發(fā)布時間：2017-05-26 18:11

  本文關(guān)鍵詞：XDL-1800鉆機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計及動態(tài)分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：傳統(tǒng)的立軸式鉆機(jī)給進(jìn)行程短,一般只有0.5～0.6m,倒桿次數(shù)多,降低了鉆進(jìn)效率,還可能造成巖芯斷裂,堵塞鉆具,影響巖芯采取率。立軸式鉆機(jī)需要專門架設(shè)鉆塔,搬遷不方便。鉆機(jī)回轉(zhuǎn)速度沒有無級調(diào)速功能,不能滿足不同的鉆進(jìn)工藝要求。不易實現(xiàn)鉆進(jìn)參數(shù)監(jiān)測與自動控制。全液壓動力頭鉆機(jī)給進(jìn)行程長,一般為3m左右,倒桿次數(shù)少,對巖芯擾動小。巖芯采取率與巖芯質(zhì)量較高。倒桿次數(shù)少,降低了事故發(fā)生率,施工過程更加平穩(wěn),有利于改善施工質(zhì)量。全液壓動力頭鉆機(jī)帶有鉆塔,便于搬遷,施工效率高,減小施工成本。 全液壓動力頭鉆機(jī)轉(zhuǎn)速能無級調(diào)速,能適應(yīng)全面鉆進(jìn)、金剛石取芯鉆進(jìn)、反循環(huán)連續(xù)取芯(取樣)鉆進(jìn)等多種鉆進(jìn)工藝。隨著我國工業(yè)技術(shù)現(xiàn)代化程度的提高,液壓元件成本逐漸下降、可靠性穩(wěn)步提高,一些先進(jìn)的設(shè)計思想已應(yīng)用到全液壓動力頭鉆機(jī)當(dāng)中,如負(fù)載敏感技術(shù)與電液比例控制技術(shù)的應(yīng)用大大降低了鉆機(jī)的能耗,提高了鉆機(jī)的負(fù)載適應(yīng)能力與可操作性。全液壓動力頭鉆機(jī)易實現(xiàn)鉆進(jìn)參數(shù)的監(jiān)測,通過電液比例技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)鉆機(jī)的自動控制,提高鉆機(jī)的自動化水平。因此,在全液壓鉆機(jī)設(shè)計中,迫切需要應(yīng)用液壓技術(shù)和液壓元件發(fā)展的最新成果,對傳統(tǒng)的液壓系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造,達(dá)到完善功能、提高效率的目的。 全液壓鉆機(jī)性能的優(yōu)劣,主要是取決于液壓系統(tǒng)性能的好壞。對鉆機(jī)液壓系統(tǒng)的評價,應(yīng)該從液壓系統(tǒng)的功能和特性、效率等幾個方面加以分析對比。對于現(xiàn)階段全液壓鉆機(jī)研發(fā)人員來說,采用前沿液壓設(shè)備和技術(shù)研究的新產(chǎn)品,改進(jìn)現(xiàn)有液壓系統(tǒng),使得全液壓鉆機(jī)的功能更加齊全,液壓系統(tǒng)更加高效。液壓系統(tǒng)的能耗問題在液壓系統(tǒng)設(shè)計越來越受到設(shè)備研發(fā)人員的重視。 本文通過對國內(nèi)外鉆機(jī)液壓驅(qū)動系統(tǒng)的研究和分析,結(jié)合鉆探工藝,分析了巖心鉆機(jī)在不同地質(zhì)條件下作業(yè)時的負(fù)載狀況,得出鉆探工藝要求鉆機(jī)回轉(zhuǎn)速度能在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，且當(dāng)外負(fù)載變化時,鉆機(jī)回轉(zhuǎn)速度能夠自動適應(yīng)負(fù)載變化,轉(zhuǎn)速保持不變；鉆機(jī)給進(jìn)負(fù)載變化范圍較大,其速度特點是當(dāng)鉆壓鉆進(jìn)不同地層時,要求鉆機(jī)鉆壓能夠方便調(diào)節(jié),鉆機(jī)給進(jìn)速度要求能過自適應(yīng)鉆速的需要；鉆機(jī)履帶液壓控制系統(tǒng)應(yīng)該具有制動功能,避免在坡地或行駛時液壓系統(tǒng)突然停止工作而發(fā)生事故,同時為了避免鉆機(jī)在較大坡度坡面行駛時發(fā)生滑移,履帶行走液壓系統(tǒng)應(yīng)該具有自鎖能力；鉆探過程中,泥漿起著重要的作用,這要求