DOI: 10.11799/ce202307021
锚固钻机力学特性分析及参数优化设计
巩永春1
孙晓虎2
李伟东2
汪义龙2
马晓强1
谢苗3
张鸿宇3
刘治翔3
李玉岐3
1.庆阳新庄煤业有限公司 新庄煤矿, 甘肃 庆阳 7452032.华能煤炭技术研究有限公司, 北京 1000703.辽宁工程技术大学 机械工程学院, 辽宁 阜新 123000
摘要：为保证巷道快速掘进系统的安全、稳定、高效进行,钻机锚固单元的结构强度及设计合理性至关重要;首先根据实际工况条件,构建锚固单元钻进过程力学模型,得到钻杆钻进阻力及阻力矩相互关系;利用Ansys对锚固单元结构强度进行可靠性分析,验证结构设计合理性;通过构建钻进过程钻杆振动学模型,利用Abaqus分析锚固单元在有预应力下的模态规律,与Matlab联合求解钻进过程横向振动位移、速度及加速度,验证钻杆钻进不同岩层时,其速度、加速度可作为判别煤岩属性的数值特征;利用DesignExploer优化模块对锚固单元结构进行优化,优化后的锚固单元在保证应力、形变及共振频率皆满足要求情况下,质量降低了 6.24%,实现了锚固单元结构的优化;通过锚固钻进相似试验验证,可得到优化后的锚固部件满足强度要求;钻进不同围岩时,锚固钻进钻杆振动响应明显,该结论可作为煤岩识别的理论基础,为实现自动锚固提供先行条件.
关键词：巷道掘进钻机锚固单元横向振动数值模拟
分类号：TD353(矿山压力与支护)
资助基金：国家自然科学基金(51874158)国家自然科学基金(51904142)
论文发表日期：2023-07-20
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：7( 126-132 )
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