13325.坑道鉆機(jī)動(dòng)力頭動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)研究

1、分類號UDC學(xué)校代碼：10616密級學(xué)號：成都理工大學(xué)碩士學(xué)位論文坑道鉆機(jī)動(dòng)力頭動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)研究宋平指導(dǎo)教師姓名及職稱陳光柱教授申請學(xué)位級別碩士專業(yè)名稱機(jī)械工程論文提交日期2014年5月論文答辯日期2014年6月學(xué)位授予單位和日期成都理工大學(xué)(年月)2014年6月摘要坑道鉆機(jī)動(dòng)力頭動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)研究摘要本文主要研究坑道鉆機(jī)動(dòng)力頭各主要組成零部件的動(dòng)態(tài)特性及動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)方法?？拥楞@機(jī)作為坑道內(nèi)作業(yè)的鉆孔機(jī)械有著與其他鉆機(jī)不同的工況和設(shè)備性能要求，傳統(tǒng)的

2、靜態(tài)設(shè)計(jì)方法所得到的設(shè)計(jì)結(jié)果往往不能很好的滿足實(shí)際工作時(shí)出現(xiàn)的動(dòng)態(tài)的工作參數(shù)，尤其是對于鉆機(jī)面臨來自地層或其他振動(dòng)激勵(lì)時(shí)，鉆機(jī)的振動(dòng)響應(yīng)可能過大甚至達(dá)到共振，這將導(dǎo)致鉆機(jī)結(jié)構(gòu)加速破壞或者導(dǎo)致功能失效，因此將實(shí)際工況中的動(dòng)態(tài)因素在靜態(tài)設(shè)計(jì)之后、樣機(jī)實(shí)驗(yàn)之前對鉆機(jī)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)，是很有意義的。動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)中，主要考慮的是鉆機(jī)動(dòng)力頭各組件的模態(tài)情況，即主要從振動(dòng)學(xué)理論出發(fā)，研究它們的各階固有頻率和振型變化。為了避免振動(dòng)劇烈甚至共振，一般將各組件的各階固

3、有頻率遠(yuǎn)離激振頻率，常用提高固有頻率的方法來避免這類情況的發(fā)生。不同零部件由于所處的環(huán)境和功能不盡相同，因此對動(dòng)力頭上的主要零部件采用不同的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)。整篇文章的研究內(nèi)容包括以下幾方面：(1)坑道鉆機(jī)動(dòng)力頭部分機(jī)械系統(tǒng)概念設(shè)計(jì)。概念設(shè)計(jì)是工程設(shè)計(jì)的先導(dǎo)部分，坑道鉆機(jī)動(dòng)力頭部分概念設(shè)計(jì)針對坑道鉆機(jī)動(dòng)力頭所需功能進(jìn)行功能建模并作功能分解，以市場上常見的動(dòng)力頭驅(qū)動(dòng)方式為目標(biāo)，分別從多種常見考核指標(biāo)出發(fā)對其評價(jià)，最后利用模糊識別模型選擇最

4、優(yōu)方案。(2)坑道鉆機(jī)動(dòng)力頭靜態(tài)設(shè)計(jì)、三維建模及相關(guān)優(yōu)化設(shè)計(jì)。按照坑道鉆機(jī)鉆進(jìn)過程所消耗功率，根據(jù)(1)中所選擇最優(yōu)方案，擬定動(dòng)力頭動(dòng)力機(jī)型號，按設(shè)計(jì)要求選定適合的減速比，利用MATLAB優(yōu)化設(shè)計(jì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，針對目前卡盤類型及優(yōu)缺點(diǎn)設(shè)計(jì)新型卡盤，并初步利用三維軟件Pro／E三維建模，并對模型利用ANSYS進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析、利用ADAMS進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析。(3)坑道鉆機(jī)動(dòng)力頭動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)根據(jù)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)理論，分別對傳動(dòng)系統(tǒng)、主軸、動(dòng)力頭箱體、新型卡瓦進(jìn)