搜集了11个安百拓双控式凿岩机和4个后控式凿岩机冲击活塞的直径数据,计算得到在凿岩机冲击运动周期中,回程与冲程活塞受力面积的比值范围。根据比值数据的分析,指出基于三段法理论的设计变量作为凿岩机性能评价指标的普适性较差。据此,本文强调了数据分析在凿岩机研究中的重要作用。文中还介绍了改进的三段法理论及其计算实例,论述了改进的三段法的优点与缺点。

针对液压锚杆钻机动力头易发生疲劳性失效,无法保证支护作业过程的稳定性和安全性。提出了一种基于ANSYS的液压锚杆钻机动力头分析方法。通过分析液压锚杆钻机动力头的冲击凿岩过程以及受力情况,建立了动力学模型,并以动力头冲击活塞为例,运用ANSYS软件对其模型进行瞬态动力学分析和振动模态分析。结果表明:运用该方法能够对易发生疲劳损坏的危险部位进行预测;验证相关配套零部件的合理性,避免摩擦以及碰撞带来影响,从而降低结构的失效率。

介绍了液压凿岩机的工作原理,建立了冲击活塞和蓄能器的数学模型,通过对冲击活塞前后腔压力进行仿真分析,得出了活塞和导向套气蚀的主要原因,并且提出了解决气蚀、延长活塞和导向套使用寿命的措施。

由于凿岩工作环境比较复杂，如岩石中有裂缝、岩石软硬不均以及操作不当等，使得凿岩机活塞不能及时撞击到钎尾，从而出现空打现象。为了避免这种现象的发生，有必要确定活塞缓冲油垫区长度。根据新型液压凿岩机活塞等减速缓冲阶段运动规律及活塞变减速缓冲阶段运动规律，分别列出了活塞动力学方程表达式，进一步导出了活塞空打时缓冲期间的运动速度和加速度运算表达式，给出了活塞缓冲油垫区长度设计计算方法。