基于多目標優(yōu)化的液壓鑿巖系統(tǒng)配置研究.pdf

1、液壓鑿巖鉆車是地下金屬礦山鑿巖鉆孔的主要設(shè)備之一，其鑿巖鉆進系統(tǒng)配置合理與否直接決定了鉆進效率和釬具的壽命。本文基于地下采礦鉆車，采用波動力學(xué)、沖擊動力學(xué)理論、多目標優(yōu)化算法和試驗驗證相結(jié)合的方法，對其液壓鑿巖系統(tǒng)配置進行研究。
　　首先，利用波動力學(xué)理論對常見的幾種鑿巖機入射應(yīng)力波進行了分析和比較，研究表明液壓鑿巖機產(chǎn)生的入射應(yīng)力波形是一種平緩理想的應(yīng)力波形，選擇用直徑較大的釬桿可以降低最大應(yīng)力峰值。根據(jù)沖擊鉆進動力學(xué)得出的鑿巖

2、系統(tǒng)的鑿入特性，對液壓鑿巖機鑿入效率進行了分析。比較分析了當前常見的液壓鑿巖機在配置不同直徑釬桿時的最大鑿入效率值，并得出活塞和釬桿等直徑時，能有最大鑿入效率。
　　其次，從液壓鑿巖系統(tǒng)的鑿速和釬具壽命兩性能指標入手，建立了鑿速和釬桿壽命數(shù)學(xué)計算模型，對相關(guān)影響因素進行了分析，得出影響鑿速和釬桿壽命的相關(guān)因素之間存在相互影響、相互制約的關(guān)系。為了提高液壓鑿巖系統(tǒng)的整體性能，利用多目標優(yōu)化算法對液壓鑿巖系統(tǒng)配置進行優(yōu)化。以鑿速和釬桿

3、壽命為目標函數(shù)，將最優(yōu)推進力和最優(yōu)轉(zhuǎn)速作為約束條件，建立多目標優(yōu)化模型，并利用遺傳算法求解計算。
　　最后，利用臥式鑿巖試驗臺分別對HYD300液壓鑿巖機配置不同直徑釬桿和調(diào)節(jié)不同液壓鑿巖機參數(shù)情況下的鑿速進行測試，將測試結(jié)果與理論分析的結(jié)果進行對比分析。
　　本論文提出液壓鑿巖系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)不同的鑿巖鉆孔條件選擇合適的工作性能參數(shù)和釬具，以使得液壓鑿巖系統(tǒng)能達到較優(yōu)的整體性能。本論文的研究對于提升液壓鑿巖系統(tǒng)的整體性能和經(jīng)濟性