论文部分内容阅读
回转液压系统是潜孔钻机主要工作液压系统之一,也是能最先反映作业工况的液压系统之一。因此,其动态特性的好坏在很大程度上影响潜孔钻机液压系统的工作性能。随着潜孔钻机近年来的广泛应用,因卡钻引起的液压系统振动、液压冲击、噪声、平稳性差等问题逐渐凸现,这些都要求对卡钻发生时回转液压系统的动态特性进行必要的研究。
本文首先对国内外潜孔钻机的研究现状进行了总结,指出当前对潜孔钻机防卡钻研究的不足,接着对潜孔钻机的卡钻机理进行必要的分析,总结卡钻时回转液压系统的负载变化特点,并对卡钻临界回转压力的判定进行了分析,选择了建模和分析方法。
考虑到液压系统的特点,结合当前研究液压系统动态特性的方法,选择了利用功率键合图法对回转液压系统进行建模。首先分析回转液压系统的工作原理,对系统中主要液压元件如液压泵、多路阀等的结构和工作原理进行分析,提出了对液压泵根据工况分别分析的思想,简化了凿岩作业情况下的泵结构,根据功率键合图的原理对它们分别进行了建模。接着利用建立的元件模型,在综合考虑系统特性的基础上,建立了回转液压系统的功率键合图模型,根据功率键合图各变量间的逻辑关系,推导出系统的状态方程,利用MATLAB/Simulink软件,建立了回转液压系统的模块图,并进行仿真分析,得出马达进口压力在启动到正常作业、正常作业过程中遇到不同卡钻情况下的变化曲线,并对结果进行了分析,针对本系统计算出了系统的卡钻临界回转压力,并完成了系统的性能评价。最后利用实际潜孔钻机产品,通过适当改装,模拟各种工况,测试出马达进口压力变化曲线。实验结果表明,本文所建立的潜孔钻机回转液压系统的仿真模型是正确的,这对指导潜孔钻机改善工作特性、提高防卡装置的效果及对现有产品进行优化改进等方面具有重要的意义。