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石油钻机液压盘式刹车的工艺特性用于考察其工作制动性能,工艺特性包括响应特性和微调特性。油气勘探开采难度的加大、自动化钻井技术及液压盘式刹车一体化技术的发展都对液压盘式刹车的工艺特性提出了更高要求。理论研究和现场使用情况均表明液压盘式刹车在工作制动时存在着响应滞后和微调特性差的问题。本文从液压盘式刹车比例调压系统的角度分析,深入细致地对液压盘式刹车的响应特性和微调特性进行了优化研究以提高工艺特性,具体采用理论研究和仿真验证相结合的方法来完成全文的研究内容。本文的研究内容和成果如下: 1)基于液压盘式刹车工作制动的实际情况分析了液压盘式刹车的工作制动工况、工作钳的运动规律、工作钳钳缸油压变化规律和不同钻井作业对工艺特性的需求。 2)首次提出了响应滞后的两种类型和微调特性差的两种类型。 3)理论分析获得比例调压系统的动态模型以研究液压盘式刹车的响应特性及其影响因素,根据理论研究结果提出提高响应特性应采取的措施,随后用比例调压系统的AMEsim模型验证优化措施是有效的,同时仿真结果表明响应特性提高了47%。 4)理论分析获得比例调压系统的调节模型以研究液压盘式刹车的微调特性及其影响因素,根据理论研究结果提出提高微调特性应采取的措施,随后用比例调压系统的AMEsim模型验证优化措施是有效的,同时仿真结果表明微调特性提高了6.4%。 5)理论分析获得比例调压系统指令元件的操控模型以研究指令元件的操控性及其影响因素,根据理论研究结果设计出一种应用于液压盘式刹车工作制动时的比例调压系统,随后仿真对比新旧比例调压系统系统的操控性,验证了新系统确实提高了指令元件的操控性。 本文的研究结果可为工程上优化液压盘式刹车工艺特性提供参考。