其液壓控制系統(tǒng)輸出鉆速和轉(zhuǎn)矩能夠根據(jù)需要調(diào)節(jié)；結(jié)合鉆探工藝以及鉆機(jī)負(fù)載特性,本文提出了全液壓鉆機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計要求,綜合XDL1800全液壓動力頭式巖心鉆機(jī)單油缸給進(jìn),動力頭液壓無級調(diào)速加四級機(jī)械調(diào)速的特點,設(shè)計了應(yīng)用LUDV閥后補(bǔ)償負(fù)載敏感系統(tǒng)、LS閥前補(bǔ)償負(fù)載敏感系統(tǒng)、遠(yuǎn)程流量控制系統(tǒng)的鉆機(jī)雙泵液壓控制系統(tǒng)。將鉆機(jī)回轉(zhuǎn)與給進(jìn)系統(tǒng)采用閥后補(bǔ)償負(fù)載敏感系統(tǒng),一方面避免了系統(tǒng)流量不飽和時鉆機(jī)液壓系統(tǒng)協(xié)調(diào)性降低的缺點,另一方面解決了閥前補(bǔ)償負(fù)載敏感系統(tǒng)單泵單回路液壓系統(tǒng)成本高,系統(tǒng)裝機(jī)容量大等問題。然后使用AMEsim仿真軟件對鉆機(jī)液壓驅(qū)動系統(tǒng)進(jìn)行了建模和動態(tài)仿真,先對鉆機(jī)常見基本回路進(jìn)行了動態(tài)分析,主要分析了閥控系統(tǒng)以及泵控系統(tǒng)壓力、流量、能耗以及負(fù)載適應(yīng)性等動態(tài)特性,得出閥控系統(tǒng)存在較大的壓力及流量損失,負(fù)載適應(yīng)性差,泵控系統(tǒng)能耗小,且負(fù)載適應(yīng)性較好。然后對當(dāng)前鉆機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計中常見的恒壓變量泵控系統(tǒng)、閥前補(bǔ)償負(fù)載敏感系統(tǒng)、閥后補(bǔ)償負(fù)載敏感系統(tǒng)、遠(yuǎn)程流量控制系統(tǒng)進(jìn)行動態(tài)分析。通過分析可知,恒壓變量泵控系統(tǒng)具有流量自適的特點、系統(tǒng)沒有溢流損失,節(jié)能效果好,缺點是系統(tǒng)流量不可控,在系統(tǒng)負(fù)載突變時,系統(tǒng)流量波動較大；閥前補(bǔ)償負(fù)載敏感系統(tǒng)其特點負(fù)載自適,流量可根據(jù)需要方便調(diào)節(jié),系統(tǒng)節(jié)流及溢流損失小,缺點是系統(tǒng)抗不飽和能力較差；閥后補(bǔ)償負(fù)載敏感系統(tǒng)除了具有閥前補(bǔ)償負(fù)載敏感系統(tǒng)節(jié)能高效的特點之外,其系統(tǒng)具有負(fù)載獨立流量分配的特點,具有較好的抗流量不飽和特性；遠(yuǎn)程流量控制系統(tǒng)具有流量調(diào)節(jié)方便、負(fù)載自適應(yīng)、使用普通閥便可實現(xiàn)流量準(zhǔn)備控制,成本相對負(fù)載敏感系統(tǒng)低。通過以上分析驗證XDL-1800鉆機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計的合理性。 本文探索了應(yīng)用動態(tài)設(shè)計方法進(jìn)行鉆機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計的新思路。通過對不同鉆進(jìn)工況下,鉆機(jī)液壓系統(tǒng)動態(tài)特性進(jìn)行分析,驗證了液壓系統(tǒng)設(shè)計的合理性,為鉆機(jī)作業(yè)過程中液壓系統(tǒng)壓力及流量特性分析提供了更加準(zhǔn)確的理論依據(jù),對于改善目前全液壓鉆機(jī)的液壓系統(tǒng)技術(shù)狀況、促進(jìn)全液壓巖心鉆機(jī)的更新?lián)Q代均具有實際意義。
【關(guān)鍵詞】：全液壓動力頭鉆機(jī) 液壓系統(tǒng) 動態(tài)分析 AMEsim
【學(xué)位授予單位】：中國地質(zhì)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TE922;TH137
【目錄】：

• 作者簡介7-8
• 摘要8-10
• ABSTRACT10-15
