13325.坑道鉆機動力頭動態(tài)設(shè)計研究

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)位論文坑道鉆機動力頭動態(tài)設(shè)計研究宋平指導(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月摘要坑道鉆機動力頭動態(tài)設(shè)計研究摘要本文主要研究坑道鉆機動力頭各主要組成零部件的動態(tài)特性及動態(tài)設(shè)計方法。坑道鉆機作為坑道內(nèi)作業(yè)的鉆孔機械有著與其他鉆機不同的工況和設(shè)備性能要求，傳統(tǒng)的

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

3、有頻率遠離激振頻率，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，因此對動力頭上的主要零部件采用不同的動態(tài)設(shè)計方法設(shè)計。整篇文章的研究內(nèi)容包括以下幾方面：(1)坑道鉆機動力頭部分機械系統(tǒng)概念設(shè)計。概念設(shè)計是工程設(shè)計的先導(dǎo)部分，坑道鉆機動力頭部分概念設(shè)計針對坑道鉆機動力頭所需功能進行功能建模并作功能分解，以市場上常見的動力頭驅(qū)動方式為目標，分別從多種常見考核指標出發(fā)對其評價，最后利用模糊識別模型選擇最

4、優(yōu)方案。(2)坑道鉆機動力頭靜態(tài)設(shè)計、三維建模及相關(guān)優(yōu)化設(shè)計。按照坑道鉆機鉆進過程所消耗功率，根據(jù)(1)中所選擇最優(yōu)方案，擬定動力頭動力機型號，按設(shè)計要求選定適合的減速比，利用MATLAB優(yōu)化設(shè)計傳動機構(gòu)，針對目前卡盤類型及優(yōu)缺點設(shè)計新型卡盤，并初步利用三維軟件Pro／E三維建模，并對模型利用ANSYS進行動力學(xué)分析、利用ADAMS進行運動學(xué)分析。(3)坑道鉆機動力頭動態(tài)設(shè)計根據(jù)動態(tài)設(shè)計理論，分別對傳動系統(tǒng)、主軸、動力頭箱體、新型卡瓦進