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全液压钻机由于结构紧凑、传动平稳、操纵简单、以及容易实现无级变速等一系列的优点,在工程施工、地质勘探等领域得到了普遍应用。但由于国内钻机大多为传统的定量泵+溢流阀的阀控液压系统,系统油液温升高,能量损失严重,传统的阀控液压控制系统已有被具有节能性的新型液压控制系统取代的趋势。本论文在添加了负载敏感液压系统的履带式钻机液压系统中基于仿真和实验室研究的方法分析了执行机构中的几个液压回路的响应特性,能够直观的同以往设计的液压系统性能进行比较,也为以后设计此类液压系统提供一定的依据。
利用simulink建立了ZDY4000L型钻机的执行机构液压系统仿真模型,并成功的模拟了各液压回路的动态特性曲线的响应情况。可通过改变回转回路、进给回路的输出端模拟负载值的大小,来监测整个液压系统在不同工况下各液压元件的动态特性响应曲线。从而可以对执行机构的液压系统设计进行合理的评价,通过更换液压系统中的某一个元件或者更改相关的参数,既可以直观的反映出输入端与输出端的响应特性,也为实际工程中的设备的改型以及优化设计提供可靠的数据支持。
对履带钻机的液压控制系统进行了实验室试验研究,主要的试验内容为测试钻机回转液压系统的工作特性,在模拟负载变化的情况下,测出系统的压力、回转回路马达转速、系统的输入输出功率,系统的回转效率等,检验是否符合钻机的实际工作要求,同时也验证了基于simulink对液压控制系统数据分析的可靠性。
经工程应用证实,本论文的研究取得了显著的成果:首先,提高了钻探设备的工作效率,在一定程度上减小了油温升高的程度以及能量损失严重的现象;其次,缩短了产品的开发周期,经济效益可观。