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电液比例技术作为联系微电子技术与工程机械系统的接口,是工程设备实现自动化控制的基本技术之一。电液比例控制技术应用于工程机械之中,能够简化系统,实现复杂的程序控制,降低费用,改善控制过程品质,提高可靠性,缩短工作循环时间。工程钻机中电液比例技术应用的研究有利于工程钻机自动化、高效化、智能化的发展方向,对于提高工程钻机的控制性能和效率具有重要的理论意义和实用价值。 本文从工程应用的角度出发,以GDY-40钻机为切入点,研究电液比例控制技术在液压工程钻机中应用的一般性问题及方法,对采用了电液比例技术的工程钻机液压系统进行功能分析,并且进行了实验研究。电液比例技术能够与电子技术相结合实现钻机的计算机控制。GDY-40钻机的液压系统与电子技术PLC相结合,从而提高工程钻机的自动化程度。 本文首先分析了电液比例控制系统的组成、分类、性能要求和特点,然后对工程钻机液压系统的回转系统和给进系统的工况进行了分析,应用电液比例控制技术对GDY-40大口径工程钻机液压系统的功能原理进行了设计和分析。GDY-40钻机的回转系统采用双变量泵-双定量马达调速回路,电液比例技术在回转系统中的应用主要体现在电控比例变量泵上,电控比例变量可以无级的按程序控制泵的排量,重点对电控比例变量泵的特性进行了分析。给进机构液压系统采用电液比例调速阀回油节流调速回路,系统工作压力由电液比例溢流阀按实际工况调节,给进力由电液比例调速阀来调节。 在此基础上,文章从理论和实验两方面对GDY-40钻机液压系统的回转和给进系统的特性进行了研究分析。经过严密详细的理论推导,建立了给进系统电液比例控制系统的数学模型,并且对给进系统的稳定性和在阶跃负载作用下P2(s)的超调量和调整时间进行了分析。在工程钻机中采用电液比例控制技术的基础上,分析了工程钻机的液压系统的控制策略与方法,应用电液比例控制技术能够实现工程钻机的自动控制。研究结果表明:在回转系统中电液比例控制系统的稳定性良好,比例变量泵给定信号阶跃响应特性过程近似于线性;给进系统采用电液比例闭环控制系统在地层不变时实现恒压自动给进,通过对给进液压缸无杆腔压力变化的补偿和校正,能保持孔底压力不变,准确调节加压、减压给进力。给进系统中电液比例控制系统性能稳定、响应快。 本文对电液比例控制技术在工程钻机中的应用进行了研究,研究成果对于高效化、自动化的工程钻机的研发工作具有重要的参考价值。