结构优化设计，得到等效应力等值线和位移等值线，确定了活塞的选材及结构，分析了其主要失效原因。通过上述分析，可快速有效的对水压凿岩机结构进行优化，使其受力合理，且使用可靠，对同类产品的设计具有一定的指导作用。

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1 绪论

1.1 冲击机械的发展历程

1.2 水压凿岩机的发展状况

1.3 本课题的研究意义与内容

2 水压凿岩机的理论研究

2.1 水液压应用基本理论

2.2 冲击活塞及主要零部件的选材理论

2.3 相关参数及理论分析

2.4 冲击碰撞过程的影响

2.5 小结

3 水压凿岩机的结构设计

3.1 凿岩系统工作原理

3.2 水压凿岩机工作原理

3.3 水压凿岩机工作过程

3.4 水压凿岩机的技术规格及设计要求

3.5 水压凿岩机的主要零部件及装配结构设计

3.6 结构特点

3.7 水压凿岩机的关键技术研究

3.8 小结

4 水压凿岩机的泄漏分析

4.1 泄漏的定义

4.2 泄漏的分类

4.3 泄漏现状及损失

4.4 泄漏原因及排除方法

4.5 内部泄漏控制

4.6 水压凿岩机液压缸泄漏量的MATLAB仿真分析

4.7 水压凿岩机缸体的工艺选择

4.8 小结

5 水压凿岩机活塞的性能分析

5.1 冲击活塞的失效形式分析

5.2 仿真软件简介

5.3 活塞的非线性有限元分析

5.4 改进措施

5.5 小结

参考文献

致谢