觀察孔

又稱監測井，是地浸系統中用於監測地下流體動態的鑽孔。主要用來觀察地下流體的水位和鈾的浸出情況，監測溶浸範圍，監視地下水的污染狀況等。對於一個採用地浸法浸出的井場，一般應在浸出區、井場邊界和沿地下水流方向布置一定數量的監測孔。

基本介紹

• 中文名：觀察孔
• 外文名：observation well
• 學科：核地質學

刮板輸送機墊架觀察孔尺寸對其強度的影響

刮板輸送機是煤礦井下綜采工作的重要設備，刮板輸送機機頭架和傳動裝置間安裝有聯接墊架，為了便於對聯接墊架內聯軸器的安裝、觀察與維修，聯接墊架上需要開有觀察孔，較大的觀察孔可提高對墊架內設備的檢修與維護的便捷性，但觀察孔過大會影響整體聯接墊架的強度。針對這一問題，以SGZ800/800型刮板輸送機聯接墊架為例，採用有限元分析方法對墊架的觀察孔進行參數化建模，對觀察孔的長、寬尺寸對墊架的極限變形與應力的影響進行分析，從而為聯接墊架觀察孔尺寸的選擇與最佳化提供參考。

有限元模型

採用ANSYS自帶的三維建模軟體DesignModel，根據SGZ800/800型刮板輸送機聯接架的實際參數，對聯接墊架進行三維建模，所述模型忽略掉一些不重要的細節，如倒角和螺栓孔，主要特徵包括機頭架端與傳動裝置端，聯接平鍵槽和定位止口等特徵。其中觀察孔沿z向的尺寸為h₂，沿x向的尺寸為v₁，分別以此尺寸進行參數化設定。

邊界條件

利用有限元軟體ANSYS對聯接墊架進行有限元分析，採用二者間的接口，將Design Model中建立的模型直接進入ANSYS分析模組，格線採用Meshing進行高精度格線自動劃分，劃分格線後採用以下的邊界條件：給聯接墊架機頭架端施加固定約束Fixed Support傳動裝置端施加轉矩M，聯接墊架受力分析，得到聯接墊架分別沿x、z 向的轉矩分別為25000N·m、50000N·m，得到邊界條件施加結果。

觀察孔尺寸對極限應力與變形的影響

觀察孔沿z向的尺寸h₂、x向的尺寸v₁對聯接墊架整體極限變形與極限應力的影響可以看到，沿z向的尺寸h₂ 對整體強度的影響遠大於沿x向的尺寸v₁，觀察孔對整體聯接墊架變形的影響大於對應力的影響及觀察孔主要影響聯接墊架的變形。

觀察孔尺寸對極限應力的影響可以看出，聯接墊架的應力隨著觀察孔尺寸h₂的增大而增大，但增加幅度較小；聯接墊架的應力隨著觀察孔尺寸v₁的增大而增大，增加幅度較大，在h₂、v₁尺寸範圍為200～400mm、100～200mm內，聯接墊架的極限應力最大為70MPa。

觀察孔尺寸對極限變形的影響可以看出，聯接墊架的變形隨著觀察孔尺寸h₂的增大而迅速增大，聯接墊架的變形隨著觀察孔尺寸v₁的增大而增大，但增加幅度較小，在h₂、v₁尺寸範圍為200～400mm、100～200mm，聯接墊架的極限變形最大為0.26mm。

導向葉片觀察孔位置度測具的改進設計

測具通過利用UG軟體，設計了全新的三維導向葉片觀察孔位置度測具，新的位置度測具不僅可以用於測量導向葉片觀察孔位置度，而且解決了被測孔的公差比較大的問題，由於該孔位置度沒有最大實體標誌，必須將孔徑進行分組檢測，該測具解決了孔徑分組問題，同時解決了兩同軸孔進行同時檢測的問題。該測具結構簡單，測量快速準確，且能直接讀出位置度偏差的實際值。

孔位置度測量

為了有效的解決導向葉片上的觀察孔位置度的測量問題，設計是基於新的設計理念，設計了全新的孔位置度測具。該位置度測具包括：用於葉片上、下緣板排氣邊端面定位的三個定位銷；用於外圓弧定位的兩個圓柱銷；角向定位塊，以及基座內安裝襯套，槓桿和轉軸連線形成一體在襯套內旋轉，以便對孔的位置度進行測量的測量裝置。

三維設計方法的套用

傳統的測具一直採用AUTOCAD的平面設計方法，這種方法不直觀，不利於解決觀察和檢測測具的運動性、合理性等問題，利用UG三維設計方法，改善了傳統設計方法中存在的缺陷，從設計伊始就給於最直觀的視覺效果，並能夠確定測具設計的合理性和良好的套用性。

先進的數顯測量方式的套用

傳統的插銷分組測量方法，人為因素影響比較大，測量精度與工人的操作熟練程度以及工人的認真度都有直接的聯繫，測具採用了先進的數顯測量方式，測具更多的依靠定位方法以及數顯顯示來對孔的位置度進行直接讀取，人為因素影響較小，測具使用簡單，降低了工人的操作要求，也降低了工人的勞動強度，值得推廣套用。

多自由度運動手段的靈活套用

傳統的測具在測量中需要工人先對葉片上緣板的兩同軸孔孔徑分別進行測量，然後再根據孔徑尺寸選擇對應尺寸的插銷進行孔位置度的檢測，操作比較繁瑣，新的位置度測具則採用了多自由度運動機構的方法，利用轉軸帶動槓桿在襯套內直線推進，來實現兩同軸孔軸向方向位置度的檢測，利用轉軸帶動槓桿在襯套內旋轉，來實現兩同軸孔周向位置度的檢測，完成葉片孔位置度的精確測量，減少了工人的操作步驟，提高了測量效率和測量精度。