远距离控制防突钻机自动装卸钻杆机构的设计作者

《远距离控制防突钻机自动装卸钻杆机构的设计作者》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、远距离控制防突钻机自动装卸钻杆机构的设计作者远距离控制防突钻机自动装卸钻杆机构的设计作者王清峰摘要：自动装卸钻杆机构是远控钻机的关键部分，由钻杆举升机构、钻杆抓取机构及钻杆箱等组成。介绍了口动装卸钻杆机构的设计方案，重点介绍了钻杆举升、钻杆抓取等动作过程及工作原理。关键词：远控钻机；自动装卸钻杆；机构设计在突出煤层屮施工钻孔，用以对突出煤层进行瓦斯抽放、排放或卸压，这些措施目前儿乎是在无保护层开采条件下消除煤层突出危险性的唯一办法。远距离控制防突钻机（简称远控钻机）的研制，其冃的是在钻机远距离控制技术上实

2、现突破，以保障在突岀煤层钻孔中施工人员的安全。通过利用现代信息技术和自动控制技术，研究出基于PLC控制的自动装卸钻杆的远距离控制钻机，实现孔口无人化操作，操作人员可远在200m以外控制钻机。因而人人提高了钻孔作业人员的防护能力，对改善矿井安全状况具有重要的意义。1钻杆自动装卸机构方案设计H动装卸钻杆机构是远控钻机的关键部分。钻杆自动装卸机构由钻杆举升、钻杆抓取机构及钻杆箱等组成。在向动力头装入钻杆时，钻杆举升机构将钻杆箱内的钻杆下放至钻杆抓取机构内；而从动力头拆下钻杆时，钻杆举升机构将钻杆抓取机构内的钻杆

3、抬升至钻杆箱内。钻杆抓取机构的作用：在向动力头装入钻杆时，抓取钻杆箱内的钻杆送至接钻位置，而在拆卸钻杆时，将拆下的钻杆从接钻位置拖冋钻杆箱1.1钻杆箱结构远控钻机的钻杆箱采用竖列的方式排列钻杆，装入钻杆时钻杆靠白重落入抓取机构内。钻杆箱内置6列钻杆,每列12根,以每根钻杆有效长度1.5m计算,则钻杆箱内钻杆总长为109.5可以满足钻机使用要求。且钻杆箱采用开放式结构，必要时可从上部加入钻杆。钻杆箱的结构见图lo[1-2]。1.2钻杆举升机构钻杆举升机构原理见图2O钻杆举升机构由顶升油缸1、摆杆2组成的曲柄

4、摇杆机构，以及摆杆2、连杆4纽成的平行四边形机构组合而成，以实现钻杆顶升与下降的平移运动。当向动力头装入钻杆时，摆杆逆时针摆动，钻杆依靠重力作用下滑至钻杆抓取机构内；当从动力头拆下钻杆放冋钻杆箱内时，摆杆顺吋针摆动，将钻杆抓取机构内的钻杆顶人钻杆箱内。1.3钻杆抓取机构钻杆抓取机构原理见图3oII址II卩MLIIOB•II•IIKEiL液圧马达5通过齿轮齿条机构4带动滑臂6前进与后退，实现钻杆装入与拆卸；通过钻杆选择油缸8及滑臂前限位挡块9实现钻杆箱内钻杆的选择，而滑臂伸出时则通过滑臂后限位挡块7定位。1

5、.4钻杆拧卸机构钻杆拧卸机构原理见图401一瘙动油虹;2—夬紧油缸;3—摆臂；4—钻杆（前）；5—前央持器依;6—机架;7—后央持器体;8—钻杆（后）;一下钳臂；I—上钳臂&4钻杆拧卸机构示盘图图4中，前夹持器体由夹紧油缸2、上钳臂10、下钳臂9、摆动油缸1及摆臂3组成，实现对钻杆的夹紧及旋转。而后夹持器体由夹紧汕缸2、上钳臂10、下钳臂9组成，实现对钻杆的夹紧固定。在钻杆拧卸时，前后夹持器分别夹住钻杆接头两端的前后钻杆，后夹持器固定不动，前夹持器摆动一定的角度，拧松螺纹接头。2自动装卸钻杆动作过程及说明

6、2.1钻杆装入动力头的过程第1步：钻杆待装入状态，见图5。第2步：钻杆举升机构下降，被选中的钻杆落入钻杆钩内，见图6。第3步：滑臂前伸，将钻杆送进到位，动力头旋转并前进，被选中的钻杆接入前一根钻杆,见图7。图7第4步：钻杆举升机构上升，将所有未选屮的钻杆顶冋钻杆箱内,见图8o图8第5步：滑臂缩回，见图9。如此循环，可装入所有钻杆。2.2钻杆拆卸过程第1步：动力头冋拖钻杆到位，前后夹持器分别夹住位置1处钻杆接头两端的前后钻杆，见图10。第2步：后夹持器固定不动，前夹持器止向旋转，拧松螺纹接头；后夹持器松开，

7、动力头反向旋转并后退将位置1处的螺纹接头完全脱开，见图11。11第3步：滑臂伸出,钻杆钩钩住钻杆,见图12。笫4步：钻杆升降机构下降，钻杆箱内钻杆下降至滑臂，见图13。图13第5步：后夹持器夹紧，动力头反向旋转并后退，将位置2的螺纹接头松开并完全脱开，见图14o图14笫6步：滑臂后退，带动被拆钻杆退回如图15所示位置。图15第7步：钻杆升降机构上升，将钻杆顶回钻杆箱内。见图16。liiiiiiiiiiiilliiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiililiiil，•上詁

8、

9、何泗'如此循环，可拆卸所

10、有钻杆。3结语口动装卸钻杆机构是远控钻机的关键部分，是由若干关节和结构杆件组成的多口由度装置，其刚度、精度、运动平稳性、加载力的平衡等用计算机进行动态仿真，设计对靠的执行机构。导轨和钻杆箱是口动上下钻杆的基础。导轨为滑动导轨，作用是承载和导向，用先进的设计手段和加工工艺，保证导轨在耀玄平面和水平平面的玄线度，以及导轨间的平行度；保证导轨运动的灵活性和平稳性，以及导轨的耐磨性。钻杆箱内设置钻杆列式排列和收放机构，便于执行收放钻杆