以CMM2-20型矿用液压钻车钻架为研究对象,在ANSYS中建立有限元分析模型。以模态分析结果为输入,对钻架在推进行程中3个工况的2个关键位置做谐响应分析,得到相应的X、Y、Z三个方向自由度的振幅随频率的变化规律。结果表明,钻架在推进行程中的危险频率点主要为16 Hz、48 Hz、80 Hz、112 Hz和160 Hz,为钻架的优化设计提供参考。

目前国内煤矿井下锚杆支护的工作强度较大、支护效率低、人员安全性差,为此提出一种自动化程度更高的锚杆钻车钻锚工作系统。根据实现自动化钻锚工作的具体要求,使用S7-200 SMART PLC对钻锚工作的控制系统进行设计,使用MCGS组态软件对控制系统进行组态仿真,使钻车具有自动钻孔、填装锚固剂、锚杆装卸、锁紧锚杆的功能。

CMM2-20型煤矿用全液压锚杆锚索钻车钻架多因磨损而导致定位不准和复杂工况下强度刚度不够而失效。在SolidWorks中建立钻架的三维模型,导入ANSYS软件中对其进行模态分析。选取钻架典型工作位置,分别是推进的起始、中间和最远位置,得到了前30阶固有频率和振型图。通过钻架模态结果分析,为设计人员提供应力应变、动态特性和提高稳定性关键部位的实验数据参考依据。

CMM2-20型煤矿用全液压锚杆锚索钻车因其具备工作压力高、动力头输出扭矩大和回转速度无级可调等优点,被广泛应用于煤矿井下开采工作面中。但其钻架的可靠性一直是其工作中的薄弱环节。通过对CMM2-20型煤矿用全液压锚杆钻车的钻架进行进行静力学有限元分析,找到钻架在推进行程中应力集中最严重的位置,和相应的应力值大小,为CMM2-20型煤矿用全液压锚杆钻车的安全使用提供理论基础。

液压锚杆钻车作业时,需准确控制钻架钻头在工作空间中的朝向及其与巷道壁面之间的角度、距离等,对钻臂调整能力有极高要求。目前对液压锚杆钻车自动定位及自主路径规划的研究较少。针对上述问题,提出一种液压锚杆钻车钻臂路径规划方法。以CMM2−36型矿用液压锚杆钻车整机工作参数和钻臂结构为基础构建钻臂三维模型,在Matlab平台进行仿真模拟。采用连续路径规划方案,针对基于三次多项式插值法的钻臂关节角规划方法不能保证钻臂在始末位置的加速度为0的问题,采过五次多项式插值法对钻臂关节角进行规划。以巷道顶板为例,在顶板上设置32个钻孔定位点,设计了3种路径规划方案并进行对比分析,得出“工”字形路线距离最短,轨迹最合理。结合运动学理论构建D−H坐标系,对钻臂进行正逆运动学求解,采用蒙特卡罗法求解了液压锚杆钻车钻臂理论最...