高水基支腿式液压凿岩机的研究

摘要

我国是世界采矿大国，气动或液压凿岩机是传统的凿岩方式。但由于气动凿岩机振动大、噪声高、油雾污染严重、能耗大等问题，已面临着被淘汰的趋势；液压凿岩机虽然高效但也存在着废油排放和环境污染等问题，这就使得人们迫切想寻找一种更为绿色化的凿岩工具。高水基液压凿岩机是以清洁的水源作为动力，同时有具备了高效、节能、清洁等一系列的特点，因此本课题的研究具有重要的意义。 本论文首先对高水基支腿式液压凿岩机进行了总体设计。高水基支腿式液压凿岩机包括机头部分、冲击机构和支腿部分等三大部分，其中冲击机构是将高压液体产生的压力能转换为冲击破碎岩石所需的高频冲击能的机构，是高水基液压凿岩机的核心部分。 高水基支腿式液压凿岩机冲击机构的运动规律比较复杂，很难用数学模型精确描述。本文根据不同的假设条件，提出了描述冲击机构的三种数学模型。根据冲击活塞运动的三段分析法导出了用抽象设计变量α表示的运动学参数表达式，并以此为依据，研究了冲击机构各个组成部分的设计方法。通过用VB语言编制的仿真程序，深入地研究了冲击机构部分工作参数对凿岩机工作性能的影响，并对仿真结果进行了分析，从中得出了一些有关冲击机构运动的规律性认识。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1前言

1.2凿岩机的发展历程及现状

1.2.1凿岩机的发展历程

1.2.2国内外的发展现状

1.3课题研究的意义

1.3.1开展高水基液压凿岩机研究的意义

1.3.2高水基支腿式液压凿岩机的优点

1.3.3高水基支腿式液压凿岩机的缺点

2冲击凿岩理论基础

2.1冲击凿岩原理

2.2入射波形对凿入效果的影响

2.3轴向推力的计算

2.4凿岩过程参数对凿岩速度的影响

2.5高水基液压应用基础理论

2.5.1基本原理

2.5.2基础技术

2.5.3元件与系统

2.6小结

3高水基支腿式液压凿岩机的整机设计

3.1凿岩系统工作原理

3.2高水基液压凿岩机工作原理

3.3高水基液压凿岩机工作过程

3.4高水基液压凿岩机的总体结构设计

3.4.1机头部分

3.4.2冲击机构

3.4.3支腿部分

3.5本章小结

4高水基液压凿岩机冲击机构的理论建模

4.1高水基液压凿岩机冲击机构的线性模型

4.1.1活塞运动的二段分析法

4.1.2活塞运动的三段分析法

4.2高水基液压凿岩机冲击机构的变加速模型

4.3高水基液压凿岩机冲击机构的非线性模型

4.4本章小结

5高水基支腿式液压凿岩机冲击机构的设计理论研究

5.1设计理论分析

5.2冲击活塞系统的设计

5.2.1活塞系统设计的基本要求

5.2.2活塞零件的设计计算

5.3配流阀系统的设计

5.3.1配流阀阀芯动力过程主要参数的确定

5.4蓄能器的设计

5.5换向信号孔位置的确定

5.5.1回程换向信号孔位置的计算

5.5.2冲程换向信号孔位置的计算

5.6本章小结

6高水基支腿式液压凿岩机冲击机构的动态仿真研究

6.1冲击机构的工作状态分析

6.2高水基液压冲击机构仿真模型的建立

6.3仿真结果与分析

6.3.1冲击活塞重量对冲击性能的影响

6.3.2前后腔活塞直径比对冲击性能的影响

6.3.3前腔蓄能器容积对冲击性能的影响

6.3.4溢流阀的调整压力对冲击性能的影响

7结论与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成果

致谢