最火煤矿用定向钻机制动装置的有限元仿真压力后视镜电源线燃气系统电话卡OrE

煤矿用定向钻机制动装置的有限元仿真

瓦斯抽采(放)既是煤矿瓦斯治理的主要方式之一，也是综合利用瓦斯(煤层气)的基础。通过在煤层中钻孔抽采瓦斯，是煤矿防治瓦斯灾害的根本途径。要提高我国煤矿井下瓦斯的抽采率，在瓦斯抽采(放)矿井大范围推广进水平钻孔定向技术，是一条重要途径。煤矿井下定向钻进，具有主孔距离长、多车床加工分支孔布置、瓦斯抽采区域而积大的优点，达到常规短钻孔无法比拟的效果。近年来，已成为煤矿井下瓦斯高效抽采钻孔施工的主要技术途径。

制动装置是定向钻机实现定向钻进的主要功能部件。制动装置的主要作用，是克NTL底马达钻进时产生的反扭矩，不仅要求在360。范围内的任意点锁定钻杆，而且要求夹紧迅速、松开彻底，以保证定向钻进施工的顺利进行和定向钻孔的精度控制，从而适应不同方向钻孔的需要。在定向钻进过程中，要求钻杆和卡盘之间，不能产生轴向或径注射机向的相对滑动Ⅲ。

煤矿井下定向钻机，多采用摩擦盘式定向制动装置，用于在定向钻进时制动主轴。其原理是当压力油进入油缸，推动压盘挤压主动摩擦片，使主动摩擦片与被动摩擦片相互接触，通过增大摩擦力，使得拨盘无法转动，从而达到制动主轴的目的。

1 仿真分析

在设计过程中，为了校核制动装置的制动能力，在有限元仿真软件Abaqus中对制动装置进行有限元分析，主要研究制动装置在液压油压力下的受力状况，以及摩擦盘之间发生滑动时的扭矩。总体思路是使摩擦片匀速转动，得到对应的应力、位移及扭矩，该结果可认为是制动装置失效时产生相对运动的等效结果。从理论上讲，仿真分析得到的扭矩数值，等于该制动装置的制动力矩。

计算模首批次新材料是指用户在首年度内购买使用《目录》内的同品种、同技术规格参数的新材料产品型中简化的制动装置结构如图l所示。由主动摩擦片l、拨盘2、被动摩擦片3、压盘4等组成。使用Solid Eage三维建模软件搭建3D模型，其中主动摩擦片6片，被动摩擦片5片。装配完成后，导出到有限元仿真软件Abaqus中进行下一步计算。

根据实际情况可知，制动装置受力时油压为3 MPa；考虑摩擦片浸在液压油中，摩擦系数取0．O5。首先，根据零件材料确定材料参数E=21 0 000 MPa，泊松比u=0．3；依据装配图在Abaqus环境下进行装配；考虑计算结果的精度和模型，全部零件均采用6而体8节点减积分三维实体单元进行格划分，并对摩擦片进行格细化，其中摩擦片格应在4层

2 计算结果

2．1摩擦片刚度分析结果

通过添加匀速运动载荷及设置分析类型等步骤，提交计算，得到摩擦片刚度计算结果如图5所示，主动摩擦片在轴向方向应变压缩量为0．05 mm，铜止回阀考虑到主动摩擦片初始厚度为3 mm，摩擦片刚度满足设计要求。

3物理模拟实验

为了验证仿真结果，对定向钻机制动装置进行了物理模拟实验。方案如下：

采用同类钻机作为扭矩输入钻机，通过联接钻杆向实验钻机动力头施加反扭矩，模拟定向钻进时孔底马达对钻机所施加的反扭矩，从而检测定向制动装置的制动效果。实验结果表因此目前我们不能太过激动明，扭矩钻机回转压力达到1 6．34 MPa时，该钻机回转对应输出扭矩为

950 N·m，实验钻机的定向制动装置制动失效，实验钻机回转器开始转动。

通过实验数据和仿真结果的对比，两者存在偏差较大。结果分析，仿真结果更加保守，针对这个问题，对有限元模型进行检查，原因是由于分析模型中，摩擦系数从设计角度考虑，取最小值O．O5，从而使计算中的摩擦力小于实际摩擦力。通过实验得到的据，对模型中摩擦系数进行修止后，重新计算，当摩擦系数为0．O7的时候经计算机高速采样，计算结果中扭矩为l 913．6 N·m，与实验结果近似，可作为今后该系列钻机制动装置仿真分析时，对摩擦系数的选取作参考数据。

4 结束语

运用有限元方法，对定向钻机制动装置工作过程中的应力场，进行了数值模拟，得到定向装4、双陌生物显微镜在任何情况下操作人员不能用棉团、干布块或干镜头纸擦试镜头表面置的应力分布及扭矩数值，通过物理模拟试验，验证其结果的止确性，并根据结果修止了模型中的摩擦系数，对以后类似的分析提供了参考。从设计角度考虑，此次分析结果合理，揭示了制动过程电子天平中制动盘应力场的分布规律，得出了具有实用价值的摩擦盘扭矩值，为制动装置结构设计提供了重要理论依据。