全液压坑道钻机配油套密封性能试验研究

论文摘要

全液压坑道钻机是进行瓦斯抽采和地质勘探的核心设备。配油套是钻机中最重要的密封元件,通过它可以向高速旋转的胶囊式卡盘供应高压油,从而使卡盘具有向钻杆传递扭矩和轴向力的能力。目前,配油套的设计主要依靠实践经验,缺乏必要的理论依据。本文将密封原理分析和试验研究相结合,提出了配油套的最优化设计方法,具有重要的理论意义和实用价值。分析了配油套的密封原理,并根据配油套在密封工作过程中应用的间隙流体阻力效应原理,对与配油套密封性能有显著影响的参数进行研究,包括配油套密封间隙的大小、节流长度、浮动力、转轴摩擦功率、材料选择和径向变形。设计了一套针对配油套密封性能测试的试验装置;利用正交试验法分析了试验因素(配油套内径尺寸、密封压力、节流长度和壁厚)对试验指标(泄漏量)影响的主次顺序;基于正交试验数据,利用方差分析,得出了主轴转速和配油套长径比对泄漏量的影响规律;利用多元线性回归分析,建立了泄漏量和试验因素的线性方程,为配油套的优化设计提供了数学模型。通过对全液压坑道钻机配油套密封性能的试验研究,总结了配油套在优化设计过程中的设计方法和思路,对现有的设计方法进行了必要的修正和补充,达到了建立数学模型和提出配油套最优化设计方法的论文研究目的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 全液压坑道钻机配油套简介
• 1.2 坑道钻探研究背景
• 1.3 坑道钻机的发展
• 1.3.1 国内坑道钻机的发展
• 1.3.2 国外坑道钻机的发展
• 1.4 全液压坑道钻机配油套研究
• 1.4.1 配油套研究背景
• 1.4.2 配油套重要性研究
• 1.4.3 配油套密封性能试验研究内容
• 1.4.4 配油套密封性能试验研究方法
• 1.5 小结
• 2 全液压坑道钻机配油套工作机理分析和计算
• 2.1 配油套工作机理分析
• 2.1.1 密封的定义及阻漏方法研究
• 2.1.2 配油套工作机理和密封原理分析
• 2.1.3 配油套密封方式的优缺点及失效原因分析
• 2.2 配油套设计与计算
• 2.2.1 配油套泄漏量计算
• 2.2.2 配油套浮动力计算
• 2.2.3 配油套摩擦功率计算
• 2.2.4 配油套密封间隙内油液温升计算
• 2.2.5 配油套制造工艺分析
• 2.2.6 配油套变形分析
• 2.3 小结
• 3 全液压坑道钻机配油套密封性能试验研究
• 3.1 煤矿坑道钻机检测试验台
• 3.1.1 试验台硬件部分
• 3.1.2 试验台软件部分
• 3.2 配油套密封性能试验方案设计
• 3.2.1 正交试验方法
• 3.2.2 正交试验设计
• 3.3 配油套密封性能试验装置设计
• 3.3.1 机械装置设计
• 3.3.2 液压驱动控制装置设计
• 3.3.3 信号采集装置设计
• 3.4 配油套密封性能试验数据采集与分析
• 3.4.1 试验数据采集
• 3.4.2 主轴转速与密封性能分析
• 3.4.3 密封性能正交试验分析
• 3.4.4 长径比与密封性能分析
• 3.4.5 密封间隙值与密封性能分析
• 3.5 小结
• 4 软件分析和计算
• 4.1 软件简介
• 4.2 数学模型的建立
• 4.3 软件计算和分析
• 5 结论与展望
• 5.1 完成的工作
• 5.2 结论
• 5.3 存在的问题和展望
• 5.3.1 存在的问题
• 5.3.2 展望
• 附录一 配油套密封性能试验数据统计表
• 附录二 配油套密封性能试验（第二组）数据统计表
• 参考文献
• 致谢
• 个人简介