• 緒論15-21
• §1.1 論文研究的目的和意義15-16
• §1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀16-17
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀16
• 1.2.2 國內(nèi)發(fā)展水平16-17
• §1.3 鉆掘機(jī)械液壓節(jié)能技術(shù)的研究現(xiàn)狀17-20
• 1.3.1 變量泵控制系統(tǒng)17-20
• 1.3.2 電液比例智能化控制20
• §1.4 論文背景、任務(wù)20-21
• 1.4.1 論文背景20
• 1.4.2 論文主要任務(wù)20-21
• 第二章 鉆機(jī)鉆進(jìn)工藝及負(fù)載特性分析21-28
• §2.1 鉆機(jī)鉆進(jìn)工藝21-22
• 2.1.1 鉆進(jìn)過程中各參數(shù)間的基本關(guān)系21-22
• §2.2 鉆機(jī)負(fù)載特性及機(jī)構(gòu)動作分析22-26
• 2.2.1 履帶行走23-24
• 2.2.2 動力頭給進(jìn)24-25
• 2.2.3 動力頭回轉(zhuǎn)25-26
• §2.3 全液壓鉆機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計要求26-27
• §2.4 本章小結(jié)27-28
• 第三章 典型鉆機(jī)液壓系統(tǒng)分析28-33
• §3.1 液壓系統(tǒng)分類28
• §3.2 常見鉆機(jī)液壓系統(tǒng)28-32
• 3.2.1 單泵液壓系統(tǒng)28-30
• 3.2.2 雙泵系統(tǒng)30-31
• 3.2.3 多泵系統(tǒng)31-32
• §3.3 本章小結(jié)32-33
• 第四章 XDL-1800鉆機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計33-45
• §4.1 動力頭回轉(zhuǎn)液壓回路設(shè)計33-35
• §4.2 動力頭給進(jìn)回路35-37
• §4.3 行走及卷揚(yáng)控制回路37-38
• §4.4 泥漿泵液壓回路設(shè)計38-39
• §4.5 輔助液壓回路設(shè)計39-40
• §4.6 液壓系統(tǒng)主要參數(shù)的確定40-44
• 4.6.1 鉆機(jī)主要技術(shù)參數(shù)40
• 4.6.2 液壓執(zhí)行元件的選擇40-42
• 4.6.3 液壓動力元件的選擇42-44
• §4.7 本章小結(jié)44-45
• 第五章 全液壓鉆機(jī)典型液壓系統(tǒng)動態(tài)分析45-61
• §5.1 液壓系統(tǒng)靜態(tài)與動態(tài)設(shè)計45
• §5.2 動態(tài)設(shè)計常用方法45-46
• §5.3 全液壓巖心鉆機(jī)典型液壓回路動態(tài)仿真分析46-47
• 5.3.1 主要研究內(nèi)容46-47
• 5.3.2 研究仿真平臺的選擇47
• §5.4 典型液壓回路動態(tài)分析47-53
• 5.4.1 閥控調(diào)速系統(tǒng)47-49
• 5.4.2 容積調(diào)速系統(tǒng)49-51
• 5.4.3 壓力控制回路51-53
• §5.5 鉆機(jī)常用液壓系統(tǒng)動態(tài)分析53-60
• 5.5.1 恒壓變量泵控系統(tǒng)53-54
• 5.5.2 負(fù)載敏感系統(tǒng)54-58
• 5.5.3 負(fù)載獨立流量分配系統(tǒng)58-59
• 5.5.4 遠(yuǎn)程流量控制系統(tǒng)59-60
• §5.6 本章小結(jié)60-61
• 第六章 總結(jié)與展望61-63
• §6.1 總結(jié)61
• §6.2 展望61-63
• 致謝63-64
• 參考文獻(xiàn)64-66
• 附圖66

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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本文編號：397679