矿用柱塞泵往往由于十字头润滑油量分配不平均,导致滑道与十字头的损耗程度不等,进而影响泵的性能,增大设备的维护成本。针对一种五柱塞矿用柱塞泵在强制润滑设计条件下,五个十字头润滑油量分布不均问题,本文基于ANSYS Fluent对柱塞泵的十字头强制润滑油路的流场进行了仿真计算,主要研究了节流阀的节流孔径、润滑油路主流道管径与管道突扩设计位置对五个十字头润滑流道流量分配的影响。仿真结果表明,当节流阀节流孔径为5 mm,主流道在距离节流入口592 mm处采用15 mm管径突扩20 mm管径设计时,十字头往复润滑油路的流量分配情况最理想。

为解决现有往复柱塞泵流量脉动大,噪音高的问题,本文研究开发了一种阀配流水液压径向柱塞泵,利用AMESim建立了水液压径向柱塞泵的仿真模型,分析了两种不同结构的单向阀配流效果,并针对平板阀结构单向阀做了优化改进。结果表明合理的吸排液弹簧设计,能够降低柱塞吸液过程中的压力损失,提高泵的吸液效率;柱塞腔吸液负压的产生与弹簧设计、余隙容积相关度不高;余隙容积是影响柱塞泵容积效率的关键参数,较低的余隙容积能够提高吸排液阀芯的响应速度。

往复柱塞泵高压液力端密封性能直接影响其工作效率和使用寿命。本文通过实验方式研究往复泵填料密封中盘根压缩量与密封效果及使用寿命的关系。实验结果显示,5%盘根压缩量的填料密封每小时泄漏12 ml,盘根与柱塞间平均摩擦力约为69.9 N。这种盘根压缩量既实现了良好的液力密封效果,又保持了较小的盘根损耗,可平衡密封效果与使用寿命,利用该结论可对往复泵填料密封的设计和装配进行指导。通过处理寿命实验中的实验数据得到拟合函数关系,可对后同类型实验中盘根密封泄漏量和盘根与柱塞之间的摩擦力进行定量预估计算。

邵寨煤业公司2201工作面煤层平均厚度2 m,面长300 m,选用ZY12000/15/30D型两柱掩护式液压支架进行支护,实际开采过程中安全阀频繁开启,论文详细分析了工作面液压支架频繁开启原因,得出了工作面安全阀频繁开启原因。工作面采高较小,液压支架支护性能得不到充分发挥;煤层埋藏较深,工作面长度较长,矿压显现强烈;工作面上覆岩层岩性较弱,承载能力有限,上述三个问题是造成工作面安全阀频繁开启原因。在此基础上,提出了具体整改方案,实施效果明显,为类似问题的解决提供参考。

介绍了国内外大直径气动反循环潜孔锤的研究进展,阐述了反循环潜孔锤高效碎岩、充分排渣和快速钻进关键技术及研发技术路线,展望了该钻具的应用前景。