畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告

1、課題的目的及意義
1、1目的及意義
工程鉆機(jī)是邊坡支護(hù)、勘探取芯、煤礦瓦斯排放等施工的重要設(shè)備。工程鉆機(jī)一般分為電動鉆機(jī)、氣動鉆機(jī)和液壓鉆機(jī)，其中，具有安全性好、功率大，效率高等特點的液壓鉆機(jī)在煤礦鉆孔中被廣泛采用。
現(xiàn)有工程鉆機(jī)鉆孔深度達(dá)到幾十米甚至上百米，而每節(jié)鉆桿的長度只有0.8米，受鉆桿長度的限制，工程鉆機(jī)在鉆進(jìn)的過程中需要不斷的接裝鉆桿才能能夠完成額定孔深的鉆進(jìn)；完成鉆進(jìn)作業(yè)后，又需要不斷的拆卸鉆桿。因此在鉆桿鉆進(jìn)和推出時分別要進(jìn)行裝鉆桿和卸鉆桿的重復(fù)工作，目前國內(nèi)多數(shù)工程鉆機(jī)都是先由升降機(jī)下降或提升鉆桿，經(jīng)卡瓦卡緊工作鉆桿下部后，由卷揚系統(tǒng)和工人來完成裝卸鉆桿任務(wù)。若操作不當(dāng)，會出現(xiàn)鉆桿掉落傷人的事件。人工操作勞動強(qiáng)度大且效率低。
隨著工程鉆機(jī)的廣泛應(yīng)用，人們越來越關(guān)心鉆機(jī)的工作效率、功耗以及安全性問題。在鉆機(jī)工作的過程中鉆桿裝卸這一步驟需要大量的時間，如果能夠設(shè)計一種裝置實現(xiàn)鉆桿裝卸的自動化，將大大縮短安裝鉆桿需要的時間，提高鉆機(jī)效率。也可以減少因為人工安裝鉆桿出現(xiàn)的事故。
所以設(shè)計一種半自動快速裝卸鉆桿的裝置，將工人從繁重重復(fù)的工作中解放出來，提高裝卸鉆桿的效率，具有重要的意義。

1、2 國內(nèi)外現(xiàn)狀
a、中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)機(jī)電學(xué)院與湖北傲藍(lán)德特種專業(yè)工程有限公司合作研究的工程鉆機(jī)鉆桿庫系統(tǒng)。圖1所示為其所研究的鉆桿庫系統(tǒng)裝配軸測圖。

它的工作原理為：該鉆桿庫系統(tǒng)由機(jī)械部分和液壓動作回路兩大部分組成。其機(jī)械部分由鉆桿庫、機(jī)械手裝置、鉆桿庫支架、以及鉆桿庫橫梁等部分組成；其液壓執(zhí)行部分是在原鉆機(jī)液壓系統(tǒng)的基礎(chǔ)上改造而成。如圖1所示，自動換桿功能是由鉆桿庫、機(jī)械手裝置、擺桿機(jī)構(gòu)、鉆桿庫轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)及液壓系統(tǒng)等幾個部分協(xié)同動作來完成的。鉆桿庫，最多可存放6根鉆桿(見圖2，具體存放數(shù)量可根據(jù)實際需要調(diào)節(jié))。通過鉆桿庫轉(zhuǎn)動油缸推動棘輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行鉆桿庫單向間歇轉(zhuǎn)位，每次轉(zhuǎn)動 ；由夾桿油缸控制機(jī)械手抓取或放下鉆桿，并通過擺桿油缸將其送入鉆架上方或由鉆架上方送回鉆桿庫；通過鉆機(jī)夾緊機(jī)構(gòu)和鉆機(jī)動力頭回轉(zhuǎn)馬達(dá)完成鉆桿的擰入或旋出。非工作狀態(tài)下鉆桿庫中的鉆桿在擋板機(jī)構(gòu)作用下使之處于安全保護(hù)狀態(tài)，當(dāng)需要更換鉆桿時可以通過擋板油缸的伸縮控制擋板的閉合以釋放鉆桿。在鉆架上設(shè)置了鉆桿導(dǎo)向器，在鉆機(jī)鉆進(jìn)時可對長鉆桿起導(dǎo)向作用。若機(jī)械手在夾持鉆桿過程中發(fā)生意外，導(dǎo)向器可起阻擋作用，使鉆桿不至掉落到地面，從而避免事故的發(fā)生。