煤矿自动钻孔机半自动快速装卸杆装置设（开题报告）.doc

毕业设计（论文）开题报告

1、课题的目的及意义
1、1目的及意义
工程钻机是边坡支护、勘探取芯、煤矿瓦斯排放等施工的重要设备。工程钻机一般分为电动钻机、气动钻机和液压钻机，其中，具有安全性好、功率大，效率高等特点的液压钻机在煤矿钻孔中被广泛采用。
现有工程钻机钻孔深度达到几十米甚至上百米，而每节钻杆的长度只有0.8米，受钻杆长度的限制，工程钻机在钻进的过程中需要不断的接装钻杆才能能够完成额定孔深的钻进；完成钻进作业后，又需要不断的拆卸钻杆。因此在钻杆钻进和推出时分别要进行装钻杆和卸钻杆的重复工作，目前国内多数工程钻机都是先由升降机下降或提升钻杆，经卡瓦卡紧工作钻杆下部后，由卷扬系统和工人来完成装卸钻杆任务。若操作不当，会出现钻杆掉落伤人的事件。人工操作劳动强度大且效率低。
随着工程钻机的广泛应用，人们越来越关心钻机的工作效率、功耗以及安全性问题。在钻机工作的过程中钻杆装卸这一步骤需要大量的时间，如果能够设计一种装置实现钻杆装卸的自动化，将大大缩短安装钻杆需要的时间，提高钻机效率。也可以减少因为人工安装钻杆出现的事故。
所以设计一种半自动快速装卸钻杆的装置，将工人从繁重重复的工作中解放出来，提高装卸钻杆的效率，具有重要的意义。

1、2 国内外现状
a、中国地质大学(武汉)机电学院与湖北傲蓝德特种专业工程有限公司合作研究的工程钻机钻杆库系统。图1所示为其所研究的钻杆库系统装配轴测图。

它的工作原理为：该钻杆库系统由机械部分和液压动作回路两大部分组成。其机械部分由钻杆库、机械手装置、钻杆库支架、以及钻杆库横梁等部分组成；其液压执行部分是在原钻机液压系统的基础上改造而成。如图1所示，自动换杆功能是由钻杆库、机械手装置、摆杆机构、钻杆库转动机构及液压系统等几个部分协同动作来完成的。钻杆库，最多可存放6根钻杆(见图2，具体存放数量可根据实际需要调节)。通过钻杆库转动油缸推动棘轮机构进行钻杆库单向间歇转位，每次转动 ；由夹杆油缸控制机械手抓取或放下钻杆，并通过摆杆油缸将其送入钻架上方或由钻架上方送回钻杆库；通过钻机夹紧机构和钻机动力头回转马达完成钻杆的拧入或旋出。非工作状态下钻杆库中的钻杆在挡板机构作用下使之处于安全保护状态，当需要更换钻杆时可以通过挡板油缸的伸缩控制挡板的闭合以释放钻杆。在钻架上设置了钻杆导向器，在钻机钻进时可对长钻杆起导向作用。若机械手在夹持钻杆过程中发生意外，导向器可起阻挡作用，使钻杆不至掉落到地面，从而避免事故的发生。