150吨履带式牙轮钻机液压系统的设计与研究

发布时间：2017-08-21 18:21

  本文关键词：150吨履带式牙轮钻机液压系统的设计与研究

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【摘要】：全液压牙轮钻机作为一种性能优异,工作效率高的钻孔设备,被广泛应用于矿山生产中。随着科学技术的发展,其所采用的技术越来越先进。国外牙轮钻机技术比较成熟,而国内对牙轮钻机的研究较少。通过前期调研,基本掌握牙轮全液压钻机的发展及现状及国内外牙轮钻机型号和技术指标,总结国内外牙轮钻机生产及制造的差距,本文所述牙轮钻机采用国外先进的液压技术和进口液压元件,设计理念较为先进,其主要液压系统在国内属于较为先进的液压系统。首先,基于钻杆力学分析和钻岩的应力分析,确定牙轮钻杆的轴向力和回转扭矩,为牙轮钻机回转和加压等液压系统的设计提供依据。通过确定的参数,计算牙轮钻机液压系统并进行元件选型,设计牙轮钻机的回转液压系统、钻杆加压液压系统和行走液压系统。重点提出回转限压阀组设计方案、钻杆加压系统加压和限压方案,限制钻杆扭矩和轴向力,避免钻杆断裂损坏;同时提出拖动工况能量回收方案,回收牙轮钻机静液压制动过程中的机械能。其次,对回转系统、钻杆加压系统和制动系统进行仿真研究,对所述液压系统关键元件和整个系统建立数学模型并以此为依据建立仿真模型,对回转限压阀组、钻杆加压系统限压方案和钻机的拖动及其能量回收系统进行仿真分析,验证合理性。以此衡量回转系统、钻杆加压系统和行走系统性能,同时探究制动过程中能量回收的可行性。最后,对样车进行调试,分析采集的试验数据,将试验数据和仿真数据进行对比,分析回转限压阀组性能,验证回转限压阀组是否可以限制钻杆扭矩;研究钻杆加压系统中限压方案的可行性,证明所提出的限压方案满足钻杆限压要求;同时验证试验过程中驱动系统多提供的最大驱动力是否符合理论设计要求。
【关键词】：回转限压阀组 钻杆加压 行走系统 仿真分析 试验 能量回收
【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】：TD421;TH137
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-17
• 1.1 牙轮钻机概况10-13
• 1.2 牙轮钻机的国内外发展现状13-15
• 1.2.1 牙轮钻机国外发展现状13-14
• 1.2.2 牙轮钻机国内发展现状14-15
• 1.3 牙轮钻机的发展趋势15
• 1.4 课题来源及研究目的和意义15-16
• 1.5 课题的主要研究内容16-17
• 第2章 牙轮钻机液压系统的设计与分析17-43
• 2.1 牙轮钻机钻进原理及钻岩应力分析17-21
• 2.2 回转液压系统的计算与设计21-30
• 2.2.1 牙轮钻杆扭矩分析21-23
• 2.2.2 回转液压系统的计算23-24
• 2.2.3 回转液压系统的设计24-27
• 2.2.4 回转限压阀组的设计27-30
• 2.3 钻杆加压液压系统的计算与设计30-34
• 2.3.1 牙轮钻杆轴向力分析30-31
• 2.3.2 钻杆加压系统的计算31-33
• 2.3.3 钻杆加压系统的设计33-34
• 2.4 行走液压系统的计算与设计34-42
• 2.4.1 驱动工况计算34-38
• 2.4.2 驱动液压系统设计38-39
• 2.4.3 拖动工况的计算39-41
• 2.4.4 拖动工况能量回收设计方案41-42
• 2.5 本章小结42-43
• 第3章 牙轮钻机液压系统建模与仿真分析43-68
• 3.1 回转系统的建模与仿真分析43-55
• 3.1.1 逻辑插装阀建模43-46
• 3.1.2 逻辑插装阀回转限压阀组仿真分析46-49
• 3.1.3 A4VG闭式泵变量机构建模49-53
• 3.1.4 回转系统工况仿真分析53-55
• 3.2 钻杆加压系统的建模和仿真分析55-59
• 3.2.1 负载敏感阀数学建模55-57
• 3.2.2 加压系统仿真分析57-59
• 3.3 行走系统拖动工况及能量回收方案分析59-67
• 3.3.1 行走系统拖动工况的仿真分析59-62
• 3.3.2 拖动工况能量回收方案数学建模及仿真分析62-64
• 3.3.3 拖动工况时能量回收系统的效率64-67
• 3.4 本章小结67-68
• 第4章 牙轮钻机液压系统的试验研究68-77
• 4.1 牙轮钻机样车调试及试验数据采集68-69
• 4.2 牙轮钻机回转系统的试验数据分析69-71
• 4.3 牙轮钻机行走系统试验数据分析71-73
• 4.4 牙轮钻机钻杆加压系统的试验数据分析73-76
• 4.5 本章小结76-77
• 结论77-78
• 参考文献78-81
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果81-82
• 致谢82-83
• 作者简介83

【引证文献】

中国重要会议论文全文数据库 前1条

1 杨勇;;YZ-35D牙轮钻机数字故障诊断系统设计[A];中国矿业科技文汇—2014[C];2014年

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本文编号：714405