全套管连续钻机液压动力头的设计与研究
本文选题:动力头 + 液压系统 ; 参考:《燕山大学》2015年硕士论文
【摘要】:近年来,我国经济建设高速发展,基础工程建设也在如火如荼的进行,因此桩工机械在市场中潜力很大。全套管连续钻进技术以高效、清洁和低噪音的优点成为当今世界桩工施工领域内最先进的技术。上下可分离式双动力头结构发挥了其独特的优势,如施工质量高,工期短,机械化程度高,尤其对于直径大于800mm的桩型,其综合性能明显高于其它设备。本课题针对双动力头全套管连续钻机机组做了相应的介绍,并对它的动力装置及相关机构和系统进行了设计研究,使该产品能够更适合未来发展的需要。首先,通过对工程机械常用的液压节能控制方式进行分析,设计了动力头负载敏感液压系统。通过建立负载敏感系统数学模型,从理论角度分析了该方案的可行性,同时也为系统仿真提供了理论依据。该系统不仅操控方便,性能可靠,同时实现了节能控制的要求。其次,用AMESim软件对动力头液压系统进行仿真分析,从仿真结果可以得出动力头的转速、扭矩、流量、压力等曲线,从而对理论计算做了进一步验证,确保了系统设计及参数设置能够满足该设备的工况要求。再次,鉴于动力头结构及强度对整台机器的性能具有直接的影响,本文对钻机双动力头进行了结构设计,并对主要结构件用ANSYS Workbench软件做了有限元分析,使该设计方案在能够满足钻机安全作业的前提下,节约制造成本,避免不必要的浪费。最后,考虑到钻机工作时操作的方便性,合理的人机交互界面显得尤其重要。本文基于HMI Developer-1.3软件设计了显示屏主界面、动力头工作界面,并通过软件运行验证了该界面设计的可行性,不但为操作者带来了方便,并且能够更好地监控设备的运行状态。
[Abstract]:In recent years, with the rapid development of economic construction and the construction of basic engineering in full swing, piling machinery has great potential in the market. With the advantages of high efficiency, clean and low noise, the whole casing continuous drilling technology has become the most advanced technology in the field of pile construction in the world. The upper and lower detachable double power head structure exerts its unique advantages, such as high construction quality, short construction period and high degree of mechanization. Especially for the pile with diameter larger than 800mm, its comprehensive performance is obviously higher than other equipment. In this paper, the author introduces the full set of tubing continuous drilling rig with double power head, and designs and researches its power device and related mechanism and system, so that the product can be more suitable for the needs of future development. Firstly, the load sensitive hydraulic system of power head is designed by analyzing the commonly used hydraulic energy saving control methods of construction machinery. By establishing the mathematical model of load sensitive system, the feasibility of the scheme is analyzed theoretically, and the theoretical basis for system simulation is also provided. This system not only controls conveniently, the performance is reliable, simultaneously realizes the energy-saving control request. Secondly, the AMESim software is used to simulate the hydraulic system of the power head. From the simulation results, the rotational speed, torque, flow rate, pressure and other curves of the power head can be obtained, thus the theoretical calculation is further verified. The system design and parameter setting can meet the requirements of the equipment. Thirdly, in view of the direct influence of the structure and strength of the power head on the performance of the whole machine, this paper designs the structure of the double power head of the drilling rig, and makes the finite element analysis of the main structural parts with ANSYS Workbench software. Under the premise of satisfying the safety operation of drilling rig, the design scheme can save manufacturing cost and avoid unnecessary waste. Finally, considering the convenience of drilling rig operation, a reasonable man-machine interface is particularly important. In this paper, the main screen interface and the working interface of the power head are designed based on HMI Developer-1.3 software. The feasibility of the interface design is verified by running the software, which not only brings convenience to the operator, but also can better monitor the running state of the equipment.
【学位授予单位】:燕山大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TU67
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,本文编号:1923936
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