碟盤振動切削煤巖機構的動力學模型與幅頻特性

劉春生，韓德亮，那洪亮

(1.黑龍江科技大學，哈爾濱 150022； 2.黑龍江科技大學 機械工程學院，哈爾濱 150022)

0 引 言

研究碟盤振動切削破碎煤巖機構的動力學特性，對分析機構工作性能與高效破碎煤巖具有重要的意義。李瑋等[1-2]通過PDC鉆頭的旋轉、高頻振動沖擊的破巖實驗與仿真模型研究了激振頻率與鉆進速度的關系，根據實驗結果驗證了高頻振動激勵下巖石穩態振動響應的幅頻特性。劉春生等[3-5]研究了碟盤刀具在軸向振動與徑向切削破碎煤巖的力學特性，采用ADAMS動力學仿真軟件分析碟盤振動切削破碎煤巖機構的固有頻率、振幅與最大激振力的關系。玄令超等[6]設計了一種新型旋轉沖擊破巖實驗裝置，獲得了影響沖擊載荷的因素及其與破巖效率的關系。閆炎等[7]研制了一種縱向沖擊與扭轉沖擊復合沖擊破巖裝置，分析了鉆壓、轉速、沖擊力和沖擊扭矩等參數對鉆進速度的影響。李思琪等[8-10]提出了扭轉沖擊鉆井技術，建立高頻諧波作用下鉆頭振動沖擊破碎巖石的動力學模型，給出了激振頻率和激振力以及鉆頭的尺寸、質量等工作參數對鉆進速度的影響。廖茂林[11]通過研究鉆頭與巖石之間的激振碰撞工況，得出激振頻率、振幅和施加的靜態壓力等參數在旋轉沖擊鉆井過程中軸向沖擊輔助破巖效果。王兆祺等[12]利用ADAMS進行落錘沖擊試驗臺動力學仿真，通過結構優化研究了落錘的可靠性。黃家根等[13]通過建立高頻沖擊鉆進數學模型，分析鉆壓、頻率和振幅對破巖效率的影響規律。……