曲面斜楔驱动的钻杆夹持机械手设计及机液联合仿真分析

为了解决钻杆在旋转时容易发生偏斜的问题，设计了一种具有滚柱结构和弯楔结构的机械手。该机械手保留了钻杆的旋转自由度，避免了钻杆在拧入和卸下过程中因偏转而造成螺纹损坏，确保了施工安全。为了提高机械手的工作稳定性，使用蓄能器和负载敏感变量泵来提高液压系统的保压性能，降低能耗。为了验证机械手在实际工作条件下夹紧功能的可靠性，使用Recurdyn和AMEsim进行了机械液压接头模拟分析和刚柔耦合分析，模拟钻杆受力的变化，改变钻杆直径和回路额定压力的情况下，回路压力和机械手关键部件上的应力。结果表明，当钻杆直径为127mm、108mm、89mm和73mm时，回路的允许压力范围分别为8~12MPa、8~12MPa、6~8MPa和3~5MPa。在允许的压力范围内，机械手满足可靠夹紧的要求，其结构强度也满足设计要求。