煤矿钻机辅助钻进装备设计及其驱动控制研究

宛宗瑞

doi:10.13436/j.mkjx.202608015

煤矿机械 ›› 2026, Vol. 47 ›› Issue (8) : 77 -82. DOI: 10.13436/j.mkjx.202608015

煤矿钻机辅助钻进装备设计及其驱动控制研究

宛宗瑞

作者信息 +

Author information +

文章历史 +

摘要

针对目前矿用钻具在硬岩钻进中存在全隐患多、钻进效率低的问题，研制了辅助钻进装备，并分析了其驱动控制系统。该装备为超声波辅助钻进装备，由钻头、变幅杆、卡簧、压电陶瓷叠堆、预紧螺母、自由质量块、套筒、后盖板、回复弹簧和端盖等组成。分析了辅助钻进机构驱动电源硬件电路，主要由电压转换模块、信息采集模块、阻抗匹配模块、全桥逆变模块、直流升压模块和核心控制模块组成。提出了辅助钻进机构驱动电源谐振控制方案及控制流程。最后进行了试验验证，在石灰岩、砂岩钻进中，复合钻进速度比只旋转钻进平均钻进速度分别提高了9.3%、15.6%。结果表明，引入超声波辅助钻进装备后，整体钻进速度得到有效的提升。